Все о BIM, CAD, ERP

МК — металлические конструкции

Проектирование металлических конструкций. вып. 4 — Троицкий П.Н., Левитанский И.В. Опорные соединения разрезных балок на вертикальных накладках, проваренных к стенке балки (узлы УНС). «Проектирование металлических конструкций», (ЦНИИПСК). М., Стройиздат, 1970, вып. 4.

ГОСТ Металлоконструкции

СП и СНиП Металлоконструкций.

СЕРИИ по металлоконструкциям

Новые:

1.460.3-23.98 типа Молодечно.

Устаревшие:

Серия 1.423.3-8 Выпуск 3. Колонны для зданий с применением несущих конструкций покрытий типа «Молодечно» и «ЦНИИСК» высотой от 4,8 до 8,4 м бескрановых и с подвесными электрическими кранами общего назначения грузоподъемностью до 5 т. Чертежи КМ

Серия 1.424.3-7 Выпуск 3. Колонны для зданий с применением несущих конструкций покрытий типа «Молодечно» и «ЦНИИСК» высотой от 8,4 до 10,8 м с мостовыми электрическими опорными кранами общего назначения грузоподъемностью до 20 т. Чертежи КМ

Серия 1.424.1-12 Колонны железобетонные прямоугольного сечения для одноэтажных производственных зданий высотой до 10,8 м со стальными конструкциями покрытия типа «Молодечно»

Серия 1.427.1-8 Колонны железобетонные прямоугольного сечения для продольного и торцового фахверка одноэтажных производственных зданий со стальными конструкциями покрытия типа «Молодечно»

Типовой проект 701-1-54.89 Склад отапливаемый площадью 4,0 тыс. кв. м (из легких металлических конструкций комплектной поставки типа «Молодечно») для продтоваров вместимостью 9600 т

http://dwg.ru/dnl/7544 — Пособие по расчету и конструированию сварных соединений стальных конструкций (к главе СНиП II-23-81). 1984 (скан)

Примеры расчета металлоконструкций

Тут собраны примеры расчетов и методических материалов по подбору, расчету и проектированию металлоконструкций:

  • Расчет фермы с параллельными поясами в SCAD — серия из трех статей с очень подробным описанием расчета в SCAD
  • Расчет сварного соединения — большая статья посвящена расчету сварных соединений. Хороша для того чтобы начать разбираться в этом вопросе.
  • Расчет болтовых соединений — еще одна статья того же автора. В этот раз посвящена расчету и проектированию болтовых соединений. Дает подробное представление об основах расчета.

Форумы и прочее

Поиск в интернете дело увлекательное. Иногда можно найти что-то представляющее интерес. Вот в этом разделе такие жемчужины мы и будем собирать.

Расчет узлов Молодечно в Ansys — расчет узла опирания фермы на колонну. Ошибка в серии?

Пример расчета конструкции — лаконичный и красивый расчет стойки и сварного соединения в виде вопрос-ответа на форуме.

Расчет фланцевых соединений

Введение

В настоящее время наиболее универсальными и удобными при монтаже стальных строительных конструкций являются болтовые соединения. Их применение позволяет получить исключительно высокую точность установки и исключить «человеческий фактор». Из болтовых соединений наиболее эффективными являются фланцевые соединения. Их использование в различных конструкциях существенно повышает производительность труда при монтаже и соответственно его скорость. Также фланцевые соединения крайне удобны при ремонте строительных конструкций, они позволяют быстро вычленить один элемент и заменить его другим.

До настоящего времени достаточно большое число ученых изучало фланцевые соединения и особенности их применения. Среди них можно отметить работу В.В. Каленова, В.М. Горпинченко, А.Г. Соскина, О.И. Ганиза, Глауберман В. Б. и др..

В основном вышеперечисленными учеными проводились работ по изучению прочностных характеристик фланцевых соединений. В результате исследований были разработаны рекомендации по расчету, проектированию, изготовлению и монтажу фланцевых соединений стальных строительных конструкций [1] и глава 27 пособия по проектированию стальных конструкций (к СНиП II-23-81*). Пособие и рекомендации не распространяются на фланцевые соединения:

-воспринимающие знакопеременные нагрузки, а также многократно действующие подвижные, вибрационные или другого вида нагрузки с числом циклов свыше 10 5 при коэффициенте асимметрии напряжений в соединяемых элементах r = (smin/smax)³ * 0,8;

-эксплуатируемые в сильноагрессивной среде. К этим соединениям можно отнести фланцевые соединения подкрановых балок. Подкрановые балки можно отнести к элементам открытого профиля.

Глава 1. Прочность фланцевых соединений элементов открытого профиля

Вопрос прочность фланцевых соединений элементов открытого профиля изучался профессором Грудевым И. Д. [2].

Им была разработана полуэмпирическая методика рачета на прочность фланцевых соединений элементов отрытого профиля: двутавров, тавров, уголков. Четко сформулированы допущения, которые легли в основу решаемой задачи. Составлена замкнутая система уравнений, включающая несколько подгоночных параметров. Решение получено численно, а подгоночные параметры определены по данным эксперимента. Для удобства пользования методикой предложена аппроксимационная формула.

Определение прочности и долговечности фланцевых соединений элементов открытого профиля: двутавров, тавров и уголков, яаляется основным неразработанным вопросом. В данных соединениях деформации различных болтов существенно неодинаковы, т.к. фланец деформируется сложным образом и кроме того прочность самих болтов имеет статистический разброс и определяется функцией плотности вероятности разрушения.

