[brahitoz]

Добрый вечер! Нужна помощь. Представьте есть распорный анкер, ну скажем М10, вот просверлили отверстие, продули, затянули с моментом затяга по каталогу (для 10 допустим 40 Н*м), а потом этот анкер испытали на чистый вырыв (только осевая нагрузка). Причем сделали 2 абсолютно одинаковых испытания с разницей лишь в том что во втором испытании перед приложением нагрузки открутили гайку и повторно уже не давали момент затяжки, а просто потянули, например законтрив (см картинку). Вопрос N1=N2 для этих испытания, другими словами уменьшает ли момент затяжки фактическое усилие на вырыв или нет? Если уменьшает то на сколько? Можно ,например, как для болтового соединения посчитать растягивающее усилие в первом случае от закрутки на 40 Н*м (через коэф. закручивания, момент и диаметр) и на столько меньше будет усилие, которое можно будет приложить для вырыв анкера. Или принципиально работает все по - другому? У кого какие мысли на этот счет?

[brahitoz]

Уф, попробую тогда переформулировать вопрос. Может кому то попадалась литература по исследованию болтового соединения где все разжевано (фактически работает похоже, хотя работа бетона наверняка все усложняет, ну хотя бы пока без ее учета, считая что со стороны стены все работает упруго как и в болтовом соединении),Хочу попробовать разобраться на примере как рассчитать Хи если известны толщины соединяемых элементов, их E, и характеристики самого болта.

[eilukha]

Сообщение от brahitoz Если уменьшает то на сколько?

- натянутый болт (с неослабленной гайкой) понесёт меньше, т. к. часть усилия затяжки прибавится к внешней нагрузке. Доля затяжки, которая войдёт в суммарное усилие зависит от соотношения жёсткостей (или податливостей, как у Вас на картинке) болта и слоя материала сминаемого под гайкой. Это если рассматривать прочность болта. Если смотреть с точки зрения прочности фрикционного соединения клина, то разницы не будет.

[olf_]

#1 распорный анкер в бетон, соединяет сталь и бетон
#2 болт соединяет сталь и сталь

#2 все относительно просто, детали с одинаковым модулем упругости
#1 половина деталей соответствует #2, а часть это бетон с E на порядок меньше стали и контакт цанга-бетон в пластичноупругой стадии (подлежит периодическому контролю путем проверки натяжения/затяжки)
#1 нельзя равнять #2

Есть прогнозируемая работа металла - несущая способность по материалу шпильки. Есть несущая способность по бетону (или контакту цанга-бетон).
Последняя подлежит обязательному контролю испытаниями.

[An2]

eilukha затяжка болта это преднапряжение... Которое гасится при приложении нагрузки... Ничего не суммируется

Что касается прочности... То при определении нормативных значений прочности анкера по ГОСТ то проводится испытания с учетом релаксации 30 %.. А также перектутка на 30%...ослабление анкера до 0...естественно приведет к преждевременному разрушению.... Анкеров распорного типа

[olf_]

Сообщение от brahitoz Вопрос N1=N2 для этих испытания, другими словами уменьшает ли момент затяжки фактическое усилие на вырыв или нет?

если после затяжки нет срыва/вырыва, то фактическое усилие на вырыв должно быть одинаковым (отклонение в пределах стандартной погрешности)

[eilukha]

Сообщение от An2 Ничего не суммируется

- не торопитесь, подумайте.

[An2]

eilukha
Тот же механизм, что и фрикционные соединения... Болт обжимает детали, в данном случае прикрепляемую... И пока отрывающая сила на прикрепляемую деталь не превзойдет обжатие... В анкере сила будет равна силе натяжения за вычетом потерь на релаксацию.

----- добавлено через ~7 мин. -----
brahitoz
Что касается влияния момента затяжки в распорном анкере... Удобней момент изобразить в виде распора напрямую с ним связанным... И в случае разрушения по контакту анкера с основанием (это основной случай для них) их прочность напрямую зависит от силы трения и как причины силы распора - момента затяжки.

