[lee]

Разбираю чужие косяки:
Здание рамно-связевого каркаса. Проектом была предусмотрено выполнение укрупнительных узлов ригеля фланцевым соединением фрикционного типа на высокопрочных болтах.
На сегодняшний день монтаж в силу "необъяснимых" причин выполнен таким образом, что между фланцами присутствуют зазоры. Площадь контакта настолько мала, что говорить о фрикционном характере работы не приходится. Отверстия для установки высокопрочных болтов предусмотрены +3 мм. На срез будет работать часть болтов или, скорее всего, гарантированно один. Мое мнение таково, что мы легко можем поймать ситуацию, когда болт будет работать на изгиб в т.ч. Нигде не могу найти возможность такой работы, не то, что порядок определения прочности на изгиб.
Буду благодарен на любое квалифицированное мнение. Согласен выслушать и более вольные комментарии.

[Ivan.spb]

Читал где-то, что дополнительная проверка на изгиб болта выполняется в болтовых шарнирах арок.
Согласен с Хаос по поводу расчета: выбрать правильно расчетную схему, определить нагрузки (равнодействующую), определить мах момент и выполнить проверку.
Расчетная схема болта в случае болтового шарнира (2 щеки и фасонка сеод. болтом) - шарнирно опертая балка, загруженная сосредоточенной силой в середине пролета.

[Semvad]

Ivan.spb, Может быть, все таки, не на изгиб? =) на растяжение со срезом, например... А какое тогда брать расчетное сопротивление для изгиба?

[Ильнур]

У автора ситуация такая: болты от основного усилия в фланцеовом соединении работают чисто на растяжение, при этом контакт между фланцами, как предполагается (из-за некачественноого изготовления и сборки), исчезает, и соответственно трение тоже. Теперь болты от поперечного усилия должны сработать чисто на "срез" без учета трения, но есть фишка: отверстия с большим зазором, равномерности распределения нет, а чтоб она (равномерность) была, болты должны слегка изогнуться, "догоняя" друг друга.
В нормальных узлах, выполненных по нормам, такая неравномерность предусмотрена (идеального ничего нет) - есть коэфф. (типа 0,8 и т.д.).
Автор же опасается, что у него слишком большая неравномерность...
Я правильно рассказываю?

[АС_В]

+1 относительно среза

а вот относительно "догона" болтов как-то неверется
скорее всего просто будет некоторое перераспределение
а вот какое врядли кто точно скажет

[Кутузов]

Сообщение от Ильнур ...В нормальных узлах, выполненных по нормам, такая неравномерность предусмотрена (идеального ничего нет) - есть коэфф. (типа 0,8 и т.д.). Автор же опасается, что у него слишком большая неравномерность...

В том то и дело, что узел очень ненормальный.
Зачем вообще используются высокопрочные болты?
Чем больше прочность стали, тем она более хрупкая, меньше ее деформативность и пластичность. Характер разрушения таких сталей отличается от обычных. Разрушение происходит более хрупко, внезапно и при намного меньших деформациях. Это хорошо, когда надо добиться контроллируемой силы обжатия между фланцами или другими соединяемыми элементами для возможности учета сил трения в работе соединения. Обычные болты за счет удлиннения при натяжении не держали бы первоначальную силу обжатия (как новая гитарная струна постоянно "теряет" ноту пока не "растянется"). Высокопрочный болт держит силу обжатия практически не удлинняясь. При этом касательные напряжения в соединении воспринимаются силами трения между плотно прижатыми друг к другу элементами.
Известно, что многоболтовое соединение на обычных болтах работающее на срез подразумевает неравномерную загруженность болтов, которая более или менее выравнивается за счет пластических свойств стали, из которой эти болты изготовлены (наиболее нагруженный болт деформируется или сминает кромки отверстия и усилие перераспределяется на следующий ряд и т.д.), что учитывается в расчете соответствующими коэффициентами. Но все имеет разумные пределы...
В общем смысла расчитывать высокопрочный болт на изгиб явно нет. Не знаю, есть ли смысл вообще расчитывать узел, в котором так грубо нарушены конструктивные требования!? Будет ли расчет в этом случае чего-то стоить?

[-=Xaoc=-]

Зачем вообще используются высокопрочные болты?

СНиП II-23-81* "Стальные конструкции"
11.12. Соединения на высокопрочных болтах следует рассчитывать в предположении передачи действующих в стыках и прикреплениях усилий через трение, возникающее по соприкасающимся плоскостям соединяемых элементов от натяжения высокопрочных болтов. При этом распределение продольной силы между болтами следует принимать равномерным.

