КЛ Спец констр МК

в) елементи, які працюють на поперечний вигин (балка), розраховуються за пружною стадією (врахування пластичних деформацій не припускається). Розрахунок ведеться за

формулою M<=Wn Ry c..

Загальна стійкість балок звичайно забезпечується конструктивними заходами

(постановкою зв'язків в рівні стислого пояса) і перевіряється за формулою M<=Wс в Ry c.

У балках використовування алюмінієвих сплавів малоефективне. Для забезпечення загальної стійкості стиснутого пояса потрібний в 3,5 рази частіше ставити зв'язки.

При розрахунку згинальних елементів на деформативність найбільше відносне прогинання від нормативних навантажень не повинно перевищувати граничне, яке встановлене нормами f / l =А / EI <= [ f / l ], де А- параметр, залежний від розрахункової схеми балки, розмірів прогону і навантажень.

Для балок з алюмінієвих сплавів вони встановлені такими ж, як для сталевих. А це значить, що за інших однакових умов балка з алюмінієвих сплавів повинна мати момент інерції в 3 рази більший, ніж в сталевій. Звідси нерідко буває необхідно істотно збільшувати висоту алюмінієвої балки, що призводить до додаткової витрати матеріалу. Для зменшення додаткової витрати матеріалу при відповідному обгрунтовуванні норми допускають збільшення граничного прогинання на 20-25%.

г) Позацентрово-розтягнуті і позацентрово-стиснуті елементи. Міцність алюмінієвих стержнів, що працюють на одночасну дію осьової сили і згинального моменту, перевіряється

У внецентренно-стислих стержнях при великих гибкостях ефективність застосування алюмінієвих сплавів зростає із збільшенням приведеного відносного ексцентриситета.

8. Забезпечення місцевої стійкості стін і полиць стержнів

При розгляді стійкості стінок профілів в межах пружної роботи матеріалу вираз критичного напруження втрати стійкості прямокутної пластинки буде

С - коефіцієнт залежний від відношення більшої сторони пластини до меншої (в/а >1),

способу закріплення граней і характеру розподілу напруг по них a=( )/ ; t - товщина пластинки.

Прирівнюючи вираз критичного напруження до нормативної межі текучості матеріалу, можна визначити граничне значення відношення ширини пластинки а до її товщини t:

11

при дії нормальних напружень

a / t C1E / 0,2 ;

при дії дотичних напружень

a / t C1E /(06, 0,2 );

при проектуванні алюмінієвих конструкцій відношення а/t, визначуване з умови забезпечення місцевої стійкості при всіх видах напруженого стану, слід приймати в

1,73Ral /Rst раз меншим, ніж в конструкціях із сталі, а це можна забезпечити збільшенням

кількості ребер жорсткості, тобто збільшується витрата алюмінієвих сплавів і ускладнюється конструкція (збільшується трудомісткість виготовлення таких конструкцій).

Так стінки балок для забезпечення місцевої стійкості з алюмінієвих сплавів в порівнянні із сталевими доводиться приймати або в 1,5 рази товщі, або зміцнювати поперечними і подовжніми ребрами жорсткості.

Перевірка стійкості стінки балки повинна вироблятися з урахуванням всіх компонентів її напруженого стану: , loc і .

В стержнях, які працюють на осьове стиснення, щонайбільше відношення висоти стіни hо до її товщини tw залежить від міцносної характеристики Rу , умовної гнучкості

Rу /E , а також від форми (типу) перерізу стержня, який визначає ступінь закріплення стінки в поясах, а для стінок позацентрово-стиснутих стержнів найбільше відношення hо/tw

залежить ще від значення =( - )/ , oj характеризу’ розподіл напружень по висоті стінки.

У випадках, коли відношення hо/tw перевищує граничне, тобто місцева стійкість незабезпечена, забезпечити стійкість можна або збільшуючи товщину стінки, що не економічно, або постановкою подовжнього ребра (при цьому частина стінки між поясом і ребром розглядається як самостійна пластинка).

Місцева стійкість стиснутих полиць в згинальних стержнях, що згинаються, центрово- позацентрово-стиснутих і стиснуто-зігнутих, визначається граничними відношеннями звису полиці bо до її товщини tf. В конструкціях з алюмінієвих сплавів це відношення значно менше, ніж в сталевих конструкціях. Істотне збільшення відношення bо/tf може бути досягнуте при використовуванні пресованих профілів з полицями, що мають потовщення граней (бульби). Найбільший ефект досягається при посиленні полиць стержнів великої гнучкості.

