[Bash]

Здравствуйте!
Давно мучает вопрос: зачем во фланцевых соединениях делается предварительное натяжение высокопрочных болтов. В частности, для начала возьмём нижний пояс ферм, где действует только растягивающее усилие. Почему бы здесь просто не затянуть болты, высокопрочные или обычные, и пускай себе работают на рассчитанное по их количеству растягивающее усилие.

Сообщение от Bash Информация интересная, но к массовому строительству и нашей теме не имеет никакого отношения, ИМХО.

Каков вопрос, таков и ответ. Да, в массовом строительстве такие соединения не используются, но находят применения в специальных строительных конструкциях.

[Metalist]

Сообщение от Vavan Metallist 13forever Перескажу своими словами пост DK. Вы затянули болт с усилием в 30т. Это значит, что внутренние поверхности фланце "отпираются" одна от другой с тем же усилием - 30т.... Так что никаких 60т не будет. Если че не то написал - поправте

У меня почти таже проблема что и у Bash. Возникает вопрос как работает соединение если между фланцами существует зазор но болт протянут до расчетного момента. А зазор вызван грибовидностью фланца или просто приварили неперпендикулярно поясам

[Bash]

Сообщение от mst В приложении высылаю идеализированную диаграмму "сила в болте - нагрузка" (из книги Кулак, Фишер, Струйк - лучшая книга по болтовым соединениям). В Rezume - диаграммы по 3-х точечному изгибу балки, фланец по центру балки на 6-ти болтах М16 110ХЛ (были и такие). Легко видеть болты растянутой и сжатой зон. Обратите внимание на податливость модели (U от Р).

Спасибо за экспериментальные данные. Переходим к научным беседам.
По порядку.
1) На сколько я, понял подпись под графиком в книге гласит: "До тех пор, пока не произошло отделение пластин, максимальное увеличение усилия в болте под воздействием внешней нагрузки составит максимум 5-10 % от его усилия предварительного натяжения."
Похожий график показал Ильнур в п.59 для анкерного болта, только без 5-10 %.
Интересно, откуда берутся эти 5-10%.
2) диаграмма 1 (верхняя) из Resume. Показано трехкратное загружение болта №5. Болт имеет преднапряжение 7тс (суммарное преднапряжение всех болтов 42 тс), после нагружения ФС до 30 тс усилие в нем стало 11 тс (+4тс или +57%).
Поправьте, если я не прав.
3) диаграмма 2. Показано загружение всех 6-ти болтов. При этом у 4-х болтов усилия выросли на 4тс, а у двух уменьшились на 2тс.
Поправьте, если я не прав.
4) Показана податливость модели под двукратным загружением нагрузкой до 30 тс.
Податливость 10 мм Что именно так деформировалось?

Общий вопрос. Вы сказали что испытывалась балка на изгиб. Каким образом Вы перешли на усилие P (max 30тс), одинакового для всех болтов?

Для Bash:
Попытаюсь ответить на заданные Вами вопросы.
1. Эти 5-10% берутся за счет упругой работы фланцев. При уменьшении сжатия их геометрические размеры по закону Гука увеличиваются.
4. На рисунке показана классическая диаграмма повторного загружения образца после достижения им при усилии 25т площадки текучести. Такой рисунок есть в любом учебнике сопромата. Не понятно какое отношение он имеет к работе болта. Усилия в болте могут достигать площадки текучести только при аварийной ситуации.

[кислый]

Сообщение от Bash Вы ссылаетесь на эту книжку, глядя на ее название или что-то в ней прочитали умное

ну вообще-то я глядел на автора

вот на с. 179 приведена классическая кривая усталости. она поможет нам забыть об этой теме, потому что в строительстве она встречается так же часто, как и призонные болты.

число N на оси - это число циклов нагружения. взгляните на его порядок, разве есть перед вами такие задачи?

[кислый]

Сообщение от Bash Любое болтовое соединение бывает с зазором, как между пластинами, так и между болтом и пластинами в отверстии. Вопрос в их величине. На картинке обычная схема работы болта на срез. А величина зазоров может быть учтена в коэффициенте условия работы соединения. Первый раз слышу, что болты работают на изгиб.

вопрос к тому и был задан, что нельзя эти болты ставить на срез и тем более на изгиб.

если, конечно, болт не призонный.

Сообщение от Bash Я не предлагаю ставить одни болты, а рассматриваю вариант обычного болтового соединения с гровером или контрогайкой, естественно, все затянуто обычным монтажным ключом.

да и я про то же. в сжатом поясе за глаза хватит обычных болтов, гаек и гроверов, просто, по-крестьянски затянутых. это станет гарантией от нераскрытия стыка.

кстати, неконтролируемая затяжка дает, как правило, бОльшие усилия в болтах, чем контролируемая: работяга может взять любимую трубу и от души закрутить.

