З'єднання металевих конструкцій




Сторінка1/51
Дата конвертації25.12.2016
Розмір7,08 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   51
ГЛАВА 4.

З'ЄДНАННЯ МЕТАЛЕВИХ КОНСТРУКЦІЙ
4.1. Загальні відомості
У будівництві використовують такі основні ви­ди з'єднань: за допомогою зварювання, болтові, на заклепках.

Найпоширенішими є зварні з'єднання (близько 95 % усіх з'єднань), хоча болтові й за­клепкові з'єднання відомі раніше. Винахідником зварювання є вітчизняний вчений М. М. Бернардос. У 1882 р. він запатентував "Спосіб з'єднання і роз'єднання металів дією електричного струму", в якому запропоновано розігрівати метал елект­ричною дугою з використанням неплавких вугіль­них електродів. Метал, потрібний для заповнення об'єму шва, отримували за рахунок присадкового стержня, що плавився в електричній дузі.

Цей процес був удосконалений російським вче­ним М.Г.Слав'яновим, який у 1888 р. запропо­нував спосіб зварювання електродом, що плавить­ся. У 20-х роках минулого століття ідеї зварювання розробляв Д. А. Дульчевський, а з кінця 30-х ро­ків — акад. Є. О. Патон, який запровадив біль­шість із сучасних методів зварювання. Нині спра­ву акад. Є. О. Патона продовжують вчені Укра­їнського інституту електрозварювання, який віді­грає роль провідної науково-дослідної установи світового масштабу.

Широке застосування зварних з'єднань забезпечують такі їхні переваги:



  • висока міцність та надійність;

  • відсутність проміжних деталей та отворів (що спрощує конструкцію);

  • простота виконання;

  • економія металу на 10-20% порівняно з бол­товими та заклепковими з'єднаннями (через відсутність ослаблень та проміжних деталей);

  • високий рівень механізації та автоматизації процесів зварювання.

Водночас зварні з'єднання мають певні недоліки:

  • залишкові деформації та напруження внаслідок нерівномірного нагрівання та вистигання металу;

  • значні концентрації напружень поблизу та без­посередньо у швах, що зумовлює зниження міцності при повторних і вібраційних навантаженнях;

  • у навколошовній зоні термічно та механічно зміцнені метали відпускаються;

  • для виконання зварного з'єднання потрібне спеціальне обладнання.

У будівництві найбільше використовують електродугове зварювання. За рівнем механізації та автоматизації процесів розрізняють такі його види: ручне, напівавтоматичне (автоматизована подача зварювальних матеріалів і ручне перемі­щення дуги вздовж шва) та автоматизоване зва­рювання (всі операції автоматизовано).

За способом заповнення шва металом та тех­нологічними ознаками розрізняють:



  • зварювання електродом, що плавиться;

  • зварювання неплавким електродом (вугільним чи вольфрамовим із введенням у дугу присад­кового стержня для отримання необхідного об'єму рідкого металу і заповнення шва).

Розплавлений метал ізолюється від дії атмо­сферного повітря шаром шлаку, флюсу чи стру­менем захисного газу.

З'єднання за допомогою заклепок використовують у металевих конструкціях з 20-х років XIX ст. Болтові з'єднання з'я­вилися практично одночасно з чавунними кон­струкціями (близько середини XVIII ст.). Бага­торічна практика використання таких з'єднань свідчить про їхню високу надійність.



Болти широко використовують під час мон­тажу конструкцій, що зумовлено простотою їх встановлення. Вони не потребують спеціалізова­ного обладнання. Відсутність термічної дії дає змогу уникнути залишкових напружень та де­формацій. Отвори під болти чи заклепки є віднос­но невеликими концентраторами напружень. Цим забезпечується необхідна надійність конструкцій при несприятливому характері навантажень. Тому при інтенсивних динамічних, вібраційних та повторних навантаженнях доцільно використову­вати заклепкові й болтові з'єднання.
4.2. Зварні з’єднання
4.2.1. Класифікація та характеристика зварних швів
За конструктивними ознаками розрізняють сти­кові, кутові й прорізні шви.

Стиковими швами з'єднують елементи, розмі­щені в одній площині (рис. 4.1, а). Ці шви найраціональніші, бо створюють найменші концент­рації напружень. Їхнім недоліком є необхідність додаткової обробки граней з'єднуваних елементів значної товщини для забезпечення повного про­вару (рис. 4.1, в—є). Чим більша товщина еле­ментів, які підлягають з'єднанню, тим складніший вид обробки використовують і більший кут зрі­зання граней. Загалом рекомендовані кути най­частіше перебувають у межах .

Рис. 4.1- Стикові шви і обробка

граней перед зварюванням:

а – стикове з'єднання і характер

силових ліній; б – без обробки;

в, г – односторонні Y- та К-подібні;

б, є – двосторонні V- та X -

подібні; є – криволінійна обробка



Кутові шви утворюються при наплавленні шва в куті, складеному гранями з'єднуваних еле­ментів. За формою вони близькі до трикутника. Залежно від положення відносно напрямку дії зу­силля кутові шви поділяють на флангові й лобові. Шви, паралельні лінії дії зусилля, називаються фланговими (рис. 4.2, а), а перпендикулярні — ло­бовими (рис. 4.2, б).

Кутові шви створюють значні концентрації на­пружень, оскільки при передачі зусилля з одного елемента на другий силові лінії дуже викривлю­ються (рис. 4.2, в).



Прорізні шви утворюються при заповненні ме­талом прорізів у з'єднуваних елементах (рис. 4.3). Необхідно зазначити, що виготовлення прорізів дуже трудомістке. Різновидом прорізних швів є електрозаклепки, утворені
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   51


База даних захищена авторським правом ©uchika.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка