[Itoshii]

Прошу подсказать методики расчёта соединений стальных конструкций при динамических переменных нагрузках.

Нашёл интересную машиностроительную статью (Расчет болтового соединения при переменной нагрузке В.С. Сыромятников, Х.М. Гарсия Мартинес, Л.А. Самора Кинтана, М.Г. Ортега Росалес ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. МАШИНОСТРОЕНИЕ #11 [692] 2017) про проверку любого болта на растяжение при переменной нагрузке. Статья полностью закрывает этот вопрос.

Интересуют следующие соединения:
1) Проверка срезных болтовых соединений на динамическую нагрузку. Или срезные болты в таком случае нельзя применять ? Видел пару подобных запретов, но не в нормах, к сожалению.
Если знаете, подкиньте нормативное обоснование "что нельзя", пожалуйста.

2) Проверка фрикционных многоболтовых соединений на динамическую нагрузку на усталость. Ничего не смог найти. Хотя именно такие соединения рекомендуются для динамики.

3) То же для фланцевого соединения.
СП 294

12.2.7 Расчет на усталость соединений на высокопрочных болтах с контролируемым натяжением следует выполнять в соответствии с разделом 12 СП 16.13330.2017, относя фрикционные соединения к 1-й, фрикционно-срезные соединения на высокопрочных болтах из низколегированной стали - ко 2-й, из углеродистой стали - к 3-й группе элементов по таблице К.1 (приложение К) СП 16.13330.2017.

Нашёл
https://www.proekt-kmd.ru/raschet_flancev/
Каленов В. В, Соскин А. Г., Евдокимов В. В. Исследования и расчет усталостной прочности фланцевых соединений растянутых элементов конструкций. Болтовые и специальные монтажные соединения в стальных строительных конструкциях. Международный коллоквиум. – 1989. – Труды. Т.2 – С. 41-17.


4) Проверка сварных соединений на динамическую нагрузку на усталость. Тоже ничего не смог найти.

Интересуюсь для строительной отрасли, просто в строительных нормах пусто. Интернет выдаёт машиностроительные статьи или справочники.
Подскажите, что знаете, пожалуйста.

[Verloc]

Насколько сильная динамика? Что за сооружение. Я бы все болтовые делал бы на высокопрочных болтах, фланцевые или фрикционные - проще, надежнее, ремонтопригоднее чем сварка.
Проблема болтов обычной прочности сейчас - в качестве тех самых болтов, которые покупают чуть ли не на рынке.

[ZVV]

Сообщение от Itoshii Интересуюсь для строительной отрасли, просто в строительных нормах пусто.

Как же пусто? Раздел 12 СП 16.13330.2017. Все необходимое для расчета строительных конструкций там есть.

[Itoshii]

Offtop: ZVV это как ? За Rv считать Rболтов на растяжение или Rсварного шва ?
Нигде нет ни строки про такой подход. Максимум ссылки на эту главу и считай как хочешь.
А в машиностроительных справочниках и статьях совсем другие формулы... Или в машиностроении болты на усталость работают иначе чем в строительстве... Или в этой главе нет этих расчётов...

[ratay]

Во-первых, мало информации. Если расчет на усталость - значит, нагрузка циклическая. А каковы характеристики цикла? Симметричный, пульсирующий? Есть ли дополнительно осевые нагрузки? Методики расчета есть в любом учебнике сопромата, и коэффициенты запаса, и коэффициенты концентрации. А стали и есть стали, не нашли ваш конкретный случай - берите учебник, марочник сталей и делайте расчет вашего случая.

----- добавлено через ~1 ч. -----
Кстати, может прямого запрета на использование болтов во фрикционных соединениях и нет, но болты тогда нужны не обычные накатанные, а беззазорные.

[ZVV]

Сообщение от Itoshii ZVV это как ? За Rv считать Rболтов на растяжение или Rсварного шва ? Нигде нет ни строки про такой подход.

Было бы странно, если бы где-то были ссылки на придуманный Вами подход. Тем более, что он не соответствует физике процессов, происходящих при работе стальных конструкций на повторные нагрузки.

Расчет на усталость элементов стальных конструкций по методике СП 16.13330.2017 (СНиП II-23-81) действительно очень слабо освещен в учебной и технической литературе. В учебниках (Беленя, Горев), справочниках (Кузнецов) и Пособии к СНиП II-23-81 приведены лишь общие сведения в объеме пары страниц и нет ни одного примера расчета. По интересующему Вас вопросу расчета на усталость болтов в болтовых соединениях элементов никаких прямых указаний нет. Однако, это не значит, что нельзя рассчитать на усталость болтовые соединения строительных стальных конструкций по нормам. Далее, по конкретным вопросам.

