§ 4.4. ПРАКТИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ НЕКОТОРЫХ ПРОСТЕЙШИХ КОНСТРУКЦИЙ, РАБОТАЮЩИХ НА СДВИГ

В некоторых конструкциях по отдельным сечениям действуют значительные касательные напряжения. В этих же сечениях, как правило, действуют и нормальные напряжения, а потому они не являются площадками чистого сдвига. Однако, так как нормальные напряжения в них значительно меньше касательных, то в приближенных расчетах учитываются лишь касательные напряжения, а указанные сечения при этом рассматриваются как площадки чистого сдвига. Такие расчеты называются расчетами на сдвиг или на срез, или на скалывание.

Некоторые конструкции, рассчитываемые на сдвиг, показаны на рис. 10.4.

Разрушение лобовой врубки (рис. 10.4, а) может произойти в результате скалывания дерева вдоль волокон по плоскости , а разрушение врубки, показанной на рис. 10.4, б, - в результате скалывания зуба по плоскости

Разрушение заклепочного соединения (рис. 10.4, в, г) может произойти в результате среза заклепок по плоскостям среза (выкалывания) листов за крайними заклепками (по плоскостям ) или между заклепками (по плоскостям ).

Разрушение сварного соединения (рис. 10.4, д) может произойти в результате среза сварных швов (имеющих сечение в виде прямоугольного равнобедренного треугольника) по наименьшей плошади, расположенной в биссекторной плоскости прямого угла.

Во всех рассмотренных случаях условие прочности имеет вид

где — расчетное напряжение по площадке сдвига (среза, скалывания); [-допускаемое касательное напряжение на сдвиг (срез, скалывание).

Разрушение рассматриваемых конструкций может произойти не только в результате среза по площадкам сдвига, но и в результате других видов деформаций. Так, например, причиной разрушения лобовой врубки (рис. 10.4, а) может явиться смятие по площадке (если по этой площадке действуют большие нормальные напряжения);

причиной разрушения заклепочного соединения может быть смятие листов по цилиндрической поверхности контакта их с заклепками (рис. 11.4) или разрыв листов (по сечениям на рис. 10.4, в и сечениям на рис. 10.4, г). Поэтому, кроме условия прочности (8.4), в соответствующих случаях должно удовлетворяться условие

и условия прочности, применяемые при расчетах стержней на центральное растяжение и сжатие (см. § 8.2).

Рис. 10.4

В условии (9.4) — расчетное напряжение смятия, а — допускаемое напряжение на смятие.

Допускаемые напряжения и [сгсм] устанавливаются с учетом тех же факторов, что и допускаемые нормальные напряжения (см. § 8.2).

Для большинства материалов допускаемые касательные напряжения составляют от 60 до 80% допускаемых растягивающих напряжений, а допускаемые напряжения смятия — от 170 до 200%.

Соотношения между отдельными размерами ряда конструкций устанавливаются специальными нормами. Это упрощает расчеты.

Так, например, для заклепочных соединений установлено расстояние от центра крайней заклепки до края листа, равное 1,5 — 2 диаметрам заклепки, и расстояние между заклепками (в одном ряду), равное трем диаметрам. В связи с этим проверка прочности листов заклепочных соединений на выкалывание по площадкам cd и ес (рис. 10.4, г) не производится.

Ниже подробно рассматривается расчет заклепочных и сварных соединений, имеющих широкое применение.