Обычные крепежные детали
Привожу калькулятор расчета прочности болтов на срез и растяжение согласно СП16.13330, а также сварного шва на продольные и изгибаемые усилия! Сам я примерно знаю какое усилие примерно может выдержит элемент в узле металлоконструкций — однако приходится зачастую уточнять данные для качественного конструирования. Я прибегаю к помощи личных алгоритмов расчета в другое программе, из которой можно скопировать и вложить в строительный отчёт (пояснительная записка)! Однако выяснилось что это популярный запрос и решил создать онлайн вычисления, до этого выкладывал итоговые таблицы готовых данных.
Определение прочности болтов на срез, смятие и растяжение
Прочность указывается в виде маркировки на головке (в строительстве применяются следующие обычные — 4.6, 5.8, 8.8 и высокопрочные — 10.9, 12.9). Эти цифры обозначают:
- Первое число – минимальное значение временного сопротивления в сотнях мегапаскалей (МПа).
- Второе число – соотношение предела текучести к временному сопротивлению.
Пример: крепежное изделие с маркировкой 8.8 имеет временное сопротивление 800 МПа, а предел текучести – 80% от этого значения (640 МПа, примерно разрыв 6,4т/см.кв.)
Основные классы прочности болтов в строительстве
| Класс прочности | Предел прочности, МПа | Предел текучести, МПа | Применение |
| 4.6 | 400 | 240 | Легкие конструкции, временные крепления |
| 5.8 | 500 | 400 | Малоответственные соединения |
| 8.8 | 800 | 640 | Каркасные здания, металлоконструкции |
| 10.9 | 1000 | 900 | Ответственные несущие конструкции, мосты |
| 12.9 | 1200 | 1080 | Высоконагруженные соединения в критических узлах |
- Растяжение
Возникает, когда две соединяемые детали тянутся в противоположных направлениях. Работа на разрыв. - Сдвиг
Нагрузка действует перпендикулярно оси метиза — срез или смятия фасонки. - Изгиб
Возникает при приложении несоосных сил, которые могут деформировать анкер. - Комбинированная нагрузка
Такие варианты избегаем!
Самый распространённый вид крепления — основной задаче определить какая нагрузка действует на крепежный комплект. И чтобы не ошибиться неопытному строителю рекомендую брать с запасом от 25% и выше. В сопряжении с профилем толщина косынки назначается логически примерно по толщине стенки металлопрофиля (двутавр, швеллер). Затяжки особой не требуется, исключения служат элементы подверженные динамике — где применяются контргайки или гроверная шайба.
Привожу примеры сопряжений металлоконструкций, где часто мне приходиться уточнять эти данные:
- Соединение балки с колонной через косынку
- Ветровые связи в габаритных зданиях: между колоннами и по кровле
Онлайн калькулятор расчета прочности обычных болтов
Высокопрочные Метизы
Фундаментальная особенность таких соединений — это абсолютная жёсткость как у сварки! Далее примечательно что работает узел за счет фрикционного трения и мы можем увеличить несущую способность в два раза, добавив дополнительную косынку в узле (см. рис в калькуляторе ниже)! И последнее отличие — необходимость предварительной затяжки значения, при этом экономически целесообразно применять марки М16-М24:
| Марка | М16 | М20 | М24 | М30 | М36 |
| Наибольшее усилие натяжения, т. | 10,5 | 16,5 | 23,8 | 31,8 | 41,0 |
Сам же такое соединение применял только дважды:
- При проектировании сборной мачты дымовой трубы (исключается податливость)
- Соедините пояса рамной фермы, потому что обычный фланцевый узел выступал за габариты, что мешало сэндвич панелям
Онлайн калькулятор расчета прочности фрикционных соединений
Далее необходимо закрутить каждый метиз с определенным усилием динамическим ключом:
Для справки также дам ссылку на нормы расстановки болтов в узлах.