[eilukha]

Сообщение от An2 что и фрикционные соединения

- «смешались в кучу кони, люди...»

[Komplanar]

Эм. ТС, почему вы к описываемому соединению в первом сообщении пытаетесь притянуть картинку из второго сообщения? Прочность анкера на вырыв, как правило, упирается либо в прочность материала стены на вырыв, либо в качество распора (это когда анкер выдирается из стены при меньших, чем проектные, усилия).
Затянули гайку анкера - обеспечили распирающее усилие, которое обеспечивает надежное крепление изделия анкером. Выкинули гайку, начали вытягивать шпильку анкера - сначала добрались до усилия, которое распирало анкер, затем начали выбирать прочность - либо анкера, либо стены. Эти два усилия суммировать нельзя в принципе, потому как в конечном изделии не подразумевается работа анкера без гайки с затягом. Если вы начали испытывать анкер в нерабочей конфигурации, то можете получить любые цифры, но пользоваться ими не можете. А то так можете дойти до "Мы поместили анкер в станок, разорвали его по металлу, можно эту цифру считать как усилие на вырыв анкера?"

[Rockname]

Сообщение от brahitoz Может кому то попадалась литература по исследованию болтового соединения где все разжевано

Биргер, Иосилевич "Резьбовые и фланцевые соединения"

[brahitoz]

Сообщение от Rockname Биргер, Иосилевич "Резьбовые и фланцевые соединения"

Всем спасибо, разобрался. И отдельное спасибо за книгу, очень понравилась!

Сообщение от Komplanar Если вы начали испытывать анкер в нерабочей конфигурации, то можете получить любые цифры, но пользоваться ими не можете. А то так можете дойти до "Мы поместили анкер в станок, разорвали его по металлу, можно эту цифру считать как усилие на вырыв анкера?"

Сам вопрос возник как раз из за того что сами испытатели с которыми уже не один год знаком сказали, что испытывают и так и так (см. первый пост), а я думал что всегда испытывали по первому варианту, отсюда и появились сомнения в правильности второго способа. Но они же утверждали сами что результаты примерно одинаковый, но сомнения все равно возникли.

[maks-ufa]

Сообщение от An2 eilukha затяжка болта это преднапряжение... Которое гасится при приложении нагрузки... Ничего не суммируется

Согласен, можно утрированно представить 3 метровый болт, который натянули по концам гайами как преднапряженную арматуру.

[eilukha]

Болт - одна пружина (растянутая), стягиваемая конструкция - другая пружина (сжатая). Эти пружины связаны концами. Если к этой паре связанных пружин приложить силу, то деформироваться будут обе пружины, а значит, и усилия будут меняться в обоих пружинах. Неужели и тут будут возражения?

[Boris_1]

Сообщение от eilukha Болт - одна пружина (растянутая), стягиваемая конструкция - другая пружина (сжатая). Эти пружины связаны концами. Если к этой паре связанных пружин приложить силу, то деформироваться будут обе пружины, а значит, и усилия будут меняться в обоих пружинах. Неужели и тут будут возражения?

С преднапряжением в ЖБ знаком? С натяжением на бетон?

[eilukha]

Есть.

[Leporello]

Сообщение от Boris_1 С преднапряжением в ЖБ знаком? С натяжением на бетон?

Хмм. eilukha писал, что «часть усилия затяжки прибавится к внешней нагрузке», и даже описал какая часть. В расчётах эта часть регулируется коэффициентом внешней нагрузки Хи (см. #2), с которым и разбирался ТС. Т.е. при работе такого соединения сумма растяжений в болтах(-те) превышает растягивающее усилие, приложенное к соединению, а значит преднапряжение «гасится» не полностью.
Это подтверждается экспериментально и теоретически обосновано (о чём подробно написано у Биргера и у других авторов).
Или преднапряжённые соединения – это традиционный холивар?

