В строительстве при изготовлении строительных конструкций наряду со сваркой очень часто используются болтовые и заклепочные соединения. Эти соединения используются в особо ответственных конструкциях или при наличии динамических или вибрационных нагрузках. Действительная работа болтовых и заклепочных соединений весьма сложна. Поэтому в сопротивлении материалов и курсе «Металлические конструкции» принимаются упрощения. Предполагается, что черные болты и заклепки могут разрушаться от среза. В заклепке может быть одна, две или (реже) три площадки среза, которые имеют форму круга диаметром равным диаметру стержня заклепки.

Заклепочное соединение и его элементы

Допущение 1е. В предельном состоянии касательные напряжения по площадке среза распространяются равномерно и достигают расчетного сопротивления ��Rs​.

Допущение 2е. Все заклепки (болты) соединения работают одинаково на срез.

Отметим, что это не так. Больше всего страдают крайние в ряду заклепок. С них начинается разрушение всего заклепочного соединения.

Учитывая принятые допущения, условие прочности имеет вид:

�=���44���⩽��τ=4πd4​ns​nN​⩽Rs​​

где

• N — сила, передающаяся через соединение;

• d — диаметр заклепки (стержня заклепки);

• n — количество заклепок в соединении (см пояснения ниже);

• ��ns​ — количество площадок среза в одной заклепке;

• ��Rs​— расчетное сопротивление одной заклепки на срез.

Для внесения ясности по вопросу заклепочных (болтовых) соединений, следует отличать узел и соединение. Будем считать, что соединение — это конструктивный элемент, соединяющий только два каких-либо элемента конструкции. Узел это конструктивный элемент, к которому сходятся или от которого расходятся два и более элемента конструкции. Узел может состоять из одного или нескольких соединений. На рисунке показан узел нижнего пояса фермы, состоящая из пяти соединений. Каждое соединение передает на фасонку силу, появляющуюся в соответствующем элементе. Расчет следует производить каждого соединения в отдельности.

Узел фермы нижнего пояса, состоящий из пяти соединений