Лекція 2

1.Види з'єднань, які застосовуються конструкціях з алюмінієвих сплавів

Вконструкціях з алюмінієвих сплавів застосовуються такі види з'єднань: зварні, заклепувальні, болтові, паяні, клейові, а також комбіновані (клеєзварні, клеєболтові, клеєзаклепувальні).

Вибір виду з'єднання залежить від типу конструкції, від марки і стану сплаву.

При застосуванні зварних з'єднань необхідно мати на увазі, що тепловий вплив зварювання приводить до роззміцнення біля шовної зони в конструкціях з термічно

12

зміцнених, нагортованих і напівнагортованих сплавів вширшки в 7 товщин з єднуваних елементів. Це особливо важливо для конструкцій, де головним розрахунком є розрахунок за міцнісю. У цих випадках більш раціональним буде застосування заклепувальних з'єднань, а на монтажі і болтових з'єднань.

Заклепувальні і болтові з'єднання застосовують також в конструкціях із сплавів що погано зварюються.

Паяні з'єднання мають деякі переваги в порівнянні із зварними з'єднаннями в тонкостінних елементах: при паянні витрачається менше тепла, цей процес не викликає істотних змін структури хімічного складу і механічних властивостей навколошовного металу, залишкові деформації в паяних з'єднаннях значно менші, ніж у зварних, але при паянні потрібно особливо ретельно видаляти окисну плівку з поверхні з єднувальних виробів, що стримує застосування паяння в конструкціях з алюмінієвих сплавів.

Клейові з'єднання мають певні переваги в порівнянні з клепаними і зварними з'єднаннями: основний метал не нагрівається і не ослабляється отворами, відсутні місця концентрації напружень.

Для склеювання алюмінієвих конструкцій застосовують клеї на основі епоксидних смол, поліуретанові, каучукові і деякі інші.

Всі алюмінієві сплави, у тому числі високоміцні, можна склеювати. Використовуючи клей, можна сполучати алюмінієві сплави з іншими матеріалами (деревом, сталлю, бетоном і т. п.);клейовий шар одночасно оберігає від шкідливого контакту з ними.

Недоліками клейових з'єднань є їхня мала опірність відриву (особливо при зосередженій дії сили), відсутність надійних методів контролю за якістю склеювання, а також зниження міцності в часі.

Щоб підвищити надійність клейових з'єднань, застосовують комбіновані з'єднання: клеєзварні, клеєзаклепувальні, клеєгвинтові і клеєболтові. Найбільш прогресивні з них клеєзварні з'єднання алюмінію з приміненням точкового контактного зварювання, що дозволяє механізувати процес виготовлення конструкцій.

2.Зварні з'єднання в конструкціях з алюмінієвих сплавів

Вконструкціях з алюмінієвих сплавів можуть використовуватися всі відомі способи зварювання: газове, електродугове, електроконтактне і ін. Найбільш широко застосовується аргонодугове і контактне зварювання.

Якісне зварювання можливе лише за умови чистоти зварюваних поверхонь. Вироби повинні бути ретельно обчищені від бруду, жиру і, безпосередньо перед зварюванням, від оксидної плівки, оскільки утворення її відбувається дуже швидко. В процесі зварювання під дією високих температур окислення відбувається особливо інтенсивно, тому дуже важливо забезпечити захист металу від кисню повітря. Найбільше розповсюдження отримав спосіб електродугового зварювання в середовищі захисного газу аргону. Аргонодуговея зварювання може здійснюватися за допомогою неплавкого (звичайно вольфрамового) електрода або плавким голим (без обмазки) електродом. Зварювання за допомогою неплавкого електрода застосовують при з'єднанні виробів малої товщини (до 6-10 мм).

13

Автоматичне аргонодугове зварювання може виконуватися на швидкостях, що у 1,5 рази перевищують швидкість автоматичного зварювання по шару флюсу.

При зварюванні елементів малої товщини (1-2 мм) внапуск застосовують контактне електрозварювання (точкове або роликове). Роликове зварювання в заводських умовах забезпечує отримання міцних і водонепроникних з'єднань.

Теплова дія при зварюванні призводить до зміни механічних властивостей алюмінію в навколо шовній зоні (ширина 7 товщин елементів, що з єднуються): відбувається роззміцнення.

