При заводском изготовлении элементов и блоков пролетных строений используют, как правило, листовую и широкополосную сталь с толщиной листа от 6 до 60 мм, шириной 200-2400 мм и длиной 5-12 м. Кроме того, обычно для связей применяют фасонный прокат, т.е. уголки и швеллеры в широком диапазоне размеров. Для соединения деталей из указанного проката применяют все известные типы скреплений: заклепочные, болтовые, сварные, а также комбинированные.
Заклепочные соединения . В 70-х гг. на мостовых заводах прекратили производство пролетных строений с клепаными элементами. Ho потребность применения некоторых клепаных узлов осталась. Поэтому на предприятиях сохранили технологический процесс клепки (на скобе). В основном, это касается узлов и соединений конструкций, работающих в особо тяжелых (преимущественно северных) условиях, испытывающих ударные, знакопеременные нагрузки, обладающих низкой выносливостью. Кроме того, заклепочные соединения в несколько раз дешевле соединений на высокопрочных болтах (ВПБ), что немаловажно при определении стоимости строительства.
В мостах применяют заклепки диаметром 17, 20, 23, 26 и 29 мм (наиболее распространен диаметр 23 мм). Нагретый стержень заклепки полностью заполняет отверстие. За счет этого при сдвиге листов склепанного пакета относительно друг друга усилиями N, стержень заклепки работает на местное смятие напряжениями σсм по боковой поверхности и срез по плоскостям а-а и б-б (рис. 2.5).

Обычные болты (грубой, нормальной и повышенной точности) работают аналогично заклепкам. Ho в стальных пролетных строениях капитальных мостов их почти не применяют, а используют, в основном, во вспомогательных сооружениях.
В настоящее время основными типами соединений в данных конструкциях являются сварные и на высокопрочных (фрикционных) болтах. При изготовлении элементов мостовых конструкций в заводских условиях используют, в основном, электросварку. На строительной площадке при монтаже могут применять сварку или BПБ, а также комбинированные соединения, сочетающие в одном соединении и то и другое.
Соединения на высокопрочных болтах. Принципиальная схема соединения на ВПБ приведена на рис. 2.6. Такие соединения называют еще фрикционными, так как усилия с элемента на элемент при их относительном сдвиге силами Q передаются только за счет трения, возникающего по контактным поверхностям соединяемых деталей вследствие натяжения болтов силами Р.

Преимущества ВПБ по сравнению с клепаными соединениями связаны как с увеличением несущей способности одного скрепления (что приводит к сокращению их числа), так и с улучшением условий труда (меньше загрязнение воздуха при нагреве заклепок, шум и вибрация), с сокращением производственного цикла и числа технологических операций.
В металлоконструкциях применяют ВПБ типов 110, 110XЛ и 135. Цифровой индекс означает минимальное сопротивление болта разрыву в кН/см2, буквами XЛ обозначены изделия в северном исполнении.
Болты типов 110 и 110XЛ изготавливают из стали марки 40Х «селект», а типа 135 - из стали марок 30ХЗМФ и 30Х2НМФА. Гайки для ВПБ изготавливают из стали марок 35, 40, 35Х и 40Х, а шайбы - из стали марок ВСт5сп2, ВСт5пс2, 35 и 40. Механические характеристики ВПБ указаны в табл. 2.8.

