Классификация соединений МК

Классификация:

По месту изготовления

- заводские;

- укрупнительные;

- монтажные.

По принципу образования соединения

— Механические:

- Хомуты, клинья и т.п.;

- Болты;

- Заклепки;

- Самосверлящие самонарезающие винты;

- Пороховые дюбели;

- Вытяжные заклепки.

— Сварные:

- Электодуговая (Р., А., М.);

- Контактная (точечная, шовная, стыковая).

— Клеевые, клееболтовые:

+ нет отверстий;

+ нет горячих процессов;

- сложное оборудование;

- деградация;

- бессмысленность стыкового соединения.

По разъемности

- разъемные. В первую очередь – болтовые;

- неразъемные. Сварные и заклепочные.

Исторически первым видом соединения элементов МК является кованое соединение.

В настоящее время основным технологическим процессом, используемым для соединений строительных стальных конструкций является сварка. Применение сварки упростило конструктивную форму традиционных строительных конструкций, т.к. отпала необходимость использовать вспомогательные соединительные детали, без которых нельзя использовать заклепочные и бол­товые соединения. Сварка позволила механизировать и автоматизировать процесс создания соединения. Но при­менение сварки влечет и некоторые негативные особен­ности: повышенная концентрация напряжений (подрезы, непровары, поры), механическая неоднородность швов, остаточные сварочные напряжения.

Заклепочные и болтовые соединения осуществляют путем постановки металлических стержней в совмещен­ные отверстия соединяемых элементов. Вытяжные зак­лепки для соединения тонкостенных элементов из алю­миния или оцинкованной стали.

В заклепочном соединении заклепки ставят в горя­чем состоянии (800..850 °С) и выполняют вторую замы­кающую головку, при этом в результате осадки стержня происходит заполнение отверстия. Заклепочные соеди­нения в настоящее время не применяют при изготовле­нии стальных строительных конструкций вследствие не­технологичности.

Болтовые соединения широко применяют при мон­таже конструкций. Это объясняется простотой выпол­нения соединения и отсутствием необходимости исполь­зования сложного оборудования.

В соединениях стальных конструкций применяют обычные болты, высокопрочные болты и болты анкер­ные (фундаментные). Болты обычные и высокопрочные используют для соединения элементов МК друг с дру­гом, а болты анкерные – для присоединения конструк­ций к фундаменту.

16 Классификация сварных соединений МК. Дос­тоинства и недостатки сварных соединений

Стоит сделать разбор каждого соединения?

Сваркой называется процесс получения неразъем­ных соединений путем установления межатомных связей между посдинямыми элементами при их местном нагре­вании или пластической деформации или совместном действии того и другого, обеспечивающиз необходимую прочность и пластичность сварного соединения.

По физическим признакам сварку классифицируют

- Класс по форме используемой энергии;

- Вид по виду используемой энергии.

Классы сварки по ГОСТ 29521-79

- Термический. Вид сварки, осуществляемые плав­лением: электродуговая, электрошлаковая, электронно-лучевая и т.п.;

- Термомеханчиеский. Виды сварки, при которых используются тепловая энегия и давление: контактная, диффузионная, кузнечная и т.п.;

- Механчиеский. Виды сварки, производимые с использованием использованием различных видов механической энергии и давления.

В МК применяют ручной, механизированый и автмоатический виды электродуговой сварки.

Сварным соединением, как конструктивным эле­ментом, называют участок конструкции, в которой от­дельные ее элементы соединены с помощью сварки. В сварное соединение входит сварной шов, прилегающая к нему зона термического влияния (ЗТВ) и примыкающие к ней участки основного металла. Вид сварного соеди­нения определяется взаимным расположением свари­ваемых элементов. РИСУНОК 4.13 СТР. 118

- Стыковые;

- Нахлесточные;

- Тавровые;

- Угловые;

- Торцевые.

Сварным швом нащывают элемент сварного сое­динения, образовавшийся в результате кристаллизации жидкого металла сварочной ванны.

Констурктивно

- Стыковые;

- Угловые (фланговые; лобовые; косые).

По назначению:

- Констурктивные;

- Расчетные (Р.+К.);

По положению в пространстве при сварке:

- Нижнее от 0 до 60 градусов;

- Вертикальное (В.-верт.; В.-гор.);

- Потолочное от 120 до 180 градусов;

- В лодочку.

По протяженности:

- Непрерывные;

- Прерывистые;

- Цепные;

- Шахматные;

По форме разделки кромок:

- С отбортовкой кромок;

- Без разделки кромок;

- С разделкой кромок (односторонние и двуст.).

85 k_f β >= l_w >= 40 мм;

k_f,min <= k_f <= k_{f, max} СП 16.13330.2011.

Достоинства и недостатки сварных соединений.

+ Упрощение конструктивной формы МК;

+ Доступность (для ручной);

+ Экономия металла;

+ Сравнительно меньшая трудоемкость;

+ Непроницаемость;

- Непостоянное качество;

- Остаточные напряжения в ЗТВ;

- Вероятность возникновения дефектов швов;

- Иногда разупрочнение термически обр-ых сталей;

- Заструдение выполнения на высоте.

17 Работа и расчет сварных соединений со стыко­выми сварными швами. Правила конструирования

При проектировании сварных соединений необхо­димо учитывать их неоднородность, определяемую кон­центрацией напряжений, изменением механических ха­рактеристик металла и наличием остаточного напряжен­но-деформированного состояния.

Хорошо сваренные стыковые соединения имеют весьма небольшую концентрацию напряжений от внеш­них сил и их прочность в первую очередь завимит от прочностных характеристик основного металла и ме­талла шва. Различия разделки кромок практчиески не влияют на статическую прочность и при расчете могут не учитываться.

Сварной шов в начале и в конце, как правило, на­сыщен дефектами в силу неустановившегося теплового режима сварки, поэтому начало и конец шва следует вы­водить на технологические планки, которые удаляют после остывания свариваемых деталей. При расчете сое­динения без вывода шва на планки его расчетная длина принимается меньше на две толщины соединяемых эле­ментов).

Гарантировать допустимые величину и число де­фектов в сварном соединении на любом его участке зат­руднительно, поэтому необходим контроль качества сое­динения. Надежными методиками контроля являются физические методы (ультразвук, рентгеновское просве­чивание и проч.). Как правило, стыки выполняют прямы­ми, но при невозможности выполнения контроля для обеспечения надлежащей прочности принимают наклон шва к оси элементов в 60 градусов. В случае работаю­щего на сжатие шва необходимость устройства косого шва отпадает, а достаточным контролем становится ви­зуальный осмотр.

При сварке встык элементов разной ширины сле­дует делать скосы на элементе большей ширины для снижения концентрции напряжений, при сварке же эле­ментов разной толщины делают скосы 1:5. Без скосов разрешается сваривать эелементы, разница в толщинах которых не превышает 4 мм.

При расчете сварных соединений прежде всего необходимо учитывать вид соединения, способ сварки (Р., М. или А.), сварочные материалы и положение при сварке. Значения расчетных параметров выбирают по таблицам СП 16.13330.2011.

N / (A R_i γ_c) <= 1

A = l_w t_min

l_w = b – 2 t (при прямом шве)

1 Растяжение

R_wy = R_y (с контролем)

R_wy = 0,85 R_y (без контроля)

2 Сжатие

R_wy = R_y

3 Сдвиг

R_wy = R_s = 0,58 R_y