Вконструкціях з термічно зміцнених сплавів величина роззміцнення знаходиться залежно від складу легуючих компонентів і стану сплавів (природне і штучне старіння).

При природному старінні міцність майже не знижується, а при штучному старінні міцність знижується майже на 50 %.

Розрахунок з'єднань стиковими швами провадиться за формулами розрахунку для цілого перерізу. Розрахунковий опір стикових швів, які працюють на розтягування, якість яких не контролюється фізичними методами, приймається зниженим на 20%.

Стикові з'єднання, які працюють одночасне на вигин і зріз, слід перевіряти за формулою:

/2 2 /4 w2 Rwy c.

Вз'єднаннях кутовими швами розрахунок провадиться тільки за одним перерізом - по металу шва tw, max<= Rwf ( оскільки Rwf=Rwz ).

Як розрахункові характеристики тут приймаються: lw - розрахункова довжина шва, що

дорівнює його повній довжині за вирахуванням 3t (при зварюванні встик) або 3kf (при зварюванні кутовими швами); при виведенні стикового шва за межі з'єднання ( на підкладки і т.п.) - приймається повна довжина шва; t - найменша товщина елементів, що з єднуються; kf

- катет кутового шва, що дорівнює катету вписаного рівнобедренного трикутника; f - коефіцієнт при автоматичному зварюванні, що дорівнює 0,9 (одно- і дву прохідної), у всіх інших випадках 0,7.

При розрахунку з'єднань внапуск, здійснюваних точковим зварюванням, несуча здатність точок залежно від товщини з єднуваних елементів, вимірюється від 1,95 до 3,35кН.

Розрахункові опори на зріз зварних з'єднань внапуск, виконаних контактним роликовим зварюванням для технічного алюмінію і АМгМ - у м'якому стані приймається Rw,sm=Ry, а для напівнагортованих визначається залежно від tmin зварюваних елементів

Rwsm = (0,9 - 0,1 tmin)Ry. У стикових швах при t 10мм потрібне оброблення кромок; аналогічно при з'єднанні елементів впритул. При різній товщині елементів, що сполучаються, потрібний плавний перехід, інакше шви розраховуються як кутові. При розрахунку зварних з'єднань вимагається ураховувати зонутермовпливу.

3. Заклепувальні і болтові з'єднання в конструкціях з алюмінієвих сплавів

З'єднання на заклепках або болтах, хоча й пов'язані з деяким ослабінням перетину елементів конструкцій, проте вони мають деякі переваги перед зварними з'єднаннями, оскільки не викликають структурних змін матеріалу. Щоб виключити шкідливий вплив

14

місцевого нагріву при клепці, заклепки з алюмінієвих сплавів ставлять в холодному стані. Матеріалом для заклепок служать сплави підвищеної пластичності.

Заклепки з термозміцнюваних сплавів заздалегідь гартують і бережуть в холодильнику (щоб не відбулося старіння). Оскільки зміцнення матеріалу протікає в заклепках, поставлених в конструкцію, можливість завантаження конструкції визначається часом, необхідним для досягнення матеріалом заклепок необхідної міцності (звичайно 5-10 днів).

Клепка конструкцій в заводських умовах здійснюється на скобах великої потужності. В монтажних умовах, коли клепка ведеться пневматичними молотками, форма замикаючої головки має особливе значення. Застосовують замикаючі головки (в порядку зменшення зусилля на утворення): напівкруглі, плоскоконічні, конусоподібні, вінцевої форми. З високоміцних сплавів застосовують складові заклепки з частин - порожнистого циліндричного стержня з напівкруглою головкою і конічного стержня з такою ж головкою, який запресовується в порожнину першого.

В монтажних з'єднаннях алюмінієвих конструкцій використовують як алюмінієві так і сталеві болти. Їх виготовляють нормальної і підвищеної точності. Щоб уникнути електрохімічної корозії, сталеві болти і шайби оцинковують або кадміюють.

Для кріплення тонколистових елементів на монтажі застосовують самонарізуючі болти і гвинти, а також болти, з обтисковими кільцями (локболти), які ставляться спеціальним пневматичним інструментом, що підвищує продуктивність праці в 1,5 - 2 рази.

Заклепки і болти в конструкціях з алюмінієвих сплавів розраховуються на зріз і зім'яття за тими ж формулами, що і в сталевих конструкціях.

