1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сварные и болтовые соединения металлических конструкций

Болтовое или сварочное соединение при сборке конструкций

С развитием строительной отрасли разновидности строящихся зданий стали разнообразнее. Если раньше здания строились как правило из кирпича и бетона, то теперь все большую популярность получают проекты каркасных домов, проекты домов из бруса http://sk-teremok.ru/proekty-domov/doma-iz-brusa/, и других материалов.

При возведении зданий каркасного типа, в основе лежит каркас из металлоконструкции. Этот каркас необходимо надежно собрать, ведь от прочности каркаса будет зависеть прочность всего здания в целом. Как правило металлический каркас зданий собирают двумя основными способами: сварочным или болтовым соединением. У каждого из этих способов есть свои плюсы и минусы, рассмотрим основные из них.

Сварочные соединения для каркасных конструкций бывают следующих типов:

— Соединение в виден стыка. Когда детали привариваются своими торцами.

— Соединения таврового типа. когда производится сварка в профиль напоминающая букву Т.

— Соединения конструкций внахлест, когда детали нахлестываются друг на друга и провариваются с обоих сторон.

— Соединения деталей относительно друг друга под углом, чаще всего прямым.

При применении болтового соединения используются разные типы точности. При не высокой точности, отверстия в деталях сверлятся больше чем диаметры соединяющих болтов. И при сборке это позволяет осуществлять допустимые сдвиги. Но в процессе эксплуатации такая конструкция также может получить некоторую допустимую деформацию.

При применении точных болтовых соединений диаметры отверстий сверлятся равными, диаметрам самих соединительных болтов. Благодаря этому возможность сдвига таких деталей исключается. Но при сборке конструкции, отсутствие люфта может доставить массу проблем.

Преимущества сборки каркаса при помощи сварочного соединения

— Соединение, сделанное сваркой, может быть выполнено герметично, что не позволит влаге проникать внутрь конструкции.

— Сваркой можно соединить самые разные детали, самых разных форм и конфигураций.

— Сварка относительно не дорогой способ соединения металлоконструкции.

Преимущества сборки каркаса болтовым соединением

— Основной плюс болтового соединения это возможность его последующей разборки. При необходимости соединение можно разобрать и заменить нужную деталь.

— Для создания болтового соединения не нужно дополнительное оборудование типа сварочного аппарата, его можно создавать при отсутствии электричества.

— Для создания болтового соединения не нужно привлекать специалиста с определенными навыками и опытом работы, как это необходимо при соединении электросваркой.

Недостатки сварочного соединения

— При прогреве металла может быть коробление деталей от высоких температур.

— Сварочные швы наиболее подвержены коррозии и требуется их последующая обработка.

— Для выполнения сварочных работ необходимо специальное оборудование.

— Выполнять сварку может только специалист сварщик.

Недостатки болтового соединения

— Основным недостатком болтового соединения является необходимость точного совмещения соединяемых поверхностей.

Сварные соединения металлических конструкций

Сварка – процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между соединяемыми частями при их нагревании или пластической деформации.

Виды сварных соединений.

Стыковые — соединения, в которых элементы соединяются торцами или кромками, и один элемент является продолжением другого; наиболее рациональны, т.к. имеют наименьшую концентрацию напряжений при передаче усилий, экономичны и удобны для контроля. Толщина сварива­емых элементов в таких соедтнениях не ограничена. Стыко­вое соединение листового металла может выполнено быть прямым или ко­сым швом.

Внахлестку — соединения, в которых поверхности свариваемых элементов частично находят друг на друга; широко примнняются при сварке листовых конструкций из стали небольшой толщины (2-5мм), в решетчатых и других видах конструкций.

Разновидность — соед-я с накладками применяют для соединения элементов из профильного металла и для усиления стыков. Внахлестку и с накладками — простота обра­ботки элементов под сварку, но по расходу металла они менее эконо­мичны, чем стыковые; вызывают резкую концентрацию напряжений, из-за чего они нежелательны в конструкциях, подвергающихся действию нагрузок и работающ при низкой t.

Угловые — соединения, в которых свариваемые элементы расположены под углом.

Тавровые соединения (соединения впритык) отличаются от угловых тем, что в них торец одного приваривается к поверхности дру­гого элемента. Угловые и тавровые соединения выполняются угловыми швами, которые отлича­ются простотой исполнения, высокой прочностью и экономичностью. В ответственных конструкциях в тавровых соединениях же­лательно полное проплавление соединяемых элементов.

Виды сварных швов: по конструктивному признаку: 1. стыковые — соединение деталей в 1 плоскости; наиболее рациональны, т.к. имеют наименьшую концентрацию напряжений, но требуют дополнительной разделки кромок. При сварке элементов толщиной > 8мм для проплавления металла по всей толщине сечения необходимы зазоры и обработка кро­мок изделия. 2. угловые (валиковые) — швы наваривают в угол, образованный элементами, расположенными в разных плоскостях.

По направлению действующих усилий угловые швы, расположенные параллельно действующему осевому усилию, называют фланговыми, а перпендикулярно усилию — лобовыми.

По назначению: рабочие, связующие (конструктивные)

По протяженности: сплошные, прерывистые (шпоночные).

По положению в про­странстве во время их выполнения: нижние, вертикальные, горизонтальные, потолочные.

Сварка нижних швов наиболее удобна, легко поддается механизации, дает лучшее качество шва, а потому при проектировании следует предусматривать возмож­ность выполнения большинства швов в нижнем положении. Вертикаль­ные, горизонтальные и потолочные швы в большинстве выполняются при монтаже. Они плохо поддаются механизации, выполнить их вручную трудно, качество шва получается хуже, потому применение их в конструкциях следует по возможности ограничивать. Рис: а – стыковые; б – внехлестку (1-лобовые 2- фланговые); в – комбинированные ; г- угловые; д- тавровое.

Расчет соединений, выполняемых угловых швами. Угловые швы применяют в торцевых, угловых и внахлест соединениях и определяютют катетом k1, k2, вогнутостью m и выпуклостью g. Могут быть как фланговыми, так и лобовыми.

Фланговые швы, расположенные по кромкам прикрепляемого элемента, параллельно действ-му усилию, вызывают большую нерав­ном-ть распред-ия напряж-й по ширине эл-та. Нерав­номерно работают они и по длине

Лобовые швы передают усилия равномерно по ширине эл-та, но неравномерно по толщине шва. Неравномерность работы шва по длине заставляет ограничивать расчетную длину шва на величину ≥4 катетов шва:

4kf ≤ lω ≤ 85βkf, где kf – катет, принимаемый не больше величины 1,2t (kf

Требуем длина шва пера:

kf = t-2, α – коэф-т распределения напряжения между швом пера и швом обушка, принимается в зависимости от расположения уголка на фасонке.

При расчете следует определить, какая из 2 проверок (по металлу шва или металлу границы сплавления) будет иметь решающее значение. Для этого необходимо сравнить: βf·Rωf и βz·Rωz. Решающее значение будет иметь меньшее из величин.

5. Болтовые соединения металлических конструкций

Болтовые = раньше сварных. Простота и надежность в работе.

Они более металлоемки, имеют накладки, ослабляют отверстиями.

Болты грубой и нормальной точности — отклоне­ния диаметра 1 мм и 0,52 мм (для бол­тов d≤30 мм). Они = из углеродистой стали. Класс прочности болтов (5.6). Первое число = 50 = временное сопро­тивление (σв кгс/мм2), а 5*6=30 — пре­дел текучести материала (σт кгс/мм2).

Отверстия на 2—3 мм больше диаметра болта — облегчает посадку болтов (преимущество). Но это повышает деформативность соеди­нения при работе на сдвиг. Эти болты = крепеж­ные.

