Цапковое соединение: Что такое цапковая арматура | ООО «МК НХТС»

Содержание

Типы присоединений | Promarmatura

Трубопроводная арматура может быть классифицирована по типу ее присоединения к трубопроводу, резервуару или установке. Три основные конфигурации присоединения – фланцевое, резьбовое, сварное. 

Фланцевое соединение – арматура крепится к трубопроводу с помощью фланца – плоской пластины на конце трубопровода с отверстиями для резьбового крепежа (болтов или шпилек). Чаще всего применяют фланцы круглой формы.

Фланцы, привариваемые к трубопроводу, называются ответными фланцами и могут быть двух видов: плоскими или воротниковыми (по характеру присоединения к трубе). Форма уплотнительной поверхности фланцев, количество и диаметры отверстий для крепежа, форма и материал прокладок между фланцами зависят от номинального давления арматуры, характеристик рабочей среды и описаны в соответствующих стандартах:

  • ГОСТ 12815  Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов на Ру от 0,1 до 20,0 МПа (от 1 до 200 кгс/кв. см)
  • ГОСТ 33259-2015 Фланцы арматуры, соединительных частей и трубопроводов на номинальное давление до PN 250
  • EN 1092 Flanges and their joints — Circular flanges for pipes, valves, fittings and accessories, PN designated
  • ASME/ANSI B16. 5 Pipe Flanges and Flanged Fittings

Материал ответных фланцев и крепежа, как правило, соответствует материалу трубопровода или материалу арматуры.

Фланцевое соединение – наиболее распространенный тип соединения в арматуре. К его достоинствам относят надежность, возможность многократного монтажа и демонтажа (упрощает замену и ремонт арматуры). Из недостатков – большие габариты и масса, необходимость обслуживания соединения (подтяжки гаек и замены прокладок) – особенно при наличии вибрации или воздействии окружающей среды. 

В соответствии с требованиями ГОСТ имеется девять исполнений поверхности фланца (рис. 1), При подборе ответных фланцев трубопроводной арматуры, кроме условных прохода и давления, необходимо указывать исполнение уплотнительной поверхности. Следует отметить, что для свободных фланцев различные исполнения возможны только у приварного кольца.

Рис. 1. Варианты исполнений поверхности фланца.

1. — соединительный выступ; 2 — выступ; 3 – впадина; 4 – шип; 5 – паз; 6 – под линзовую подкладку; 7 – под прокладку овального сечения; 8 – с шипом под фторопластовую прокладку; 9 – с пазом под фторопластовую прокладку.

Фланцы с выступом, впадиной применяются при давлении до 1,6 МПа. Фланцы с шип-пазом применяют при обработке ядовитых, коррозионных и взрывоопасных сред при давлении до 6,4 МПа. Фланцы в исполнении 1 используются при условном давлении не выше 6,3 МПа.

Существует следующая схема стыковки фланцев по исполнениям:

Рис. 2. Схема стыковки фланцев по исполнениям уплотнительной поверхности

 Прокладки фланцевых соединений

Надежность и качество фланцевого соединения во многом зависит от выбора уплотнительной прокладки. Для фланцевых соединений применяются как мягкие неметаллические, полуметаллические, так и полностью металлические прокладки.

Прокладка – это отдельный сжимаемый элемент соединения, который, находясь в сжатом состоянии между фланцевыми деталями трубопроводов, под действием давления от затянутых крепежных изделий, заполняет собой промежуток между соединяемыми деталями. 

Подвижное или неподвижное уплотнение фланцевых разъемов обеспечивают различными материалами: резиной, паронитом, легкоплавким уплотнителем и др. Фланцы плоские герметизируют, применяя мягкие металлические или гофрированные прокладки с мягкой набивкой.

Для исполнений фланцев 1, 2, 3, 4, 5 допустимо использование широкого перечня прокладок: металлических (в т. ч. зубчатых), металлографитовых на основе терморасширяющегося графита (ТРГ), спирально-навитых (СНП), эластичных (они особенно востребованы для чугунных фланцев). Если речь идет о вредных веществах 1, 2 или 3 классов опасности или пожаро-взрывоопасных веществах, для фланцев с исполнением уплотнительной поверхности 1 следует использовать волновые прокладки ТРГ с упругим вторичным уплотнением, а прокладки СНП снаряжать двумя ограничительными кольцами. 

Фланцы с уплотнительными поверхностями исполнений 6 и 7 применяют с линзовыми прокладками, а также прокладками овального и восьмиугольного сечения. А фланцы с уплотнительными поверхностями исполнений 8 и 9 ─ с прокладками на основе фторопласта-4.

Иногда арматура конструктивно выполняется без фланцев, но с отверстиями в корпусе или специальными проушинами для крепления с помощью шпилек между двумя ответными фланцами трубопровода. В этом случае говорят о межфланцевом креплении арматуры.

Резьбовое соединение. Применяется для арматуры малых диаметров при низких и средних значениях давлений рабочей среды. Является технологичным и экономичным ввиду малых габаритов и отсутствия мелких деталей. Основные виды резьбовых соединений:

Муфтовое – арматура присоединятся с помощью муфт с внутренней резьбой

 

Цапковое – присоединяется на наружной резьбе с буртиком под уплотнение (ввинчивается по резьбе одним концом в тело агрегата или резервуара).

В штуцерном соединении присоединительный конец арматуры с наружной резьбой посредством накидной гайки подтягивается к трубопроводу. Его используют для арматуры малого и сверхмалого (с номинальным диаметром до 5,0 мм) диаметров. 

Сварное соединение применяется там, где нужно обеспечить абсолютную герметичность и надежность соединения: токсичные, агрессивные, легковоспламеняющиеся, радиоактивные среды, среды с высоким рабочим давлением и температурой.  

Сварные соединения могут быть выполнены в раструб и встык. В первом случае сварочный шов располагается на внешней стороне трубы. Во втором случае соединение может дополняться подкладным кольцом, исключающим перекос соединяемых деталей.

Преимущества сварного соединения – его минимальный вес, компактность, надежность и минимальные затраты на обслуживание. К недостаткам относится повышенная сложность демонтажа и замены арматуры.