[Boris_1]

Сообщение от Leporello Хмм. eilukha писал,

Прикол в том, что при расчете предварительно напряженных элементов напряжения в арматуре (созданные в результате ее напряжения с учетом потерь) не суммируются с напряжениями от внешней нагрузки.

Если разобрать вопрос, а почему же столько много высокопрочных болтов в серийном растянутом фланцевом узле фермы "Молодечно", то в расчетной формуле можно увидеть ряд понижающих коэффициентов. Но я и там не видел, чтобы в прямую суммировали напряжения в болтах от предварительной затяжки (с учетом потерь на релаксацию) с напряжениями от внешней нагрузки. Это делают через коэффициенты.

Сообщение от Leporello Или преднапряжённые соединения – это традиционный холивар?

Согласен, что это животрепещущий вопрос для многих.

А ведь можно еще преднапряч нижний растянутой пояс фермы.

[eilukha]

Сообщение от Boris_1 Прикол в том, что при расчете предварительно напряженных элементов напряжения в арматуре (созданные в результате ее напряжения с учетом потерь) не суммируются

- ещё там упругость забывают. И напряжения от внешних сил там тоже не определяют. А раскрытие трещин там зависит и от преднапряжения, и от внешних сил.

Сообщение от Boris_1 я и там не видел

- сравните затяжку фланцевых и фрикционных.

[Boris_1]

Сообщение от eilukha - ещё там упругость забывают. И напряжения от внешних сил там тоже не определяют. А раскрытие трещин там зависит и от преднапряжения, и от внешних сил.

Прочитал несколько раз и всё равно не понимаю о чем вы хотели сказать.

[An2]

Сообщение от eilukha Болт - одна пружина (растянутая), стягиваемая конструкция - другая пружина (сжатая). Эти пружины связаны концами. Если к этой паре связанных пружин приложить силу, то деформироваться будут обе пружины, а значит, и усилия будут меняться в обоих пружинах. Неужели и тут будут возражения?

будет только замечание...нагрузка приложена при этом к прикрепляемой детали....и пока она не превосходит опорную реакцию к основанию усилие в болте не растет...

[ZVV]

Сообщение от An2 будет только замечание...нагрузка приложена при этом к прикрепляемой детали....и пока она не превосходит опорную реакцию к основанию усилие в болте не растет...

Растет. Степень увеличения нагрузки в предварительно напряженном болте зависит от жесткостей болта и соединяемых деталей. Для фланцевых соединений строительных стальных конструкций (болт М24) увеличение усилия в предварительно напряженном болте составит 13 % от внешней нагрузки.
Физика процесса описана в сообщении №2.

[An2]

В анкерной технике это называется дополнительным усилием отпорным... Как правило им принебрегают, хотя есть в последнее время направление по учету жесткости пластин прикрепления...
Но это не тот эфект о чем говорит eilukha
utc time now

[eilukha]

Это другие усилия. Судя картинке (плохого качества и с плохого хостинга), это рычажные усилия. Во фланцах они всегда учитываются (у строителей, по крайне мере). Они также добавляют усилие в болтах. Наверное, и в базах колонн добавляют, если его тонким сделать.

[Rockname]

Сообщение от ZVV Для фланцевых соединений строительных стальных конструкций (болт М24) увеличение усилия в предварительно напряженном болте составит 13 % от внешней нагрузки

Пользуясь случаем, спрошу.
В пособие к СНиП II-23-81 усилие натяжения равно 0,9B, где B - несущая способность болта на растяжение.
Ваша цифра (13%) весьма близко сходится с понижающим коэффициентом к затяжке высокопрочных болтов.
Вы сами ее определяли или есть данные в литературе на этот счет?
Конкретно интересует природа (исследования, эксперименты, обоснование) коэффициента "0,9"

[eilukha]

Сообщение от Rockname Конкретно интересует природа (исследования, эксперименты, обоснование) коэффициента "0,9"

- во фрикционных нет 0,9.