В основу исследования положены следующие положения:

  1. Все болты имеют одинаковое предварительное натяжение.
  2. Болты в составе соединения работают неравномерно, и по характеру своей работы разделяются на две группы: болты внутренней зоны, расположенные в углах сечения и более нагруженные, отмеченные ниже индексом В, и болты наружной зоны с индексом Н.
  3. Наружная зона разбивается на элементарные Т-образные соединения.
  4. Последние описываются балочной моделью с учетом только геометрической нелинейности.
  5. Соотношение между усилиями в болтах внутренней и наружной зон описывается кусочно-линейной функцией, полученной путем аппроксимации экспериментальных данных.
  6. Если разрушение происходит по болтам, оно имеет вероятностную природу и определяется несущей способностью совокупности болтов внутренней зоны.
  7. Изгиб болта, наличие отверстий под болты, неравномерность предварительного натяжения, наличие внешних изгибающих моментов, приводит к необходимости введения подгоночных параметров.

Усилия, возникающие во фланцевом соединении в соответствии с балочной моделью описываются следующими соотношениями:

k – жесткость болта на растяжение с учетом контактных перемещений, — значение предварительного натяжения. Остальные обозначения приведены на рис. 1.

Безразмерные величины в зависимости от и параметра показаны на рис.2. Безразмерная жесткость болта может быть также представлена в виде

Причем параметр целесообразно оставить в качестве подгоночного, т.к. определить его теоретически не представляется возможным.

Отношение между усилиями в болтах наружной и внутренней зон зависит от безразмерного усилия , приложенного к фланцу и в пределах существующих конструкций слабо зависит от других параметров. Оно определяется по данным эксперимента.

Разрушение по болтам фланцевых соединений, работающих на растяжение, происходит, как показывает эксперимент, практически мгновенно, что говорит о лавинном характере разрушения болтов, причем лавина начинается обычно после разрушения первого болта, т.е. соединение работает по принципу наислабейшего элемента.

Анализ экспериментальных данных показывает, что к моменту разрушения разница между усилиями в болтах внутренней и наружной зон составляет в соответствии с [3] около 20-30%, т.к. усилия в болтах наружной зоны не превосходят 37т. При этом они не могут дать заметного вклада в суммарную вероятность разрушения, поэтому последняя определяется исключительно прочностью более нагруженных болтов внутренней зоны, а болты наружной зоны разрываются на заключительной стадии лавинного разрушения. Для двутаврового сечения, а также для таврового с ребром, к внутренней зоне относятся четыре болта.

Глава 2. Напряженно-деформированное состояние фланцевых соединений

Инженером Соскиным А. Г. [4] было проведено исследование напряженно-деформированного состояния фланцевых соединений элементов открытого профиля, воспринимающих статические растягивающие усилия с целью получения зависимости между толщиной фланцев и соотношением усилий, воспринимаемых болтами внутренней и наружной зон от действия внешней нагрузки.

Фланцевые соединения на высокопрочных болтах являются наиболее эффективными по сравнению с другими типами монтажных соединений элементов стальных строительных конструкций. Эффект достигается, главным образом, за счет практически полного использования несущей способности болтов на растяжение, что обеспечивает их минимальное количество в соединениях и, как следствие, существенно понижает затраты труда на монтаже конструкций. В этой связи, расчет болтов, основанный на допущениях, отражающих их действительное поведение, приобретает особое значение.

С точки зрения поведения болтов среди конструктивных форм фланцевых соединений растянутых элементов следует различать такие, в которых болты находятся в одинаковых условиях («элементарные» Т-образные соединения, ФС круглых и квадратных труб) и соединения, в которых условия работы болтов не одинаковы (фланцевые соединения элементов открытого профиля: парных и непарных уголков, тавров, двутавров и т.п.). Исследования показали, что поведение последних весьма сложно, характеризуется геометрической и физической нелинейностью.

С целью изучения закономерностей напряженно-деформированного состояния таких соединений были проведены испытания опытных образцов натурных фланцевых соединений (табл. 1):

— типовых стропильных ферм пролетом 24 метра с нижним поясом из парных равнополочных уголков 110х12, 125х8 и 140х12мм;

— широкополочные тавры 15Шт4;

Материал уголков, тавров, фаооиок, ребер жесткости и фланцев — стали с расчетным сопротивлением разрыву по пределу текучести от 225 до 400 МПа. Фланцы опытных образцов толщиной 20, 25 и 30 мм приваривали к соединяемым элементам без разделки кромок, вручную электродами типа Э50А по ГОСТ 9467-75. Болты высокопрочные М24 из стали 40Х «Селект» с нормативным сопротивлением разрыву 1100 МПа Опытные образцы испытывали на специальном стенде, позволяющим развивать растягивающие усилия в соединяемых элементах до 4000 кн. Измерение относительных деформаций проводили тензометрированием с использованием датчиков с базой 5, 10 и 20 мм. Все образцы дово­дили до разрушения, характер которого фиксировали.

Анализ экспериментальных данных показал, что распределение нор­мальных напряжений в сечениях соединяемых элементов, расположен­ных в непосредственной близости от фланцев, носит практически равномерный характер. Вместе с тем, усилия в болтах и изгибные напряжения на характерных участках фланцев испытанных соединений развиваются неравномерно.

На рис. 3 представлена усредненная диаграмма усилий в болтах об­разца Т-4, типичная для опытных ФС с числом болтов 6 и более. Из диаграммы следует, что гораздо более интенсивный прирост усилий происходит в болтах №№ 1,2,3,4, расположенных на участках фланцев внутренней зоны – ВЗ (см. схему соединения — заштрихованная об­ласть) . Внешняя нагрузка раскрытия внутренней зоны фланцев ТР в = 1236 кН, наружной зоны (НЗ) — ТР Н = 1688 кН. Соответствующий при­рост усилий в болтах ВЗ относительно усилия предварительного на­тяжения Во в = 216 кН составил ?В в = 29 кН. В момент разрушения соединения при Траз= 1962 кН усилия в болтахВЗ Враз = 392 кН. Ддя болтов НЗ эти значения равны: В = 216 кН, ?В н = 15 кН, Враз= 260 кН. Полученные экспериментально усилия в болтах, со­ответствующие им значения внешней нагрузки и данные о характере разрушения опытных ФС приведены в табл. 2, Из таблицы следует, что выявленная закономерность развития усилий в болтах Т-4 про­слеживается и в других опытных соединениях.