По ссылкам ниже приведены

  •  Исполнения фланцев арматуры по ГОСТ 12815-80
  •  Обозначения исполнения фланцев арматуры по ГОСТ 12815-80 и ГОСТ 33259-2015

 

Типы присоединения трубопроводной арматуры. Плюсы и минусы

Одним из главных вопросов при выборе трубопроводной арматуры является тип её присоединения к системе. Обычно уже существующая трубопроводная система сама диктует нам, какой тип соединения выбрать. Но если перед вами встала задача проектирования такой системы, то важно знать все возможные типы присоединения трубопроводной арматуры к системе, чтобы подобрать идеальный в ваших условиях вариант. Из нашей статьи вы узнаете обо всех видах, их плюсах и минусах, будете лучше ориентироваться в видах соединений. Начнём мы с самых популярных.

Фланцевое присоединение

Это соединение с помощью двух металлических пластин, прилегающих друг к другу. В пластинах есть отверстия, через которые проходят болты или шпильки, и затягиваются гайками с другой стороны, прижимая таким образом фланцы друг к другу. Для большей надёжности и герметичности соединения на пластинах делают выступы, пазы и т.д., а между металлическими пластинами устанавливают прокладки. Чаще всего пластины имеют округлую форму, но это не обязательно. Изредка можно встретить и квадратные фланцы, прямоугольные или с трёмя углами, но их изготовление дороже. Применяются такие формы фланцев лишь при острой необходимости, например если того требуют ограничения пространства. Используется на промышленных трубопроводах диаметром от ДУ 50 мм.

Произошло слово “фланец” от немецкого flansch, означающего то же самое, что и в русском языке – плоскую пластину из металла с отверстиями.

Фланцевое соединение – одно из самых популярных соединений в трубопроводной арматуре. Для изготовления фланцев применяют чаще всего чугун – серый или ковкий, а также сталь различных сортов. Серый чугун – наиболее недорогое решение, но ковкий чугун, как правило, выдерживает большее давление и спектр температур. Ещё более дорогое и стойкое решение – это литые фланцы из стали. Но при этом сталь больше подвержена пластическим деформациям, чем хрупкий, но отлично держащий форму чугун.

Видео: установка фланцевого шарового крана LD на трубу с помощью ответных фланцев

Достоинства фланцевого соединения трубопроводной арматуры

  • Прочное, надёжное соединение.
  • Выдерживает высокое давление.
  • Высокая герметичность. Но зависит от использованных уплотнителей.
  • Можно монтировать и демонтировать многократно.

Недостатки

  • Большие габаритные размеры фланцевого соединения. Большая масса.
  • Большой расход металла и трудоёмкость производства, а следовательно и цена.
  • Болты, прижимающие фланцы друг к другу, периодически нужно подтягивать для обеспечения должной герметичности. Особенно это важно в системах, где труба подвергается вибрациям (решается установкой виброкомпенсатора перед фланцевым соединением) или перепадам температур.

Резьбовое, муфтовое соединение

Тоже одно из самых популярных видов присоединений, но для трубопроводных систем небольшого диаметра (обычно до ДУ 50) и небольших давлений (до 1,6 МПа). Очень часто встречается в бытовой трубопроводной арматуре, например для шаровых кранов. Суть его проста: труба имеет резьбу и арматура имеет резьбу, последняя накручивается на первую.

На трубе можно нарезать резьбу с помощью специальных инструментов, если её нет и ранее оборудование не устанавливалось. Резьбовая трубопроводная арматура с одного конца выполняется в виде шестигранника для хвата разводным ключом и навинчивания арматуры на резьбу трубы.

Видео: как нарезать резьбу на металлической трубе и установить резьбовой шаровой кран

Бывают различные варианты исполнения резьбовых соединений: внутренняя или внешняя резьба. Арматура может иметь с одной стороны внутреннюю резьбу, а с другой – внешнюю, либо одинаковый тип с обоих сторон. А также есть различные стандарты резьбы, например ISO 228/1 или DIN 2999. Нужно учитывать это при выборе.

Слово “муфта” произошло от голландского слова mouw, означающего “рукав”.

Для обеспечения герметичности резьбовых типов соединений в них используют дополнительные уплотнители – специальные ленты ФУМ, льняную нить, а также особо густых смазок поверх них. Всё это наносится на внешнюю резьбу.

Штуцерное соединение

Это подвид резьбового соединения, который применяется на кранах крохотных размеров – до ДУ 5. При присоединении арматура с резьбой подтягивается к резьбе на трубе накидной гайкой. Используется для труб узкого назначения, например лабораторных. Также используется для вживления в трубопроводы различных измерительных устройств.

Достоинства резьбовых соединений трубопровдной арматуры
  • Низкая цена.
  • Не требуют дополнительных деталей для установки, как, например, фланцевый тип.
  • Просто устанавливать, ещё проще заменить.
Недостатки
  • Непригодны для высоких давлений.
  • Чем больше диаметр, тем больше усилий нужно приложить, чтобы накрутить арматуру на резьбу с уплотнителем.

Приварное соединение

Если концы трубопроводной арматуры выглядят просто как трубы без каких-либо дополнений, то они присоединяются к системе с помощью сварки. Это самое надёжное и герметичное соединение, грамотно выполнив которое, можно получить абсолютное структурное соответствие материалов. Приварив задвижку или кран к трубе, вам не придётся подтягивать болты, как при фланцевом соединении, к тому же стоимость и вес такой арматуры будет значительно меньше.

Такой тип соединений можно часто встретить на трубопроводных системах, транспортирующих опасные для здоровья жидкости и газы, где нельзя допускать малейших утечек и необходима абсолютная герметичность. Для приварного соединения характерно высказывание “поставил и забыл”. Главное – качественно соединить трубу с арматурой, чтобы место сварки не было слабее, чем стенка трубы.

Концы труб необходимо подготавливать перед сваркой, причём каждый металл подготавливается по-своему. Предлагаем вам видео с самым простым способом сварки.

Достоинства приварного соединения

  • Абсолютная герметичность при правильном выполнении процедуры приварки.
  • Низкая стоимость арматуры.
  • Малый вес.
  • Небольшой размер, соединение не занимает много места в пространстве.