Діаметр одно зрізних заклепок, звичайно призначають d = 2 t + (1...3), а при двох зрізних d = t + (1...3). Діаметр отворів під заклепки повинен бути небагато більше заклепок.

В алюмінієвих конструкціях максимальні відстані між центрами заклепок і болтів дещо зменшені (у порівнянні із сталевими конструкціями), а мінімальні відстані від центра заклепки (болта) до краю елемента збільшені.

При застосуванні високоміцних болтів обов'язкова піскоструминна ( = 0,45) або хімічна ( = 0,4) обробка поверхонь. Без обробки поверхонь ( = 0,15) застосовувати високоміцні болти нераціонально. Щоб збільшити міцність заклепувальних і болтових з'єднань, поверхні, що сполучаються, доцільно намазувати клеєм.

4.Особливості проектування конструкцій з алюмінієвих сплавів. Загальні вказівки

Застосування алюмінієвих сплавів у будівельних конструкціях внаслідок високої вартості і дефіцитності матеріалу у кожному конкретному випадку повинне бути обгрунтоване: економічно, вимогами довговічності, умовами експлуатації, архітектурними вимогами та іншими вимогами. При проектуванні конструкцій з алюмінію не слід копіювати рішення, характерні для конструкцій із сталі.

При проектуванні конструкцій з алюмінієвих сплавів необхідно мати на увазі, що сортамент матриць профілів обмежений і ми повинні прагнути використати вже розроблені і бажано відкриті профілі, оскільки вони дешевше. При розробці нестандартних профілів необхідно прагнути до забезпечення геометричних потрібних характеристик і форм, що

15

забезпечують зручність здійснення заводських і монтажних з'єднань, ураховуючи особливості виготовлення конструкцій на спеціалізованих заводах, устаткування на яких багато в чому відрізняється від устаткування заводів, які виготовляють сталеві конструкції. При призначенні товщини елементів профілів необхідно ураховувати, що обмежена мінімальна товщина: для вистилаючих елементів усередині приміщення вона дорівнює 1,5 мм експлуатованих на відкритому повітрі – 3 мм, для обгороджувальних конструкцій - 0,3 мм.

В конструкціях з алюмінієвих сплавів погіршується стійкість і жорсткість, але зате поліпшується робота на температурні впливи і нерівномірне осідання опор в статично невизначених системах; погіршується робота на динамічні впливи.

У зв'язку з більш високим коефіцієнтом лінійного розширення зменшуються розміри температурних блоків; в подовжньому напрямку 130 -150м (проти 200-230 для сталі); в поперечному напрямку 80 - 100 м (проти 120 - 150 для сталі).

Ураховуючи знижене значення модуля пружності Е і особливості роботи алюмінієвих конструкцій на різні впливи, необхідно приймати найбільш жорсткі види конструкцій: нерозрізні балки, безшарнірні арки і рами, просторові конструкції, конструкції, які суміщають несучі і обгороджувальні функції.

Алюмінієву покрівлю особливо вигідно застосовувати при малому тимчасовому навантаженні (наприклад, снігове). При проектуванні необхідно передбачати монтаж конструкцій з алюмінієвих сплавів з приміненням сучасної техніки (наприклад, вертольотів).

Монтажні з'єднання бажано проектувати на оцинкованих болтах, кадмієвих високоміцних болтах і локболтах з алюмінієвих сплавів.

5. Особливості проектування несучих конструкцій з алюмінієвих сплавів

При існуючому співвідношенні цін (напівфабрикати з алюмінієвих сплавів в 5 - 8 разів дорожче від сталевих) застосування алюмінієвих сплавів в несучих конструкціях економічно виправдовується тільки у великопрогонових будівлях, коли конструкції полегшуються в 4-5 разів. Цього можна добитися при прогонах 60 і більше метрів, а при застосуванні мембран і при менших прогонах, і тому є ряд прикладів: перекриття лабораторного корпусу тригранними безшарнірними арками прогоном 90 м (витрата алюмінієвих сплавів-27кг/м2); перекриття виставкового павільйону в м. Москві куполом діаметром 60м висотою 27м (расход металу-16кг./м2; перекриття концертного залу структурами (витрата металу-22кг/м2).