В мостостроении используют болты диаметром 18, 22, 24 и 27 мм. Их длину выбирают в зависимости от толщины стягиваемого ими пакета. Номинальный диаметр отверстий под ВПБ в стыках и прикреплениях основных несущих элементов, определяющих проектное положение конструкции, принимается на 3 или 4 мм больше диаметра болтов размерами соответственно 18...22 и 24...27 мм. В прикреплениях элементов, не определяющих проектные положения конструкций, допускается рассверливать отверстия диаметром на 5...6 мм больше диаметра болтов. Здесь не допускается контакт стержня болта с внутренней поверхностью отверстия, так как болт должен работать только на растяжение, без смятия, среза и изгиба.
Рабочие контактные поверхности соединяемых элементов и деталей перед постановкой ВПБ должны быть очищены от ржавчины, отстающей окалины, масляных пятен, грязи и грунтовки. Для этого нужно воспользоваться одним из перечисленных способов: пескоструйной или дробеструйной обработкой, газоплазменной обработкой (огневой очисткой), очисткой металлическими щетками, дробеметной обработкой, которая может быть дополнена газоплазменным нагревом поверхности металла в зоне отверстия до 250...300°С.
После подготовки контактных поверхностей часто применяют клеефрикционое покрытие . Его несущая способность обеспечивается введением между соприкасающимися поверхностями промежуточного слоя из абразивного материала - карбида кремния (карборунда). Для образования клеефрикционного покрытия на поверхность наносят эпоксидный клей и внедряют в него порошковый абразивный материал. Клей защищает контактную поверхность от коррозии и удерживает выступающие над ним зерна абразивного материала, которые обеспечивают высокий и стабильный коэффициент трения в зоне контакта.
Такие покрытия можно наносить на обе соприкасающиеся поверхности, хотя обычно подобной предварительной обработке подвергается поверхность только одного из соединяемых элементов (фасонки или накладки). Поверхность другого элемента обычно очищают металлическими щетками или газоплазменным способом на строительной площадке перед монтажом.
Натяжение ВПБ на нормативное усилие производится динамометрическими ключами, ручными, гидравлическими или пневматическими гайковертами. Применяют два способа: закручивание гайки с обеспечением требуемого крутящего момента (натяжение но крутящему моменту) или поворот гайки на заданный угол от фиксированного начального положения (натяжение по углу поворота).
Технология сборки соединений на ВПБ, натяжения болтов, контроль технологических операций и другие вопросы более подробно изучают в дисциплине «Строительство мостов».
Сварные соединения. В последние десятилетия электросварка как вид соединения завоевала господствующее положение при изготовлении мостовых конструкций на заводах. На строительной площадке сварку используют при монтаже балочных сплошностенчатых пролетных строений автодорожных и городских мостов. За рубежом применяют также сварные стыки пролетных строений железнодорожных мостов.
Сваркой называется процесс образования неразъемного соединения отдельных частей из твердых материалов, происходящий в результате действия сил сцепления между атомами. Сущность процесса заключается в том, что кромки свариваемых деталей и присадочный металл расплавляются электрической дугой и образуют сварочную ванну, которая некоторое время находится в расплавленном состоянии, затем затвердевает и кристаллизуется. Отличительные особенности технологического процесса изготовления таких конструкций - изменение свойств металла в зоне термического влияния сварки, возникновение остаточных напряжений и образование деформаций.
Повсеместное использование сварки в мостах связано с уменьшением трудозатрат, снижением расхода стали из-за устранения ослабления сечений элементов отверстиями для болтов, отсутствием различных щелей, характерных для клепаных и болтовых соединений элементов и становящихся очагами их коррозии. В то же время сварные соединения требуют более тщательного исполнения, чем соединения на ВПБ. Для них характерны дефекты, являющиеся концентраторами напряжений, которые необходимо выявлять при изготовлении и учитывать в расчетах конструкций на выносливость.
Из известных способов сварки в мостостроении применяют электрическую дуговую и электрошлаковую. С точки зрения механизации процесса, используют ручную и механизированную (автоматическую и полуавтоматическую) дуговую электросварку. Она выполняется плавящимся и неплавящимся электродом. Сварка металлическим плавящимся электродом - наиболее распространенный способ. При этом материал электрода одновременно проводник электрического тока и присадочный металл. При сварке неплавящимся электродом дуга горит между ним и изделием, а присадочный металл (сварочная проволока) подается отдельно в расплавленную ванну. Чтобы изолировать зону сварки от вредных примесей из воздуха (кислорода и азота) и легирования расплавленного металла, автоматическая и полуавтоматическая сварка проводится под слоем флюса. Он представляет собой зернистое вещество, которое при расплавлении образует шлак, покрывающий расплавленный металл шва, защищая его от атмосферных воздействий. Для сварки углеродистых и низколегированных сталей наибольшее применение получили высококремнистые марганцевые флюсы марок АН-348А и ОСЦ-45. При такой сварке получают однородный плотный шов с глубоким проваром, т.е. с проникновением наплавленного металла в основной металл соединяемых элементов на глубину не менее 2 мм.
Ручную электросварку используют при необходимости устройства швов в потолочном положении или в стесненных условиях. При этом используют электроды, покрытые толстой обмазкой, глубина проплавления основного металла - 1...2 мм.

Для соединения вертикальных стенок балок применяют электрошлаковую сварку. В пространстве, образованном кромками свариваемых деталей и формирующими ползунами, создается ванна расплавленного шлака, в которую погружается сварочная проволока. Процесс происходит при отсутствии электрической дуги (рис. 2.7). Ток, проходя между основным металлом и электродом, нагревает расплав и поддерживает в нем высокую температуру и электропроводность.