Болты повышенной точности — из углеродистой стали. d отверстия = +0,3 мм от диаметра болта.

Болты сидят плотно и хорошо воспринимают сдвигающие силы. Сложность изготовления и постановки болтов = применяются редко.

Высокопрочные болты — из легированной стали, терми­чески обрабатывают. Они = нормальной точности, отверстия большего ди­аметра, но гайки затягивают спец-ключом. Силы трения пре­пятствуют сдвигу элементов относительно друг друга. Высокопрочный болт работает на осевое растяжение.

Необходима одинаковая толщина элементов, а то несущая спо­собность болта резко уменьшается.

Применяют клееболтовое. Преиму­щества — простота устройства; По качеству — не уступают сварке, но уступают ей по расходу металла.

Самонарезающие болты — на­личие резьбы. Материал — сталь термоупрочненная. d=6 мм для прикрепления профилированного настила к прогонам и элементам фах­верка. Преимущество — доступ к конструкции только с одной стороны.

Фундаментные (анкерные) болты — передачи растягивающих усилий с колонн на фундамент. Материал — стали марок ВСтЗкп2, 09Г2С и 10Г2С1.

Сварной метод соединения конструкций против болтового

Почему в производстве металлоконструкций делается акцент на сварной метод соединения конструкций против болтового? Потому что он является современным аналогом геометрически точного процесса, в результате которого происходит соединение металлоконструкций.

При помощи сварки можно присоединить элемент любой формы. У болтовых соединений тоже есть несомненный плюс — монтаж на месте. Если же брать оба метода и «с нуля» разбирать их применение в строительном производстве, как определить почему сварной метод соединения конструкций против болтового проще и технологичной? Давайте, разбираться вместе.

  • На разработку технологий уходят годы времени и миллионы денег. А все дело в вычислениях, которыми мы называем необходимые расчеты. Вместе с болтовыми и сварными методами были изобретены пайка и клёпка, на сегодняшний день используемые не так часто. Почему же сварной метод соединения конструкций против болтового считается менее проблематичным?

Оказывается, все дело в расчетах и повышенных требованиях к геометрической точности сопрягаемых частей конструкции. Сваркой можно соединить элементы металлоконструкций, изготовленных из металла, даже в положениях, которые являются достаточно сложными с точки зрения свободного пространства. Болтовые соединения используется в тех случаях, когда сварка просто невозможна – в том числе, при соединении неметаллических элементов.

Сварной метод соединения конструкций против болтового способен обеспечивать качество крепёжных отверстий — герметичность, точность, надежность. Болтами, зачастую, стягивается сразу несколько деталей и определить геометрию отверстий иногда очень трудно, из-за сложности форм.

Функциональность метода соединения металлоконструкций должна учитываться в любых условиях. Оперировать болтовыми процессами бывает очень сложно. Поэтому в труднодоступных и неудобных местах, где нет речи об использовании болтов, из-за сложности форм и креплений, применяется сварной метод соединения металлоконструкций. При правильном расчете технологического процесса сварки прочность шва будет равна прочности основного металла. Поэтому сварным методом соединяются любые детали и элементы, независимо от их формы.

  • Что нужно сделать, чтобы точно и правильно осуществить соединение металлоконструкций болтами? Сделать герметичное и плотное отверстие для болтов, вымерить, просверлить его и проштамповать болты, после чего произвести болтовое соединение, обработав его дополнительно защитными средствами. В противном случае соединенные элементы не спасти от коррозии.

Первоначально, когда о сварке не знали, металлоконструкции соединяли клепками. Этот метод используется и в наши дни, ответственные конструкции и силовые элементы самолетов клепают до сих пор. В начале XX века сварка считалась «дорогим удовольствием», но более дешевым, чем соединение на клепках, поэтому человечеству потребовались дополнительные технологии, между которыми можно было бы поставить знак равенства по прочности, максимально снизив стоимость работ.

Сварной метод соединения конструкций против болтового стал использоваться раньше. К нашему времени он заметно подешевел и стал доступным для всех категорий потребителей. Но по-прежнему остался досягаемым для полноценного осуществления специалистам соответствующей категории, у которых есть специальное оборудование — аппарат, источник тока, кабеля и щиток, и, конечно же, навык работы.

Для болтовых соединений понадобятся гаечные ключи и метизы, к рабочим-исполнителям никаких требований по квалификации не предъявляется. Некоторые типы конструкций, например, мосты, собирают на высокопрочных болтах. В таких соединениях усилие передается не за счет прочности болта, а за счет силы трения между элементами, которые стягивает болт. В остальных случаях о надежности болтовых соединений говорить трудно.

У обычного болта есть всегда зазор между соединенными элементами, и, соответственно, люфт (дословно: зазор, промежуток, свободный ход, из-за чего одна деталь свободно, в небольших пределах движется в разные стороны без сцепления или контакта с другой деталью). Поэтому произвести болтовое соединение сложных по форме металлоконструкций — невозможно. Точно также как невозможно выполнить на одних болтах крепеж крупных строительных металлоконструкций — балок, ферм, рам, состоящих из различных прокатов.

По прочности сварной метод соединения конструкций против болтового не противопоставляются. Прочность болтового соединения определяется диаметром используемых болтов, в сварочных соединениях сварочный шов, выполненный качественно, почти на все 100% соответствует структуре того металла, который при сварке является основным. При малом числе точек креплений оптимальным считается болтовое соединение, во всех остальных случаях специалистами в строительном производстве используется сварное соединение.

Более подробно узнать сварной метод соединения конструкций против болтового будет лучше в вашем проекте или наоборот можно у специалистов компании по телефону 391 215-25-35. Обращайтесь!

Разбираемся какое соединение лучше: сварное или болтовое

Необходимость делать подобный выбор сегодня обусловлена тем, что практически все современные металлоконструкции собираются по частям. Сегодня не меньше 95% металлических конструкций делаются именно сборными. Чем обоснован такой подход?

  • Во-первых, сборные металлоконструкции позволяют быстро заменить деталь, вышедшую из строя.
  • Во-вторых, на изготовление сборной конструкции требуется гораздо меньше металла, чем на изготовление цельной. Таким образом, вся конструкция получается намного дешевле.
  • В-третьих, сборные металлические конструкции гораздо проще транспортировать, так их можно разобрать и тем самым сократить размеры. Выгодная логистика – очень важный фактор в производстве.

В связи с этим возникает вопрос: какой из существующих типов соединения конструкций использовать лучше всего? В полной мере об этом можно судить, только имея представление о каком-то конкретном строительном случае. Однако, в любом случае есть некоторые особенности двух методов, справедливые для любой ситуации. Основываясь на них, мы дадим вам несколько советов.

Наиболее популярные сегодня техники соединения металлоконструкций – это сварная и болтовая. Есть также клёпка и пайка, но они используются далеко не так часто.

Сварное соединение

Неоспоримое преимущество сварного метода соединения – это герметичность шва, которая предохраняет конструкцию от попадания влаги между деталями. Сварка хороша тем, что, имея соответствующие навыки, вы можете прикрепить к основной конструкции детали совершенно любой формы и в самых разных положениях. Болтовое соединение такой вариативности не обеспечит, так как у него есть свои пространственные ограничения. И, наконец, сварное соединение – достаточно дешевый процесс.

Что касается недостатков сварки, здесь нужно сказать о том, что от сильного локального нагрева увеличивается подверженность коррозии, и металл может повести. Кроме того, сварочное соединение невозможно без наличия определенного инструментария: тут и сварочный аппарат, и кабели, и щиток, и надежный источник тока. И, что самое главное – соответствующий высокоразвитый навык.