Несучі конструкції з алюмінієвих сплавів застосовуються і з інших міркувань: за вимогами технології; за вимогами корозійної стійкості: зниження ваги для конструкцій, які установлюються у віддалених або важко доступних місцях; в пересувних конструкціях. Наприклад, несучі конструкції забрала в будівлі оптичного телескопа, розташованого в горах; бурові вежі вагою 16т (проти 40т із сталі), опори ВЛЕП напругою 330кв в горах, несучі конструкції теплиць і т. д.

16

6.Особливості проектування конструкцій з алюмінієвих сплавів, які суміщують несучі і обгороджувальні функції

До числа конструкцій, що виконують одночасно несучі і обгороджувальні функції, відносяться: покрівельні і глухі стінові панелі; блоки покриттів із попередньо напруженими обшивками; просторові конструкції покриттів будівель; місткості для зберігання продуктів, переробки і транспортування рідин і газів (резервуари, газгольдери, продуктопроводи і т. п.

Для конструкцій цієї групи, так само як і для обгороджувальних конструкцій, особливе велике значення має корозійна стійкість матеріалу, а для місткостей для зберігання продуктів - нетоксичність матеріалу.

Найбільш широко з цієї групи алюмінієвих конструкцій застосовуються покрівельні і стінові панелі. Вартість утеплених алюмінієвих щитів близька до вартості великорозмірних залізобетонних плит з утеплювачем, вирівнюючим шаром і руберойдовим килимом, а крім того, завдяки малій вазі панелей значно знижується витрата матеріалів на несучі конструкції.

Панелі розрізняють каркасні і безкаркасні. Безкаркасні панелі мають порівняно невелику несучу здатність, тому застосовуються як стінні і як покрівельні невеликих прогонів (до 6 м). Стійкість обшивок з тонких алюмінієвих листів забезпечується завдяки приклеєному (або припіненому) до них шару утеплювача, що має необхідну жорсткість.

Каркасні панелі мають більшу несучу здатність, ніж безкаркасні. Обшивка таких панелей виконується з плоских або профільованих листів. При прогонах більше ніж 6 м покрівельні панелі підкріплюються шпренгелями або фермочками. Це необхідно для збільшення несучої здатності і, особливо, жорсткості. Збільшити несучу здатність панелей і жорсткість можна і іншим способом: примусити працювати тонкі листи обшивки (1-1,5мм.) на стиснення завдяки попередньому напруженню.

Відомо декілька способів створення попереднього напруження обшивок: розпірний, згинальний, лінійний. Панелі, напружувані способом розпору, складаються з осередків, в центрі кожної з яких є болт. За допомогою болта розпирають або зближують обшивки, створюючи в них розтягувальні напруження.

При згинальному способі натягнення обшивки листи прикріпляються до елементів каркаса, наперед зігнутих в різні боки. Потім напівпанелі випрямляються і з єднують гратами. При цьому в листах обшивок виникають розтягувальні напруження.

При лінійному способі натягнення обшивок здійснюється домкратами або способом клямки (нижня обшивка прикріпляється до елементів каркаса наперед; верхня обшивка кріпиться спочатку тільки до торців фермочок ззовні, верхня обшивка робиться коротше від панелі, тому одна з торцевих фермочок виявляється в похилому положенні. При натиску ця фермочка приводиться в горизонтальне положення і закріплюється розкосами, при цьому верхня обшивка виявляється розтягнутою.

Для зменшення прогинання, якщо необхідно, панелям можна додавати будівельний підйом .

Подальше збільшення прогону привело до створення блоків для покриттів середніх і великих прогонів, основні особливості їхньої роботи наступні: включення тонколистових обшивок в роботу подовжніх елементів каркаса і геометрична нелінійність напруженого

17

стану, обумовлена розвитком ланцюгових зусиль у верхній обшивці при дії на неї поперечного навантаження.

При виготовленні блоки членуються на відправні елементи. Попереднє напруження може здійснюватися в окремих елементах на заводі або в зібраній конструкції на монтажі.

Просторові конструкції покриттів будівель, в яких несучі і обгороджувальні функції суміщені, надзвичайно різні за своєю формою і конструктивним рішенням: одношарові покриття полігонального контура з гнутих алюмінієвих листів для складів, майстерень і інших будівель; купольні і склепінчасті покриття, що складаються з ромбоподібних панелей, що багато разів повторюються; тришарові циліндричні зведення-оболонки завтовшки 150 мм з товщиною зовнішніх листів 2 мм і середнього гофрованого завтовшки 1,5 мм, прогоном 24 м і стрілою підйому 8 м.

