при чем Пд.-число заклепок, посредством которых элемент (о сдает часть своего усилия, равную

В остальном расчет прикрепления ничем не отличается от расчета, изложенного при рассмотрении ступенчатого стыка. Если при расчете окажется, что в зоне В-С необходимое числозаклепок,прикрепляющих уголки, не размещается в виду работы части их на совместное действие уголков и верхней накладки, то прибегают к постановке коротышей. Т. к. на коротышах заклепки работают довольно плохо, то для того, чтобы втянуть в работу все заклепки, связывающие коротыш с фасовкой, число заклепок, прикрепляющих коротыш к основному уголку, увеличивают в 1.5-2,0 раза.

Америк, инженер Wadclell предлагает другой способ расчета заклепочных соединений в сложных стыках. При расчете распределения нагрузок по отдельным элементам стыка он исходит из предпосылки, что заклепка в стыке работает как балка. Она опирается на опоры-накладки и нагрулена усилиями отдельных элементов сечения, сдающих усилия в стыке. Усилия, передающиеся на накладку, определяются по закону рычага как опорные реакции балки, лежащей па двух опорах, по ф-ле:

где S-усилие в накладке, <S-усилие, сдаваемое одним элементом, h-расстояние оси этого элемента до противоположной накладки, Я-расстояние между осями накладок. Расчет ведется по площадям, т. е. в предположении, что напряжение в элементах до стыка равно 1. Обозначим (фиг. 7) через:

Фиг. 7.

oj,-усилие какого-.либо элемента, выраженное вплощади; Аш,;-усилие, выраженное в площади, к-рое сдает или принимает лист R исследуемой зоне; ц-расстояние от оси соответственного элемента до оси накладхси, противоположной той, в которой определяется уси.лие; >/,h-i и со-/4.1-усилия в накладках в исследуемой зоне, выраженные в площади; Асо .л. и Асо- -приращения усилия в нак.ладках в исследуемой зоне, выралсенные в площади. Тогда в кат-сой-либо зоне г, г+1 накладка передает усилие, вы-ралсенное в площади:

>г,т = >г-1,г + = < i-1,i +-]-

при чем знак S распространяется на все листы, исключая накладки. Усилие, передаваемое другой накладкой, выралсенное в площади, будет равно:

/+1= 2 -bi+i. 1

где к-число всех элементов в стыке (без накладок). Перед Асо ставится знак (Ч-), если лист сдает усилие, и знак(-), если лист

принимает усилие. Между листами исследуемой зоны возникают усилия площади, равные поперечным силамзаклепки, рассматриваемой как простая балка и нагруженной усилиями-площадями отдельных элементов. Так, между листами г и i-fl передается усилие, выраженное в площади,

д=соР>=со;-2Асо.

Количество заклепок в исследуемой зоне определяется на срезывание по наибольшему поперечному усилию между листами. На

Фиг. 8.

смятие заклепкп поверяются по тому листу, с к-рого стекают наибольшие напряжения. Расчет ведется по обычным ф-лам:

Waddell рекомендует в накладках давать запас в 10%.

Соединения, работающие на изгиб и осевое усилие. При стыковании сечений, работающих на изгиб и продольную силу, возмолшы два способа расчета 3. с. Первый -способ исходит из предпосылки, что в стыке напряжения в отдельных сечениях подчиняются плоскостному закону (фиг. 8, А). Второй способ исходит из предпсложения линейного закона распределения нормальных напряжений на отде.ль-ные захшепки (фиг. 8, Б).

Первый способ (фиг. 8, А). Если в сечении стыка действуют момент М, поперечная сила Q и продольная сила N, нормальные напряжения в центре тялсести сечения равны (Тдг и у крайней фибры на расстоянии с от центра тяжести равны а, то напряжение у крайнего ряда заклепок на расстоянии с от центра тяжести будет

а = (7 + (сг - а)

При полном использовании сечения это напряжение может возрасти до

ю/ / Ко 0 =

где jBq-наибольшее допускаемое напряжение у крайней фибры. Напрялсение Ео, просуммированное по ширине полосы а.