Читайте так же:  Пособие для обучения чтению на английском

Рис.3 Диаграмма усилий в болтах опытного соединения Т-4

Раскрытие фланцев ВЗ наступает раньше НЗ ( ТР в Н ), а усилия в болтах ВЗ — В в (пос­ле раскрытия фланцев) всегда больше В н . Причина этого заключает­ся в различной жесткости внутренней и наружной зоны фланцев. Анализ напряженно-деформированного состояния показал, что изгиб­ные напряжения во ВЗ фланцев развиваются заметно слабее, чем в НЗ, более жесткая на изгиб внутренняя зона фланцев передает на болты большую часть внешней нагрузки — Т в по сравнению с наруж­ной, передающей на болты нагрузку Т н (Т = Т в + Т н ). Но этой же причине рычажные усилия — R, действующие на болты ВЗ и НЗ также неодинаковы.

Отметим, что экспериментальные значения напряжений в опасных сечениях фланцев при толщине t ? 20мм и достижении в болтах расчетных усилий — Вр, не превышали значений расчетных сопротивлений стали фланцев изгибу по пределу текучести.

Таблица 1. Геометрические параметры опытных соединений

Сечение (марка) профиля ммхмм

Толщи- на флан- ца

Катет сварно-го шва

Толщина фасон-ки (ребра)

Глава 3. Усталостная прочность фланцевых соединений растянутых элементов

Исследованиями усталостной прочности фланцевых соединений растянутых элементов конструкций занимались Каленов В. В., Соскин А. Г. и Евдокимов В. В. [5]. Ими были представлены результаты экспериментальных исследований циклической долговечности монтажных фланцевых соединений элемен­тов конструкций, воспринимающих циклически изменяющиеся, растя­гивающие нагрузки. Получены расчетные кривые усталости высоко­прочных болтов и сварных соединений фланцев с профилем. Показа­но, что циклическую долговечность соединений следует определять по амплитуде номинальных напряжений. При этом, в качестве рас­четного должно быть принято наименьшее значение долговечности, полученное для болтов, или сварных соединений с различными типами исполнения и дефектами швов.

В период эксплуатации фланцевые соединения воспринимают как ста­тические, так и циклические воздействия.

В одной из первых работ, посвященных исследованию характеристик сопротивления усталости ФС, приведены результаты испытаний 12 двухбайтовых Т-образных соединений. Получены кривые усталости болтов А325 и А490, установленных с усилием предварительного на­тяжения То — (0,7 + 0,8) Tu., где Тu — разрушающее усилие болтов при растяжении. Сделан вывод о том, что высокая долговечность болтов может быть обеспечена высоким уровнем То, что при прочих равных условиях ведет к значительному уменьшению амплитуды переменных напряжений в болтах. Также приведены исследования усталост­ной долговечности высокопрочных болтов М22 типа F9T и FIIT, работающих в составе ФС. Опытные соединения испытывали сериями из 6+13 образцов с одинаковыми геометрическими характеристика­ми. Показано, что долговечность болтовой группы в значительной степени зависит от величины предварительного натяжения болтов. Следует отметить, что испытанные болты по механическим свойствам и химическому составу существенно отличаются от отечественных.

Для этих и других исследований характерно, что циклическую долговечность ФС в целом определяют, главным образом, сопротивлением усталости болтов. Вместе с тем, очевидно, что не менее опасным с точки зрения усталостного разрушения ФС являются сварные соединения фланцев с профилем.

В этой связи авторами исследования был выполнен комплекс исследований, целью которых являлось изучение закономерностей сопротивления усталости ФС элементов конструкций, воспринимающих циклические растягивающие нагрузки и разработка инженерной методики расчета ФС на усталость. Исследования предусматривали с одной стороны – построение расчетной кривой усталости для болтов, учтановленных с высоким уровнем предварительного натяжения В = 0,9Вр, с другой – построение построение расчетных кривых усталости для сварных соединений ФС с различными типами исполнения (бездефектными и с дефектами) швов, выполненных в соответствии с ГОСТ 5264-69, ГОСТ 14771-76, ГОСТ 8713-70 и СНиП 3.03.01-87 (с разделкой и без разделки кромок, с подрезом, с механической обработкой и т.д.).

На рис. 4 показаны подготовленные для испытания на усталость модели и натурные образцы опытных ФС (всего 6 серий). 1 серия – 12 одноболтовых ФС, вторая – 13 Т-образных двухболтовых ФС. Сварное соединение стенки с фланцем выполняли вручную, с разделкой кромок (угол фаски — 50°, притупление – 2мм) электродами марки УОНИ – 13/55 по ГОСТ 9467-75, третья серия – 7 образцов тавровых сварных соединений без разделки кромок, четвертая – то же с разделкой кромок. Пятая серия – 4 соединения крулых труб 168х8 мм, усиленных ребрами жесткости толщиной 10 мм . Фланцы толщиной 22 и 25 мм. Шестая серия – 6 ФС широкополочных тавров 150х96х13х10 мм с фланцами толщиной 25 мм. Материал фланцев и соединяемых элементов опытных образцов – стали с расчетным сопротивлением растяжению, сжатию, изгибу по пределу текучести от 225 до 400 МПа (09Г2С, 10Г2С1, 16Г2АФ) по ГОСТ 19282-73,

Рис.4. Схемы моделей и опытных образцов ФС.

ГОСТ 19281-73. Болты высокопрочные М24 из стали 40Х «Селект» с временным сопротивлению разрыву не менее 1100 МПа Сварка ручная. Расчетное сопротивление угловых сварных швов срезу по металлу шва 215 МПа. Измерение относительных деформаций (напряжений) в болтах при количестве циклов нагружения N=1,5,1000,10000 осуществляли тензометрированием.