Применяют следующие основные виды сварных соединений: стыковые, тавровые соединения и соединения внахлестку (рис. 2.8). Кроме того, часто используют (например, для коробчатых эле ментов) угловые сварные швы (рис. 2.9, а). Правда, в соединениях металлоконструкций мостов нахлесточные швы не применяют из-за их пониженной выносливости, так как в них велика концентрация напряжений под нагрузкой.

В зависимости от толщины свариваемого металла швы могут отличаться формой подготовки кромок: без скоса, со скосом одной или двух кромок; способом выполнения - односторонними или двухсторонними. Подготовка кромок и выполненный шов для некоторых видов тавровых и угловых соединений, применяемых для автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом, показаны на рис. 2.9, стыковых соединений - на рис. 2.10. Форма подготовки кромок характеризуется углом скоса α, притуплением р и зазором а и зависит от толщины проката.
В процессе сварки металлы шва и основного изделия около шва нагреваются до высокой температуры и расширяются. Свободному расширению препятствует холодный металл, окружающий зону сварки. Благодаря пластичности нагретый металл приобретает новую форму. Охлаждаясь, он вновь становится упругим и стремится укоротиться. Однако окружающий холодный металл препятствует сжатию. Вследствие этого в металле шва и околошовной зоне основного металла при остывании возникают остаточные сварочные напряжения.

Помимо них на несущую способность сварных соединений влияют различные дефекты, образующиеся в процессе сварки. К ним относятся наплывы, подрезы, газовые поры, шлаковые включения, трещины, непровары и др. Дефекты выявляют контролем каждого шва и ликвидируют до выпуска продукции с завода или сдачи моста заказчику.
В комбинированных соединениях применяют сварку и ВПБ, стремясь использовать каждый вид соединения с наиболее выгодной стороны.

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.

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.

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;

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.

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.

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.

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 .

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.

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.

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.

Анкерные болты

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.

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.

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 .

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).

25.07.2014

В современном мире строительство развивается с каждым днем - появляются новые технологии, новые стройматериалы и т. д. При этом многие здания возводятся на основе – металлического скелета, который «обрастает» кирпичом, сэндвич-панелями или другими материалами. В свою очередь, металлические конструкции имеют очень много преимуществ, которые заключаются в экономии средств на строительство, эксплуатационных характеристиках, скорости сборки и др.

Осуществляется максимально быстро благодаря использованию болтовых соединений – альтернативному сварке способу крепления металлических деталей с помощью болтов, шайб и гаек. Основной характеристикой болтовых соединений является их разъемность, так как такие крепления легко снимаются. Удобно это в случаях, если:

• Необходимо изготовить динамическую или мобильную конструкцию, которую нужно регулярно перемещать;
• Нужно построить конструкцию разборного типа, которую можно при надобности разобрать с небольшими потерями, после чего смонтировать на другой площадке;
• Необходимо изготовить металлоконструкцию повышенной устойчивости – опоры, перекрытия высотных объектов;
• Проведение сварочных работ не может принести нужного результата.

Виды болтовых соединений

В первую очередь, соединения различаются по технологии крепления: без сдвига между связуемыми элементами и со сдвигом между ними. В первом случае используются высокопрочные болты, а во втором – болты повышенной, нормальной, а также грубой точности. Указанные типы болтов, соответствующие им гайки и шайбы отличаются плотностью, стандартами качества, а также методом образования болтовых отверстий. Вот некоторые из таких характеристик:

• Высокопрочные болты: отклонения по диаметру - до -0,52мм, допустимый зазор отверстия – до +2мм;
• Болты повышенной точности: отклонения по диаметру - до -0,3мм, допустимый зазор отверстия – до +0,5мм;
• Болты нормальной точности: соответствуют высокопрочным болтам;
• Болты грубой точности: отклонения по диаметру - +/-1мм, допустимый зазор отверстия – 3мм.

Наиболее широкое применение получили высокопрочные болты, так как данные крепления очень просты, но при этом они придают конструкции самую высокую степень устойчивости. Прочность соединения болтовых соединений такого типа, в отличие от других, достигается за счет силы трения между соединяемыми поверхностями. Для получения такого эффекта и достаточной силы трения нужно создать усиленное натяжение болтов. Обычные болты с такой нагрузкой справиться не могут, поэтому и применяются высокопрочные – класса 8,8, а также 10,9, изготовленные из стали 40ХФА и 40Х (или некоторые др. марки, сопротивление не менее 800 Мпа).

