Андрей Александрович Василькин — кандидат технических наук, доцент кафедры металлических и деревянных конструкций
129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26
РИНЦ ID: 636406, Scopus: 57192557109
Andrey A. Vasilkin — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Metal and Wooden Structures
26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337
ID RSCI: 636406, Scopus: 57192557109
Георгий Владиславович Зубков — аспирант кафедры металлических и деревянных конструкций
129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26
Georgiy V. Zubkov — postgraduate student of the Department of Metal and Wooden Structures
26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337
Сергей Александрович Прокаев — магистр Института экономики и управления, Школа управления и междисциплинарных исследований
620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, д. 19
Sergey A. Prokaev — master of the Institute of Economics and Management, School of Management and interdisciplinary researches
19 Mira st., Yekaterinburg, 620002
Илья Андреевич Василькин — студент Института гидротехнического и энергетического строительства
129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26
Ilya A. Vasilkin — student of the Institute of Hydraulic and Energy Construction
26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337
Введение. В нормативной методике расчета соединений стальных элементов на высокопрочных болтах основное влияние на несущую способность соединения оказывает усилие натяжения болта и коэффициент трения, при этом ширина соединяемых пластин не учитывается, нормами регламентируется шаг расстановки болтов. Поставлена задача определения влияния ширины стальных пластин на несущую способность соединения пакета. Для этого изготовлено несколько стыковых соединений пластин с двусторонними накладками из горячекатаной стали марки Ст3сп5 по ГОСТ 19903–2015. Одна из стыкуемых пластин изготовлена различной ширины и крепится одним болтом так, чтобы в этом сечении произошло исчерпание несущей способности. После чего соединение растягивается и доводится до предельного состояния на разрывной машине.
Материалы и методы. Выполнено шесть комплектов фрикционного соединения с двусторонней накладкой на высокопрочных болтах с различной шириной исследуемой стыкуемой пластины — 50; 60; 70; 80; 90; 100 мм. Пластины соединены высокопрочным болтокомплектом класса прочности 10.9 размера М14. Поверхность пластин обработана пескоструйной обработкой. Для выявления усилия сдвига пакета использовалась разрывная машина Instron 1000HDX.
Результаты. Определена несущая способность соединений с различной шириной стыкуемых пластин, выполнено сравнение полученных результатов с расчетными теоретическими значениями несущей способности, установлены форма и размер площадки трения. Три образца были доведены до разрушения, выявлено, что разрушение происходит в результате исчерпания прочности пластин на растяжение, а также выкола пластины в результате смятия соединяемых элементов.
Выводы. Установлено, что размер зоны трения составляет 2,1–2,3 диаметра отверстия, несущая способность соединения не зависит от ширины элементов.
Introduction. In the normative method of calculation of joints of steel elements on high-strength bolts, the main influence on the bearing capacity of the joint is the bolt tension force and the friction coefficient, while the width of the plates to be connected is not taken into account, normative documents regulate the bolt spacing. The task of determining the influence of the width of steel plates on the load-bearing capacity of the connection elements was set. For this purpose, several butt joints of plates with double-sided overlays made of hot-rolled steel grade St3sp5 according to GOST 19903–2015 were manufactured. One of the butt plates is made of different widths and is fastened with one bolt so that the exhaustion of bearing capacity occurs in this section. After that, the joint is stretched and brought to the limit state on a breaking machine.
Materials and methods. 6 sets of friction joint with double-sided overlay on high-strength bolts with different width of the investigated butt plate — 50; 60; 70; 80; 90; 100 mm were made. The plates are connected by a high-strength bolt set of strength class 10.9 of size M14. The surface of the plates was sandblasted. An Instron 1000HDX tensile testing machine was used to determine the shear force.
Results. The bearing capacity of joints with different widths of the plates to be joined was determined, the results obtained were compared with the calculated theoretical values of bearing capacity, the shape and size of the friction area were determined. Three specimens were brought to failure, it was revealed that failure occurs as a result of exhaustion of tensile strength of the plates, as well as plate gouging as a result of buckling of the joined elements.
Conclusions. It was found that the size of the friction zone is 2.1–2.3 of the hole diameter, the bearing capacity of the joint does not depend on the width of the elements.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.