На рис. 5 представлена зависимость между амплитудой номинальных упругих напряжений в болтах различных серий опытных соединений и их циклической долговечностью N. Для аналитического выражения расчетной кривой усталости по параметру среднего напряжения цикла = 727 МПа использовано уравнение Веллера . Полученное методами математической статистики уравнение нижней огибающей трехстандартного диапозона долговечности болтов ФС имеет вид

Средне-квадратическое отклонение по lg N равно 0, 256; коэффициент корреляции — 0,91. Как следует из графика, усталостное разрушение болтов, предварительно напряженных на усилие В = (0,8+1,0) Вр, происходит в области малоцикловой и ограниченней усталости в диапазоне от 10 4 до циклов нагружения. При этом, максимальные внешние нагрузки вызывают усилия в болтах приблизительно равные Вр.

Рис.5. Циклическая долговечность и кривые усталости высокопрочных болтов опытных соединений.

На рис.6 показаны экспериментальные точки, отражающие зависимость циклической долговечности сварных соединений опытных образцов различных серий с разделкой и без разделки кромок от эквивалентной амплитуды номинальных напряжений – в соединяемых элементах. Для определения использована зависимость С. В Серенсена

, где — среднее напряжение цикла в соединяемых элементах;

— коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла нагружения. Для низколегированных сталей принят равным 0,25.

Рис.6. Циклическая долговечность и кривые усталости сварных соединений фланцев с профилем опытных образцов различных серий;

а — соединения с разделкой кромок, б – без разделки.

На этом же графике пунктирными линиями обозначены экспериментальные кривые усталости, а сплошными линиями – границы трехстандартного диапазона рассеивания возможных значений долговечности сварных соединений ФС. Нижние огибающие диапазонов приняты за расчетные кривые усталости (рис.7, кривые 2,4). Аналогичным образом на основе экспериментальных исследований получены расчетные кривые усталости №№1,3,5, математическое выражение которых имеет вид

На основе результатов исследований разработана инженерная методика расчета на усталость ФС элементов конструкций, воспринимающих циклические растягивающие нагрузки. Циклическую долговечность соединений исследуемых конструктивных форм следует определять как наименьшую из расчетных значений по болтам и сварным соединениям фланцев с профилем. Расчет рекомендуется проводить по амплитуде номинальных напряжений цикла с использованием представленных выше расчетных кривых усталости и уравнений (1)-(7).

Рис.7. Расчетные кривые усталости

сварных соединений фланцев с профилем;

1- с разделкой кромок и последующей

механической обработкой сварного шва;

2 — с разделкой и без обработки;

3 – то же с подрезом шва;

4 – без разделки кромок с необработанным швом.

5 – то же с подрезом шва.

Доктором технический наук В. В. Бирюлевым был рассмотрен вопрос конструирования и расчета балок с фланцевыми стыками [6].

Монтажные стыки как в обычных, так и в облегченных балках имеют три конструктивных решения — сварные (без накладок и с накладками), сдвигоустойчивые (с накладками на сдвигоустойчивых высокопрочных болтах), фланцевые (на высоко­прочных болтах).

Сварные стыки без накладок наименее металлоемки, но тре­буют значительных затрат труда высококвалифицированных свар­щиков. Кроме того, при сварке стыков в холодное время года необходимо проводить дополнительные мероприятия для обеспе­чения качества и надежности соединений.

Сдвигоустойчивые соединения менее трудоемки в изготовлении, не требуют высокой квалификации монтажников, проще выпол­няются при низких температурах, более надежны в работе при динамических и циклических нагрузках, так как не создают кон­центраций напряжений и остаточных температурных напряжений, как сварные швы.

Фланцевые соединения, в свою очередь, имеют ряд преиму­ществ по сравнению со сдвигоустойчивыми. Во фланцевых стыках уменьшается расход металла на соединение, в 3 … 3,5 раза сни­жается количество болтов (в сдвигоустойчивых соединениях болты ставятся с двух сторон и нагружены одинаково в сжатой и растянутой зонах, несущая способность на сдвиг меньше несу­щей способности на растяжение. Количество болтов в сжатой зоне во фланцевых соединениях может быть уменьшено, поскольку нормальных усилий они не передают, а только обеспечивают передачу поперечных сил за счет трения поверхностей фланцев. Основное количество болтов сосредоточено в зоне растянутого пояса, причем болты работают с большей отдачей, чем при сдвиге. Отсюда следует, что трудоемкость монтажа фланцевых соединений снижается в 3,5 … 4 раза. Кроме того, уменьшается трудоемкость изготовления балок, главным образом за счет резкого сокращения числа отверстий в стенке и поясах.

Болты во фланцевых стыках устанавливаются на одинаковом расстоянии или концентрируются в растянутой зоне у пояса. Толщина и ширина фланца в этом месте иногда увеличиваются, причем часть фланца в растянутой зоне выполняется из более прочной стали, а в сжатой малонагруженной растянутой зонах — из малоуглеродистой стали. При мощных поясах количество болтов с каждой стороны стенки в ряду доводится до 3 … 4 штук.

При расчете фланцевого соединения должна быть проверена прочность в четырех зонах — в высокопрочных болтах, во флан­цах, в сварных швах, прикрепляющих фланцы, в основном сечении балок у сварных швов. Во фланцах проверяется прочность при их изгибе, а также при возможном поверхностном отрыве в около­шовной зоне.

Весьма приближенный расчет фланцевого соединения в балках ведется из предположения, что усилия в болтах распределяются пропорционально расстоянию от точки приложения равнодей­ствующей силы в сжатой зоне, например от центра сжатого пояса до болта. Тогда усилие в наиболее напряженном край­нем болте будет

где — расстояние до i-ro ряда и до крайнего ряда болтов; — ко­личество болтов в i-м и крайнем ряду; m — число рядов.

Такое распределение усилий может быть только при очень толстых фланцах.