Недостатки

  • Нужен квалифицированный персонал, что увеличивает итоговую стоимость установки такой арматуры.
  • Трудоёмкий процесс демонтажа, такие задвижки или краны нужно устанавливать один раз и навсегда.

Кламповое быстросъёмное соединение (Tri-Clamp)

Современное быстросъемное соединение для трубопроводной арматуры, применяемое в основном в пищевой промышленности, фармакологии и других отраслях, где важна стерильность, чистота. Ведь этот тип присоединения позволяет регулярно снимать и чистить, дезинфицировать оборудование, установленное этим креплением.

Кламповое соединение состоит из двух штуцеров, уплотнителя и хомута. Хомут прижимает два штуцера к уплотнителю и друг к другу, в результате чего образуется герметичное соединение. Что представляет из себя такой зажим, мы предлагаем вам изучить по видео.

Штуцеры привариваются к участку труб, где необходимо установить трубопроводную арматуру. Затем достаточно затянуть хомут, и оборудование зафиксировано. Однако установка трубопроводной арматуры с таким типом присоединения нецелесообразна, если нет необходимости регулярно снимать и ставить обратно краны или затворы.

Другие способы установки трубопроводной арматуры

Цапковое соединение. Крепление с помощью двух патрубков с наружной резьбой и буртиком на концах. Два буртика прижимаются друг к другу накидной гайкой, либо арматура ввинчивается непосредственно в тело аппарата. Высокая герметичность обеспечивается за счет уплотнительных прокладок и смазок. Используется для трубопроводов малого диаметра под высоким давлением , в том числе для измерительных приборов.

Дюритовое соединение. Многослойные цилиндрические муфты из обрезиненной ткани (как на шланге) надеваются на выступы на патрубках, и удерживаются металлическими зажимами (хомутами). Применяется для соединения труб с неизбежной вибрацией в водопроводах, масляных, топливных трубопроводах.

Пайка. Применяется для труб, имеющих низкую температуру плавления, например медных. Трубу с припоем вставляют в проточенный патрубок.

Трубопроводную арматуру для присоединения к любой системе вы можете приобрести в компании РУ100!

У нас в каталоге всегда в наличии трубопроводное оборудование от ведущих производителей отрасли. Подберём подходящее оборудование специально под вашу систему. Мы работаем напрямую с поставщиками, у нас собственный склад, поэтому цены остаются низкими. Надёжный поставщик трубопроводной арматуры – это мы!

  • Наши инженеры работают в отрасли с 2008 года. Мы знаем, что продаём, и с удовольствием поможем вам выбрать нужную модель.
  • Доставим ваш заказ по России! Либо возможен самовывоз с нашего склада в Москве.
  • Оформить заказ очень просто.
  • Работаем как с физическими, так и с юридическими лицами.
  • Предоставляем полный комплект документов.
  • Принимаем оплату наличными, безналичными, банковскими картами (при самовывозе)

Остались вопросы? Возможно, ответ уже есть в разделе FAQ.

Оцените удобство работы с компанией РУ100!

553-03.431-01 приварыши на трубу под цапковую арматуру

Каталог продукции / Судовая арматура / Металлоообработка / Приварыши / Cправочная информация 

 

Судовая трубопроводная арматура – это изделия, которые монтируются на трубопроводах сосудах и агрегатах для управления, перекрытия или распределения тока рабочей среды. Судовая арматура делится по нескольким параметрам, в том числе и по способу соединения, этом смысле большую популярность приобрела цапковая арматура, которая отличается тем, что присоединение происходит за счет наружной резьбы с буртиком под уплотнение. Популярность цапковой арматуры на судне обеспечивается за счет компактных габаритов, высокого уровня герметичности и легкости в эксплуатации. Чтобы воспользоваться этими качествами, потребуется использовать соединительные элементы – например, для цапковой арматуры при подключении к судовому резервуару рекомендуется применять 553-03.431-01 приварыши на трубу под цапковую арматуру. Название этих деталей обеспечивается тем, что они устанавливаются на судовом резервуаре при помощи сварки. Для этого в емкости предварительно делается отверстие, в котором приваривается деталь. Труба или трубопроводная арматура фиксируется в проходном отверстии приварыша благодаря метрической резьбе.

Чем 553-03.431-01 приварыши на трубу под цапковую арматуру лучше альтернативных способов соединения?

При выборе соединительной арматуры судовладельцы принимают во внимание несколько критериев:

  • надежность;
  • доступность;
  • герметичность;
  • материалоемкость.

Как ни странно, но 553-03. 431-01 приварыши на трубу под цапковую арматуру полностью отвечают всем этим требованиям. Например, такой параметр, как надежность, обеспечивается материалом изготовления и типом резьбы. В качестве материала используется сталь определенных марок, она с легкостью выдерживает внутреннее давление до 1,6 МПа и внешние ударные и вибрационные нагрузки. Проходное отверстие с условным диаметром 10 мм имеет внутреннюю резьбу М24×2. Метрическая резьба способна выдерживать высокие нагрузки и обеспечивает возможность тонкой регулировки прижимного усилия.

Доступность 553-03.431-01 приварышей на трубу под цапковую арматуру достигается за счет того, что стоимость стали ниже, чем цветных сплавов, кроме того, она легче в обработке (особенно если речь идет об углеродистых марках). Несмотря на разъемность соединения, у судовладельцев есть возможность обеспечить абсолютную герметичность: исключить вероятность утечки можно при помощи уплотняющих прокладок, материал которых выбирается в зависимости от типа рабочей среды. Метиз привлекает еще и своей малой материалоемкостью: изделие весит всего 0,19 кг, поэтому соединительная арматура не оказывает существенную нагрузку на судно.