охватывающей расстояние от крайней фибры до середины шага между заклепками крайнего и последующего рядов, и по толщине стенки б, дает нормальное усилие, которое передается со стенки через крайний ряд заклепок; сила эта равна

Кроме этой силы, через эти же заклепки передается касательная сила от стремления уголков сдвинуться относительно стенки; сила эта равна

где м-шаг поясных затшепок, /-момент инерции брутто всего сечения, L-статич. момент той части сечения, к-рая стремится сдвинуться по стенке. Необходимое число заклепок по крайнему ряду будет

Sly + S J-

п = --,

где S-сопротивление одной заклепки срезыванию или смятию. В слае универсального стыка, изобралсенного на фиг. 8, А, число заклепок во всех последующих рядах равно числу заклепок по крайнему ряду. В случае же перекрытия стыка, изобралсенного на фиг. 8, Б, число заклепок в последующих рядах м. б., очевидно,уменьшено до величины

= -

Но второму способу расчета полагают, что распределение усилий между отдельными рядами заклепок подчиняется линейному закону. Обозначим часть общей нагрузки, передаваемую вертикальн. стенкой, через -Mg, , Nf , и Q,. j.; тогда на заклепку крайнего ряда стыка стенки (фиг. 8, Б) будут действовать силы: 1) продольная, возникающая от нормальных напряжений,

где W-момент сопротивления заклепочных площадей, со-площадь заклепки, сопротивляющаяся срезыванию или смятию, и 2со- сумма площадей заклепок, сопротивляющихся действию силы JV.; %) поперечная, возникающая от действия скалываюпщх усилий в плоскости, перпендикулярной оси стержня,

н 3) продольная, от скалывающих напряжений в плоскости, параллельной оси стержня,

Напряжение в заклепках крайнего ряда

Если при этом положить, что i?i=0,8-R при срезывании и i?i= 2R при смятии, при чем R-наибольшее действительное напряжение в сечении от действия момента М и сил N и то принцип равнопрочности соблюден. Момент сопротивления закчепочных сечений

W = ~ Sncoh

где п-число зак.тепок в ряду, hx-расстояние от ц. т. сечения до крайнего ряда и li-расстояние от ц. т. сечения до любого

ряда. Если число заклепок во всех рядах одинаково, число горизонтальных рядов равно т и расстояние между ними толсе одинаково, то приближенно

W = mncohy.

Сечения, работающие на изгиб, обыкновенно состоят из вертикального листа, поясных уголков и горизонтальных листов. При перекрытии только вертикальной стенки, при условии, что на все сечение действуют момент М и силы АГ и на стенку передается следующая часть общих усилий:

М, , = М

где I-момент инерции всего сечения относительно нейтральной оси, Im.-момент инерции стенки относительно нейтральной оси, со-площадь всего сечения, co i.-площадь сечения стенки (все данные брутто). Коэффициент поперечной силы

где 2/а и уг,-расстояния от ц. т. сечения до краев стенки, и Lj,-статич. моменты сечений стенки выше и ниже нейтральной оси и Ib-момент инерции стенки (все данные- относительно ц. т. сечения). В симметричном сечении

При расчете прикрепления продольных балок к поперечным и поперечных балок к фермам все эти принципы остаются в силе. Иногда пользуются упрощенным способом расчета, заключающимся в том, что в местах прикрепления продольных балок к поперечным и поперечных балок к фермам необходимое число захшепок определяют по поперечной силе, пользуясь ф-л ой

S

при этом коэффициент к принимают равным от 1,2 до 1,4.

Ус лов и я работы заклепки вЗ. с. Заклепка, соединяющая два и.ти несколько листов между собой, под действием усилий, передаваемых склепанными листами, испытывает слолшую деформацию, слагающуюся из следуюпщх элементарных деформаций:

Фиг. 9.

1) изгиба заклепочного стержня под влиянием действующих на него нагрузок; 2) деформации от срезывания заклепочного стерлшя по плоскости а-6 (фиг. 9); 3) растяжения заклепки вдоль оси, имеющего весьма слабое влияние и возникающего благодаря искривлению заклепочного стержня под влиянием действующих усилий; 4) смятия в месте касания заклепочного стержня со стенками дыры. Относите-тьное влияние двух основных деформаций заклепки (изгиба и срезывания) на условия работы соединения зависит в сильной степени от конструктивной формы 3. с, соотношения между размерами отдельных элементов соединения и т.д. Существование деформации изгиба заклепочного стержня доказано изучением заклепок, извлеченных из разрушенных соедине-

НИИ (опыты Holmа); при этом оказалось, что менее всего изогнуты односрезные, более сильно-двусрезные и наиболее сильно-дву-срезные с потайными головками. Общепринято вести расчет 3. с. на срезывание, т. к. разрущенные соединения всегда являют картину срезанных заклепочных стерлшей. Однако, более внимательное изучение действительных условий работы 3. с. показывает, что заклепки работают, кроме того, и на изгиб. Особенно это касается той стадии работы зак.чепок, когда после наступления первых сдвигов элементов 3. с. наступает уже непосредственная передача усилий стержнем заклепки. Сказанное подтверждается также формой зависимости сдвигов 3. с. от нагрузки, более напоминающей законы изменения изгиба заклепочных стержней, нежели деформаций срезывания. Широко применяемый на практике расчет заклепок на срезывание должен рассматриваться, т. о., как условный, т. к. в действительной работе заклепок существенное влияние имеет также их изгиб. Под влиянием Схминающих напряжений, возникающих в местах касания листов с заклепочным стержнем, заклепочное отверстие деформируется, принимая удлиненную форму. Величина этих деформаций зависит от напряжения на смятие в 3. с, определяемого величиной нагрузки, толщиной листов и диаметром заклепок, а также от расстояния 3. с. до края листа.

Под действием нагрузки наблюдается выдавливание заклепкой клиновидного куска листа; угол мелоду плоскостями разрушения составляет 35-45°. При этом разрушение происходит не от чистого срезывания металла, а от совместного действия изгиба, срезывания и растяжения (фиг. 10, А). Если расстояние заклепочного отверстия от края листа BejmKo, то молсет наблюдаться деформация смятия в чистом виде, выражающаяся в выдавливании металла и образовании утолщения листа в месте касания его с заклепочным стержнем (фиг. 10, Б).

Влияние заклепочных отвер-стий на распределение напряисе-ний в листе. В области 3. с. распределение напряжений в склепанных листах претерпевает ряд возмущений, зависящих от:

1) влияния заклепочных дыр на распределение напрял-сений и деформаций в листах и

2) влияния усилий, передаваемых заклепками, на напрялсения и деформации в 3. с. Влияние заклепочного отверстия на распределение напрян<ений хорошо освещено теоретически и экспериментально. В изотропной длинной пластинке, имеющей круглое отверстие и подверленной действию равномерно распределенных по сечению пластинки растягивающих напрялний, нормальные напряления, параллельные растягивающим силам, достигают максимума в поперечном сечении, проходящем через центр отверстия, у краев последнего. В шчастинке большой ширины эти наибольшие напряжения у краев отверстия теоретически могут достигать утроенного значения средних напряжений.

Фиг. 10.

а в узкой пластинке (шириной в 4 диаметра заклепок)-3,4 среднего напряжения, отнесенного к осчабленному сечению. Напряжения эти па-дают по мере удаления от края отверстия к краю листа (фиг. 11). Спереди и сзади дыры возникают области пониженных напряжений; у самой дыры, в продольном сечении, проходящем через центр отверстия , напрялсение рав-

няется нулю, далее лее иостепенно повышается, достигая среднего значения на расстоянии около трех диаметров от края отвер- Фиг. и. стия. Многочисленные

экспериментальные исследования подтверждают теоретическ. картину распределения напряжений, пока величина их не превосходит предела упругости. Отношение наибольшего напрялсения у краев отверстия к среднему, по опытным данным, превышает 2; в области пониженных напряжений наименьшие напрялсения хотя и не доходят до пуля, но во всяком случае меньше половины среднего напряжения. В.пияние дыры сказывается на распределении напряжений на расстоянии, равном 3,5-4 диаметрам. При возрастании нагрузки напрялсения у краев отверстия достигают раньше других мест сначала предела упругости, а затем предела текучести. После перехода за предел упругости напряжения растут уже не пропорционально деформациям, а медленнее; после же превышения предела текучести в перенапряженных точках почти прекращается дальнейшее возрастание напряжений, в работу все более вступают соседние, менее напряженные слои, и неравномерность распределения нанрялсений постепенно уменьшается. Разрушение образцов обычно происходит при- среднем напряжении в ослабленном сечении, почти не отличающемся от временного сопротивления материала целого стержня. При параллельном расположении нескольких рядов дыр на расстоянии 3-4

диам. друг от друга распределение напрялсений около отверстий имеет в общем такой же характер, как и для одного ряда дыр. В этом случае наблюдается обыкновенно лишь нек-рое увеличение напряжений между рядами, вызванное суммарным воздействием обоих рядов дыр, и несколько более Фиг. 12. равномерное рас-

пределение напрялсений. Фиг. 12 дает картину распределения напрялсений в кг/см в образце с двухрядным расположением дыр,полученную опытн. путем; на диаграмме нанесены линии равных нормальных продольных напряжений, В области между обеими дырами напрялсения имеют более высокие значения и распределяются значительно равномернее, чем у края