Действительная работа фланцев сложна. Если во фланце вырезать полоску, то ее можно представить как своеобразную балку, находящуюся под действием системы сил Pf, Nb, V. Сила Pf передается от балки (стенки или пояса) на фланец, Nb — это сила, которая возникает в болте после приложения внешней нагрузки. Силу V обычно называют рычажной. Это — равнодействующая, возникающая от совместного при­жатия двух фланцев друг к другу; положение равнодействующей зависит от ряда факторов, в первую очередь от толщины фланцев.

Читайте так же:  Пособие по гиа информатика

Если представить себе, что фланец не деформируется, то под нагрузкой возникает изгибающий момент (у стенки или полки), равный Nbc. Наличие рычажной силы уменьшает величину этого момента, следовательно, требуемую толщину фланца. Влияние рычажной силы учитывается при расчете фланцевых соединений.

Имеется предложение использовать резервы несущей способ­ности фланцевого соединения, если допустить развитие пласти­ческих деформаций в сечении балки и во фланцах и применить для их оценки метод предельного равновесия.

Определяемая толщина фланца в этом случае будет минималь­ной. К тому же развитие пластических деформаций во фланцах вызовет повышение прогиба балки, как свидетельствуют экспери­менты, на 5… 15%. Поэтому до накопления дополнительных экспериментальных данных такой метод можно использовать для расчета фланцевых соединений лишь в малоответственных кон­струкциях.

Предполагается, что с деформируемой поверхности фланца на сечение балки, примыкающей к нему, передаются реактивные усилия, ограниченные в сжатой зоне сопротивлением металла балки Ru, а в растянутой зоне предельным усилием, необходимым для образования пластического механизма в расчетной полоске фланца. Принято, что полоска жестко защемлена по линии размещения болтов и эти полоски у стенки и полки балки работают независимо.

До начала расчета устанавливаются: размеры фланцев с уче­том габаритов балок, диаметр высокопрочных болтов, минималь­ное количество болтов, необходимое для восприятия растягива­ющего усилия пояса двутавра. Болты размещаются на минимально возможных расстояниях от полок и стенок.

Алгоритм расчета представлен на рис. 8. Дополнительно к обозначениям на рис.8 : — коэффициент нагруженности двутавра изгибающим моментом; — значение , при котором в стенке двутавра развиваются пластические деформации; — относительная высота сжатой зоны соединения; — значение , при котором нейтральная ось соединения перемещается в сжатую полку двутавра; — отношения величины напряжений, действующих соответственно в растянутой и в сжатой полках, в растянутой зоне стенки, к Ry стали дву­тавра; расчетные пролеты фланца соответственно поперек полки и стенки:

— расстояния между осями болтов соответственно поперек полки и стенки; — катет углового сварного шва, при­крепляющего фланец соответственно к полке или к стенке дву­тавра; — диаметр болта.

Толщина фланца определяется по формуле

коэффициент k принимается по табл. 2.8. В этой же таблице указано минимальное расстояние от оси болтов до края фланца , при котором обеспечивается рычажный эффект.

Найденная по (9) толщина фланца будет минимальная. Если же вести расчет по упругой стадии работы фланца, то, есте­ственно, толщину его потребуется увеличить. При передаче флан­цевым соединением, кроме изгибающего момента, еще и поперечной силы следует выполнить дополнительные расчеты.

Рис. 8 Блок-схема расчета фланцевого соединения на изгиб с учетом различия деформаций.

Необходимое минимальное количество болтов в зоне растяну­той полки:

Заключение

Подводя итоги, можно заметить, что в области исследования фланцевых соединений скрывается еще много вопросов и одним из них является вопрос о динамической выносливости фланцевых соединений при разнозначных видах нагружения и применения их при устройстве подкрановых балок.

Литература

  1. Рекомендации по расчету, проектированию, изготовлению и монтажу фланцевых соединений стальных строительных конструкций. М. , ЦБНТИ Минмонтажспецстроя СССР, 1989, с. 53.
  2. Грудев И. Д. Прочность фланцевых соединений элементов открытого профиля. Болтовые и специальные монтажные соединения в стальных строительных конструкциях. Международный коллоквиум. – 1989. – Труды. Т.2 – С. 7-13.
  3. Фланцевые соединения. Расчет и проектирование. Бугов А. У. – Л. Машиностроение, 1975. – с. 191.
  4. Соскин А. Г. Особенности поведения и расчет болтов фланцевых соединений. Болтовые и специальные монтажные соединения в стальных строительных конструкциях. Международный коллоквиум. – 1989. – Труды. Т.2 – С. 24-31.
  5. Каленов В. В, Соскин А. Г., Евдокимов В. В. Исследования и расчет усталостной прочности фланцевых соединений растянутых элементов конструкций. Болтовые и специальные монтажные соединения в стальных строительных конструкциях. Международный коллоквиум. – 1989. – Труды. Т.2 – С. 41-17.
  6. Проектирование металлических конструкций: Спец.курс. Учебное пособие для вузов/ В. В. Бирюлев, И. И. Кошин, И. И. Крылов, А. В. Сильвестров. – Л.: Стройиздат, 1990 – 432 с.

Монтажник по монтажу стальных и железобетонных конструкций

§ 188. Монтажник по монтажу стальных и железобетонных конструкций 2-го разряда

Характеристика работ. Строповка стальных, бетонных и железобетонных конструкций. Расстроповка конструкций на месте монтажа. Прогонка резьбы болтов и гаек. Выполнение работ с применением ручной лебедки. Очистка поверхностей для изоляции. Расконсервация метизов, за исключением высокопрочных болтов. Пробивка отверстий и борозд вручную в бетонных и железобетонных конструкциях. Установка и снятие болтов. Сортировка строительных конструкций по маркам. Укладка простых блоков при устройстве фундаментов.

Должен знать: основные виды такелажной оснастки; виды стропов и захватных приспособлений; правила сигнализации при монтаже; назначение и правила применения основного инструмента и приспособлений при монтаже строительных конструкций; способы выполнения строповки конструкций.