Читать еще:  Обрезинивание и изготовление валов

Болтовое соединение

В чем состоит преимущество болтового соединения перед сварным? Прежде всего, это возможность разобрать конструкцию. Это особенно важно, когда мы говорим о соединении элементов водопровода или других конструкций, элементы в которых требуется регулярно заменять. Ведь для того, чтобы проникнуть в конструкцию, она должна легко разбираться – но при этом все же быть очень прочной. Болты это обеспечивают.

К недостаткам болтового соединения можно причислить геометрическую ограниченность. Соединяемые элементы должны идеально совпадать поверхностями, все углы должны быть ровными – иначе прочность крепежных отверстий обеспечить невозможно.

Что надежнее?

На самом деле, если все условия соблюдаются на сто процентов – сварка делается профессионально, а болты скрепляют геометрически правильные элементы – то прочность двух соединений получается почти равной. Особенно, если конструкция делается для исключительно бытовых целей и не будет в будущем подвержена особо сильным нагрузкам.

Выводы

В конце концов, выбор метода соединения вы все равно сделаете, исходя из целей металлоконструкции. Собираете конструкцию сложных форм из различного проката? Выбираем сварное соединение. Если хотите иметь возможность разобрать конструкцию, тогда болтовое соединение – идеальный вариант.

Статья носит ознакомительный характер.
Не забывайте консультироваться со специалистами.

Строительные конструкции

Чичерин Василий. Блог инженера

Курс лекций по дисциплине «Металлические конструкции, включая сварку» Часть I. Глава 3. Морозова Д.В.

Глава 3. Соединения элементов металлических конструкций

Соединения стальных конструкций выполняют на сварке, на болтах или заклепках. Выбор вида соединения зависит от назначения конструкции, т.е. ответственности; вида нагружения (величины и характера), формы соединяемых элементов и их условий работы в конструкции.

Наиболее распространенными соединениями являются сварные, так как требует меньше времени и материала. Кроме того, сварка обеспечивает достаточно высокую прочность, высокое качество сварного шва, автоматизацию работ в заводских и полевых условиях.

Болтовые соединения применяются в монтажных и рабочих соединениях; они отличаются простотой и надежностью соединения. Используя высокопрочные болты, можно существенно повысить их деформативность, но при этом повышается трудоемкость работ.

Заклепочные соединения — наиболее редко применяемые соединения по сравнению со сваркой и болтами. Они трудоемки, дорогостоящи, однако при вибрационных и динамических нагрузках они бывают выгодны и незаменимы (железнодорожные мосты, промышленные предприятия и др.).

3.1 Сварные соединения

При изготовлении сварных конструкций наибольшее применение нашла электродуговая сварка: ручная, автоматическая, полуавтоматическая и электрошлаковая. Применение контактной и газовой сварки ограничено.

Ручная сварка выполняется при помощи электродов, тип и марка которых зависит от марки стали свариваемых элементов, рода сварочного тока и пространственного положения шва (ГОСТ 9467-75*).

Преимущество ручной электродуговой сварки заключается в ее универсальности. Она может выполняться в нижнем, вертикальном, горизонтальном и потолочном положениях (рис. 3.1), а также в труднодоступных местах. Это обусловило ее широкое распространение на монтаже, где затруднено применение механизированных способов сварки. Однако ручная сварка обладает рядом недостатков — малой глубиной проплавления основного металла, малой производительностью по сравнению с автоматической сваркой под флюсом. Для компенсации этих недостатков применяют тугоплавкие обмазки, которые повышают производительность сварки и увеличивают глубину проплавления шва (сварка с глубоким проплавлением).

Основные типы электродов для сваривания стальных конструкций:

— с пределом текучести до 500 МПа: Э-42, Э-42А, Э-46, Э-46А, Э-50, Э-50А (А — металл шва имеет повышенные пластические свойства);

— с пределом текучести более 500 МПа: Э-60, Э-70, Э-85.

Автоматическая сварка выполняется под слоем флюса, который, расплавляясь в процессе нагревания, надежно защищает расплавленный металл от соприкосновения с воздухом; сам металл остывает несколько медленнее, освобождается от пузырьков газа, шлака и различных примесей. Большая сила тока, допустимая при автоматической сварке, и лучшая теплозащита шва обеспечивают глубокое проплавление свариваемых элементов и большую скорость сварки. Этот вид сварки затруднителен для вертикальных и потолочных швов.

Рис. 3.1. Положение швов в пространстве:

1 — потолочный угловой шов; 2 — нижний угловой шов;

3 — горизонтальный стыковой шов; 4 — вертикальный угловой шов.

Электрошлаковая сварка (разновидность автоматической сварки) удобна для вертикальных стыковых швов металла толщиной от 20 мм и более. Она осуществляется под слоем расплавленного шлака; сварочная ванна защищена с боков медными ползунами, охлаждаемыми проточной водой. Сварка в среде углекислого газа не требует приспособлений для удержания флюса, может выполняться в любом пространственном положении, обеспечивает получение высококачественных сварных соединений, хотя при этой сварке поверхность шва получается менее гладкой, чем при сварке под флюсом; к недостаткам относятся также необходимость защищать рабочих от излучения дуги и от скопления газа.

Сварка порошковой проволокой, выполняемая автоматическим способом, марок ПП-АН8 и ПП-АН3 (ГОСТ 26271-84) устраняет недостатки ручной сварки. Порошковая проволока состоит из металлической оболочки толщиной 0,2…0,5 мм, которая заполнена шихтой специального состава.

Кроме указанных видов сварки, применяется контактная сварка, осуществляемая путем нагрева и пластического деформирования элементов. Она может быть точечной, шовной и стыковой.

Сварные швы. По своей форме сварные швы подразделяются на стыковые и угловые (валиковые). Стыковые швы служат для стыкования элементов, лежащих в одной плоскости. Они весьма эффективны, так как дают наименьшую концентрацию напряжений, хотя и требуют дополнительной разделки кромок. По форме разделки кромок стыковые швы бывают U-образными. Для U- и V-, V- и K-образных швов, завариваемых с одной стороны, обязательна подварка корня шва с другой стороны — для устранения возможных непроваров (рис. 3.2, а, поз. 1), являющихся источником концентрации напряжений. Различные варианты стыковых швов показаны на рис. 3.2, б. Валиковые (угловые) швы навариваются в угол, образованный элементами, расположенными в разных плоскостях. Создаваемый при этом шов имеет форму валика (рис. 3.2, в).

Сварные швы по положению в пространстве при их выполнении могут быть вертикальными, горизонтальными и потолочными (см. рис 3.1). Наиболее легко поддается механизации и дает лучшее качество шва сварка нижних швов. Вертикальные, горизонтальные и потолочные швы трудно механизировать, а при выполнении их вручную качество шва относительно невысоко, поэтому применения этих швов следует по возможности избегать.

Рис. 3.2. Типы сварных швов и соединений:

1 — непровар; 2 — лобовой шов;

3 — фланговый шов; 4 — подкладки (выводные планки);

tmin — минимальная толщина соединяемых элементов

Сварные соединения. Существуют следующие виды сварных соединений: стыковые, внахлестку, угловые и тавровые (впритык). (Табл 3.1) В стыковых соединениях элементы соединяются торцами или кромками, т.е. один элемент как бы является продолжением другого (рис.3.2, г). Стыковые соединения дают наименьшую концентрацию напряжений при передаче усилий; они экономичны, могут быть наиболее надежно проконтролированы. Толщина свариваемых элементов в соединениях такого вида практически не ограничена. Стыковые соединения применяются в основном для листового металла и могут быть выполнены прямым или косым швом (соответственно слева и справа на рис. 3.2, г) и табл 3.1.