Місткість для зберігання зерна, наприклад, силосного типу, де оболонка утворюється шляхом спірального навивання рулонованого листа, методом підрощування з використанням спеціальної машини (SM-10) значно знижують трудомісткість монтажу в порівнянні із залізобетонними зерносховищами.

Верхня частина резервуарів при зберіганні нафти з високим вмістом сірки, що значно збільшує термін служби в порівнянні із сталевою верхньою частиною.

Застосування алюмінію для внутрішньої оболонки ізотермічного резервуару виявляється особливо ефективним, завдяки його корозійній стійкості і надійності роботи при низьких температурах зберігання продукту.

7.Особливості проектування обгороджувальних конструкцій з алюмінієвих сплавів

Вобгороджувальних конструкціях алюміній застосовують найбільш широко: вітрини, вітражі, перегородки, підвісні стелі, вікна, двері; сюди також відносяться конструкції стін і покрівель, виконуються безпосередньо на будівельному майданчику з профільованих або гладких листів.

Одним з прикладів раціонального застосування алюмінію в якості обгороджувальної конструкції може служити пристрій внутрішнього облицьовування витяжних башт-градирен із сталевим каркасом, що обумовлено антикорозійними властивостями матеріалу.

Безперечний інтерес являє собою новий вид обгороджувальних конструкцій з гладких листів-стрічок, напружуваних в процесі монтажу.

Застосування алюмінієвих стрічок великої довжини, що поставляються на будмайданчик із заводу в рулонах, без будь-якої обробки дозволяє одночасно скоротити число стиків, прискорити процес монтажу і знизити вартість обгороджувальних конструкцій.

На даний час такі конструкції застосовані на декількох об'єктах. Найбільш показовий з них лабораторний корпус ВНДУ кабельної промисловості. При будові зовнішнього шара стінового обгороджування рулоновані стрічки розкочували за допомогою крана відразу на всю висоту будівлі. Натягнення стрічок здійснювалося болтами, закріпленими в опорних елементах каркаса.

18

Вартість обгороджувальних конструкцій з алюмінієвих стрічок виявилася нижче від традиційних рішень із залізобетону. Крім того, одночасно було задоволено технологічну вимогу-необхідність мати навкруги випробувального корпусу металевий екран.

8. Захист конструкцій з алюмінієвих сплавів від корозії

Відносно висока корозійна стійкість алюмінію - наслідок його активності до кисню, завдяки чому на поверхні виробу утворюється захисна окисна плівка. Чим вище чистота алюмінію і чим рівніше поверхня(без подряпин), тим більш міцна плівка на ній утворюється.

Товщина окисної плівки, що утворюється в природних умовах, складає 0,010-0,015мм, що служить надійним захистом в малоагресивному середовищі. Значне потовщення плівки досягається штучним оксидуванням: виріб розмірами до 10 х 2,4 м занурюють у водний розчин сірчаної або хромової кислоти і під'єднують до неї позитивну клему джерела струму. При проходженні струму на поверхні виробу відбувається активне виділення кисню і під наявною окисною плівкою утворюється нова плівка товщиною до 20-25мк. Конструкції експлуатовані в сильноагресивних середовищах (соляна кислота, лужні розчини, галогени фтору і хлору, карбонатів калію і натрію) додатково захищають лакофарбними покриттями.

Наявність у складі алюмінієвих сплавів міді, заліза, нікелю і деяких інших металів, знижує щільність окисної плівки і, отже, зменшує корозійну стійкість матеріалу. В листах з таких матеріалів для захисту від корозії застосовують плакування, тобто покриття (з однієї або двох сторін) тонким шаром технічного алюмінію.

Неприпустимо застосовувати фарби, що містять свинцеві пігменти, мідь і ртуть.

Для будівельних конструкцій з алюмінієвих сплавів велику небезпеку представляє контактна (електрохімія) корозія (з міддю, сталлю, оловом і деякими іншими металами, в умовах вологого середовища або з свіжими будівельними розчинами і бетоном).

Для запобігання контактної корозії рекомендується: болти і інші кріпильні деталі із сталі повинні бути заздалегідь кадмійовані або оцинковані; бетон, розчин і цегляну кладку, слід ізолювати від алюмінію лужно-тривкими матеріалами; між дерев'яними деталями і алюмінієм необхідно прокласти два-три шари тіоколової стрічки; алюмінієві деталі треба оксидувати і покривати лакофарбними матеріалами. В біметалевих конструкціях між деталями з алюмінію і сталі необхідно ставити ізолюючі прокладки.