При монтаже металлоконструкций степень натяжения регулируется ключами с динамометрами (т. н. динамометрическими ключами), что позволяет получить надежное соединение. При этом важно осуществлять проверку корректной работы данных инструментов, так как от их работоспособности зависит качество болтовых соединений и конструкции в целом.

Как правило с болтовыми соединениями осуществляется в соответствии с общепринятыми нормативными документами. Гарантировать качество своих изделий могут лишь сертифицированные компании, поэтому при выборе подрядчика особое внимание уделяйте этому моменту.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

хорошую работу на сайт">

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http :// www . allbest . ru /

Министерство образования Республики Беларусь

«Белорусско-Российский университет»

Кафедра СКТС

на тему: «Соединение металлических конструкций. Болтовые соединения»

Выполнила:

Комиссарова Я.В.

Проверил:

Алехнович. С.В.

Могилёв 2016

Болтовое соединение представляет собой узел, состоящий из болта, гайки,шайбы и скрепляемых деталей.

Болт - это крепёжное изделие, имеющее головку на одном конце и цилиндрический стержень с резьбой - на другом.

Стальные фермы, балки и колонны, имеющие в стыках сборочные отверстия, фиксирующие взаимное расположение частей укрупняемых элементов, собирают на стеллажах в горизонтальном положении с применением болтов и пробок, которые фиксируют взаимное положение элементов и предотвращают их сдвиг. Если нет сборочных отверстий в местах соединения конструкций, то к стеллажам крепят фиксаторы, по которым определяют основные размеры укрупняемого элемента. Когда в собираемой конструкции в местах примыкания к фиксаторам имеются монтажные отверстия, то в фиксаторах также сверлят отверстия и конструкции крепят к фиксаторам болтами.

Болтовые соединения более металлоемки, чем сварные, так как требуют накладки и имеют ослабление сечений отверстиями.

Болт имеет головку, гладкую часть стержня длиной на 2-3мм меньше толщины соединяемых элементов пакета и нарезную часть стержня. В болтовое соединение, кроме болта, входят шайбы и гайки.

На монтаже болтовые соединения производят болтами обычной прочности и высокопрочными. Болты обычной прочности бывают грубой, нормальной и повышенной точности. Болты нормальной и повышенной точности отличаются от болтов грубой точности более высоким качеством обработки поверхности, не влияющим на расчетные характеристики прочности соединения. Это обстоятельство необходимо учитывать, так как взаимозаменяемость болтов возможна.

В соединениях на болтах обычной прочности усилия от одного элемента к другому передаются за счет работы кромок отверстий на смятие и стержня болта на срез. Различают соединения на высокопрочных болтах двух видов: сдвигоустойчивые и с несущими болтами.

В подготовку стыкуемых поверхностей входит, как всегда, их очистка от грязи, ржавчины, снега, льда, масла и пыли. Один из способов очистки болтов, гаек и шайб заключается в том, что их погружают в бак с кипящей водой, а затем в емкость, заполненную неэтилированным бензином с 10-15% минерального масла. После испарения бензина на поверхности метизов остается тонкая сплошная пленка смазки. Кроме того, необходимо спилить напильником или срубить зубилом заусенцы на кромках деталей и отверстий, а также тщательно выправить неровности, вмятины, погнутости деталей соединения, которые могли возникнуть во время транспортировки конструкций, при их погрузке или разгрузке. Без выполнения этих работ обеспечить плотное взаимное соприкосновение всех деталей стыка невозможно.

Болтовые соединения допускается применять для всех групп стальных конструкций и алюминиевых конструкций.

Применяются следующие виды болтовых соединений:

Соединения на болтах с контролируемым натяжением;

Соединения на болтах без контролируемого натяжения.

Как правило, для соединения несущих металлических конструкций применяют болты М16, М20, М24, М30, М36, М42, М48. Наиболее распространенные болты к применению М16, М20, М24. В маркировке болта М - резьба метрическая, число - обозначает диаметр стержня болта, мм.