В соединениях внахлестку поверхности свариваемых листов частично находят друг друга (рис. 3.2, д). Их широко применяют при сварке листовых конструкций из стали небольшой толщины (3…6 мм), в решетчатых и некоторых других видах конструкций. К соединениям внахлестку относятся также соединения с накладками (рис. 3.2, г, е), применяемые для соединения элементов из профильного металла и для усиления стыков. Соединения внахлестку и с накладками отличаются простотой, хотя вызывают резкую концентрацию напряжений, что ограничивает их применение при действии динамических нагрузок или низких температур; кроме того, они более металлоемки, чем стыковые.

В сварных соединениях расчетную длину сварного шва lw принимают равной его полной длине l, уменьшенной с учетом возможного непровара по концам: lw = l — 2t, где t — наименьшая толщина соединяемых элементов; в случае вывода концов шва за пределы стыка на временные подкладки 4 (рис. 3.2, ж), которые затем отрезаются, расчетная длина шва lw принимается равной его полной длине. Прочность сварных швов характеризуется их расчетными сопротивлениями (табл. 3.2).

Таблица 3.2. Расчетные сопротивления металла

для сварных соединений при ручной сварке, МПа

Болтовые и сварные соединения металлических конструкций

Согласно ТКП 45-5.04-41 сборку и закрепление монтажных соединений металлических конструкций рекомендуется выполнять на болтах без контролируемого натяжения и на высокопрочных болтах с контролируемым натяжением.

1. Сборка соединений на болтах без контролируемого натяжения

Перед сборкой стыкуемые поверхности должны быть очищены от загрязнений, льда, снега, наплывов грунтовки и краски, ржавчины, просушены (при необходимости) и не должны иметь неровностей, препятствующих плотному соединению поверхностей.

Для совмещения отверстий элементов стыка пользуются проходными оправками, диаметр цилиндрической части которых на 0,2 мм меньше диаметра отверстий. Часть отверстий (не менее 10 %) заполняется сборочными пробками (рис. 35). Пробки фиксируют взаимное расположение соединяемых элементов от сдвига. После установки сборочных пробок оправки выбивают. Диаметр сборочных пробок должен соответствовать диаметру отверстий.

Рис. 35. Технологическая оснастка для сборки болтовых соединений: а – проходная оправка; б – сборочная пробка

В собранном пакете болты заданного в проектной документации диаметра должны пройти в 100 % отверстий. Допускается прочистка 20 % отверстий сверлом, диаметр которого равен диаметру отверстия, указанному в чертежах. При этом в соединениях с работой болтов на срез и соединенных элементов на смятие допускается чернота (несовпадение отверстий в смежных деталях собранного пакета) до 1 мм – в 50 % отверстий, до 1,5 мм – в 10 % отверстий.

В случае несоблюдения этого требования с разрешения организации-разработчика проектной документации отверстия следует рассверлить на ближайший бόльший диаметр с установкой болта соответствующего диаметра.

Под гайку болта рекомендуется устанавливать одну круглую шайбу по ГОСТ 11371. Допускается установка не более двух круглых шайб под гайку болта и одной такой же шайбы под головку болта.

Затяжку болтов необходимо производить от середины поля болтов к краям. Другой порядок затяжки болтов должен быть предусмотрен в проектной документации.

Гайки временных и постоянных болтов без контролируемого натяжения завертывают ручными коликовыми ключами (рис. 36), имеющими с одной стороны зев для гайки, а с другой – коническую часть – колик, который служит оправкой при совмещении отверстий в деталях узла.

Рис. 36. Ключ коликовый монтажный: а – зев ключа; б – колик; s – размер под ключ

Плотность стяжки собранного пакета следует проверять щупом толщиной 0,3 мм, который в пределах зоны, ограниченной шайбой, не должен проходить между собранными деталями на глубину более 20 мм. Качество затяжки постоянных болтов следует проверять обстукиванием их молотком массой до 0,4 кг, при этом болты не должны смещаться.

В процессе эксплуатации зданий и сооружений необходимо периодически производить осмотр монтажных соединений и подтягивать ослабевшие гайки на болтах.

2. Сборка соединений на высокопрочных болтах с контролируемым натяжением

В соединениях на высокопрочных болтах с контролируемым натяжением соприкасающиеся поверхности деталей должны быть подготовлены в соответствии с указаниями в проектной документации. Способ обработки соприкасающихся поверхностей деталей сдвигоустойчивых соединений должен быть указан в чертежах КМ и КМД.

Состояние поверхности, независимо от способа обработки или очистки, следует контролировать и фиксировать в журнале выполнения монтажных соединений на болтах с контролируемым натяжением непосредственно после обработки или очистки и перед сборкой соединений. Способы обработки и соответствующие им коэффициенты трения даны в ТКП 45-5.04-41 [табл. 5.2].

До установки высокопрочных болтов соединение собирают на пробках и временных болтах и стягивают так, чтобы щуп толщиной 0,3 мм проходил вглубь пакета не более чем на 20 мм. Резьбу гаек высокопрочных болтов слегка смазывают минеральным маслом. Смазывать болт и поверхность гайки не разрешается. Болты в один прием затягивают гайковертом или ручным динамометрическим ключом. При отсутствии таких гайковертов затягивание осуществляют в два приема: сначала на величину меньше требуемой – гайковертом ИП-3106, а затем тарировочным ключом. Со стороны гайки после натяжения должно оставаться не менее трех ниток резьбы.

Величину крутящего момента для закручивания гаек высокопрочных болтов определяют по формуле

где N – расчетное усилие натяжения болта, в Н;

d – диаметр болта, в м;

ku – коэффициент, зависящий от качества нарезки, принимаемый в пределах 0,186–0,193.

Тарировка ключей и гайковертов должна осуществляться систематически до начала и в середине смены. Болты, дотянутые до проектного усилия, отмечаются краской. При применении в узлах и стыках высокопрочных болтов используют ключи-мультипликаторы (табл. 1).

Таблица 1. Техническая характеристика ключей-мультипликаторов

ПоказателиКПМ-130КПМ-220
Момент затяжки, Н·м500–13001100–2200
Относительная погрешность, не более, %+5+5
Передаточное число1616
Усилие на рукоятке, Н200200
Габариты, мм188 × 96 × 278220 × 112 × 278
Масса (без сменных головок и рычага), кг7,711,35

Натяжение болтов с регулировкой усилий по величине крутящего момента следует осуществлять поэтапно. Сначала болты необходимо затянуть на 50–80 % расчетного усилия для обеспечения плотности пакета. Затем болты должны быть дотянуты до полного расчетного усилия динамометрическими ключами статического действия с контролем натяжения по величине прикладываемого крутящего момента.

После окончания натяжения всех болтов в соединении старший рабочий-сборщик (бригадир) обязан поставить в предусмотренном месте клеймо (присвоенный ему номер или знак) и предъявить соединение для контроля.

После контроля натяжения и приемки соединения все наружные поверхности стыков, включая головки болтов, гайки и выступающие из них части резьбы болтов, должны быть очищены, огрунтованы, окрашены, а щели в местах перепада толщин и зазоры в стыках зашпатлеваны.

3. Сборка монтажных соединений на высокопрочных дюбелях

К выполнению монтажных соединений на высокопрочных дюбелях и руководству работами допускаются лица, прошедшие обучение, подтвержденное соответствующим удостоверением. При выполнении монтажных соединений на высокопрочных дюбелях следует соблюдать инструкции по эксплуатации пороховых монтажных инструментов, регламентирующие порядок ввода их в эксплуатацию, правила эксплуатации, технического обслуживания, требования безопасности, хранения, учета и контроля пистолетов и монтажных патронов к ним.

Перед началом работ по монтажу соединений на высокопрочных дюбелях следует осуществлять контрольную пристрелку для уточнения мощности выстрела (номера патрона). Расстояние от оси дюбеля до края опорного элемента должно быть не менее 10 мм в любом направлении. При установке рядом двух дюбелей минимальное расстояние между ними определяется условием расположения стальных шайб впритык друг к другу.

Читать еще:  Чем приклеить керамику к металлической поверхности

Установленный дюбель должен плотно прижимать шайбу к закрепляемой детали, а закрепляемую деталь – к опорному элементу. Цилиндрическая часть стержня дюбеля не должна выступать над поверхностью стальной шайбы.

4. Сборка монтажных соединений на самонарезающих винтах

При выполнении соединений на самонарезающих винтах под их головки следует устанавливать металлические уплотнительные шайбы.

Самонарезающие винты должны быть завернуты так, чтобы их головки плотно прилегали к шайбам, а нарезная цилиндрическая часть (стержень) выступала с тыльной стороны опорного элемента не менее чем на одну нитку резьбы.

В случае некачественной постановки самонарезающего винта (срез стержня, обрыв головки, неплотная посадка и т. п.) рядом, на расстоянии не менее пяти диаметров стержня и не более 60 мм, устанавливается новый винт. В тех случаях, когда можно рассверлить старое отверстие, ставится винт большего диаметра.

Сварные соединения. Монтажные соединения решетчатых и стержневых конструкций собирают преимущественно при помощи прихваток. Стыки тяжелых конструкций собирают при помощи сборочных приспособлений. Сварка монтажных соединений решетчатых и стержневых конструкций обычно выполняется вручную, а иногда – полуавтоматами с применением порошковой проволокой или голой легированной проволоки. В процессе сборки листовых конструкций широко используются сборочные приспособления, которые удаляются по мере сварки стыков. При автоматической сварке допускается предварительная подварка швов вручную.

Стыки можно сваривать следующими способами сварки: автоматической электрошлаковой; под флюсом; с применением порошковой проволоки; полуавтоматической; в среде углекислого газа; ручной.

Почти все виды автоматической и полуавтоматической сварки являются многошовными, только электрошлаковая сварка, независимо от толщины стали, выполняется за один проход бездуговым процессом. Эта сварка применима только для горизонтальных швов.

Сварка стыков может быть одно- и двусторонней. Швы большой протяженности сваривают вручную участками длиной по 300–400 мм. Направление сварки каждого участка должно быть противоположно направлению сварки всего шва. При толщине свариваемого металла более 8 мм сварной шов выполняют в несколько слоев: секционным способом или «горкой».

Для ручной сварки применяют электроды со специальным покрытием (обмазкой) различных типов. Число в марке электрода обозначает величину временного сопротивления наплавленного металла, а индекс «А» – повышенное относительное удлинение и ударную вязкость. Фаску под сварку у листов и труб следует снимать с помощью электрических или пневматических кромкорезов.

Контроль качества сварных соединений. В процессе контроля качества сварных соединений в зависимости от предъявляемых к ним требований могут выполняться: внешний осмотр шва, механические испытания металла шва, проверка качества структуры и плотности шва и др.

Внешний осмотр шва осуществляется с целью обнаружения видимых трещин, подрезов, шлаковых включений и непроваров глубиной более 10 % толщины свариваемых деталей.

Механические испытания металла шва выполняются в соответствии с ГОСТ 6996 на растяжение, ударный изгиб, ударный разрыв и сплющивание.

Из неразрушающих методов обычно используются следующие.

Фотографический метод основан на просвечивании сварного шва гамма-лучами, благодаря тому, что при просвечивании сварного шва гамма-лучами непрозрачные тела начинают светиться под их действием с различной интенсивностью. За счет этого при воздействии на фотослой, дефекты шва на пленке фиксируются как места с различной затемненностью.

В случае обнаружения дефектов количество проверяемых участков удваивается. Отечественные рентгеновские аппараты РУП-120-5-1, ИРА-1Д, ИРА-2Д малогабаритны и удобны для работы на стройплощадке.

Магнитографический метод основан на обнаружении полей рассеивания в местах дефектов на ферромагнитной ленте и последующем воспроизведении отпечатков; применяется для контроля соединений толщиной от 1 до 16 мм.

Ультразвуковой метод основан на различном отражении пучка высокочастотных звуковых колебаний от металла и имеющихся дефектов.

Контроль плотности сварных соединений чаще всего выполняют вакуумным методом, в замкнутых емкостях – сжатым воздухом в пределах рабочего давления, с промазкой наружной поверхности швов мыльным раствором или заполнением емкостей водой. Неплотности сварных швов можно обнаруживать, промазывая их с одной стороны керосином, а с другой – окрашивая водно-меловым составом; при этом в местах дефектов на поверхности меловой обмазки появятся жирные пятна керосина.

Вакуумный метод предусматривает использование металлической камеры без дна с верхней стенкой из органического стекла и резиновой прокладкой по кромкам боковых стенок. Испытуемый шов смазывают раствором пенного индикатора, на участок шва накладывают камеру и создают в ней вакуум. Появление на поверхности шва пузырей свидетельствует о его неплотности. Давлением сжатого воздуха и воды испытывают резервуары и трубопроводы. Швы покрывают пенным индикатором, а в сосуд нагнетают воздух под давлением. Появление пены свидетельствует о дефекте.

Химический метод применяется для испытания днища. Под днище укладывают трубы, по которым нагнетают аммиак. Боковую поверхность днища и основания герметизируют глиной, а швы промазывают меловой краской с индикатором (фенолфталеин) или проклеивают полосами смоченной индикаторной бумаги. В местах дефекта окраска или бумага меняет цвет.

При заполнении сосудов водой под давлением дефекты обнаруживаются по местам течи или увлажнения поверхности шва. Давление воды или воздуха назначается равным рабочему давлению, установленному для данной конструкции. Сосуды, работающие под большим давлением, во избежание больших разрывов испытывают водой. При производстве сборочных и монтажных работ металлических конструкций при отрицательных температурах наружного воздуха необходимо соблюдать следующие меры. Нельзя применять ударные воздействия на металлические конструкции при температуре окружающей среды ниже –25 °С. Гибку и правку металла при отрицательных температурах следует выполнять с предварительным его подогревом.

Ручную и полуавтоматическую сварку решетчатых и листовых конструкций толщиной стали до 16 мм можно вести обычными способами без подогрева для:

  • конструкций из углеродистой стали – при температуре до –30 °С;
  • конструкций из низколегированной стали – при температуре до –20 °С.

При большей толщине свариваемого металла или при более низких температурах зона выполнения сварочного шва на ширину в 100 мм с каждой стороны от него должна быть подогрета до 100–150 °С.

Сварка или болты?

Страница 1 из 5123>5 »

Здравствуйте уважаемые форумчане. Вопрос собственно находится в теме.
Интересует почему у нас в России преимущественно делают соединения металлических конструкций на сварке, а в Европе на болтах?

Вот собственно снова столкнулся с ситуацией — проектирую временное сооружение (торговый павильон 5х5х15 м), сначала заказчик хотел, чтобы узлы были на болтах, но строители сказали, что если заменить болтовые соединения сварными, то это будет быстрее. Так ли это?

Мне так больше симпатизируют болтовые соединения — взяли, на заводе просверлили все отверстия в балках, изготовили отправочные марки, привезли на стройку и быстренько собрали.

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

Так Россия ж. Сегодня 10 болтов, завтра 9.

Если серьёзно, надо через ГЭСН и ФЕР сравнить стоимость и трудоёмкость вариантов. Мне лень. Так навскидку разница небольшая будет, сварка дольше и более трудоёмко. Но нормы порой бывают со мной не согласны.

Tyhig
Посмотреть профиль
Посетить домашнюю страницу Tyhig
Найти ещё сообщения от Tyhig
troja
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от troja
110ХЛ
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от 110ХЛ
boris_r
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от boris_r

Во вложении эскиз моего каркаса. Как думаете как будет быстрее при всех прочих равных условиях (обеспечения качества и т.п.) собрать каркас на болтах или сварке?