Сообщение от Itoshii 1) Проверка срезных болтовых соединений на динамическую нагрузку. Или срезные болты в таком случае нельзя применять ? Видел пару подобных запретов, но не в нормах, к сожалению. Если знаете, подкиньте нормативное обоснование "что нельзя", пожалуйста.

В таблице К1 СП 16.13330.2017 элемент №4 соответствует узлу болтового соединения на накладках при использовании срезных болтов класса точности А (диаметр отверстий соединяемых деталей равен диаметру болта). Расчет такого узла на усталость выполняется для основного металла по сечению а-а (по отверстию). Отдельного расчета на усталость срезных болтов в таком соединении нормами не предусмотрено и потому не требуется.
Элементов болтовых соединений на срезных болтах классов точности В и С поставленных в отверстия с зазором 1...3 мм таблица К1 СП 16.13330.2017 не содержит и потому расчет на усталость таких соединений по нормам не возможен.
Область применения болтовых соединений с работающими на сдвиг болтами приведена в Пособи к СНиП II-23-81:

Как видно из таблицы, применение болтовых соединений с болтами без контролируемого натяжения, работающими на сдвиг при разности диаметра болта и отверстия 1...3 мм в соединениях, требующих расчета на выносливость не допускается (болты классов точности В и С).

Сообщение от Itoshii 2) Проверка фрикционных многоболтовых соединений на динамическую нагрузку на усталость. Ничего не смог найти. Хотя именно такие соединения рекомендуются для динамики.

В таблице К1 СП 16.13330.2017 элемент №3 соответствует узлу фрикционного болтового соединения на накладках. Расчет такого узла на усталость выполняется для основного металла по сечению а-а. Отдельного расчета на усталость предварительно затянутых болтов в таком соединении нормами не предусмотрено и потому не требуется.
О том, что болты в фрикционных соединениях отдельно рассчитывать на усталость не требуется упоминается к книге Корнеев М.М. Стальные мосты:

Сообщение от Itoshii 3) То же для фланцевого соединения.

Элементов фланцевых болтовых соединений таблица К1 СП 16.13330.2017 не содержит и потому расчет на усталость таких соединений по нормам не возможен.
Область применения методики расчета фланцевых соединений из Пособия к СНиП II-23-81 содержит ограничения по количеству циклов и характеру нагружения соединяемых элементов. Если оба эти условия удовлетворяются, то для посчитанных по этой методике на прочность фланцевых соединений расчет на усталость не требуется:

Сообщение от Itoshii 4) Проверка сварных соединений на динамическую нагрузку на усталость. Тоже ничего не смог найти.

В таблице К1 СП 16.13330.2017 элементы с №5 по №21 соответствуют узлам сварных соединений. Расчет таких узлов на усталость выполняется для основного металла по сечению а-а. Отдельного расчета на усталость по сечению сварных швов в таких соединениях нормами не предусмотрено и потому не требуется.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Для некоторых видов конструкций (например, металлоконструкции мостов и металлоконструкции грузоподъемных кранов) существуют нормы расчета, в которых приведены отдельные проверки на усталость срезных болтов болтовых соединений и сварных швов сварных соединений.

Сообщение от Itoshii А в машиностроительных справочниках и статьях совсем другие формулы... Или в машиностроении болты на усталость работают иначе чем в строительстве... Или в этой главе нет этих расчётов...

От Вас как от проектировщика строительных стальных конструкций требуется, чтобы расчеты конструкций выполнялись в соответствии с положениями обязательных к применению норм. Если Вы ведете расчет по машиностроительным методикам, то в экспертизе (или, не дай бог, следователю) нужно будет суметь доказать, что примененная методика обеспечивает уровень надежности конструкции не меньше того, который установлен обязательными нормами.

[Itoshii]

ZVV, да вы прям гуру стальных конструкций. Четко и по делу. Спасибо.

Очень соблазнительный подход.
К сожалению, пока не обладаю даже подобной на вашу квалификацией, страшно с вами соглашаться и закрывать глаза на это всё.
Для меня всё же очевидны и другие вещи - сварные швы от динамики будут уставать, фланцевые болты тоже. Что со всем этим делать...
На счёт фрикционных соединений не всё очевидно и понятно, но может быть приму вашу (и книжную) точку зрения. Но с ними тоже не всё хорошо. Ведь их надо подтягивать... А там где вибрация не всегда подлезешь... Да и не будешь же делать прям таки ВСЁ на высокопрочных болтах (даже консольки с 0,5 м). Это ж никакой завод не выдержит столько лазать, встанет на месяц каждый год...

Сегодня ещё сообразил, что ведь ещё есть и пятый вид соединений - простое опирание балок на что-нибудь через опорное ребро. Там смятие, а не будет ли уставать и там ?

Интересно, а что вот мостовики скажут ?
У вас же тоже вибрация ? Или там всё проще ?