Конструкция и расчет болтового стыка балки.

Расчет монтажного стыка на высокопрочных болтах

В таких стыках каждый пояс балки желательно перекрывать тремя накладками площадь сечения, которых должна быть не менее площади сечения перекрываемого ими элемента. Ослабление сечения поясов балки учитывается при статических нагрузках, если площадь сечения нетто составляет меньше 85% площади брутто; тогда принимается условная площадь сечения , при динамических нагрузках  принимается независимо от величины ослабления.

Изгибающий момент M передается через поясные накладки и накладки стенки; поперечная сила Q через накладки стенки.

Изгибающий момент балки М воспринимается поясами и стенкой

,

где  – доля изгибающего момента, приходящего на пояса;  - то же на стенку.

Распределение моментов между поясами и стенкой происходит пропорционально их моментам инерции, поэтому части момента, приходящие на стенку и пояса, будут соответственно равны

;     ,

где  – момент инерции стенки;   – момент инерции всей балки.

Расчет поясных накладок

Поясные накладки рассчитывают на часть изгибающего момента, приходящего на пояса . Усилие в поясных накладках  и требуемая площадь накладок нетто определяется по формулам

;       .

Крепления накладок к поясам рассчитывается на силу  (по обе стороны от оси стыка). Необходимое число болтов, устанавливаемых на каждую сторону от центра стыка.

,

где – количество поверхностей трения;

– расчетное сдвигающее усилие воспринимаемое поверхностью трения одного высокопрочного болта.

Расчет поясных накладок можно выполнить исходя из принципа равнопрочности. Площадь поясных накладок  принимается равной площади пояса.

Усилие в накладке определяется по формуле , по этому усилию определяются необходимое число болтов.

Расчет накладок стенки

Накладки стенки рассчитывается на часть изгибающего момента, приходящего на стенку  и на всю поперечную силу Q. Момент уравновешивается суммой внутренних пар усилий, действующих на болты, расположенных на половине накладки, симметрично относительно нейтральной оси балки.

где m – число вертикальных рядов в половине накладки;

– соответственно усилие и в болтах и расстояния между ними.

Выражая все усилия  через максимальное усилие , ,  и т.д. получим            . Отсюда максимальное горизонтальное усилие от изгибающего момента, действующее на  каждый  крайний, наиболее нагруженный болт, будет

.

В этих же болтах возникает вертикальное усилие от поперечной силы Q, которая распределяется  равномерно между всеми болтами накладки.

   где n – число болтов в накладке по одну сторону стыка.

Равнодействующее усилие, приходящееся на один крайний болт

Если это условие не соблюдается, то увеличивается число болтов или их диаметр.

Толщина накладки принимается на 2-4 мм меньше, чем толщина стенки балки, но не менее 6-8 мм.