Расчет нахлесточного болтового соединения листов стали на болтах обычной прочности

Цель: Проверка режима расчета болтовых соединений

Задача: Выполнить проверку нахлесточного соединения листов размером 500х12 мм на болтах обычной прочности из стали марки С245 на действие срезающего усилия.

Источник: Металлические конструкции : учебник для студ. Учреждений высш. проф. Образования / [Ю. И. Кудишин, Е. И. Беленя, В. С. Игнатьева и др.] ; под. Ред. Ю. И. Кудишина. - 13-е изд., испр. - М. : Издательский центр "Академия", 2011. – C. 165.

Соответствие нормативным документам: СНиП II-23-81*, СП 16.13330, ДБН В.2.6-163:2010.

Имя файла с исходными данными:

2.1 SNiP.sav;	2.1 SP2011.sav;
отчет — Kristall 2.1 SNiP.doc	отчет — Kristall 2.1 SP2011.doc

Исходные данные из источника:

N = 1000 кН	Усилие среза;
R_bp = 450 МПа	Сталь марки C245; Толщина пластин: двух внешних – 8 мм, внутренней – 12 мм;
R_bs = 200 МПа	Болты класса прочности 5.8, точности В; Диаметр болтов 20 мм, диаметр отверстий 23 мм;
γ_c = 1	Коэффициент условий работы конструкции;
γ_b = 0,9	Коэффициент условий работы болтового соединения.

Исходные данные КРИСТАЛЛ:

Сталь: C245

Группа конструкций по приложению В СП 16.13330.2011 2

Коэффициент надежности по ответственности	1
Коэффициент условий работы	1
Коэффициент условий работы соединяемых элементов	1
Расчетное сопротивление срезу болтов R_bs	20897,044 Т/м²
Расчетное сопротивление смятию болтовых элементов R_bp	49541,284 Т/м²

Тип	Болты	Параметры
	Диаметр болтов 20 мм Диаметр отверстий 23 мм Класс болтов 5.8 Класс точности B или C	m = 5 n = 1 a = 60 мм b = 60 мм c = 50 мм t = 8 мм t₀ = 12 мм

Тип

Болты

Параметры

Диаметр болтов 20 мм
Диаметр отверстий 23 мм
Класс болтов 5.8
Класс точности B или C

m = 5
n = 1
a = 60 мм
b = 60 мм
c = 50 мм
t = 8 мм
t₀ = 12 мм

Усилия:
N = 101,937 Т
M_y = 0 Т*м
Q_z = 0 Т

Ручной расчет (СП 16.13330):

1. Расчетное сопротивление болтов на срез вычислялось как R_bs = 0.41R_bun = 0.41 × 500 = 205 МПа (см. табл. 5).

2. Расчетное сопротивление болтов на смятие принималось как R_bp = 1.35R_u = 1.35 × 360 = 486 МПа (см. табл. 5).

3. Несущая способность болтов на срез вычислялась по формуле:

\[ N_{bs} =R_{bs} A_{b} n_{s} \gamma_{b} \gamma_{c} =205\times 10^{3}\times 3,14\times 10^{-4}\times 2\times 1,0\times 0,9=115,866 \quadкН. \]

4. Несущая способность болтов на смятие вычислялась по формуле:

\[ N_{bp} =R_{bp} D\left( {\sum\limits_i {t_{i} } } \right)_{\min } \gamma_{b} \gamma_{c} =486\times 10^{3}\times 20\times 12\times 10^{-6}\times 1,0\times 0.9=104.976 \quad кН. \]

Ручной расчет (СНиП II-23-81*):

1. Расчетное сопротивление болтов на срез вычислялось как R_bs = 0.4R_bun = 0.4 × 500 = 200 МПа (см. табл. 5*).

2. Расчетное сопротивление болтов на смятие принималось как (см. табл. 5*):

\[ R_{bp} =\left( {0,6+340\frac{R_{un} }{E}} \right)R_{un} =\left( {0,6+340\cdot \frac{370}{2,06\cdot 10^{5}}} \right)\cdot 370=447,95 \quad МПа. \]

3. Несущая способность болтов на срез вычислялась по формуле:

\[ N_{bs} =R_{bs} A_{b} n_{s} \gamma_{b} \gamma_{c} =200\times 10^{3}\times 3,14\times 10^{-4}\times 2\times 1,0\times 0,9=113,04 \quad кН. \]

4. Несущая способность болтов на смятие вычислялась по формуле:

\[ N_{bp} =R_{bp} D\left( {\sum\limits_i {t_{i} } } \right)_{\min } \gamma_{b} \gamma_{c} =447,95\times 10^{3}\times 20\times 12\times 10^{-6}\times 1,0\times 0,9=96,7575 \quad кН. \]

Сравнение решений:

Фактор	Нормы	Прочность по срезу	Прочность по смятию
Ручной счет	СП 16.13330.2011	1000/(12*115,866) = 0,719	1000/(12*104,976) = 0,794
КРИСТАЛЛ	СП 16.13330.2011	0,719	0,794
Отклонение от ручного счета, %		0,0	0,0
Ручной счет	СНиП II-23-81*	1000/(12*113,04) = 0,737	1000/(12*96,7575) = 0,861
КРИСТАЛЛ	СНиП II-23-81*	0,737	0,865
Отклонение от ручного счета, %		0,0	0,5
Источник	СНиП II-23-81*	0,737	0,857