правда, высокопрочные и обычные болты вам тупо на монтаже перепутают, в России живем.

[Bash]

Сообщение от Metalist У меня почти таже проблема что и у Bash. Возникает вопрос как работает соединение если между фланцами существует зазор но болт протянут до расчетного момента. А зазор вызван грибовидностью фланца или просто приварили неперпендикулярно поясам

Эта проблема не у нас, а у всех монтажников, заводов-изготовителей и, в конечном счете, конструкторов. Чтобы понять влияние зазора, нужно понять как ФС работает в идеале, чтобы понять, как работает ФС в идеале, нужно понять зачем там преднапряженные высокопрочные болты и что случится, если их собрать как обычное болтовое соединение. А если это допустимо, то возможно решатся многие монтажные проблемы, в том числе и с зазором, ИМХО.
Вообще-то лучший способ уйти от этой проблемы - это замена ФС НП фермы на фрикционное, фрикционно-срезное или даже срезное соединение. Но это уже другая тема.

[Bash]

Сообщение от DK Для Bash: Попытаюсь ответить на заданные Вами вопросы. 1. Эти 5-10% берутся за счет упругой работы фланцев. При уменьшении сжатия их геометрические размеры по закону Гука увеличиваются. 4. На рисунке показана классическая диаграмма повторного загружения образца после достижения им при усилии 25т площадки текучести. Такой рисунок есть в любом учебнике сопромата. Не понятно какое отношение он имеет к работе болта. Усилия в болте могут достигать площадки текучести только при аварийной ситуации.

1. Давайте примем, что геометрические размеры металлических деталей неизменны, а то мы так уйдем в нанотехнологии. Оставим это для Чубайса. Возможно Вы хотели сказать об изменении геометрической формы, деформации фланца. Тогда почему 5-10%? В зависимости от толщины фланца и расстановки ребер эти проценты могут быть и меньше 5 и больше 10, ИМХО.
4. Вопрос что достигает площадки текучести на этой диаграмме.

[13forever]

Знаете, обьяснили вы здорово. Я бы даже сказал логично. Но, есть одно но. Полгода назад общался с одним из Руководителей ЛенПСК, и Главным Конструктором ЗМК, очень крупного и серьезного. Так вот они рецензируя мой проект настойчиво советовали мне давать предварительное натяжение высокопрочных болто 5-8тс. (болты М27) Была и мотивировка. Для четкой работы фланцевого узла с преднапряженными болтами необходимо полное отсутствие зазоров. Зазоры выбираются прокладками. Однако монтажники зачастую выбирают эти зазоры натяжением болта. Кстати один раз на моих глазах таким способом "ликвидировали" зазор в 10мм. На мой вопрос насчет жесткости такого узла мне обьяснили что он и без того жесткий, и практически подтвердили мои предыдущие рассуждения. Ушел я от них в сомнении, правда преднатяжение все равно оставил. Хотя компетенция обоих специалисто не вызывает никаких сомнений. Косвенно об этом же говорится в одном из учебников Белиня.

Так что по этой теме хоть диссертацию пиши.

[Bash]

Сообщение от кислый вопрос к тому и был задан, что нельзя эти болты ставить на срез и тем более на изгиб. если, конечно, болт не призонный.

Какие болты нельзя ставить на срез и изгиб?

Сообщение от кислый да и я про то же. в сжатом поясе за глаза хватит обычных болтов, гаек и гроверов, просто, по-крестьянски затянутых. это станет гарантией от нераскрытия стыка.

Причем тут сжатый пояс? Я Вас и ваши наводящие вопросы все меньше понимаю. Возможны Вы немного не "въехали" в тему. Почитайте пожалуйста п.2-7, 34, 48, 59, 60,64, 67, 71, 85, 98, 127.

Сообщение от Bash 1. Давайте примем, что геометрические размеры металлических деталей неизменны, а то мы так уйдем в нанотехнологии. Оставим это для Чубайса. Возможно Вы хотели сказать об изменении геометрической формы, деформации фланца. Тогда почему 5-10%? В зависимости от толщины фланца и расстановки ребер эти проценты могут быть и меньше 5 и больше 10, ИМХО.

Болты при затяжке деформируются. Напряжения в болтах вызывают деформации фланцев (сжатие). Для того, чтобы при воздействии на фланцевое соединение внешней растягивающей силой, образовалась щель между фланцами, стержень болта должен увеличится на ту дельта, на котоную предварительным натяжением были сдеформированы фланцы. Отсюда дополнительные напряжения в болтах. Величина 5-10%, естественно, некая усредненная и зависит от ряда факторов, таких как отношение площадей болтов/фланцев, жесткости фланцев, наличия в них ребер и схемы расположения болтов.

