Справочник строителя | Соединение металлических конструкций

СОЕДИНЕНИЯ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

В строительной практике применяют три вида соединений: болтовое, заклепочное и сварочное.

Болтовые и заклепочные соединения воспринимают нагрузки, направленные на срез, смятие и растяжение. При расчете на центрально приложенную в отношении соединения силу принимается равномерное распределение ее между всеми заклепками или болтами. В соединениях внахлестку за расчетное число заклепок или болтов принимают полное число заклепок или болтов, а в соединении с накладками - число заклепок или болтов, расположенных по одну сторону от оси стыка (табл. 1).

Таблица 1. Разбивка заклепок и болтов

Примечания:

1. d - диаметр отверстия для заклепки или болта;

2. δ - толщина наиболее тонкого наружного элемента пакета.

3. При постановке заклепок с повышенными головками и коническими стержнями с клепкой в два молотка или скобой толщина пакета может доходить до 7d.

4. В рабочих элементах конструкций число заклепок, прикрепляющих элемент в узле или расположенных по одну сторону стыка, должно быть не менее двух.

В соединениях, работающих на силу, приложенную вне центра соединения, последняя приводится к центрально приложенной силе, равной по величине произведению этой силы на изгибающий момент. В свою очередь изгибающий момент равен произведению этой силы на расстояние от оси стыка до линии действия заданной силы.

Заклепки, работающие одновременно на срез и растяжение, проверяют отдельно на каждое из этих воздействий. В креплениях одного элемента к другому через прокладки или иные промежуточные элементы, а также в соединениях с односторонними накладками число заклепок или болтов принимается на 10% больше против необходимого по расчету. При креплении выступающих полок уголков или швеллеров с помощью коротышей число заклепок или болтов, прикрепляющих одну из полок коротыша, должно быть увеличено против расчета на 50%.

Сварные соединения выполняются специалистами, прошедшими соответствующее обучение и сдавшими экзамены на право выполнения сварочных работ. До начала сварочных работ необходимо произвести проверку правильности установки элементов конструкции, положение свариваемых деталей и подготовку стыков к сварке.

При выполнении сварочных работ в монтажных условиях на открытом воздухе рабочее место сварщика и оборудование обязательно должно быть защищено от атмосферных воздействий. Для этих целей применяют палатки, навесы или переносные тенты и т.д. Сварочный пост комплектуется источником питания, электрододержателем, сварочными проводами необходимой длины, зажимами для токопроводящего провода. Рабочий инструмент сварщика должен комплектоваться, учитывая специфику работы. Но существует определенный перечень инструмента, без которого обойтись невозможно. Каждый электросварщик должен иметь защитный щиток или маску, рукавицы, молоток, зубило или крейцмессель для отбивки шлака, стальную щетку.

При необходимости рабочее место может быть оборудовано средствами малой механизации, что облегчит не только сварку, но и погрузочно-разгрузочные работы;

Сварные соединения могут быть стыковыми, угловыми, нахлесточными, тавровыми и торцевыми (рис 1).

Рисунок 1. Сварные соединения: А - стыковое; Б - угловое; В - нахлесточное; Г - тавровое

Детали, предназначенные для сварки, должны быть очищены от грязи, масляных пятен и других посторонних частиц. Особенно тщательную очистку следует выполнять в околошовной зоне, так как любые посторонние частицы, загрязняющие сварочную ванну, могут отрицательно сказаться на качестве сварного соединения. Кромки деталей стачивают под углом шлифовальной машинкой или напильником. Тип и угол разделки кромок определяют количеством необходимого для заполнения разделки электродного металла, а зазор между ними зависит от толщины свариваемых деталей, марки материала, способа сварки и т.д. Наилучшее формирование сварочного шва обеспечивает Х-образная разделка кромок, которая позволяет уменьшить объем наплавленного металла в 1,6-1,7 раз. Такая разделка обеспечивает наименьшую величину деформации после сварки и достаточную прочность сварочного шва. Детали располагают так, чтобы место сварочного шва было наиболее доступно для электрода. Небольшие по размеру детали следует надежно закрепить. Объемные металлические конструкции перед сваркой собирают согласно чертежу, временно закрепляют сопряжения и окончательно совмещают соединяемые элементы. Связи собирают на болтах, что позволяет придать конструкции правильное геометрическое положение. Свариваемые детали совмещают между собой и плотно сжимают любым доступным механическим способом. Для этого чаще всего пользуются различными конструкциями тисков, струбцин, систем пазов и т.д. Элементы листовых конструкций устанавливают в требуемое положение и фиксируют временными (жесткими и полужесткими) креплениями. Жесткие крепления - это прихватки, выполняемые дуговой сваркой длиной 50-100 мм через 400-500 мм. Прихватки осуществляют тем же способом и с применением тех же сварочных материалов, что и в дальнейшем при сварке.

Прихватки целесообразно накладывать с противоположной основному шву стороны, тогда они в процессе обработки корня шва будут удалены. Прихватки, накладываемые со стороны основного шва, следует перед сваркой зачистить до металлического блеска и тщательно проверить, нет ли трещин и других дефектов.

При выборе режимов сварки следует учитывать и наличие скоса свариваемых кромок (табл. 2, 3).

Таблица 2. Режим сварки стыковых соединений без скоса кромок

Примечание: Максимальное значение тока должно уточняться по паспорту электродов.

Таблица 3. Режимы сварки стыковых соединений со скосом кромок

Примечание: Значение величины тока уточняется по паспортным данным электрода.

Порядок заполнения шва по сечению и длине определяет способность сварного соединения воспринимать заданные нагрузки, влияет на величину внутренних напряжений и деформаций в массиве шва. Швы различают: короткие - длина которых не превышает 300 мм, средние - длиной 300-100 мм и длинные - свыше 1000 мм. В зависимости от длины шва его заполнение может выполняться по различным схемам, при этом короткие швы заполняют за один проход - от начала шва до его конца. Швы средней длины могут заполняться обратноступенчатым методом или от середины к концам. Для выполнения обратноступенчатого метода заполнения шов разбивают на участки, длина которых равна 100-300 мм. На каждом из этих участков заполнение шва выполняют в направлении, обратном общему направлению сварки.

Если для нормального заполнения шва одного прохода сварочной дуги мало, накладывают многослойные швы. При этом, если число накладываемых слоев равно числу проходов, то шов называют многослойным. Если же некоторые слои выполняют за несколько проходов, то такие швы называют многослойно-проходными.

При многослойной сварке каждый слой перед нанесением последующего должен быть очищен от шлака и брызг металла, а по окончании сварки швы очищают и соединения покрывают противокоррозийным составом согласно проекту.

При зимних наружных сварочных работах может возникнуть необходимость предварительного подогрева, применение которого определяется маркой стали, ее толщиной и температурой окружающей среды (табл. 4).

Таблица 4. Минимально допустимые температуры окружающего воздуха для сварки строительных конструкций из низкоуглеродистых и низколегированных сталей без предварительного подогрева, °К (°С)

Примечание: К решетчатым конструкциям относят фермы, связи по поясам ферм, вертикальные связи и т.п.; к листовым объемным конструкциям - подкрановые балки коробчатого сечения, резервуары, кожухи и т.п.; к сплошным конструкциям - колонны и балки Н-образного сечения и т.п.

При необходимости подогрева его осуществляют газовыми горелками, нагревателями комбинированного действия, гибкими пальцевыми нагревателями, индукторами. При подогреве следует соблюдать равномерность ширины зоны нагрева.

Антикоррозийную защиту швов производят в процессе монтажа вслед за сварочными работами до заделки и герметизации стыков. Антикоррозийное покрытие нужно наносить во все места, в которых при монтаже и сварке было нарушено заводское покрытие или обнаружена недостаточная его толщина.

Наиболее распространенные антикоррозийные покрытия - цинковые. Их в условиях монтажной площадки наносят портативными установками газопламенного напыления порошкообразных материалов или ручными электрометаллизаторами. При газопламенном способе нанесения покрытия используют хорошо просушенный порошок цинка, просеянный через сито с размером ячеек 0,15х0,15 мм. До нанесения покрытия установкой газопламенного напыления покрываемые поверхности сварных швов должны быть очищены от остатков сварочного шлака, копоти, возможных загрязнений ручными или механическими щетками до металлического блеска и прогреты до 250°С с помощью распылительной горелки.

При нанесении антикоррозийного покрытия электрометаллизаторами покрываемые поверхности сварных швов очищают от шлака, ржавчины и обрабатывают пескоструйным аппаратом или специальными инструментами для придания поверхностям необходимой шероховатости, обеспечивающей прочное сцепление покрытия с основанием.

Качество покрытия считается удовлетворительным, если слой цинка имеет мелкозернистую структуру, матовую металлическую поверхность, без вспучивания, трещин и других дефектов и прочно сцеплен с основанием.

обсудить на форуме

объявления: стройка и ремонт

Поделитесь ссылкой в социальных сетях