Доп. условие — время считаем с момента получения чертежей раздела КМ.
т.е. получается два варианта:
1) Соединение на сварке:
по факту изготовления железобетонной плиты строители сразу начинают монтаж
2) Соединение на болтах:
пока строители делают плиту они одновременно заказывают изготовление отправочных марок по разделу КМ. На изготовление плиты думаю нужно дней 7, а отправочные марки как я предполагаю могут изготавливать дольше (хотя это как повезет).

Примечание к эскизу — узлы примыкания балок к колоннам у меня рамные, поэтому хочется, чтобы монтаж был точным, а со сваркой мне я думаю, что это будет не очень просто сделать.
Что думаете по этому поводу?

Вложения

Каркас.pdf (36.4 Кб, 1168 просмотров)

Специальный Институт Строительных Конструкций Изделий

Dyuk, каркасик маленький. Можно на болтах. Всё можно собрать двумя трезвыми мужиками с нормальными руками. И потом — Вы сами себе дали ответ в примечаниях — коль заморочились с узлами на ВП болтах добейте и остальное таким же макаром.

А вообще — большепролетные каркасы — вот где надо думать. Я последнее время стараюсь всё на болты сажать и в ТУ прописывать при проектировании.

Болты и болтовые соединения металлоконструкций

Болтовые соединения как способ сборки крупногабаритных металлоконструкций использовались гораздо раньше изобретения сварки. Простота монтажа и высокая надежность в работе способствовали широкому распространению этого способа соединения в строительстве с использованием крупногабаритных металлоконструкций.

Болтом называют соединительный элемент, имеющий головку, стержень, часть которого гладкая, а другая имеет резьбу для навинчивания гайки. Гладкая часть «правильного» болта должна иметь длину на 2-3 мм короче толщины соединяемых металлоконструкций. Также в соединениях применяются шайбы, обеспечивающие лучшую фиксацию гайки.

Для соединения строительных металлоконструкций применяют болты грубой, нормальной и повышенной точности, а также высокопрочные, самонарезающие и фундаментные или анкерные болты.

Точность болтовых соединений.

Болты грубой (класс C) и нормальной (класс B) точности отличаются допусками на отклонение диаметра от номинала. Для болтов грубой точности это 1 мм, а нормальной – 0,52 мм при диаметре до 30 мм.

Болты грубой и нормальной точности применяются в условиях монтажа. Болты этих классов точности ставят в отверстия, образованные продавливанием или сверлением в отдельных элементах и диаметр этих отверстий должен быть на 2-3 мм больше диаметра болта.

Разница диаметров болта и отверстия облегчает посадку болта и упрощает создание соединения и это большое преимущество использования таких болтов. Однако, неполное совпадение осей отверстий в отдельных элементах металлоконструкций и болтов не позволяет добиться плотной посадки болта в отверстии.

Неплотность посадки болта в отверстии повышает вероятность деформирования такого болтового соединения на сдвиг и увеличивает неравномерность работы отдельных болтов в соединении. Поэтому болты грубой и нормальной точности не могут быть использованы в ответственных соединениях, работающих на сдвиг, а только лишь как крепежные элементы конструкций или в случаях, когда основная нагрузка происходит от растяжения.

Болтами повышенной (класс A) точности соединяют элементы металлоконструкций, отверстия в которых просверлены на проектный диаметр в собранном виде или продавлены по кондукторам в отдельных элементах или деталях, или просверлены на меньший диаметр с последующей рассверловкой до проектного диаметра в собранных элементах.

Диаметры таких отверстий не должны отличаться от диаметра болта более чем на 0,3 мм. Плюсовой допуск для диаметра болта и минусовой для отверстия не разрешается. Гладкая часть болта без резьбы обтачивается до строго цилиндрической формы.

Высокопрочные болты.

Обычные болты изготавливаются из углеродистой стали горячей или холодной высадкой и, при необходимости, подвергаются термообработке. Высокопрочные болты изготавливают из легированной стали и также могут быть термообработаны.

Высокопрочные болты изготавливают нормальной точности, их ставят в отверстия, превышающие диаметр самого болта. При этом гайки таких болтов затягивают тарировочным ключом, позволяющим создавать заданную силу натяжения и контролировать её.

Большая допустимая сила натяжения высокопрочного болта позволяет плотно стягивать соединяемые элементы металлоконструкций, обеспечивая монолитность соединения. При действии на такое соединение сдвигающих сил между соединяемыми элементами возникают силы трения, препятствующие сдвигу этих элементов относительно друг друга.

Таким образом, высокопрочный болт, работая на осевое растяжение, обеспечивает передачу сил сдвига трением между соединяемыми элементами, именно поэтому подобное соединение часто называют фрикционными. Для увеличения сил трения поверхности соединяемых элементов должны быть тщательно очищены от грязи, жировых отложений, ржавчины и окалины. Как минимум это делается металлическими щетками, но в идеале пескоструйными или дробеструйным аппаратом.

Особенность соединений высокопрочными болтами при фрикционном соединении – необходимость одинаковой толщины соединяемых элементов металлоконструкций. Это обусловлено тем, что даже небольшая разница толщины соединяемых элементов не позволит добиться плотного прилегания и равномерности силы трения, и несущая способность болта резко уменьшается.

Компромиссным решением может быть размещение тонких стальных пластинок, покрытых с двух сторон полимерным клеем с корундовым порошком. Это позволяет выровнять перепад плоскостей стыкуемых деталей и обеспечивает высокий коэффициент трения.

Помимо сдвигоустойчивых фрикционных соединений высокопрочные болты позволяют создать соединения с «несущими» болтами. Такие соединения отличаются передачей сдвигающих усилий и совместной работой сил трения, смятия и среза болта.

Другие особенности болтовых соединений.

Самонарезающие болты отличаются от обычных наличием резьбы полного специального профиля на всей длине стержня. Такие болты могут быть завинчены в ранее образованные отверстия соединяемых деталей. Материалом для изготовления самонарезающих болтов служит термоупрочненная сталь. Плюс таких болтов – отсутствие гаек и доступ к конструкции только с одной стороны.

Фундаментные или анкерные болты служат для передачи растягивающих усилий от колонн на их фундаменты.

Принято классифицировать болтовые соединения по числу поставленных болтов – одноболтовые и многоболтовые. По характеру передачи усилия в соединении элементов металлоконструкции различают сдвигоустойчивые и несдвигоустойчивые болтовые соединения.

В несдвигоустойчивых соединениях нет необходимости контролировать силу затяжки гайки, так как в таких конструкциях между элементами не передается усилие через трение их поверхностей. В таких соединениях могут использоваться болты различных классов прочности, в том числе и высокопрочные, а в расчетах учитываются сопротивление растяжению, смятию и срезу, без учета сил трения.

При проектировании сдвигоустойчивых соединений дополнительно обязательно учитывается величина сдвигающей силы, передаваемой трением между соединяемыми элементами металлоконструкций.

Болтовые соединения на высокопрочных болтах с контролируемым натяжением могут быть как фрикционными, так и фрикционно-срезными, когда часть усилия передается через трение поверхностей соединяемых болтами элементов металлоконструкций, а часть через смятие. Последний вид болтового соединения по результатам исследований наиболее экономичен, но и наиболее трудоемок в расчетах и при монтаже.

Читать еще:  Холодное газодинамическое напыление; БУРАТИНО

У болтовых соединений металлоконструкций есть и недостатки, главный из которых – более высокая общая металлоемкость изделия. Кроме того, необходимость в отверстиях для болтов ослабляет сечение соединяемых элементов. Тем не менее болтовые соединения, впрочем, как и заклепочные, по-прежнему в ходу.

