Статірова І.О. «Основи розрахунку будівельних конструкцій»

Лекция № 2

Тема: Розрахунок і проектування з’єднань елементів металевих конструкцій

План:

Y

1 Виды сварки и их характеристика 2

2 Типы сварных швов, соединения и их характеристика 3

2.1 Сварные швы 3

2.2 Виды сварных соединений 4

3 Работа и расчет сварных соединений 5

4 Болтовые и заклепочные соединения 7

4.1 Болтовые соединения 7

4.2 Заклепочные соединения 8

Після вивчення теми студенти зможуть:

1. дати класифікацію будівельних конструкцій;

2. зрозуміти, чим відрізняються матеріали для будівельних конструкцій, та дати рекомендації з їх використання;

3. усвідомити значення вимог до будівельних конструкцій;

4. вказати загальні принципи проектування будівельних конструкцій;

5. скласти загальне уявлення про розвиток будівельних конструкцій та матеріалів.

Завдання для перевірки засвоєних знань і самостійної роботи:

Література:

1. СНиП II-23-81 Металлические конструкции

2. Цай Т.Н. Строительные конструкции. В 2-х т. Т.1.:Учеб. для техн. - М.: Стройиздат, 1984. - 656с.

3. Беленя Е.И. Металлические конструкции. - М.: Стройиздат, 1976. - 600 с.

1. Виды сварки и их характеристика

Основным видом соединений стальных конструкций в настоящее время является сварка, которая, значительно уменьшая трудоемкость изготовления (до 20%), приводит к упрощению конструктивной формы и дает по сравнению с клепкой существенную экономию металла (в стропильных фермах до 10—15%, в подкрановых балках до 15—-20% и т.п.).

Вместе с тем возникающие внутренние остаточные напряжения от сварки, суммируясь с напряжениями от действия сил на элемент, усложняют напряженное состояние сварного соединения.

В ряде случаев создается плосконапряженное, а при сварке толстых элементов и объемно-напряженное состояние конструкции, способствующие хрупкому разрушению соединения, особенно при действии динамических нагрузок и низких температур.

В настоящее время в строительстве применяется главным образом электродуговая сварка: ручная, автоматическая, полуавтоматическая и электрошлаковая. Ограниченно применяется контактная и газовая сварка. Другие виды сварки в строительных конструкциях пока не получили распространения.

Ручная электродуговая сварка универсальна и широко распространена, так как может выполняться в нижнем, вертикальном и потолочном положении, а также в труднодоступных местах. Она широко распространена на монтаже, где механизированные способы сварки часто не могут быть применены. Меньшая глубина проплавления основного металла и меньшая производительность ручной сварки из-за пониженной силы применяемого тока, а также меньшая стабильность ручного процесса по сравнению с автоматической сваркой под флюсом являются недостатками ручной сварки.

Автоматическая сварка под флюсом осуществляется автоматом, используется проволока без покрытия. Дуга замыкается под слоем флюса, флюс расплавляется и надежно защищает расплавленный металл от соприкосновений с воздухом; металл получается чистым, с ничтожными количествами вредных примесей — кислорода, азота и др. Благодаря хорошей теплозащите расплавленный металл под слоем флюса остывает медленно, хорошо освобождается от пузырьков газов и шлака и отличается значительной плотностью и чистотой. Большая сила тока (600—1200 А и более), применяющаяся при автоматической сварке, и хорошая теплозащита шва обеспечивают глубокое проплавление свариваемых элементов и большую скорость сварки. Таким образом, хорошее качество швов и высокая производительность являются большими достоинствами автоматической сварки под флюсом, и ее применение желательно во всех соединениях, где это возможно.

К недостаткам относится затруднительность выполнения этой сварки в вертикальном и потолочном положении и в стесненных условиях, что ограничивает ее применение на монтаже.

Для коротких швов в нижнем положении с успехом применяется полуавтоматическая сварка шланговым полуавтоматом. Процесс сварки ведется голой проволокой под флюсом или порошковой проволокой — свернутой в трубочку стальной лентой, внутри которой запрессован флюс.

Электрошлаковая сварка представляет собой разновидность автоматической; этот тип сварки удобен для вертикальных стыков швов металла толщиной от 20 мм и более. Процесс сварки ведется голой электродной проволокой под слоем расплавленного шлака; сварочная ванна защищена с боков медными формирующими шов ползунами, охлаждаемыми проточной водой. Качество шва, выполняемого этим способом, получается очень высоким.

Сварка в среде углекислого газа ведется голой электродной проволокой на постоянном токе обратной полярности. Углекислый газ при высокой температуре активно взаимодействует со сталью, окисляя ее, что компенсируется повышенным содержанием раскислителей в электродной проволоке. Сварка в среде углекислого газа, не требуя приспособлений для удержания флюса, может выполняться в любом пространственном положении. Она обеспечивает получение высококачественных сварных соединений из различных металлов при высокой производительности труда (на 15—20% выше, чем при полуавтоматической сварке под флюсом) и должна быть одним из основных видов сварных соединений на монтаже.