Виды болтовых соединений :

· фрикционные (сдвигоустойчивые), в которых сдвигающие усилия воспринимаются силами трения, действующими на контактных поверхностях соединяемых элементов в результате натяжения болтов на проектное усилие;

· срезные, в которых сдвигающие усилия воспринимаются сопротивлением болтов срезу, а соединяемых элементов - смятию;

· фрикционно-срезные, в которых учитывается вся совокупность сопротивлений: болтов - срезу, соединяемых элементов - смятию и трению;

· фланцевые, в которых затянутые на проектное усиление болты работают на растяжение при жестких фланцах или на растяжение с изгибом;

· болтосварные, в которых сдвигающие усилия воспринимаются совместно силами трения от натяжения болтов и сварными швами;

· болтозаклепочные, в которых сдвигающие усилия воспринимаются совместно силами трения от натяжения болтов и заклепками.

Фрикционные (сдвигоустойчивые) соединения применяют в конструкциях и их элементах, в которых остаточные перемещения сдвига не допустимы, работающих в особо тяжелых условиях или подвергающихся непосредственному воздействию знакопеременных, динамических, вибрационных или подвижных нагрузок, в том числе в конструкциях, рассчитываемых на усталость.

Срезные соединения применяют в конструкциях, работающих при статической нагрузке, а также во вспомогательных конструкциях зданий и сооружений.

Фрикционно-срезные соединения применяют в конструкциях, работающих при статической нагрузке, а также при воздействии знакопеременных усилий, когда меньшее из них может быть передано силами трения.

Фланцевые соединения применяют 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 до 10и коэффициентом асимметрии напряжений 0,8.

Болтосварные соединения (на болтах и сварке) применяют при усилении конструкций с фрикционными и фланцевыми соединениями посредством приварки деталей или дополнительной установки высокопрочных болтов с предварительным натяжением в сварных соединениях.

Болтозаклепочные соединения (на болтах и заклепках) применяют при ремонте клепаных конструкций, в которых снижение несущей способности компенсируется силами трения после замены дефектных заклепок высокопрочными болтами, затянутыми на проектное усилие.

Классы прочности болтов без покрытия или с защитными металлическими покрытиями принимают в зависимости от климатического района строительства здания или сооружения, устанавливаемого СНиП условий эксплуатации конструкций (рассчитываемых или не рассчитываемых на усталость), условий работы болтов (на срез или растяжение).

Для болтовых соединений, как правило, применяют болты, гайки и шайбы без покрытия. болтовой стальной металлический покрытие

На болтах обычно соединяют металлические, реже железобетонные конструкции. Для соединения металлических конструкций применяют следующие типы болтов: нормальной, грубой, повышенной точности и высокопрочные с соответствующими гайками и шайбами.

Болты грубой точности штампуют из круглой углеродистой стали диаметром не более 20 мм. Их ставят в отверстия с зазором 2-3 мм. Такие болты имеют повышенную деформативность и в многоболтовых соединениях плохо работают на срез, поэтому не допускается применение их в соединениях со знакопеременными усилиями. Болты грубой точности применяют, как правило, в узлах с опиранием одного элемента на другой, с передачей через опорный столик, а также в соединениях, где они не работают или работают только на растяжение.

Болты повышенной точности обрабатывают обточкой на токарном станке с допуском + 0,1 мм. Такие болты изготовляют диаметром 10-48 мм и длиной до 300 мм.

Высокопрочные болты (иначе их называют фрикционными) предназначены для передачи усилий, действующих на соединение, посредством трения. Такие болты изготовляют из высокопрочных сталей и термически обрабатывают в готовом виде. Болты ставят в отверстия, на 2-3 мм превышающие диаметр болта, но гайки затягивают тарировочным ключом. Такие соединения просты, но достаточно надежны и применяются в ответственных сооружениях.

Диаметры для болтов повышенной точности назначают равными номинальным диаметрам болтов. Отверстия для таких болтов имеют только плюсовые отклонения, что обеспечивает установку болта без затруднений. В отличие от болтов нормальной и грубой точности рабочая часть стержня болта повышенной точности не имеет нарезки, что обеспечивает достаточно полное заполнение отверстия и хорошую работу на срез. Чтобы отличить высокопрочные болты от других, на их головку наносят выпуклую маркировку.

