Классификация сварных швов
Швы сварных соединений делятся на заводские и монтажные (выполняемые на строительной площадке).
Виды сварных соединений
В зависимости от характера сопряжения свариваемых деталей различают следующие виды сварных соединений:
стыковые соединения;
угловые соединения;
тавровые соединения;
нахлесточные соединения;
Стыковым соединением называется сварное соединение двух элементов, примыкающих друг к другу торцевыми поверхностями и размещенных на одной поверхности или в одной плоскости. Основные виды стыковых сварных соединений
Сварные швы по внешнему виду подразделяются на
нормальные (плоские);
выпуклые (усиленные) и
вогнутые (ослабленные).
Выпуклые сварные швы лучше работают при статических (постоянных) нагрузках, однако они неэкономичны. Нормальные и вогнутые швы лучше подходят при динамических и знакопеременных нагрузках, поскольку за счет более плавного перехода от основного металла к сварному шву снижается вероятность возникновения концентрации напряжений, приводящих к разрушению шва.
По выполнению сварные швы могут быть односторонними и двусторонними.
По количеству слоев сварка бывает однослойной и многослойной, по числу проходов – однопроходной и многопроходной.
Многослойный шов используется при сварке толстого металла, а также чтобы уменьшить зону термического влияния. Слой сварного шва – металл шва, состоящий из одного, двух или нескольких проходов, которые размещены на одном уровне поперечного сечения шва.
В зависимости от протяженности сварные швы бывают непрерывными и прерывистыми. Стыковые швы обычно делают непрерывными. Угловые швы могут быть выполнены
непрерывными;
односторонними прерывистыми;
двусторонними цепными;
двусторонними шахматными;
По направлению действующего усилия сварные швы делятся на
продольные (фланговые) – направление действующего усилия параллельно оси сварного шва;
поперечные (лобовые) – направление действующего усилия перпендикулярно оси сварного шва;
комбинированные – сочетание продольного и поперечного швов;
косые – направление действующего усилия размещено под углом к оси сварного шва.
По назначению сварные швы бывают
прочные;
плотные (герметичные);
прочно-плотные.
В зависимости от условий работы сварного изделия швы делятся на
рабочие, предназначенные непосредственно для нагрузок;
нерабочие (связующие или соединительные), используемые только для соединения частей сварного изделия.
По положению в пространстве швы подразделяются на:
нижние (Н); «в лодочку» (Л); горизонтальные (Г);
вертикальные (В); потолочные (П).
Болтовые соединения
Болтовые соединения металлических конструкций по сравнению со сварными соединениями более металлоемки, и отверстия для болтов ослабляют сечение соединяемых элементов, но их использование значительно проще, т.к. не требует сварочного оборудования. Различают болты грубой, нормальной и повышенной точности, а также высокопрочные болты. Болты грубой и нормальной точности различаются величиной допуска на отклонение диаметра болта от номинала. Такие болты ставятся в отверстия на 2-3 мм больше диаметра болта. Отверстия выполняются в отдельных элементах и при сборке полностью не совпадают, что приводит к неравномерной работе отдельных болтов. Подобные соединения рекомендуется применять в соединениях, где болты работают на растяжение или являются крепежными элементами.
Болты повышенной точности имеют минимальные отклонения от номинала и диаметр отверстия не превышает 0,3 мм диаметра. Отверстия выполняют в заранее собранных конструкциях. Болты в таких соединениях сидят плотно, что улучшает их работу, однако выполнение таких соединений усложнено требованиями точности.
Высокопрочные болты (ГОСТ 22353-77 и ГОСТ 22356-77) (сдвиго-устойчивые) изготовляют из легированной стали, готовые болты термически обрабатывают. Высокопрочные болты являются болтами нормальной точности, их ставят в отверстия большего, чем болт, диаметра, но их гайки затягивают тарировочным ключом, позволяющим создавать и контролировать силу натяжения болтов. Большая сила натяжения болта плотно стягивает соединяемые элементы и обеспечивает монолитность соединения. При действии на такое соединение сдвигающих сил между соединяемыми элементами возникают силы трения, препятствующие сдвигу этих элементов относительно друг друга.
Таким образом, высокопрочный болт, работая на осевое растяжение, обеспечивает передачу сил сдвига трением между соединяемыми элементами, именно поэтому подобное соединение часто называют фрикционным, Для увеличения сил трения поверхности элементов в месте стыка очищают от грязи, масла, ржавчины и окалины металлическими щетками, пескоструйным или дробеструйным аппаратом, огневой очисткой и не окрашивают.
Работа и расчет болтовых соединений.
В соединениях работающих на сдвиг, расчет ведут на срез болта и на смятие болтами металла соединяемых элементов.
Расчетное усилие , которое может быть воспринято одним болтом, следует определять по формулам при работе:
Болты расставляются рядами или в шахматном порядке
Фундаментные болты
Для соединения базы стальных колонн с фундаментом используют анкерные болты. Работают на растяжение, которое возникает при передаче на фундамент изгибающих моментов от колонны. Для центрально-сжатых колонн растягивающее усилие принимают условно 15% от усилия сжатия колонны.
Диаметры болтов колеблются от 12 до 140 мм. Расчетные сопротивления болтов принимаются по табл.60 СНиП
Литература: В.И. Сетков «Строительные конструкции», М.,
ИНФРА-М,2009, с. 297 - 310
Лекция 15 Соединения деревянных конструкций.
Размеры лесоматериалов (длина и сечения) ограничены, поэтому отдельно они могут быть применены только в виде стоек и балок невысокой несущей способности. Для создания большинства строительных конструкций деревянные элементы должны быть прочно и надежно соединены между собой. При помощи соединений ряд элементов соединяется по длине — сращивается, по ширине — сплачивается, связывается под углом узлами и прикрепляется к опорам — анкеруется.
Соединения являются наиболее ответственными деталями деревянных конструкций. При изготовлении многих соединений в элементах конструкций делают отверстия и врезки, ослабляющие их сечения
По характеру работы все основные соединения деревянных конструкций могут быть разделены на следующие группы:
а) соединения без специальных связей, требующих расчета, — упоры и врубки;
б) соединения со связями, работающими на сжатие,— шпонками и колодками;
в) соединения со связями, работающими на изгиб, — нагелями-болтами, штырями, гвоздями, винтами, деревянными пластинками и штырями;
г) соединения со связями, работающими на растяжение, — болтами, гвоздями, винтами и хомутами;
д) соединения со связями, работающими на сдвиг, — клеевыми швами.
В связи с тем, что одни и те же связи входят в разные группы, удобно изучать соединения деревянных конструкций в следующем порядке: соединения без специальных связей, с деревянными связями, с металлическими связями, с клеевыми связями.
Клеевые соединения, наиболее прогрессивные и технологичные, являются основными соединениями элементов при заводском изготовлении деревянных конструкций. Соединения, не требующие специальных связей (упоры и врубки), применяются главным образом при построечном, изготовлении деревянных конструкций. Металлические соединения являются универсальными и широко используются при обоих основных методах изготовления деревянных конструкций. Соединения с деревянными связями являются устарелыми типами соединений, требующими значительных затрат ручного труда. Они применяются редко и только при построечном изготовлении деревянных конструкций.
Соединения элементов, в которых действуют незначительные усилия или усилия передаются непосредственно от одного элемента к другому, не требуют специальных связей, подлежащих расчету. К таким соединениям относятся конструктивные врубки, лобовые упоры и лобовые врубки.
Конструктивные врубки (рис. 1) являются соединениями, в которых возникают усилия намного меньше их несущей способности, и они не нуждаются в расчете. В деревянных конструкциях наибольшее применение находят конструктивные соединения в четверть, в шпунт, в полдерева и косой прируб.
