Сварные соединения металлических конструкций.

Наиболее распространенным видом соединения элементов стальных конструкций являются электросварные соединения. Основными достоинствами сварных соединений являются: высокая прочность и надежность, возможность соединения элементов непосредственно без вспомогательных деталей и отверстий (в отличие от клепаных и болтовых соединений), простота конструктивной формы, экономия металла, возможность механизации и автоматизации процесса сварки. Недостатками сварных соединений являются: деформация изделий от усадки сварных швов, наличие остаточных напряжений в конструкции, что в некоторых случаях приводит к увеличению хрупкости стали.

Типы сварных соединений и швов

Сварные соединения могут быть:

1) встык – свариваемые детали приставляются одна к другой встык, и место их соединения проплавляется сварным швом;

2) внахлестку – одна деталь накладывается на другую и приваривается по отдельным граням или по всему контуру соединения;

3) комбинированные – детали свариваются встык и для усиления привариваются накладки внахлестку.

Сварные швы в соединениях подразделяются по ряду признаков:

1) по конструкции шва – на стыковые и угловые. Если усилие действует вдоль углового шва, он называется фланговым, если поперек то лобовым;

2) по назначению – на рабочие (передающие усилия) и конструктивные (связующие);

3) по положению в пространстве при их выполнении – на нижние, вертикальные и потолочные;

Стыковые	Угловые		Комбинированный
	Фланговые	Лобовые

Обработка кромок под сварку

4) по протяженности – на сплошные и прерывистые;

5) по числу слоев, накладываемых при сварке – на однослойные (однопроходные) и многослойные (многопроходные);

6) по месту производства – на заводские и монтажные;

7) по форме шва при сварке с обработанными кромками – на V-образные, Х-образные, К-образные и U-образные.

Кромки свариваемых изделий обрабатывают при больших толщинах металла для возможности выполнения монолитного соединения.

Болтовые и заклепочные соединения.

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.

Болтовые соединения

В соединениях металлических конструкций применяют болты грубой и нормальной точности, повышенной точности, высокопрочные и анкерные.

Расчет болтовых и заклепочных соединений

а) – деформация стержня болта, заклепки; б) – срез стержня болта, заклепки; в) – смятие соединяемого элемента.

Внешние усилия в болтовом или заклепочном соединении стремятся сдвинуть соединяемые элементы один относительно другого (а).

Болты или заклепки препятствуют этому сдвигу, в них возникают деформации. В болтах и заклепках возникает очень сложное напряженное состояние: по плоскости соприкосновения сдвигаемых элементов возникают, срезывающие напряжения от поперечного давления элементов возникают сминающие напряжения; искривление болта или заклепка вызывает изгибающие напряжения и, кроме этого, от первоначального натяжения остаются растягивающие напряжения.

Наиболее существенными из этих напряжений, определяющими работу соединения, являются срезывающие и сминающие напряжения. Поэтому условной расчетной схемой болтового или заклепочного соединения при взаимном сдвиге соединяемых элементов принимают схему работы их на срез (б) и на смятие соединяемых элементов (в). ( смятие болта без его среза быть не может, поэтому на прочность проверяют металл соединяемых элементов).

При конструировании болтовых и заклепочных соединений следует стремиться к применению одного диаметра заклепок в пределах каждого конструктивного элемента и к наименьшему числу различных диаметров болтов и заклепок для всех элементов сооружения.