Крепежные изделия с защитными металлическими покрытиями необходимо применять для соединений:

Элементов конструкций с защитными металлическими покрытиями, наносимыми горячим способом или газотермическим напылением (цинковые или алюминиевые покрытия);

Элементов антенных сооружений, мачт и опор линий электропередачи;

Элементов конструкций, эксплуатируемых в среднеагрессивной среде по классификации СП 28.13330, совместно с лакокрасочными покрытиями;

Элементов железнодорожных, городских и надводных мостов, газопроводов;

Элементов конструкций, эксплуатируемых в условиях морской атмосферы.

Для соединений строительных металлических конструкций применяют:

Болты с шестигранной головкой класса точности В (нормальной точности) по ГОСТ 7798 или класса точности А (повышенной точности) по ГОСТ 7805 с крупным шагом резьбы, диаметром от 12 до 48 мм, классов прочности 5.6, 5.8, 8.8, 10.9, 12.9 с техническими требованиями по ГОСТ Р 52627;

Шестигранные гайки класса точности В (нормальной точности) по ГОСТ 5915 или класса точности А (повышенной точности) по ГОСТ 5927, классов прочности 5, 8, 10, 12 с техническими требованиями по ГОСТ Р 52628;

Круглые шайбы к ним по ГОСТ 11371 исполнения 1 класса точности А с техническими требованиями по ГОСТ 18123.

Болтовые соединения стальных конструкций в зависимости от конструктивного решения соединения и воспринимаемых нагрузок выполняют на болтах грубой, нормальной и повышенной точности и на высокопрочных болтах. Болты грубой и нормальной точности не применяют в соединениях, работающих на срез.

Отверстия под такие соединения сверлят или продавливают. Диаметр отверстия больше диаметра болта на 2...3 мм, что значительно упрощает сборку соединений. Но при этом значительно возрастает де-формативность соединения, поэтому болты грубой и нормальной точности применяют для фиксации соединений непосредственного опира-ния одного элемента на другой, в узлах передачи усилий через опорный столик, в виде планок, а также во фланцевых соединениях.

Соединения на болтах повышенной точности применяют вместо заклепок в труднодоступных местах, где практически невозможно ставить заклепки. Диаметр отверстия в соединениях на таких болтах может быть больше диаметра болтов не более, чем на 0,3 мм. Минусовой допуск для отверстий не допускается. Болты в таких точных отверстиях сидят плотно и хорошо воспринимают сдвигающие силы.

Соединения на высокопрочных болтах сочетают в себе простоту установки, высокую несущую способность и малую деформативность. Они сдвигоустойчивы и могут заменять заклепки и болты повышенной прочности практически во всех случаях.

Сборка болтовых соединений на монтажной площадке включает следующие операции:

¦ подготовка стыкуемых поверхностей;

¦ совмещение отверстий под болты;

¦ стяжка пакега соединяемых элементов стыка;

¦ рассверловка отверстий до проектного диаметра и установка постоянных болтов.

Подготовка стыкуемых поверхностей заключается в очистке их от ржавчины, грязи, масла, пыли, выправлении неровностей. Спиливают или срубают заусеницы на кромках деталей и отверстий.

Совмещение отверстий всех соединяемых элементов достигают при помощи проходных оправок, диаметр которых немного меньше диаметра отверстия. Оправку забивают в отверстия, благодаря этому они совмещаются. Стяжка должна обеспечить необходимую плотность пакета соединяемых элементов. Пакет стягивают временными или постоянными сборочными болтами; после затяжки очередного болта дополнительно подтягивают предыдущий. Необходимую плотность собираемого пакета можно обеспечить при установке болтов в следующем порядке: первый болт ставится в центре, последующие - равномерно от середины к краям поля.

Установка постоянных болтов начинается после выверки конструкции. Болты ставят в той же последовательности, что и при стяжке пакета. Длины и диаметры болтов оговариваются проектом.

Гайки высокопрочных болтов затягивают тарировочным ключом, позволяющим контролировать и регулировать силу натяжения болтов. Для того чтобы болты выдерживали большие усилия затяжки, их изготовляют из специальных сталей и подвергают термической обработке. Болты позволяют иметь более плотное и монолитное соединение. Под действием сдвигающих сил между соединяемыми элементами возникают силы трения, препятствующие сдвигу этих элементов относительно друг друга.

Окончательно высокопрочные болты затягивают на проектное усилие после проверки геометрических размеров собранных конструкций. Заданное натяжение болтов обеспечивается одним из следующих способов регулирования усилий: по углу поворота гайки; по осевому натяжению болта; по моменту закручивания ключом индикаторного типа; по числу ударов гайковерта.

Гайки всех болтов (постоянных и временных) закручивают ручными ключами (обычными или трещоточными). При этом один рабочий удерживает головку болта от вращения, а второй затягивает гайку. На болтах нормальной и повышенной точности устанавливают шайбы - одну под головку болта и не более двух - под гайку. При большом числе болтов в одном соединении применяют электрические гайковерты. Болты устанавливают от середины стыка к краям. Со стороны гайки должно оставаться не меньше одной нитки резьбы с полным профилем. Качество затяжки проверяют, постукивая болты молотком массой 0,3-0,4 кг. При этом болты не должны смещаться и дрожать.

От самоотвинчивания гайки предохраняют контргайками или пружинными шайбами. Однако при динамических и вибрационных нагрузках этих мер недостаточно, поэтому в процессе эксплуатации следует систематически контролировать состояние монтажных соединений и подтягивать гайки на ослабевших болтах.

При сборке, монтаже металлоконструкций особое внимание уделяют натяжению соединяемых элементов. Существует несколько способов определения усилий натяжения болтов. На строительной площадке часто применяют метод косвенной оценки усилий натяжения через крутящий момент, которых необходимо приложить к гайке.

Крутящий момент М определяют из выражения: М = КР·а , где Р - Усилие натяжения болта, Н; d - номинальный диаметр болта, мм; К - коэффициент закручивания болта.

Натяжение болтов контролируют выборочно: при числе болтов в соединении до 5 - все болты, при 6-20 - не менее 5 болтов и при большем числе - не менее 25 % болтов в соединении. Если при контроле обнаруживается, что хотя бы один болт не удовлетворяет установленным требованиям, то проверяют все болты. Головки проверенных болтов окрашивают, а все соединения зашпаклевывают по контуру.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Основы закономерности длительной прочности древесины и пластмасс. Сравнение методик расчета болтовых соединений металлических конструкций и нагельных соединений деревянных конструкций. Применение металлических зубчатых пластин в зарубежном строительстве.

лекция , добавлен 24.11.2013


Понятие и условия использования болтовых соединений, оценка их преимуществ и недостатков. Типы соединения, применяемых в строительстве, их условные обозначения и класс ы прочности, расчет работы на срез и смятие. Конструктивные требования к размещению.

презентация , добавлен 29.01.2017


История строительных алюминиевых сплавов, их физико-механические свойства, сортаменты, средства соединения. Основные принципы проектирования алюминиевых конструкций в строительстве. Особенности сварочных, заклепочных, болтовых и клеевых соединений.

курсовая работа , добавлен 13.12.2011


Материалы для металлических конструкций. Преимущества и недостатки, область применения стальных конструкций (каркасы промышленных, многоэтажных и высотных гражданских зданий, мосты, эстакады, башни). Структура стоимости стальных конструкций. Сортамент.

презентация , добавлен 23.01.2017


Изучение основных методов и норм расчета сварных соединений. Выполнение расчета различных видов сварных соединений; конструирование узлов строительных металлических конструкций. Определение несущей способности, а также изгибающего момента стыкового шва.

курсовая работа , добавлен 02.12.2014


Общая характеристика металлических конструкций. Состав и свойства строительных сталей. Основные этапы проектирования строительных конструкций. Нагрузки и воздействия. Основы расчёта металлических конструкций по предельным состояниям. Сварные соединения.

презентация , добавлен 23.01.2017


Частичный или полный ремонт деревянных конструкций. Методика обследования деревянных частей зданий и сооружений. Фиксация повреждений деревянных частей зданий и сооружений. Защита деревянных конструкций от возгорания. Использование крепежных изделий.

презентация , добавлен 14.03.2016


Определение огнестойкости металлических конструкций. Основные способы увеличения огнестойкости металлических конструкций. Основы огнезащиты металлов. Сущность метода испытания конструкций на огнестойкость. Защита объектов от огневого воздействия.

реферат , добавлен 17.11.2011


Анализ возможности применения расчетной методики по определению фактических пределов огнестойкости металлических строительных конструкций на примере здания административно-торгового комплекса "Автоцентр Lexus". Экспертиза строительных конструкций.

дипломная работа , добавлен 14.02.2014


Организация операций: приём конструкций, сортировка, хранение, правка, подготовка к монтажу, устройство лесов и подмостей, защита от коррозии. Выбор технологического нормокомплекта инвентаря. Подбор монтажных кранов по грузовысотным характеристикам.