+7(812) 987 9110 +7(812) 322 8737 Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Сварные соединения металлических конструкций.

Монтажные соединения стальных конструкций бывают сварные, на болтах и особо ответственные — на заклепках. ‘При необходимости, стальные конструкции соединяют с железобетонными, приваривая со единительные элементы к закладным деталям железобетонных конструкций или соединения выполняют на болтах.

Сварные соединения применяют при жестком соединении несущих конструкций и при необходимости иметь плотное, водогазонепроницаемое соединение элементов. К таким конструкциям относятся листовые конструкции кожухов доменных печей, пылеуловителей, резервуаров, газгольдеров. К жестким соединениям относятся стыки колонн между собой, колонн и подкрановых балок, колонн и стропильных ферм.

Сварные соединения монтажных элементов первоначально скрепляют между собой грубыми монтажными болтами, а поскольку полученной прочности недостаточно по расчету на прочность, элементы между собой сваривают. В зависимости от вида соединяемых конструкций элементы могут свариваться непосредственно или при помощи дополнительных стыковых накладок.

Стыки колонн. Колонны высотой 18 м и более перед транспортированием членят на отправочные элементы, исходя из габаритов транспортных средств. При монтаже эти части колонн соединяют вместе, сварка может выполняться непосредственно или при помощи стальных накладок, которые устанавливают на болтах и приваривают к соединяемым элементам. Стыки колонн одноэтажных промышленных зданий делают обычно в надкрановой части выше подкрановых балок. Фрезерованные торцы надкрановой и основной частей колонны стыкуют между собой и сваривают по плоскости стыка. Для большей жесткости обе части соединяют между собой стыковой листовой накладкой.

Соединение подкрановых балок с колоннами. Подкрановая балка опирается ребром вертикального листа непосредственно на опорную плиту колонны и соединяется с ней на болтах. Дополнительно подкрановую балку прикрепляют к надкрановой части колонны тормозными конструкциями, которые присоединяют к колоннам и балкам на болтах и дополнительно проваривают протяженным швом.

Соединение ферм с колоннами. При шарнирном опирании фермы на колонну верхний пояс фермы прикрепляют к колонне, соединяя фа-сонку болтами и монтажным сварным швом к пластинам, приваренным к колонне. В жестком соединении фермы с оголовком колонны в узле сопряжения дополнительно ставят стыковую накладку, которая соединяется с опорной плитой оголовка колонны и поясом фермы болтами и на сварке. Нижний пояс фермы фасонкой опирают на монтажный столик и прикрепляют к колонне болтами и сваркой.

Контроль качества сварных соединений. Сварные швы проверяют внешним осмотром, выявляя неровности по высоте и ширине, непровар, подрезы, трещины, крупные поры. По внешнему виду сварные швы должны иметь гладкую или мелкочешуйчатую поверхность, наплавленный металл должен быть плотным по всей длине шва. Допускаемые отклонения в размерах сечений сварных швов и дефекты сварки не должны превышать значений, указанных в соответствующих стандартах.

Для контроля механических свойств наплавленного металла и прочности сварных соединений сваривают пробные соединения, из которых вырезают образцы для испытаний. Испытания проводят на предел прочности, твердость, относительное удлинение и т. д. Для проверки качества сварки применяют просвечивание на пленку рентгеновским и у-излучением, нашли применение ультразвуковые дефектоскопы.

Дефекты в сварных швах устраняют следующими способами: перерывы швов и кратеры заваривают; швы с трещинами, непроварами и другими дефектами удаляют и заваривают вновь; подрезы основного металла зачищают и заваривают, обеспечивая плавный переход от наплавленного металла к основному.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на проектирование, изготовление и выполнение металлических конструкций с монтажными соединениями на болтах, в том числе высокопрочных, предназначенных для несущих и ограждающих конструкций зданий и сооружений различного назначения, воспринимающих постоянные, временные и особые нагрузки в климатических районах с расчетной температурой до -65 °С и сейсмичностью до 9 баллов, эксплуатируемых как в слабоагрессивных, так и в среднеагрессивных и агрессивных средах с применением защитных металлических покрытий.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие нормативные документы:

Федеральный закон «О техническом регулировании» от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ

ГОСТ 7798-70 Болты с шестигранной головкой класса точности В. Конструкция и размеры

ГОСТ 7805-70 Болты с шестигранной головкой класса точности А. Конструкция и размеры

ГОСТ 1759.4-87 Болты, винты и шпильки. Механические свойства и методы испытаний

ГОСТ 1759.5-87 Гайки. Механические свойства и методы испытаний

ГОСТ 5915-70 Гайки шестигранные класса точности В. Конструкция и размеры

ГОСТ 5927-70 Гайки шестигранные класса точности А. Конструкция и размеры

ГОСТ 11371-78 Шайбы. Технические условия

ГОСТ 22353-77 Болты высокопрочные класса точности В. Конструкция и размеры

ГОСТ 22354-77 Гайки высокопрочные класса точности В. Конструкция и размеры

ГОСТ 22355-77 Шайбы класса точности С к высокопрочным болтам

ГОСТ 22356-77 Болты и гайки высокопрочные и шайбы. Общие технические условия

ГОСТ 24379.0 Болты фундаментные. Общие технические условия

ГОСТ 24379.1 Болты фундаментные. Конструкция и размеры

СНиП II-23-81* Стальные конструкции. Нормы проектирования

Пособие по проектированию стальных конструкций (к СНиП II-23-81*)

СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии

ГОСТ 1759.0-87 Болты, винты, шпильки и гайки. Технические условия

ГОСТ Р 51163-98 Покрытия термодиффузионные цинковые на крепежных и других мелких изделиях. Общие требования и методы контроля

3 Сортамент крепежных изделий

3.1 Для соединений строительных металлических конструкций следует применять болты с шестигранной головкой нормальной точности по ГОСТ 7798 или повышенной точности по ГОСТ 7805 с крупным шагом резьбы диаметров от 12 до 48 мм классов прочности 5.6, 5.8, 8.8 и 10.9 по ГОСТ 1759.4 . шестигранные гайки нормальной точности по ГОСТ 5915 или повышенной точности по ГОСТ 5927 классов прочности 5, 8 и 10 по ГОСТ 1759.5 , круглые шайбы к ним по ГОСТ 11371 исполнение 1 класса точности А, а также болты, гайки и шайбы высокопрочные по ГОСТ 22353 — ГОСТ 22356 диаметров 16, 20, 22, 24, 27, 30, 36, 42 и 48 мм.

3.2 Болты, имеющие по длине не нарезанной части участки с различными диаметрами (вплоть до среднего диаметра), не допускается применять в соединениях, в которых эти болты работают на срез.

3.3 Обозначение класса прочности болта состоит из двух цифр — первая соответствует 1/100 номинального значения временного сопротивления разрыву в Н/мм 2 , вторая 1/10 отношения номинального значения предела текучести к временному сопротивлению в процентах. Произведение указанных двух цифр соответствует 1/10 номинального значения предела текучести в Н/мм 2 .

3.4 Класс прочности гайки с номинальной высотой, равной или более 0,8 d (где d — номинальный диаметр резьбы) обозначается цифрой, указывающей наибольший класс прочности болта, с которым они могут сопрягаться в соединении.

3.5 Маркировка болтов и гаек обязательна с указанием завода — изготовителя и класса прочности изделия.

3.6 Болты, гайки и шайбы, предназначенные для различных видов соединений, должны удовлетворять требованиям, указанным в таблице 1 .