[Ильнур]

В развитие.
Допустим, фланцы кривые и много зазоров, в т.ч. под болтами. Но контакт все равно есть, об этом свидетельсвует тот факт, что все болты (или почти все) ПЕРДНАТЯНУТЫ на N тонн (А тонн, Б тонн). Площадок контактов возможно всего под двумя болтами. Но они есть!
Известно, что сила трения не зависит от площади, а лишь от усилия и коэфф. трения.
Так вот, коэфф. трения всяко номальный, и даже больше, ибо контакт весьма плотный из-за малой площади при тех же усилиях. Усилие тоже всяко есть и равно сумме усилий преднатягов болтов минус примерно Х% (Х% согласно секретным данным). Значит и есть сила трения! Ведь Х<суммN.
Причем если все болты проверить и убедиться, что все нормально преднатянуты, то можно сказать, что независимо от наличия/отсутствия зазоров узел будет держать расчетное Q.
Почему же, спрашивается, требования к зазорам строгие? Как было на форуме показано, зазор влияет на работу болтов в ПРОДОЛЬНОМ направлении, причем не так сильно.
Значит, автору всего лишь надо проверить преднатяг болтов. Трения не будет, если только Х=суммN.
А зазоры как-то "сдать" тезнадзору.

[Semvad]

между фланцами присутствуют зазоры

Значит характер работы болтов изменился, болты надо считать как обычные на срез(возможно с растяжением), соединение уже скорее всего не фрикционное (нет сцепления между фланцами) . Примение высокопрочных болтов для работы на срез, кстати, возможно по нормам.

[Кутузов]

Сообщение от Ильнур ..об этом свидетельсвует тот факт, что все болты (или почти все) ПЕРДНАТЯНУТЫ на N тонн

N тонн по-моему мало - лучше М тонн

Известно, что сила трения не зависит от площади, а лишь от усилия и коэфф. трения.

С этим сложно поспорить - "физика 6-й класс". Однако какое-то 8-е чувство подсказывает, что

характер работы болтов изменился

если конечно не считать фланец абсолютно жестким телом. На мой взгляд для полноценной передачи усилия надо, чтобы под болтами зазоров не было, т.к. имеенно в этом месте усилие обжатия передавалось бы напрямую, а так надо еще и изгибную жесткость фланца учитывать.

[Ivan.spb]

Сообщение от Semvad Ivan.spb, Может быть, все таки, не на изгиб? =) на растяжение со срезом, например...

На изгиб проводится дополнительная проверка, которая не исключает традициолнных расчетов болта.

[Ильнур]

Мы вот тут гадаем на болтовой гуще, а в Катюшине есть спецглава о особенностях работы болтов во фланце с кривизной от сварки (стр.353, гл.3.91.).
Врообще, там ВСЕ рассмотрено очень широко и доходчиво насчет фланцев, болтов и прочего.

[Vitaly Bilozir]

Ильнур, а Катюшин, что - Бог от проектирования? Да надо прорисовать реальную картину и расчитывать! А то ВСЕ?! Да, и, главное, - глубоко думать прежде, чем советоваться.

[BM60]

Вот, что посмотрел у себя, где есть методика расчета болта с внецентренной нагрузкой (расчет на изгиб)
1. Краткий спр. маш-строителя, Под ред. Чернавского, 1966, с. 645,
2. Батурин, Детали машин, Изд. 6, 1971, с. 114, 115,
3. Иванов, Детали машин, Изд. 5, 1991, с. 44, 45,
4. Павлов, Детали машин, Изд. 3, 1968, с. 392 – 394,
5. Решетов, Детали машин, Изд. 4, 1989, с. 110, 111.

Желательно просмотреть каждый из источников, есть отличия.
Скана нет, а переписывать как-то ...

[Ильнур]

Сообщение от Vitaly Bilozir Ильнур, а Катюшин, что - Бог от проектирования? Да надо прорисовать реальную картину и расчитывать! А то ВСЕ?! Да, и, главное, - глубоко думать прежде, чем советоваться.

Здравствуйте, Vitaly Bilozir. Глубоко думать - не всегда время есть. Катюшин - наверно не бог, но очень глубоко думал. И что характерно, все время заботился об инженерах, так и пишет все время: вот есть такой более тонкий научный подход к расчету этого, но он не приемлем для инженерной практики. А потому делаем вот так просто, сердито и надежно.
Пример: расчет опорной плиты стальной колонны. Все сто лет считают давления по упрощенным линейным эпюрам. Катюшин делает обзор других способов (например расчет основания под плитой в виде модели Винклера), и тут же говорит - все это нефига непригодно для инженерной практики.
А что Вас не устраивает в разъяснениях Катюшина насчет фланцев?
Ну хорошо, я глубоко подумал вот только что чуть-чуть, и получилось, что ВО ВЛАНЦЕВОМ СОЕДИНЕНИИ СТЕРЖНЕВОГО ЭЛЕМЕНТА ФЕРМЫ, РАБОТАЮЩЕГО НА РАСТЯЖЕНИЕ, НЕЛЬЗЯ ПЕРЕДАВАТЬ ТРЕНИЕМ ПОПЕРЕЧНЫЕ УСИЛИЯ, ИБО ВП БОЛТЫ НАТЯГИВАЮТСЯ примерно НА ТО ЖЕ УСИЛИЕ, КОТОРОЕ ПОНЕСУТ ПРИ РАСТЯЖЕНИИ. т.е. места для трения маловато, есть только попытка не допустить раскрытия зазора для улучшения работы фланца.