Питання про захист алюмінієвих сплавів (конструкцій) від корозії повинне розв'язуватися залежно від агресивності середовища одночасно з вибором марки і стану сплаву.

9. Особливості виготовлення алюмінієвих конструкцій

Напівфабрикати, з яких виготовляються конструкції з алюмінієвих сплавів, більш різноманітні, ніж із сталі. Крім того, проектувальник може самостійно розробляти профілі для конкретної конструкції. Це пов'язано з тим, що при порівняно невеликому нагріві (350450 оС) можна пресуванням отримати профілі різної конфігурації (у тому числі, з урахуванням вимог виготовлення), а шляхом прокатування - листи від найтонших типу фольги до листів завтовшки 30 мм.

19

При виготовленні конструкцій з алюмінієвих сплавів необхідно мати на увазі, що цей матеріал значно м'якше в порівнянні із сталлю; що алюмінієві сплави зміцнюються механічним способом або термозміцненням і тому при нагріві роззміцнюються. У зв'язку з цим виготовлення алюмінієвих конструкцій значно відрізняється від виробництва сталевих конструкцій: розмітку і позначку можна робити крейдою або олівцем, а не керном або рисувалкою, які залишили б подряпини, що сприяють розвитку корозії; ріжуть алюміній пилами і фрезами; отвори не продавлюють, а свердлять; потрібні збільшені радіуси вигину; правку і обробку елементів необхідно провадити на дерев'яних стелажах; не можна застосовувати газове різання, вогньове (газополум'яне) очищення поверхні алюмінієвих конструкцій (відбувається роззміцнення).

При зварюванні нагартованих, напівнагартованих і термічно зміцнених сплавів уздовж шва утворюється смуга, відпалена зварювальним теплом, із зниженим розрахунковим опором. Ширина цієї смуги дорівнює 7 товщинам шва. Це необхідно ураховувати при проектуванні конструкцій з алюмінієвих сплавів (в конструкціях, що розраховуються на міцність – згинальні елементи) - шви розташовувати в місцях із зниженими напруженнями; для конструкцій, що розраховуються на стійкість - арки, своди, куполи - місцеве зниження міцності не призводить до збільшення перерізів, тобто застосовувати зварювання цілком доцільно.

Зазори в стиках алюмінієвих конструкцій повинні бути меншими, ніж в стиках сталевих конструкцій (0,0-1,5мм проти 1-4мм).

Для зменшення зварювальних напружень рекомендується: застосовувати спеціальні притискні пристрої, бажано з підвищеним відведенням тепла; провадити зварювання з мінімальним нагрівом з єднувальних елементів за рахунок збільшення швидкості зварювання

ізастосування автоматичного і напівавтоматичного зварювання; компенсувати загальні деформації конструкцій відповідними припусками, робити прихватки у напускних, таврових

ікутових з'єднаннях без присадки, за рахунок оплавлення кромок деталей.

Унапускних з'єднаннях при товщині листів від 0,8 до 4 мм можна застосовувати

контактне точкове зварювання. Діаметр зварювальних точок d = 3 9 мм; ширина зашморгування (при однорядному шві) 18-40мм; відстань від центра точки до краю листа або до стіни 9-20 мм; найменший крок точок 15-35 мм (4-5d).

Заклепки ставляться в холодному стані (загартовані, але не устарілі для чого заклепки зберігають в холодильнику при температурі, що уповільнює природне старіння).

10.Основи економіки і заходи щодо зниження вартості конструкцій з алюмінієвих сплавів

Приблизна структура вартості конструкцій з алюмінієвих сплавів в порівнянні із сталевими: напівфабрикати 80 % проти 50 %; виготовлення 14 % проти 30 %; монтаж 6 % проти 20 %.

Вартість 1т алюмінієвих напівфабрикатів приблизно в 5-8 разів більше від вартості 1т сталевого прокату, а співвідношення вартості конструкцій в роботі значно нижче (приблизно в 1,8-2 рази) Тобто в звичайних несучих конструкціях застосування алюмінієвих сплавів може бути ефективним тільки у випадках, коли за експлуатаційними умовами або

20