[Bash]

Сообщение от 13forever Знаете, обьяснили вы здорово. Я бы даже сказал логично. Но, есть одно но. Полгода назад общался с одним из Руководителей ЛенПСК, и Главным Конструктором ЗМК, очень крупного и серьезного. Так вот они рецензируя мой проект настойчиво советовали мне давать предварительное натяжение высокопрочных болто 5-8тс. (болты М27) Была и мотивировка. Для четкой работы фланцевого узла с преднапряженными болтами необходимо полное отсутствие зазоров.

Почему для четкой работы фланцевого узла с преднапряженными болтами необходимо полное отсутствие зазоров?

Сообщение от 13forever Так вот они рецензируя мой проект настойчиво советовали мне давать предварительное натяжение высокопрочных болто 5-8тс. (болты М27) Была и мотивировка. Для четкой работы фланцевого узла с преднапряженными болтами необходимо полное отсутствие зазоров. Зазоры выбираются прокладками. Однако монтажники зачастую выбирают эти зазоры натяжением болта.

То есть малое натяжение нужно, чтобы стимулировать монтажников ставить прокладки?

Сообщение от 13forever На мой вопрос насчет жесткости такого узла мне обьяснили что он и без того жесткий, и практически подтвердили мои предыдущие рассуждения.

Какие рассуждения?

Сообщение от 13forever Косвенно об этом же говорится в одном из учебников Белиня.

Беленя: "Таким образом, прочность соединения определяется прочностью материала болтов на растяжение независимо от сил начального натяжения болта."
Значит по прежнему остаётся только один аргумент для преднапряжения - уменьшение амплитуды нагружения болта.

Сообщение от 13forever Так что по этой теме хоть диссертацию пиши.

Возможно ее уже написал mst.

Сообщение от Bash Значит по прежнему остаётся только один аргумент для преднапряжения - уменьшение амплитуды нагружения болта.

Хотя mst так и не показал, что колебания растягивающих напряжений в болте вредны.

[13forever]

Сообщение от Bash То есть малое натяжение нужно, чтобы стимулировать монтажников ставить прокладки?

Нет для того чтобы не оторвало фланец от балки.

[Bash]

Сообщение от DK Хотя mst так и не показал, что колебания растягивающих напряжений в болте вредны.

В том то и дело. Если это единственная причина, то для обычных ферм, испытывающих сезонные изменения нагрузки, преднапряжение не нужно, и болты можно подбирать только по несущей способности, в том числе не высокопрочные. Экономия кучи денег, времени и нервов.
Кроме того, изменениям нагрузки подвергаются все элементы пояса, включая сам пояс, а также сварные угловые швы, соединяющие фланец с поясом. И какие из этих элементов имеют меньшую усталостную прочность еще вопрос.

[Bash]

Сообщение от 13forever Нет для того чтобы не оторвало фланец от балки.

Поясните, пожалуйста.

Сообщение от 13forever Нет для того чтобы не оторвало фланец от балки.

В данной теме обсуждается только работа фланцевого соединения растянутого пояса фермы. То, о чем Вы говорите, относится совсем к другой конструкции.

[кислый]

Сообщение от Bash Значит по прежнему остаётся только один аргумент для преднапряжения - уменьшение амплитуды нагружения болта.

амплитуда чего?

в #125 график, будет время, взгляните....

сезонные изменения - не повод говорить об усталости.

[mst]

То что я выставил на обозрение - действительно просто факты. Как с ними поступать каждый решает сам. Но я хотел обратить ваше внимание на график податливости (перемещение центра балки, собственно, там где фланец, от вертикальнойнагрузки, также действующей по центру).
В тот момент, когда происходит раскрытие фланца (вертикальная нагрузка по центру Р=25 тс) одновременно и для болтов ФС и для конструкции (балки) в целом наступает другой этап жизни. Коэффициент прироста нагрузки для болтов растянутой зоны возрастает в более чем в 10 раз, а податливость балки dU/dP еще выше.
Это означает, что в изгибаемых ФС при раскрытии фланца резко изменяется отношение угла поворота к изгибному моменту, т.е. изгибаемый ФС начинает вести себя как упруго-пластический шарнир (конечно не как идеально-пластический, а с упрочнением). К чему это приводит - к изменению расчетной схемы работы рамного узла. Поэтому, для того чтобы оставаться в рамках упругой задачи, рассчитывайте и натягивайте в/п болты так, чтобы стык не раскрывался.
По вопросу зазоров в НП ферм расскажу позже - что происходит на монтаже.

[Bash]

Сообщение от кислый амплитуда чего? в #125 график, будет время, взгляните.... сезонные изменения - не повод говорить об усталости.

Меня усталостное разрушение не интересует, по крайней мере сейчас. "Въезжайте" в тему.