[Calmar]

Сообщение от Ильнур Ну хорошо, я глубоко подумал вот только что чуть-чуть, и получилось, что ВО ВЛАНЦЕВОМ СОЕДИНЕНИИ СТЕРЖНЕВОГО ЭЛЕМЕНТА ФЕРМЫ, РАБОТАЮЩЕГО НА РАСТЯЖЕНИЕ, НЕЛЬЗЯ ПЕРЕДАВАТЬ ТРЕНИЕМ ПОПЕРЕЧНЫЕ УСИЛИЯ, ИБО ВП БОЛТЫ НАТЯГИВАЮТСЯ примерно НА ТО ЖЕ УСИЛИЕ, КОТОРОЕ ПОНЕСУТ ПРИ РАСТЯЖЕНИИ. т.е. места для трения маловато, есть только попытка не допустить раскрытия зазора для улучшения работы фланца.

ЦНИИПСК не согласен :
"1.2 ФС соединения стальных конструкций, подверженных растяжению ... такие соединения могут воспринимать местные поперечные усилия за счёт сопротивления сил трения между контактирующими поверхностями фланцев от предварительного натяжения усилий..." из рекомендаций по проектированию фланцевых соединений, там же п.5.8 - расчёт на поперечную силу

[Ильнур]

Сообщение от Calmar ЦНИИПСК не согласен : "1.2 ФС соединения стальных конструкций, подверженных растяжению ... такие соединения могут воспринимать местные поперечные усилия за счёт сопротивления сил трения между контактирующими поверхностями фланцев от предварительного натяжения усилий..." из рекомендаций по проектированию фланцевых соединений, там же п.5.8 - расчёт на поперечную силу

Вот видите, как вредно глубоко думать Но вот интересно: Допустим в соединении всего один болт. Натянули на 27 тонн. Приложили 25 тонн на растяжение. Осталось 2 тонны на все про все... Кэфф. трения 0,3 допустим. Значит Q можно не более 0,6 тн? Что говорит ЦНИИСК по поводу величины Q?

[lee]

Сообщение от Ильнур В развитие. Допустим, фланцы кривые и много зазоров, в т.ч. под болтами. Но контакт все равно есть, об этом свидетельсвует тот факт, что все болты (или почти все) ПЕРДНАТЯНУТЫ на N тонн (А тонн, Б тонн). Площадок контактов возможно всего под двумя болтами. Но они есть! Известно, что сила трения не зависит от площади, а лишь от усилия и коэфф. трения. Так вот, коэфф. трения всяко номальный, и даже больше, ибо контакт весьма плотный из-за малой площади при тех же усилиях. Усилие тоже всяко есть и равно сумме усилий преднатягов болтов минус примерно Х% (Х% согласно секретным данным). Значит и есть сила трения! Ведь Х<суммN. Причем если все болты проверить и убедиться, что все нормально преднатянуты, то можно сказать, что независимо от наличия/отсутствия зазоров узел будет держать расчетное Q. Почему же, спрашивается, требования к зазорам строгие? Как было на форуме показано, зазор влияет на работу болтов в ПРОДОЛЬНОМ направлении, причем не так сильно. Значит, автору всего лишь надо проверить преднатяг болтов. Трения не будет, если только Х=суммN. А зазоры как-то "сдать" тезнадзору.

интересная позиция. На первый взгляд, вроде и не подкопаешься

[Ильнур]

lee , а сколько у Вас болтов, на сколько тонн они натянуты (или должны быть натянуты) и главное, какая величина N, а так же Q?

[lee]

Сообщение от Ильнур lee , а сколько у Вас болтов, на сколько тонн они натянуты (или должны быть натянуты) и главное, какая величина N, а так же Q?

в данном конкретном случае меня привлекли к судебной экспертизе чужого проекта и вопрос идет не о том, упадет здание или нет (хотя такие попытки имеются - люди тупо суммировали несущие способности болтов по срезу и подписались). Свое мнение я уже составил.
Очень хотел услышать мнение форумчан по работе такого узла со всеми вышеописанными косяками

Я не думаю, что болты натянуты с каким-то фиксированным усилием. Видели бы вы этот проект (комплекты чертежей АС(КМ нет) и КМД) !!

[eilukha]

- для изгибаемых соединений проверка обычно выполняется, заметим, что усилие затяжки и усилия в болтах здесь не присутствуют. Проверьте по этой формуле, возможно, болтам не придется работать на изгиб и срез.