Классы прочности болтов

Номинальные диаметры болтов, мм

Марки стали болтов

Обозначение государственных стандартов

Разность номинальных диаметров отверстий и болтов, мм

Фрикционно-срезные и срезные

3.6 Конструкцию, размеры и марки стали для фундаментных болтов следует принимать по ГОСТ 24379.0 и ГОСТ 24379.1 .

3.7 Гайки для фундаментных болтов, выполненных из стали марок ВСт3сп2 и 20 диаметром менее 48 мм, следует применять по ГОСТ 5915 класса прочности 4, для фундаментных болтов из стали марок 09Г2С и 10Г2С1 класса прочности не менее 5 по ГОСТ 1759.5 . Для болтов диаметром свыше 48 мм — по ГОСТ 10605 .

3.8 Для фланцевых соединений антенно-мачтовых сооружений допускается применение высокопрочных болтов из стали марки 30ХЗМФ диаметром 30, 36, 42 и 48 мм по ГОСТ 22353 , гаек по ГОСТ 22354 и шайб по ГОСТ 22355 .

3.9 Болты класса прочности 10.9 для фрикционных и болты классов прочности 10.9, 8.8 для фрикционно-срезных соединений допускается применять с гайками по ГОСТ 22354 и шайбами по ГОСТ 22355 . Класс прочности гаек должен быть не ниже класса прочности болтов.

4 Виды соединений и условия их применения

4.1 Настоящий стандарт распространяется на строительные металлические конструкции промышленных зданий и сооружений различного назначения с монтажными соединениями на болтах.

4.2 Стандарт предусматривает применение следующих видов соединений на болтах:

— фрикционные (сдвигоустойчивые) соединения, в которых внешние усилия воспринимаются исключительно силами трения, возникающими по соприкасающимся плоскостям соединяемых элементов после натяжения болтов на расчетное осевое усилие;

— фрикционно-срезные соединения, в которых внешние усилия воспринимаются сопротивлением болтов срезу, а соединяемых элементов — смятию с учетом сил трения, возникающих по соприкасающимся плоскостям после натяжения болтов на расчетное осевое усилие;

— срезные соединения, в которых внешние усилия воспринимаются сопротивлением болтов срезу, соединяемых элементов — смятию;

— фундаментные соединения, в которых внешние усилия воспринимаются сопротивлением болтов растяжению.

4.3 При проектировании стальных конструкций и их элементов следует предусматривать, как правило, монтажные соединения на болтах; сварные монтажные соединения допускаются при соответствующем обосновании.

4.4 Для элементов конструкций с соединениями на болтах следует применять стальной прокат в соответствии с приложением 1 СНиП II-23-81* , издание 1991 г.

4.5 Стальные строительные конструкции промышленных зданий и сооружений с монтажными соединениями на болтах, в зависимости от степени ответственности и условий их эксплуатации, разделены на три группы:

Группа 1. Конструкции и их элементы, работающие в особо тяжелых условиях или подвергающиеся непосредственному воздействию знакопеременных, динамических, вибрационных или подвижных нагрузок, в том числе конструкции, рассчитываемые на выносливость (подкрановые балки); подкраново-подстропильные фермы; балки перекрытий технологических и рабочих площадок; стыки балок между собой; тормозные конструкции; узлы горизонтальных и вертикальных связей по поясам стропильных ферм; стыки растянутых поясов стропильных и подстропильных ферм на накладках; фасонки ферм; узлы крепления вертикальных связей по колоннам; элементы конструкций бункерных и разгрузочных эстакад, непосредственно воспринимающих нагрузку от подвижных составов; пролетные строения, опоры транспортных галерей и т.п.

Группа 2. Конструкции либо их элементы, работающие при статической нагрузке, — балки перекрытий технологических и рабочих площадок; фермы; ригели рам; стыки балок; пояса стропильных и подстропильных ферм на накладках; узлы крепления горизонтальных и вертикальных связей по поясам стропильных ферм для зданий с кранами легкого и среднего режимов работы; узлы крепления путей подвесного транспорта и монорельсов; узлы крепления крановых рельсов; разрезных подкрановых балок между собой и к колоннам; узлы крепления стропильных ферм к колоннам и подстропильным фермам; подстропильных ферм к колоннам при условии передачи вертикального опорного давления через столик; косоуры лестниц и т.п.

Группа 3. Вспомогательные конструкции зданий и сооружений — связи, элементы фахверка, лестницы, трапы, площадки, ограждения и т.п.

4.6 Фрикционные (сдвигоустойчивые) соединения следует применять в конструкциях и их элементах, для которых не допустимы остаточные перемещения сдвига (группа 1).

4.7 Фрикционно-срезные соединения следует применять в конструкциях и их элементах, изготовленных из стали с пределом текучести до 380 МПа (3900 кгс/см 2 ), работающих при статической нагрузке, а также при воздействии знакопеременных усилий, когда меньшее из них может быть передано только силами трения (группы 1, 2 и 3).

4.8 Срезные соединения следует применять в конструкциях и их элементах, изготовленных из стали с пределом текучести до 380 МПа (3900 кгс/см 2 ), работающих при статической нагрузке, а также во вспомогательных конструкциях зданий и сооружений различного назначения (группы 2 и 3).

4.9 Фланцевые соединения следует применять в конструкциях и их элементах, подверженных растяжению, сжатию, растяжению с изгибом, воздействию местных поперечных усилий, в том числе подвижных, вибрационных или другого вида нагрузок с числом циклов нагружения n до 10 5 и коэффициентом асимметрии напряжений r ≥ 0,8.

5 Области применения соединений

5.1 В зависимости от климатического района возведения металлических конструкций строящегося промышленного здания или сооружения, условий их эксплуатации (рассчитываемых или не рассчитываемых на выносливость), условий работы болтов (на срез или растяжение), классы прочности болтов следует назначать по таблице 2 .

Соединение конструкции из металла

Соединения металлических конструкций активно используются для сопряжения отдельных деталей и частей между собой. Выбор определенного вида соединения зависит от типа напряженного состояния элементов, которые будут соединяться:

  • характера и размеров нагрузки;
  • условий работы соединения;
  • формы сопрягаемых элементов.

Виды соединений металлоконструкций

ОАО «Спецконструкция» выпускает такие виды соединений:

  • сварные;
  • болтовые;
  • заклепочные.

Наиболее популярными и востребованными на рынке являются сварные соединения. На их изготовление уходит минимальное количество времени и мало расходных материалов, что позволяет существенно снижать цену на конечный продукт. Использование сварных соединений позволяет обеспечить отличную прочность и высокое качество сварного шва. Эти преимущества дают возможность использовать сварные соединения в любых металлических конструкциях.

Болтовые соединения также популярны и используются в рабочих и монтажных соединениях сборно-разборных конструкций. Их основное достоинство заключается в надежности и простоте соединения, а недостаток – чрезмерном расходе металла на конструкцию, что приводит к ослаблению сечения всех сопрягаемых элементов. Наша компания предлагает своим клиентам создание металлических конструкций с высокопрочными болтами, которые работают на растяжение и срез. Ещё одним преимуществом таких соединений является то, что они почти не подвергаются деформации.

Что касается заклепочных соединений, то сегодня сфера их применения достаточно ограничена, так как они более трудоемки и стоят дороже, чем сварные и болтовые аналоги. Такие соединения просто незаменимы при постройке железнодорожных мостов и других строений, которые подвергаются динамическим воздействиям.

Создание металлических конструкций

ОАО «Спецконструкция» уже многие годы занимается производством и реализацией металлических соединений. Наши специалисты всегда составляют подробный и грамотный проект конструкций, что позволяет максимально рационально использовать финансовые и материальные ресурсы.

Мы предлагаем клиентам только высококачественную продукцию по доступной цене. Сотрудничество с компанией «Спецконструкция» — залог прочности и долговечности любого строения!

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector