Монтаж металлоконструкций – один из наиболее оперативных и удобных методов взведения различных сооружений. Высокая прочность, способность сопротивляться высоким нагрузкам и относительно небольшой вес делают металлические каркасы очень востребованным и в современном строительном процессе.
Технология сборки дает возможность сократить не только временные расходы, но и денежные. Больше о монтаже металлоконструкций можно узнать на http://atekstroy.com/nashi_uslugi/montazh_metallokonstrukcijj . Мы же выясним, какие виды соединений сейчас используются.
За последние два десятилетия холодногнутая сталь увеличила использование в качестве структурной рамы для жилых и многоэтажных коммерческих зданий из-за присущих ей особенностей, которые преодолевают недостатки обычных продуктов. Их прочность, малый вес, универсальность, негорючесть и простота производства побудили архитекторов, инженеров и подрядчиков использовать холодноформованные стальные изделия, которые могут улучшить структурные функции и производительность здания, и обеспечить эстетическую привлекательность при меньших затратах.
Сварные соединения
Чаще всего фиксация металлических конструкций между собой производится с помощью сварки. Данный тип соединения является самым быстрым и бюджетным. Использование сварки позволяет обеспечить высокую надежность соединения.
Благодаря автоматизации процесса, создание качественного сварного шва возможно не только в условиях цеха, но и непосредственно на строительной площадке. Сварные соединения универсальны – используются при монтаже любых металлоконструкций.
В то же время холодногнутые стальные элементы имеют уникальные проблемы с конструктивной стабильностью, главным образом, из-за большого соотношения между размерами и размерами, которые обычно не используются в сечениях горячекатаной стали. Ограниченные исследователи исследовали характеристики холоднообразованных стальных соединений. До этих исследований способность растягивающих элементов основывалась исключительно на валовом разрезе или разрыве сетки. Провалу этих образцов предшествовало обрезка сетчатой области между кромкой ноги и отверстием для болтового болта.
Болтовые соединения
Рабочие и монтажные соединения сооружений сборно-разборного и стационарного типа могут производиться с использованием болтов. К достоинствам данного метода можно отнести его простоту и надежность. Но недостатки у него тоже есть:
Увеличенный расход материала на создание конструкции из-за снижения прочности сечения наличием сопрягаемых отверстий;
Разрыв образца, инициированного на краю ноги, и его распространение в отверстие для болта, а затем через остальную часть образца. Эффект сдвиговой задержки возникает, когда некоторые элементы натяжного элемента не соединены. Этот эффект уменьшает прочность элемента, поскольку напряжения, распределенные по всему участку, неравномерны. В этом исследовании обсуждались секции каналов с различными размерами, проверенными с использованием болтовых соединений.
Для улучшения практического использования секций светового датчика все еще требуются исследования, исследующие структурное поведение и производительность соединений. Существует ряд кодексов практики проектирования холодногнутых стальных конструкций вместе с дополнительными направляющими для проектирования и рабочими примерами для оказания помощи практикующим инженерам.
Возможность деформации соединения.
Избавиться от этих минусов помогает применение высокопрочных болтов, однако они значительно усложняют процесс сборки.
Заклепочные соединения
Реже всего при монтаже современных металлоконструкций встречается соединение заклепками. Это связано с дороговизной и трудоемкостью процесса. Но данный вид фиксации обладает одним неоспоримым преимуществом – эффективным сопротивлением вибрационным нагрузкам. Данный плюс и предопределяет его область применения. Например, он незаменим при создании железнодорожных мостов, а также других сооружений, условия эксплуатации которых очень тяжелы.
Связи разрабатываются более консервативно, чем члены, потому что они сложнее анализировать, а расхождение между анализом и дизайном велико. Конструкция соединения влияет на конструкцию элемента. Подобно элементам, соединения также классифицируются как идеализированные типы, выполненные заклепками, болтами или сваркой. Соединения обычно выполняются либо с помощью болтовки, либо при сварке. Болтинг распространен в полевых соединениях, поскольку он прост и экономичен. Болтинг также считается более подходящим в полевых соединениях из соображений безопасности.
Болтовые соединения применяют преимущественно при монтаже металлических конструкций. Болтовые и заклепочные соединения не рекомендуется в конструкциях из сталей высокой прочности, поскольку отверстия не дают возможности полностью использовать прочность стали.
Обычные болтовые соединения менее плотны, чем заклепочные и дают большие сдвиги, но они более просты в постановке, широко применяют в монтажных соединениях.
Болтовые соединения с крышкой
Соединение крышки может быть одним соединением или частью более сложного соединения. Основное различие касается несущих сопротивлений. Типы отказа болтовых соединений. Соединение основных накладок с одной или двумя плоскостями сдвига.
Предел текучести и модуль Юнга холодной листовой стали
Для изучения свойств материала листов, используемых для изготовления секций, проводилось испытание на растяжение на стандартных купонах.В обоих образцах серии А и В эти пять образцов имеют одинаковое поперечное сечение, где первый образец испытывают без упаковочной пластины, а оставшиеся образцы испытывают с использованием упаковочной пластины различной толщины, то есть 2, 3, 4 и 5 мм.
Заклепочные соединения в стальных конструкциях в связи с развитием сварки применяются в отдельных случаях при наличии знакопеременных и вибрационных нагрузок. Широко применяются заклепочные соединения в алюминиевых конструкциях при применении сильно разупрочняющихся при сварке сплавов. На монтаже заклепочные соединения могут применяться только в исключительных случаях, так как клепка в монтажных условиях очень неудобна и трудоемка.
Влияние параметров подключения и тестирования
При этом используются два образца с одинаковым поперечным сечением, а толщина используемой насадочной пластины составляет 4 мм, где первый образец испытывают без уплотняющей пластины. Результаты будут нанесены на график зависимости нагрузки от деформации для образцов. Фотографический вид тестовой установки показан на рис. а также. Нагрузка была применена квазистатически. Чтения нагрузки и смещения проводились через регулярные промежутки времени. Помимо прочности элементов также измеряется распределение деформации в критической секции и деформации образцов.
Болтовые соединения
В соединениях металлических конструкций применяют болты грубой и нормальной точности , повышенной точности , высокопрочные и анкерные .
Болты грубой, нормальной точности
Эти болты ставят и отверстия на 3 мм больше, чем диаметр болта, благодаря чему он легко устанавливается даже при небольшом несовпадении центров отверстий. Этим определяется преимущественное применение болтов грубой и нормальной точности в монтажных фиксирующих соединениях при работе на растяжения. При взаимном сдвиге соединяемых элементов эти болты дают довольно деформативное соединение, так как диаметр отверстий существенно больше диаметра болтов, поэтому их иногда называют черными .
Во время процесса загрузки торцевая арматура и пластины ластовицы оставались прямыми. Утилизация началась сначала в критической секции вокруг отверстий болтов. При дальнейшем увеличении нагрузки шея инициируется вблизи поперечного сечения первого ведущего болтового отверстия. Для уменьшения изгиба несвязанной ноги и увеличения грузоподъемности используются упаковочные пластины. В этих испытаниях наблюдаются все четыре типа отказа, т.е. отказ подшипника; разрушение сетчатой секции, продольные сдвиговые сбои и отказ от сдвига в работе.
Болты повышенной точности
Диаметр отверстий для этих болтов принимается равным их диаметру (без плюсовых допусков для болта и минусовых допусков для отверстия не допускается). Поверхность ненарезной части болта и поверхность отверстия должна быть гладкой. Болты в таких отверстиях «сидят » плотно и хорошо воспринимают сдвигающие силы; однако недостаточно сил, стягивающих пакет, ухудшает его работу по сравнению с соединениями на высокопрочных болтах или на заклепках.
Тестирование элемента натяжения канала. Изгиб несвязанной ноги образца. Переломы начались по краям болта. Изгиб уплотняющей пластины толщиной 2 мм с образцом. Размеры для 5-мм толстого канала с 3-мя болтами. Размеры для канала толщиной 5 мм с одним соединением болтов в соединении.
Изменение напряжения и деформации для пластины холодной формы толщиной 2 мм. Изменение напряжения и деформации для пластины холодного образца толщиной 5 мм. Результаты всех пяти образцов пробы холодного образца толщиной 2 мм. Результаты всех пяти образцов пробы холодного образца толщиной 5 мм.
Болты повышенной точности обеспечивают плотное малодеформативное соединение – их называют чистыми болтами. Сложность изготовления и постановки болтов повышенной точности привела к тому, что соединения на таких болтах применяется редко.
Высокопрочные болты
Изготовляются из углеродистой стали 35 или из легированных сталей 40Х, 40ХФА и 38ХС и термически обрабатывают уже в готовом виде. Высокопрочные болты, как и болты нормальной точности, устанавливают в отверстия диаметром на 3 мм большие, чем их диаметр, но их гайки затягивают тарировочным ключом, позволяющим создавать и контролировать большую силу натяжения болтов. Такая сила натяжения болта плотно стягивает соединяемые элементы и обеспечивает монолитность соединения. При действии на такое соединение сдвигающих сил между соединенными элементами возникают силы трения, препятствующие сдвигу этих элементов относительно друг друга.
Нагрузка-деформация и реакция нагрузки
Результаты сечения канала толщиной 5 мм с одиночным болтом на стыке. Типичные кривые зависимости нагрузки от удлинения приведены для всех образцов и показаны на рис. а также. Полное удлинение образца образует горизонтальную ось, а вертикальная ось дает соответствующую осевую нагрузку. Все образцы демонстрировали пластичное поведение. Поведение деформации нагрузки линейно. При увеличении нагрузки урожайность начиналась вблизи области свинцового болта и расширялась к несвязанной ноге, что приводило к нелинейному поведению материала.
Таким образам высокопрочный болт, работает на осевое растяжение, обеспечивается передачу сил сдвига трением между соединенными элементами, именно поэтому подобное соединение часто называют фрикционными. Для увеличения силы трения поверхностей элементов в месте стыка очищает от грязи, масла, ржавчины, и окалины.
Чтобы соединения с накладками с двух сторон работало надежно, необходимо строго одинаковая толщина стыкуемых элементов, поскольку даже при небольшой разности их толщин несущая способность болта резко снижается. Для улучшения работы соединения иногда применяют комбинированное соединение, в котором соединяемые поверхности склеивают специальным клеям, а затем стягивают высокопрочными болтами.
Влияние уплотняющей пластины на соединение
Для изучения влияния канала размера с различной толщиной насадочной пластины были выбраны. Секции холодной формы имеют тонкие секции и не работают на болтовом соединении из-за подшипника и разрыва вместе с выпучиванием. Внедрение упаковочной пластины на болтовых соединениях распределяет нагрузку на широкую область канавок канавок с холодным профилем, а также позволяет избежать выпучивания стержневого элемента и, следовательно, увеличивает грузоподъемность соединения. Наблюдается, что по мере увеличения толщины набивочной плиты изгиб канала на несвязанной ноге уменьшается.
Применяют для крепления баз (башмаков) колонн и стоек к фундаментам.
Заклепочные соединения
Применяются с начала позапрошлого столетия; они надежно работают при статической и динамической нагрузках. Однако перерасход металла в соединениях и их большая трудоемкость по сравнению со сваркой ограничили область применения.
При увеличении толщины насадочной пластины общее увеличение прочности каждого образца на 8% наблюдается в образце образца 2 мм. И 5% среднего увеличения прочности каждого образца наблюдается в образце толщиной 5 мм. Вышеприведенные результаты предназначены для соединений трех болтовых соединений. Для соединения с одним болтом процент увеличения сустава больше зависит от продолжительности выдачи.
Результаты испытаний с графиками деформации нагрузки и нагрузки
Рис.,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, а также. График представляет собой толщину 2 мм, все пять образцов с различными упаковочными пластинами сравниваются путем объединения всех графиков. График представляет собой толщину 5 мм. Все пять образцов с различными упаковочными пластинами сравниваются путем объединения всех графиков.
1 – замыкающая головка; 2 – закладная головка
1) – с полукруглой головкой; 2) – с потайной головкой; 3) – с полупотайной
Заклепки в стальных конструкциях различаются по форме закладной и замыкающей головок. Замыкающая головка образуется деформированием выступающей части стержня заклепки. Заклепки ставят в отверстия, на 1-1,5 мм большие, чем диаметр заклепки. При образовании замыкающей головки стержень заклепки осаживается и утолщается, плотно заполняя отверстие. Поэтому за расчетный диаметр заклепки принимается диаметр отверстия, в который она поставлена. Клепка может выполняться горячим и холодным способом . При горячем способе замыкающая головка образуется в нагретом до температуры примерно 800-1000°С, стержне с помощью пневматического молотка.
График, показывающий увеличение прочности 5 мм толстой упаковочной пластины с разной толщиной. График между толщиной пластины уплотнения до предельной прочности. График между толщиной пластины уплотнения до предельной прочности для трех и одиночных болтовых соединений.
Подключение к стальным полым конструкционным участкам с одной стороны вызывает проблемы у инженеров на протяжении десятилетий. Тем не менее, в настоящее время существует множество типов крепежных элементов и способов соединения для этого все более популярного конструкционного материала, кроме нормы сварки.
При холодной клепке замыкающая головка образуется в ненагретом стержне при помощи мощных клепальных скоб. Сила, стягивающая пакет, при холодной клепке в 2-3 раза меньше, чем при горячей, так как пакет сжимается только усилием клепальной скобы; в процессе горячей клепки заклепка при остывании укорачивает и плотно стягивает пакет (растягивающие напряжения в заклепки достигают 10-15 кН/см .
Чаще всего со структурными формами, сваркой или болтами был предпочтительный метод, так как они могут обрабатывать высокую степень нагрузки. Но когда существуют ограничения в сварке или когда инженеры хотят избежать высоких затрат на оплату труда, связанных с сертифицированными сварщиками, установкой, сбором заряда и необходимостью защиты окружающей среды, инженеры обращаются к механическим крепежам, чтобы выполнить свою работу.
Во многих случаях ребра жесткости, возможно, придется сваривать внутри трубки, чтобы придать ей дополнительную опору, которая повлечет за собой дополнительную стоимость сварки в магазине. Это потребует тех же соображений, что и сварка элементов вместе. Это процесс, который можно сделать заблаговременно в цехе изготовления, прежде чем он будет отправлен на поле.
В конструкциях из алюминиевых сплавов также применяют болты нормальной и повышенной точности. Их изготовляют из алюминиевых сплавов; форма и размеры их такие же, как и у стальных.
Высокопрочные болты для конструкций из алюминиевых сплавов изготовляют из стали. При постановке высокопрочных стальных болтов недопустим непосредственный контакт стали и алюминиевых сплавов, так как в местах соприкосновения возникает интенсивная электрохимическая корразия. В этих случаях шайбы высокопрочных болтов должны быть кадмированы или оцинкованы, а часть стержня болта, находящаяся в соединяемом пакете, обмотана изоляционной лентой (или кадмирован, или оцинкован весь болт).
Поток или фрикционное сверление представляет собой метод формирования резьбы в тонком материале, например листового металла, с использованием инструментов, которые вращаются с высокой скоростью. Процесс изменяет материал таким образом, что ни один из них не теряется, причем избыток образует рукав, длина которого превышает первоначальную толщину материала, что позволяет создать относительно прочное соединение в тонком материале. К сожалению, фрикционное сверление невозможно в материале толще, чем около половины диаметра отверстия; и материал должен уметь выдерживать выделяемое тепло, а это означает, что участки, которые уже окрашены или оцинкованы, часто непригодны и требуют подкраски.