Dу, мм

D, мм

d, мм

d1, мм

L, мм

I, мм

S, мм

Обозначение

Масса, кг

Материал

6

30

M16x1,5

16

32

19

27

553-03.431

0,11

Сталь

10

40

M24x2

20

38

17

36

553-03. 431-01

0,19

15

45

M30x2

25

42

18

41

553-03.431-02

0,25

20

50

M33x2

30

48

20

46

553-03.431-03

0,34

25

60

M39x2

35

48

20

55

553-03.431-04

0,48

32

70

M48x2

42

56

21

65

553-03. 431-05

0,65

6

30

M16x1,5

16

32

19

27

553-03.432

0,11

Бронза

10

40

M24x2

20

38

17

36

553-03.432-01

0,19

15

45

M30x2

25

42

18

41

553-03.432-02

0,24

20

50

M33x2

30

48

20

46

553-03. 432-03

0,33

25

60

M39x2

35

48

20

55

553-03.432-04

0,40

32

70

M48x2

42

56

21

65

553-03.432-05

0,63

 

Почему заказывать метизы лучше в компании «ЛТ-Групп»?

Металлообработка – сфера, которая требует от исполнителя высокого уровня квалификации и отличного материально-технического оснащения. К сожалению, далеко не все компании соответствуют этим критериям, поэтому для судовладельцев проблема выбора производителя соединительной арматуры особенно актуальна. Чтобы не столкнуться с недобросовестным производителем, обращайтесь сразу в компанию «ЛТ-Групп». Мы располагаем современными токарно-фрезерными станками с ЧПУ, собственным ОТК с высокоточным контрольно-измерительным оборудованием. Кроме того, мы имеем свой инжиниринговый центр и склад с запасом готовой продукции. Все вышеперечисленное позволяет предлагать качественные 553-03.431-01 приварыши на трубу под цапковую арматуру по привлекательным ценам в любых количествах. Для оформления заказа свяжитесь с нами в любое удобное время.

поддержка и типы подключения

поддержка и типы подключения

Типы опор и соединений

Структурные системы передают свою нагрузку через ряд элементов
на землю. Это достигается путем проектирования соединения элементов.
на их пересечениях. Каждое соединение разработано таким образом, что оно может передавать,
или поддержка, определенный тип нагрузки или условия нагрузки. Для того, чтобы быть
способный анализировать структуру, прежде всего необходимо иметь четкое представление о
силы, которым можно сопротивляться и которые можно передать на каждом уровне поддержки на протяжении всей
структура. Фактическое поведение поддержки или соединения может быть довольно
сложный. Настолько, что если учесть все различные условия,
проектирование каждой опоры было бы ужасно длительным процессом. И все еще,
условия на каждой из опор сильно влияют на поведение
элементы, из которых состоит каждая структурная система.

Системы из конструкционной стали имеют сварные или болтовые соединения. сборный
железобетонные системы могут быть механически связаны разными способами,
в то время как монолитные системы обычно имеют монолитные соединения. Древесина
системы соединяются гвоздями, болтами, клеем или специальными соединителями.
Независимо от материала, соединение должно быть спроектировано таким образом, чтобы
жесткость. Жесткие, жесткие или неподвижные соединения лежат на одном крайнем пределе
этот спектр и шарнирные или штифтовые соединения связывают друг друга. Жесткий
соединение поддерживает относительный угол между соединенными элементами, в то время как
шарнирное соединение допускает относительное вращение. Есть также связи
в стальных и железобетонных конструктивных системах, в которых частичная жесткость
является желаемой конструктивной особенностью.

ТИПЫ ОПОР
Три общих типа соединений, которые соединяют встроенную конструкцию с ее
фундамент; ролик , штифт и фиксированный . Четвертый
тип, редко встречающийся в строительных конструкциях, известен как простой
поддерживать. Это часто идеализируется как поверхность без трения). Все эти
опоры могут располагаться в любом месте вдоль конструктивного элемента. Они найдены
на концах, в середине или в любых других промежуточных точках. Тип
соединения опор определяет тип нагрузки, которую может выдержать опора.
Тип опоры также оказывает большое влияние на несущую способность конструкции.
каждого элемента, а значит и системы.

На схеме показаны различные способы использования каждого типа поддержки.
представлен. Единый унифицированный графический метод для представления каждого из этих
типов поддержки не существует. Скорее всего, одно из этих представлений
будет похоже на местную обычную практику. Однако каким бы ни было представление,
силы, которым может противостоять тип, действительно стандартизированы.

РЕАКЦИИ
Обычно необходимо идеализировать поведение опоры, чтобы
для облегчения анализа. Принят подход, аналогичный безмассовому,
Шкив без трения в домашней задаче по физике. Несмотря на то, что эти шкивы
не существуют, они полезны для изучения определенных вопросов. Таким образом,
трением и массой часто пренебрегают при рассмотрении поведения
связи или поддержки. Важно понимать, что все графические
представления о подставках — это идеализации реальной физической связи.
Следует приложить усилия, чтобы найти и сравнить реальность с реальностью.
и/или числовая модель. Часто очень легко забыть, что предполагаемая идеализация может быть совершенно иной.
чем реальность!

Диаграмма справа показывает силы и/или моменты, которые
«доступен» или активен для каждого типа поддержки. Это ожидаемо
что эти репрезентативные силы и моменты, если их правильно рассчитать, будут
привести к равновесию в каждом структурном элементе.

ОПОРНЫЕ РОЛИКИ
Роликовые опоры могут свободно вращаться и перемещаться вдоль поверхности при
на котором лежит ролик. Поверхность может быть горизонтальной, вертикальной или наклонной
под любым углом. Результирующая сила реакции всегда является единственной силой, которая
перпендикулярно поверхности и удалено от нее. Роликовые опоры обычно
расположен на одном конце длинных мостов. Это позволяет конструкции моста
расширяться и сжиматься при изменении температуры. Силы расширения могут
ломать опоры у берегов, если конструкция моста была «заперта»
на месте. Роликовые опоры также могут иметь форму резиновых подшипников, коромысла,
или набор шестерен, которые предназначены для обеспечения ограниченного количества боковых
движение.

Роликовая опора не может противостоять боковым силам. Представить
конструкция (возможно, человек) на роликовых коньках. Остался бы на месте
до тех пор, пока структура должна поддерживать только себя и, возможно, совершенно
вертикальная нагрузка. Как только боковая нагрузка любого рода давит на конструкцию
он откатится в ответ на силу. Боковая нагрузка может быть толчком,
порыв ветра или землетрясение. Поскольку большинство конструкций подвергается
боковых нагрузок следует, что здание должно иметь другие виды опор
в дополнение к роликовым опорам.

ОПОРЫ НА ШТИФТАХ
Опоры на штифтах могут противостоять как вертикальным, так и горизонтальным силам, но не
момент. Они позволят элементу конструкции вращаться, но не переводить
в любом направлении. Предполагается, что многие соединения являются закрепленными соединениями.
даже если они могут немного сопротивляться моменту в реальности. это
также верно, что штифтовое соединение может допускать вращение только в одном направлении;
обеспечение сопротивления вращению в любом другом направлении. Колено может быть
идеализирован как соединение, допускающее вращение только в одном направлении и
обеспечивает сопротивление боковому движению. Конструкция штифтового соединения
хороший пример идеализации действительности. Одно закрепленное соединение
обычно недостаточно, чтобы сделать конструкцию устойчивой. Другая поддержка должна
быть предусмотрен в какой-то момент, чтобы предотвратить вращение конструкции. Представительство
шарнирной опоры включают в себя как горизонтальные, так и вертикальные силы.

ШТЫРЬЕВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
В отличие от роликовых опор конструктор часто может использовать штифтовые соединения
в структурной системе. Это типичная связь, обнаруженная почти в
все фермы. Они могут быть артикулированы или скрыты от глаз; они могут быть очень
выразительный или тонкий.

Есть иллюстрация одного из элементов Олимпийского стадиона.
в Мюнхене ниже. Это соединитель из литой стали, который действует как узел для решения
ряд растягивающих усилий. При ближайшем рассмотрении можно заметить, что
соединение выполнено из нескольких частей. Каждый кабель подключается к
узел концевой «скобой», которая соединена с большим штифтом.
Это буквально «закрепленное соединение». Из-за природы
геометрии кронштейна и штифта, определенное количество вращательных движений
будет разрешено вокруг оси каждого штифта.

Далее следует одно из соединений пирамиды Луавра И.М. Пейя
ниже. Обратите внимание, как он также использовал закрепленные соединения.

Закрепленные соединения встречаются ежедневно. Каждый раз, когда распашная дверь
открытое штифтовое соединение позволило вращаться вокруг определенной оси;
и помешал переводу на два. Дверная петля предотвращает вертикальное и горизонтальное
перевод. На самом деле, если достаточный момент не создается
для создания вращения дверь вообще не будет двигаться.

Вы когда-нибудь рассчитывали, сколько времени требуется, чтобы открыть конкретный
дверь? Почему одну дверь легче открыть, чем другую?

ФИКСИРОВАННЫЕ ОПОРЫ
Неподвижные опоры могут выдерживать вертикальные и горизонтальные силы, а также момент.
Поскольку они ограничивают как вращение, так и перемещение, они также известны как
жесткие опоры. Это означает, что конструкции требуется только одна фиксированная опора.
чтобы быть стабильным. Все три уравнения равновесия могут быть удовлетворены.
Флагшток, установленный на бетонном основании, является хорошим примером такой поддержки.
Представление неподвижных опор всегда включает две силы (горизонтальную
и вертикально) и момент.

ФИКСИРОВАННЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Фиксированные соединения очень распространены. Стальные конструкции многих размеров состоят
элементов, сваренных между собой. Монолитная бетонная конструкция
автоматически становится монолитным и становится серией жестких соединений
при правильном размещении арматуры. Спрос на фиксированные соединения
большее внимание во время строительства и часто являются источником строительных
неудачи.

Пусть этот маленький стул проиллюстрирует, как два типа «фиксированных»
соединения могут быть созданы. Один сварной, а другой состоит из
два винта. Оба считаются фиксированными соединениями из-за того, что
что оба они могут противостоять вертикальным и боковым нагрузкам, а также развивать
сопротивление моменту. Таким образом, было обнаружено, что не все фиксированные соединения
должны быть сварными или монолитными. Пусть петли в точках A и
B рассмотреть более подробно.


ПРОСТЫЕ ОПОРЫ

Некоторые идеализируют простые опоры как поверхностные опоры без трения.
Это правильно, поскольку результирующая реакция всегда является единственной.
сила, направленная перпендикулярно поверхности и направленная от нее. Тем не менее,
в этом тоже похожи на роликовые опоры. Они отличаются тем, что простой
опора не может выдерживать боковые нагрузки любой величины. Созданная реальность
часто зависит от гравитации и трения, чтобы создать минимальное количество трения
устойчивость к умеренным боковым нагрузкам. Например, если положить доску
через зазор, чтобы обеспечить перемычку, предполагается, что планка останется
на своем месте. Он будет делать это до тех пор, пока ногой не ударит его или не сдвинет. В тот момент
доска сдвинется, потому что простое соединение не может создать никакого сопротивления
к латеральному лолу. Простая поддержка может быть найдена как тип поддержки
для длинных мостов или пролетов крыш. Простые опоры часто встречаются в зонах
частой сейсмической активности.

ПОСЛЕДСТВИЯ
Следующие видеоролики иллюстрируют значение типа поддержки
условие поведения при изгибе и местонахождения максимального изгиба
напряжения балки, опирающейся на ее концы.

Простые балки с петлями слева и роликами справа.

Простые балки с петлями слева и
Правильно.

Простые балки, закрепленные с обоих концов.

Вопросы к размышлению

хммм…..

 

Проблемы с домашним заданием

 

Дополнительные показания

уточняется

Copyright © 1995 Крис Х. Любкеман и Дональд
Peting
Copyright © 1996, 1997, 1998, Крис Х. Любкеман.

Простые соединения — SteelConstruction.info

В данной статье рассматриваются номинально шарнирные соединения (простые соединения), которые используются в многоэтажных каркасных конструкциях в Великобритании. Эта форма раскосной конструкции с номинально шарнирными соединениями называется «простой конструкцией».

В статье перечислены типы простых соединений, которые чаще всего используются в Великобритании. В нем представлены процедуры их проектирования в соответствии с Еврокодом 3 и обсуждаются относительные преимущества типов соединения концов балки. Обсуждаются преимущества стандартизации соединений для соединений балка-балка и балка-колонна с использованием реберной пластины и гибких соединений торцевой пластины.

Соединения колонн, основания колонн и соединения раскосов также обсуждаются вместе с кратким упоминанием специальных соединений.

Детали стандартных соединений ребер

Содержание

  • 1 Типы простых соединений
  • 2 Процедуры проектирования
  • 3 Совместные соображения
    • 3.1 Классификация соединений
    • 3.2 Структурная целостность
    • 3.3 Выбор типа подключения
    • 3. 4 Композитные полы
  • 4 Затраты
  • 5 Устойчивое развитие
  • 6 Стандартные соединения
    • 6.1 Преимущества стандартизации
  • 7 Соединения балка-балка и балка-колонна
  • 8 Гибкие соединения торцевой пластины
  • 9 Реберные пластины
  • 10 Соединения колонн
    • 10.1 Соединения накладок с болтовым креплением для двутавровых профилей:
    • 10.2 Болтовые соединения «крышка и основание» или «торцевая пластина» для трубчатых и катаных двутавровых профилей
  • 11 Основания колонн
    • 11.1 Горизонтальная сдвиговая передача
  • 12 Соединения раскосов
  • 13 Специальные соединения
  • 14 Каталожные номера
  • 15 Дополнительная литература
  • 16 ресурсов
  • 17 См. также

[наверх]Типы простых соединений

Простые соединения представляют собой номинально штифтовые соединения, которые, как предполагается, передают только торцевой сдвиг и имеют незначительное сопротивление вращению. Поэтому не следует передавать существенные моменты на предельное состояние. Это определение лежит в основе проектирования многоэтажных каркасных конструкций в Великобритании, разработанных как «простая конструкция», в которой балки спроектированы как просто опертые, а колонны рассчитаны на осевую нагрузку и малые моменты, вызванные концевыми реакциями от опоры. лучи. Стабильность каркаса обеспечивается раскосами или стальным или бетонным сердечником.

Простые соединения

В Великобритании используются две основные формы простого соединения (как показано справа):

  • Гибкие торцевые пластины и
  • Ребристые пластины.

Наиболее часто встречающиеся простые соединения включают:

  • Соединения балки с балкой и балки с колонной с использованием:
    • Торцевые пластины неполной глубины
    • Торцевые пластины полной глубины
    • Ребристые пластины
  • Соединения колонн (скрепленные болтами накладки или торцевые пластины)
  • Основания колонн
  • Соединения раскосов (косынки).

Простые соединения также могут понадобиться для косых соединений, эксцентриков балок по отношению к колоннам и соединений со стенками колонн. Они классифицируются как специальные соединения и рассматриваются отдельно.

[наверх]Процедуры проектирования

Проектирование простых соединений основано на BS EN 1993-1-8 [1] и соответствующем Национальном приложении [2] . Возможности компонентов соединения основаны на правилах, приведенных в пункте 3.6. Расстояние между крепежными элементами соответствует пункту 3.5 и соответствует рекомендациям, представленным в «Зеленой книге» (SCI P358).

Публикация ECCS № 126 [3] также содержит полезные рекомендации по проектированию простых соединений в соответствии с Еврокодом 3.

[наверх]Особенности соединений

[наверх]Классификация соединений

Согласно BS EN 1993-1-8 [1] , соединения с номинальной цапфой:

  • Должна быть способна передавать внутренние силы без возникновения значительных моментов, которые могут неблагоприятно воздействовать на элементы или конструкцию в целом, и
  • Быть способным воспринимать результирующие вращения при расчетных нагрузках

Кроме того, соединение должно:

  • обеспечивают направленное ограничение элементов, предусмотренное в конструкции элемента
  • обладают достаточной прочностью, чтобы удовлетворять требованиям структурной целостности (сопротивление завязыванию).

BS EN 1993-1-8 [1] требует, чтобы все соединения были классифицированы; по жесткости, которая подходит для общего упругопластического анализа, или по прочности, которая подходит для жестко-пластического общего анализа, или по жесткости и прочности, что подходит для упруго-пластического общего анализа.

Классификация по жесткости:

Начальная вращательная жесткость соединения, рассчитанная в соответствии с BS EN 1993-1-8 [1] , 6.3.1 сравнивается с границами классификации, приведенными в БС ЕН 1993-1-8 [1] , 5.2.2.

В качестве альтернативы соединения могут быть классифицированы на основе экспериментальных данных, опыта предыдущей удовлетворительной работы в аналогичных случаях или расчетов, основанных на результатах испытаний.

Классификация по прочности:

Следующие два требования должны быть удовлетворены, чтобы классифицировать соединение как номинально штыревое на основании его прочности:

  • Расчетное сопротивление моменту соединения не превышает 25% от расчетного сопротивления моменту, необходимого для полнопрочного соединения
  • Соединение должно быть способно воспринимать вращения в результате расчетных нагрузок.

В Национальном приложении Великобритании к стандарту BS EN 1993-1-8 [2] указано, что соединения, разработанные в соответствии с «Зеленой книгой» (SCI P358), могут быть классифицированы как номинально шарнирные соединения.

Все стандартные соединения, приведенные в «Зеленой книге» (SCI P358), могут быть классифицированы как номинально штифтовые на основании требований к прочности, а также большого опыта использования деталей на практике. Следует соблюдать осторожность, прежде чем изменять стандартные детали, так как полученное соединение может выходить за рамки положений Национального приложения 9 Великобритании.0240 [2] . Особенно:

  • Способность к вращению стандартных деталей реберной пластины подтверждена испытаниями; модифицированные детали не могут быть пластичными
  • Толщина торцевых пластин на всю глубину была ограничена, чтобы гарантировать, что сопротивление моменту составляет менее 25% от полной прочности соединения, и, таким образом, они могут быть классифицированы как номинально штифтовые.