§ 189. Монтажник по монтажу стальных и железобетонных конструкций 3-го разряда

Характеристика работ. Зачистка стыков собираемых конструкций. Затяжка монтажных болтовых соединений. Установка самонарезающих болтов. Расконсервация высокопрочных болтов. Промазка керосином и мелом сварных швов при проверке их плотности. Правка фасонной стали на ручных винтовых прессах. Укладка плит дорожных покрытий. Временное крепление конструкций. Утепление бетонных и железобетонных конструкций. Замоноличивание бетоном стыков и некратных мест. Заделка кирпичом или бетоном концов балок, борозд, гнезд, выбоин и отверстий. Монтаж и демонтаж мобильных зданий и сооружений из инвентарных блок-контейнеров. Установка прокладок. Монтаж сборных перегородок и внутренних стен из гипсовых панелей на металлическом каркасе. Герметизация стыков специальными герметиками путем нанесения их кистью или шпателем. Монтаж и демонтаж крупнощитовой опалубки из готовых щитов. Приготовление тиоколовых и акриловых герметиков вручную. Вязка такелажных узлов. Разматывание и наматывание канатов. Крепление стальных канатов болтовыми зажимами. Установка и снятие блоков, талей, полиспастов, лебедок и домкратов грузоподъемностью до 10 т.

Должен знать: основные виды деталей стальных и сборных бетонных и железобетонных конструкций; виды основного такелажного и монтажного оборудования и приспособлений; виды такелажных узлов; способы крепления канатов болтовыми зажимами; правила транспортировки и складирования конструкций и изделий; способы строповки строительных конструкций и их расстроповки; способы временного крепления конструкций с применением приспособлений; способы проверки плотности сварных швов; основные свойства и марки бетонных смесей; правила подготовки поверхностей для изоляции; устройство электрифицированного и пневматического инструмента и правила работы с ними; способы защиты металла от коррозии; способы сигнализации при подъеме, опускании и установке строительных конструкций, при монтаже их на высоте и в стесненных условиях.

§ 190. Монтажник по монтажу стальных и железобетонных конструкций 4-го разряда

Характеристика работ. Монтаж сборных бетонных и железобетонных фундаментных блоков массой до 8 т, оголовков и блоков свайного ростверка. Монтаж сборных железобетонных балок пролетом до 12 м (кроме подкрановых). Монтаж сборных подвесных потолков из гипсовых панелей на металлическом каркасе. Монтаж сборных железобетонных панелей и плит перекрытий и покрытий, в том числе перекрытий монтажных площадок ГЭС. Монтаж сборных железобетонных пассажирских платформ. Монтаж лестничных маршей и площадок, рядовых крупных блоков стен и балконных блоков. Установка шпилек для навески панцирной сетки. Монтаж армирующей и панцирной сеток в реакторах. Монтаж стальных каркасов промышленных печей массой до 5 т и теплоограждающих конструкций печей из блоков массой до 1 т. Монтаж металлоконструкций опор и станций канатных дорог и кабельных кранов, а также стальных канатов при высоте сооружений до 30 м. Установка на опоры стальных стропильных и подстропильных ферм пролетом до 12 м. Монтаж труб высотой до 30 м из блоков жаростойкого бетона. Укладка сборных железобетонных плит мостов и эстакад. Облицовка плитами каналов и откосов плотин. Заделка стыков балок, прогонов и ригелей с колоннами. Устройство заполнений проемов и перегородок из стеклопрофилита. Конопатка, заливка и расшивка швов и стыков в сборных железобетонных конструкциях. Монтаж стальных конструкций: лестниц, площадок ограждений, опорных стоек, кронштейнов, лесов, подмостей и т.п., а также конструкций массой до 5 т: балок, прогонов, элементов фахверка, связей и т.п. Обшивка листовой сталью стальных и бетонных конструкций. Монтаж стального настила кровли. Крепление постоянных болтовых соединений. Установка высокопрочных болтов. Антикоррозионная окраска закладных частей. Бетонирование пазовых блоков закладных частей. Предварительная установка закладных частей. Установка в пазы затворов гидротехнических сооружений и сороудерживающих решеток. Сборка обечаек и звеньев негабаритных трубопроводов гидротехнических сооружений. Устройство теплоизоляции наружных стыков полносборных зданий минеральными и синтетическими материалами. Герметизация стыков специальными герметиками с помощью пневматического и электрического инструмента, а также уплотняющими прокладками (гернит, пороизол и др.). Крепление деталей на бетонных поверхностях с помощью механизированного инструмента. Нанесение эпоксидного клея на железобетонные конструкции. Монтаж и демонтаж щитовой, металлической и деревометаллической опалубки из щитов площадью до 3 м2. Установка и снятие блоков, талей и полиспастов грузоподъемностью свыше 10 до 25 т. Запасовка тросом полиспастов. Укрупнительная сборка блоков закладных частей. Укладка стального настила по площадкам, тормозным фермам. Строповка и расстроповка конструкций массой свыше 25 т. Закрепление и снятие временных расчалок и оттяжек при монтаже конструкций. Заготовка и установка якорей грузоподъемностью до 25 т. Устройство временных клетей из шпал.

Должен знать: основные свойства и марки строительных сталей; марки бетона и виды сборных бетонных, железобетонных и стальных конструкций; способы сборки и монтажа конструкций из отдельных элементов; способы монтажа труб высотой до 30 м из блоков жаростойкого бетона; способы и приемы монтажа армирующей и панцирной сеток в реакторах; способы и приемы сборки и установки такелажного и подъемного оборудования и приспособлений при монтаже конструкций массой до 25 т; способы строповки строительных конструкций; способы соединений и креплений элементов конструкций; устройство такелажного оборудования грузоподъемностью до 25 т; виды стропов и захватов для подъема и спуска конструкций; допуски при изготовлении и монтаже армоконструкций; способы применения такелажных приспособлений и механизмов для монтажа армоконструкций; способы подмащивания при монтаже конструкций; основные требования, предъявляемые к качеству монтируемых конструкций; устройство механизированного инструмента и правила его эксплуатации; способы и приемы нанесения эпоксидного клея на железобетонные конструкции; особенности и порядок демонтажа стальных и железобетонных конструкций; виды уплотняющих прокладок для герметизации стыков и способы их наклейки.