[Rockname]

ZVV писал про фланцевые. И я спрашиваю про фланцевые. При чем тут фрикционные? В них нет добавки в болтах за счет внешнего усилия

[eilukha]

Сообщение от Rockname При чем тут фрикционные?

- чтобы до всех дошло, что:

Сообщение от Rockname В них нет добавки в болтах за счет внешнего усилия

Если знаете, на кой спрашиваете?

[Rockname]

Меня интересует, почему именно "0,9". Не 0,85, не 0,87, не 0,95 и т.д. Я думаю, что это не только мне интересно будет знать.

[eilukha]

Думаю, это число взято с запасом для охвата многих случаев. Оценка жёсткости условных пружин есть у Катюшина (у него же есть ссылки на источники по теме) и у Биргера. Можете подставить конкретные числа и сравнить.

[An2]

Если имеет место во фланцах... То к анкерной теме это отношения не имеет в силы существенно большей податливости анкера в бетоне...
Поэтому ни о каком суммировании здесь речи не идет...

[eilukha]

Сообщение от An2 к анкерной теме это отношения не имеет в силы существенно большей податливости анкера в бетоне

- как раз наоборот, с ростом податливости растёт доля добавляемого внешнего усилия.

[ZVV]

Сообщение от Rockname Вы сами ее определяли или есть данные в литературе на этот счет?

Сам не определял. 0,13 взято из учебника Бирюлева В.В.:

Сообщение от Rockname Конкретно интересует природа (исследования, эксперименты, обоснование) коэффициента "0,9"

Изучением болтовых соединений в СССР основательно занимался Каленов В.В. Он же автор Рекомендаций по расчету фланцевых соединений. В своей докторской диссертации (автореферат есть в интернете) Каленов приводит значение коэффициента основной нагрузки 0,09. Значение было посчитано и затем подтверждено экспериментально.
Также в диссертации приводятся доводы о целесообразности создания значительного предварительного натяжения в болтах фланцевых соединений.

Вроде бы все понятно и логично, пока я не увидел, что европейцы велят натягивать высокопрочные болты не на 0,9, а на 1,1 от несущей способности и никаких оговорок об уменьшении значения натяжения для фланцевых соединений не делают. Непонятно. Точнее понятно частично: на 1,1 тянут с учетом того, что 10% натяжения релаксирует. Но почему не учитывают увеличение усилия от внешней нагрузки? Или может учитывают, но я не дочитал до того места?

Сообщение от eilukha - как раз наоборот, с ростом податливости растёт доля добавляемого внешнего усилия.

Если верить Пособию по проектированию анкерных болтов, то коэффициент основной нагрузки для них достигает 0,6:

[eilukha]

Сообщение от ZVV Если верить Пособию по проектированию анкерных болтов, то коэффициент основной нагрузки для них достигает 0,6

- думаю, это не то. Кто тому же это только для динамики. Там ещё некий 1,8. Ещё это только при проверке выносливости.

[An2]

Все верно... Не то... Для статики никаких дополнительных усилий, связанных с жесткостью прикрепляемых деталей нет... Это все фантазии металистов)

[eilukha]

Сообщение от An2 Это все фантазии металистов)

- которые не дают Вам покоя.

[An2]

Думаю тема не совсем верна размещена... Стальные конструкции и подходы к этому вопросу тут не причем... Вводите людей в заблуждение)

[Boris_1]

Сообщение от brahitoz Вопрос N1=N2 для этих испытания,

После того, как будет затянут распорный анкер со временем произойдет потеря напряжений, принципиально не отличающаяся от первых и вторых потерь при предварительном напряжении железобетонных конструкций. Сравнение с металлом, с подходами к его расчету - здесь не подойдет. Напряжение в распорном анкере будет σб=σcon-Δσ. Когда его будут тянуть, бетон (под клином) будет сминаться, что в свою очередь должно еще сильнее снизить σб. Этим можно объяснить то, что со слов испытателей N1 мало отличается от N2.