[наверх]Структурная целостность

Строительные нормы Великобритании требуют, чтобы все здания были спроектированы так, чтобы избежать непропорционального обрушения. Обычно это достигается за счет проектирования соединений в стальной раме (соединений балки с колонной и соединений колонн) для связывания сил. Руководство по расчетным значениям силы вязки приведено в BS EN 19.91-1-7 [4] Приложение A и национальное приложение Великобритании [5] . Требования относятся к классу здания с расчетным значением горизонтальной связующей силы, как правило, не менее 75 кН, а обычно значительно выше. Детали торцевой пластины полной глубины были разработаны для обеспечения повышенного сопротивления завязыванию по сравнению с деталями торцевой пластины частичной глубины. Более подробная информация о прочности конструкции представлена ​​в SCI P391.

[top]Выбор типов соединения

Выбор торцевых соединений балки прост. Относительные достоинства трех типов соединений (концевые пластины частичной глубины, торцевые пластины полной глубины и ребристые пластины) приведены в таблице ниже. Выбор и проверка соединения, как правило, является обязанностью подрядчика по металлоконструкциям, который выберет тип соединения в соответствии с рабочей нагрузкой, экономичностью и временной стабильностью во время монтажа. Если используется полунепрерывная конструкция, и балка, и ее соединения должны быть выбраны и проверены проектировщиком рамы. Дополнительная информация о полунепрерывных кадрах содержится в SCI P183 и SCI P263.

Относительные достоинства типов соединения концов балки
Торцевая пластина неполной глубины Торцевая пластина полной глубины Ребристая пластина
Дизайн
Сопротивление сдвигу — процент сопротивления балки До 75% 100% До 50 %
До 75 % с двумя вертикальными рядами болтов
Связывающее сопротивление Ярмарка Хорошо Хорошо
Особые соображения
Наклонные соединения Ярмарка Ярмарка Хорошо
Балки эксцентричные относительно колонн Ярмарка Ярмарка Хорошо
Соединение со стенками колонн Хорошо Хорошо Fair
Для облегчения монтажа может потребоваться зачистка фланцев. Для длинных ребристых пластин может потребоваться усиление
Изготовление и обработка
Производство Хорошо Хорошо Хорошо
Для длинных пластин ребер может потребоваться усиление
Обработка поверхности Хорошо Хорошо Хорошо
Монтаж
Простота монтажа Fair
Требуется осторожность при двустороннем соединении 		Fair
Требуется осторожность при двустороннем соединении 		Хорошо
Регулировка места Ярмарка Ярмарка Ярмарка
Временная устойчивость Ярмарка Хорошо Ярмарка

[наверх]Композитные полы

Известно, что взаимодействие с композитным полом влияет на поведение простого соединения. Обычной практикой является проектирование таких соединений без использования преимуществ непрерывности арматуры через бетонную плиту. Тем не менее, SCI P213 позволяет обеспечить непрерывность арматуры при обеспечении относительно простых соединений торцевой пластины на всю глубину со значительным сопротивлением моменту. В раскосной раме это сопротивление можно использовать для уменьшения момента и прогиба в середине пролета, что облегчает выбор балки меньшего размера.

[наверх]Стоимость

Простые соединения всегда дешевле в изготовлении, чем соединения с сопротивлением моменту, потому что они требуют гораздо меньших усилий, особенно при сварке.

Трудно дать конкретное руководство по затратам, поскольку ставки подрядчика по металлоконструкциям могут значительно различаться и зависят от уровня инвестиций в оборудование и оборудование. Однако основная цель состоит в том, чтобы свести к минимуму содержание работы. Стоимость материалов для фитингов и болтов невелика по сравнению со стоимостью изготовления, в которой преобладает сварка. В типичном производственном цехе стоимость изготовления соединений может составлять от 30% до 50% от общей стоимости изготовления.

Стандартные соединения эффективны при их производстве. Подрядчики по металлоконструкциям оснащают свои мастерские специальным оборудованием, которое увеличивает скорость изготовления, позволяя им производить фитинги и подготавливать элементы гораздо быстрее, чем если бы конфигурация соединения каждый раз была разной.

Стандартизированные детали означают, что стальные конструкции просты в монтаже, что обеспечивает более безопасную рабочую среду для монтажников.

Из-за характера большинства болтовых соединений соединения являются разборными по истечении срока службы конструкции. Металлоконструкции можно демонтировать, использовать повторно или переработать, что снижает воздействие строительства на окружающую среду.

[наверх]Стандартные соединения

[наверх]Преимущества стандартизации

В типичном каркасном многоэтажном каркасе на соединения может приходиться менее 5% веса каркаса и 30% и более общей стоимости . Таким образом, эффективные соединения будут иметь наименьшую трудоемкость детализации, изготовления и монтажа.

Рекомендуемые компоненты
Компонент Предпочтительный вариант Примечания
Фитинги Материал марки S275 Рекомендуемые размеры торцевых и ребристых пластин – см. таблицу ниже
Болты Болты M20 8,8 с полной резьбой Для некоторых сильно нагруженных соединений могут потребоваться болты большего диаметра.

Фундаментные болты могут быть M20, M24, M30, 8,8 или 4,6.

Отверстия Обычно диаметром 22 мм, перфорированные или просверленные Диаметр 26 мм для болтов M24

Припуск 6 мм для фундаментных болтов

Сварные швы Угловые сварные швы обычно имеют длину катета 6 мм или 8 мм Для некоторых оснований колонн могут потребоваться сварные швы большего размера.
Рекомендуемые размеры торцевых и ребристых пластин
Фитинги Местоположение
Размер (мм) Толщина (мм) Торцевая пластина Ребристая пластина
100 10 •
120 10 •
150 10 • •
160 10 •
180 10 • •
200 12 •

[наверх]Соединения балка-балка и балка-колонна

Приведенные ниже процедуры проектирования подходят либо для ручного расчета, либо для подготовки компьютерной программы.

Проектирование соединений вручную может быть трудоемким процессом, поэтому полный набор таблиц сопротивлений включен в «Зеленую книгу» (SCI P358).

Проверка прочности номинально штифтового соединения включает три этапа:

  1. Обеспечение детализации соединения таким образом, чтобы в нем возникали только номинальные моменты, не оказывающие неблагоприятного воздействия на элементы или само соединение. Соединение должно быть детализировано, чтобы оно вело себя пластично.
  2. Определение направления нагрузки через соединение, т. е. от балки к опорному элементу.
  3. Проверка сопротивления каждого компонента.