Читайте так же:  Ежемесячное пособие за третьего ребёнка

§ 191. Монтажник по монтажу стальных и железобетонных конструкций 5-го разряда

Характеристика работ. Монтаж сборных бетонных и железобетонных фундаментных блоков массой свыше 8 т и колонн массой до 20 т. Монтаж капителей колонн. Монтаж сборных железобетонных балок пролетом свыше 12 м и подкрановых балок. Монтаж крупноразмерных панелей наружных и внутренних стен и панелей перегородок из тяжелых и легких бетонов. Установка санитарно-технических кабин, блоков лифтовых шахт и других объемных элементов зданий. Монтаж простеночных и угловых крупных блоков и карнизов. Сборка и выверка закладных частей пазового блока в кондукторе перед укладкой бетонной смеси. Установка трубных проходов АЭС. Монтаж закладных частей сегментных затворов с уплотняющими устройствами. Монтаж стальных облицовок, конфузоров, диффузоров. Монтаж прямых участков негабаритных трубопроводов гидротехнических сооружений. Монтаж сборных железобетонных плит перекрытий водосливных плотин и спиральных камер, шандорных плит и плит для шпонок, смотровых шахт и облицовочных блоков конструкций ГЭС. Омоноличивание направляющего ростверка со связями и секцией подферменной плиты, а также монтаж причалов из сборных железобетонных плит с помощью плавучих кранов. Установка железобетонных оболочек массивов-гигантов. Монтаж стальных каркасов промышленных печей массой свыше 5 т и теплоограждающих конструкций печей из блоков массой свыше 1 т. Монтаж стальных конструкций опор и станций канатных дорог и кабельных кранов, а также стальных канатов при высоте сооружений до 70 м. Монтаж труб высотой свыше 30 м из блоков жаростойкого бетона. Установка и снятие монтажных площадок при монтаже труб. Соединение блоков труб высокопрочными шпильками. Монтаж сборных боровов и газоходов. Установка защитных кожухов из жаропрочной нержавеющей стали. Установка рельсового пути в туннельной печи. Укрупнительная сборка стальных стропильных и подстропильных ферм, колонн, царг доменных печей, панелей кровли и т.п. Укрупнительная сборка и монтаж блоков покрытия. Монтаж мембранного покрытия. Установка на опоры стальных стропильных и подстропильных ферм пролетом от 12 до 24 м. Монтаж стальных колонн массой до 15 т, подкрановых и других балок массой от 5 до 15 т. Монтаж несущих конструкций эстакад, градирен, галерей и этажерок. Монтаж элементов панелей стальных пролетных строений мостов. Сборка и монтаж сложных узлов пролетных строений мостов с числом элементов до 5. Постановка продольных и поперечных связей стальных пролетных строений мостов. Монтаж железобетонных резервуаров вместимостью до 1000 м3. Монтаж конструкций из алюминия и мягких сплавов. Монтаж многослойных стеновых панелей (для зданий из легких металлоконструкций) и трехслойных панелей покрытия типа «Сэндвич». Устройство покрытий из профилированного настила. Строповка и расстроповка тяжелых строительных конструкций. Изготовление универсальных стропов. Крепление отводных блоков. Опробование такелажного оборудования. Изготовление и установка якорей грузоподъемностью свыше 25 до 60 т. Сборка, установка и разборка монтажных мачт грузоподъемностью до 60 т. Устройство эстакад. Подъем, перемещение и опускание при помощи мачт, кранов, шевров, неподвижных и падающих стрел конструкций массой свыше 25 до 60 т. Монтаж и демонтаж объемной опалубки (блочной, объемно-переставной и т.д.) и опалубки типа «Модостр». Укрупнительная сборка и монтаж конструкций резервуаров вместимостью до 1000 м3 из рулонных заготовок, отдельных царг или листов. Установка и снятие блоков, талей, полиспастов, кран-балок грузоподъемностью свыше 25 до 40 т. Крепление полиспастов и отводных блоков на мачтах и конструкциях. Антикоррозионная окраска металлических конструкций и закладных деталей. Монтаж и демонтаж щитовой, металлической и деревометаллической опалубки из щитов площадью свыше 3 м2.

Должен знать: способы и приемы монтажа тяжелых сборных железобетонных колонн, фундаментных блоков и балок; способы установки и крепления панелей, крупных блоков стен и карнизных блоков; способы монтажа стальных конструкций зданий и сооружений отдельными тяжелыми элементами или блоками; способы и приемы монтажа тяжелых стальных колонн и балок промышленных печей; способы установки и крепления панелей, футерованных жаростойким бетоном, и крупных блоков; способы укрупнительной сборки стальных конструкций промышленных печей; способы монтажа труб высотой более 30 м из блоков жаростойкого бетона; способы сопряжения стальных конструкций с блоками из жаростойкого бетона; способы установки защитных кожухов из жаропрочной нержавеющей стали; способы укрупнительной сборки стальных конструкций мостов и сборка пролетных строений мостов на подмостях; способы сопряжения элементов пролетных строений мостов при навесной, полунавесной и уравновешенной сборке; особенности и порядок демонтажа сложных стальных и железобетонных конструкций; способы и приемы сборки и установки такелажного и подъемного оборудования и приспособлений при укрупнительной сборке и монтаже конструкций зданий и промышленных сооружений, а также при сборке на подмостях конструкций пролетных строений мостов; способы строповки и расстроповки тяжелых конструкций; устройство и правила применения грузоподъемных средств; методы подбора стальных канатов для такелажных работ; сроки износа и способы смазки стальных канатов.

§ 192. Монтажник по монтажу стальных и железобетонных конструкций 6-го разряда

Характеристика работ. Укрупнительная сборка железобетонных рам, балок и ферм с последующим напряжением арматуры. Укрупнительная сборка и монтаж предварительно напряженных железобетонных ферм, состоящих из нескольких деталей. Монтаж железобетонных конструкций зданий и сооружений из сборных рам. Окончательная выверка закладных частей. Монтаж и окончательная выверка пазовых блоков с закладными частями. Монтаж опор напорных трубопроводов. Монтаж стальных конструкций опор и станций канатных дорог и кабельных кранов, а также стальных канатов при высоте сооружений свыше 70 м. Монтаж сборных железобетонных колонн массой свыше 20 т. Монтаж забральных стенок, шпонок, плит-оболочек шахт и колодцев, балок мостовых переходов через ГЭС, плотины и шлюзы, плит и перекрытий галерей шлюзов и отсасывающих труб. Установка пространственных рам и ростверков для забивки свай. Установка пространственных элементов силосных сооружений. Установка и окончательная выверка стальных колонн, подкрановых балок, стальных конструкций каркасов зданий и промышленных сооружений при массе элемента или блока свыше 15 до 25 т, а также ферм пролетом свыше 24 до 36 м. Укрупнительная сборка газоотводов доменной печи, наклонных мостов доменных печей, агломерационных фабрик и т.п. Укрупнительная сборка конструкций зданий и сооружений АЭС, ТЭС, ГЭС и т.п. на сборочном стенде или плаз-кондукторе в пространственные блоки массой до 50 т. Укрупнительная сборка конструкций печей из панелей и блоков. Монтаж промышленных печей и труб укрупненными узлами при высоте сооружения до 150 м. Монтаж промышленных печей на стенде с последующей надвижкой в проектное положение. Монтаж сборных труб методом поворота вокруг шарнира, закрепленного на фундаменте. Монтаж футеровки вращающихся печей из блоков жаростойкого бетона. Комплектование деталей по монтажным схемам для монтажа зданий, промышленных сооружений и пролетных строений мостов. Сборка и монтаж сложных узлов пролетных строений мостов с числом элементов свыше 5 до 8. Установка опорных частей пролетных строений мостов. Установка верхних накаточных путей и креплений их к узлам ферм. Монтаж теле- и радиобашен при высоте сооружений до 100 м. Монтаж металлических и железобетонных цилиндрических резервуаров вместимостью свыше 1000 до 3000 м3. Монтаж конструкций методом надвижки и методом поворота. Сборка составных железобетонных балок пролетных строений мостов. Монтаж металлических газоотводящих стволов дымовых труб высотой до 150 м. Оснастка, установка и перемещение монтажных мачт грузоподъемностью свыше 60 до 100 т. Строповка, подъем и опускание конструкций массой свыше 60 до 100 т.

Должен знать: способы укрупнительной сборки сложных конструкций зданий и промышленных сооружений; способы нетиповой строповки конструкций и объемных блоков; правила и способы выполнения такелажных работ при монтаже; способы монтажа крупных габаритных и тяжеловесных конструкций зданий и промышленных сооружений; способы сборки, надвижки и установки пролетных строений мостов; способы и приемы сборки и установки сложных видов такелажного и подъемного оборудования и приспособлений; способы монтажа металлических и железобетонных резервуаров; способы укрупнительной сборки стальных конструкций с элементами промышленных печей из жаростойкого бетона и железобетона; способы укрупнительной сборки и монтажа труб из блоков (царг); способы монтажа промышленных печей из сборного жаростойкого бетона и железобетона методом передвижки и труб методом поворота; способы монтажа футеровки вращающихся печей из блоков жаростойкого бетона; особенности и порядок демонтажа сложных стальных и железобетонных конструкций.

Требуется среднее профессиональное образование.

§ 193. Монтажник по монтажу стальных и железобетонных конструкций 7-го разряда

Характеристика работ. Укрупнительная сборка конструкций зданий и сооружений АЭС, ТЭС, ГЭС и т.п. на сборочном стенде или плаз-кондукторе в пространственные блоки массой свыше 50 т. Монтаж пространственных блоков конструкций массой свыше 50 т. Оснастка, установка и перемещение монтажных мачт грузоподъемностью свыше 100 т. Монтаж фасонных частей и компенсаторов негабаритных трубопроводов гидротехнических сооружений. Монтаж напряженно-армированных балок и ферм перекрытий независимо от их пролета. Установка и окончательная выверка стальных колонн, подкрановых балок и других стальных конструкций каркасов зданий и промышленных сооружений при массе элемента или блока свыше 25 т, а также ферм пролетом свыше 36 м. Сборка и монтаж сложных узлов пролетных строений мостов с числом элементов свыше 8. Монтаж металлических и железобетонных цилиндрических резервуаров вместимостью свыше 3000 м3, а также заглубленных траншейных, сферических резервуаров и газгольдеров независимо от вместимости. Монтаж металлоконструкций дымовых труб с помощью вертолетов и других летательных аппаратов (воздушных судов). Монтаж металлических газоотводящих стволов дымовых труб высотой свыше 150 м. Монтаж теле- и радиобашен при высоте сооружений свыше 100 м. Монтаж вантовых конструкций. Монтаж полносборных железобетонных вытяжных башен градирен. Монтаж купола реактора АЭС. Монтаж многоствольных дымовых и вентиляционных труб из укрупненных блоков.

Должен знать: способы сборки и монтажа крупногабаритных и тяжеловесных конструкций зданий и промышленных сооружений; способы и приемы сборки и установки сложных видов такелажного и подъемного оборудования и приспособлений; способы сложной нетиповой строповки конструкций и пространственных блоков конструкций; особенности монтажа конструкций зданий и сооружений при помощи вертолетов и других летательных аппаратов (воздушных судов; правила подъема конструкций вертолетом на высоту, выверку при заходе вертолета в зону монтажа; способы монтажа многоствольных высотных дымовых и вентиляционных труб из укрупненных блоков; типы переносных радиостанций и правила обращения с ними.

Требуется среднее профессиональное образование.