Для нормального проектирования существует десять процедур расчета для всех частей соединения балки с балкой или балки с колонной на вертикальный сдвиг.

Необходимо провести еще шесть проверок, чтобы проверить сопротивление завязыванию соединения. Соединения балки с колонной должны выдерживать боковые силы связи, если этим силам не противодействуют другие средства внутри конструкции, такие как плиты перекрытия.

В таблице ниже приведены проверки процедур проектирования, необходимые для торцевых пластин частичной глубины, торцевых пластин полной глубины и ребристых пластин. Процедуры проектирования полностью описаны в «Зеленой книге» (SCI P358).

Процедура расчета соединений балок — Сводная таблица
Проверка процедур проектирования Торцевая пластина неполной глубины Торцевая пластина на всю глубину Ребристая пластина
1 Рекомендуемая практика детализации ✔ ✔ ✔
2 Опорная балка Сварные швы Сварные швы Болтовая группа
3 Опорная балка н/д н/д Ребристая пластина
4 Опорная балка Сеть при сдвиге
5 Опорная балка Сопротивление на надрезе н/д Сопротивление на отметке
6 Опорная балка Местная устойчивость зубчатой ​​балки н/д Местная устойчивость зубчатой ​​балки
7 Опорная балка без ограничений Общая устойчивость зубчатой ​​балки н/д Общая устойчивость зубчатой ​​балки
8 Соединение Болтовая группа Болтовая группа Сварные швы
9 Соединение Торцевая пластина на сдвиг н/д Н/Д
10 Опорная балка/колонна Сдвиг и подшипник
11 Сопротивление связыванию Пластина и болты
12 Сопротивление связыванию Поддерживаемая стенка балки
13 Сопротивление связыванию Сварные швы
14 Сопротивление связыванию Стенка опорной колонны (UC или UB)
15 Сопротивление связыванию Стена опорной колонны (правая или малая)
16 Сопротивление связыванию н/д н/д Стена опорной колонны (CHS)

Примечания:
В эту таблицу включены проверки сопротивления изгибу, сдвигу, местной и поперечной потере устойчивости сечения балки с надрезом, так как обычно на этапе детализации устанавливается требование к надрезам, после чего должна быть проведена проверка на уменьшенном сечении.

Соединения между балками

Соединение балки с колонной

[вверху]Гибкие соединения торцевой пластины

Соединения торцевой пластины с колонной и балки с балкой

Типичные соединения гибкой торцевой пластины показаны на рисунке справа. Торцевая пластина, которая может быть частичной или полной глубины, приваривается к опорной балке в мастерской. Затем балка крепится болтами к опорной балке или колонне на месте.

Этот тип соединения имеет высокое сопротивление сдвигу и является относительно недорогим. Он часто используется для соединения основных балок с колоннами. Пакеты могут использоваться для компенсации допусков на изготовление и допуски при монтаже.

Торцевые пластины, вероятно, являются наиболее популярными из простых соединений балок, используемых в настоящее время в Великобритании. Они могут использоваться с наклонными балками и могут допускать умеренные смещения в стыках балки с колонной.

Flowdrill, Hollo-Bolts, глухие болты или другие специальные узлы используются для соединения колонн с полым профилем.

Требования к детализации и проверки конструкции для соединений торцевых пластин частичной и полной глубины, которые применимы к соединениям балки с балкой, а также к соединениям балки с колонной, подробно описаны в «Зеленой книге» (SCI P358) . К ним относятся процедуры, рабочие примеры, деталировка и расчетные таблицы сопротивлений.

Также доступен инструмент для проектирования торцевых пластин.

Детали стандартной гибкой торцевой пластины (торцевые пластины полной и частичной глубины) показаны на рисунке ниже вместе с рекомендуемыми размерами и фитингами.

Стандартные соединения с гибкими торцевыми пластинами

Обычные болты и болты Flowdrill
Опорная балка Рекомендуемый размер торцевой пластины
b p × t p 		Калибровочный болт
p 3
До 533 УБ 150 × 10 90
533 УБ и выше 200 × 12 140
Болты: M20 в отверстиях диаметром 22 мм
Торцевая пластина: Сталь S275, минимальная длина 0,6 h b1
, где h b1 — высота поддерживаемой балки
Шаг по вертикали: р 1 =70 мм
Конечное расстояние: е 1 =40 мм
Расстояние до края: e 2 =30 мм
Hollo-Bolts
Опорная балка Рекомендуемый размер торцевой пластины
b p × t p 		Калибровочный болт
p 3
До 533 УБ 180 × 10 90
533 УБ и выше 200 × 12 110
Торцевая пластина: Сталь S275, минимальная длина 0,6 h b1
, где h b1 — высота поддерживаемой балки
Шаг по вертикали: р 1 =80 мм
Конечное расстояние: д 1 =45 мм
Расстояние до края: e 2 =45 мм

[верх]Ребристые пластины

Соединения балки с ребрами и колонны и соединения балки с балкой

Соединения ребристых пластин экономичны в изготовлении и просты в монтаже. Эти соединения популярны, так как они могут быть самыми быстрыми соединениями и решить проблему общих болтов в двусторонних соединениях. Ребристые пластины имеют высокое сопротивление завязыванию. Они часто используются для соединения второстепенных балок с основными балками или колоннами.

Соединение пластины ребра состоит из отрезка пластины, приваренного в мастерской к опорному элементу, к которому на месте болтами прикручивается стенка поддерживаемой балки, как показано на рисунке ниже. Между концом поддерживаемой балки и опорной колонной имеется небольшой зазор.

Соединения оребрения

При проектировании соединения оребрения важно определить соответствующую линию действия сдвига. Есть две возможности: либо сдвиг действует на лицевую сторону колонны, либо он действует вдоль центра группы болтов, соединяющей ребристую пластину со стенкой балки. По этой причине оба критических сечения должны быть проверены на минимальный момент, принимаемый как произведение вертикального сдвига и расстояния между поверхностью колонны (или стенкой балки) и центром группы болтов. Затем обе критические секции проверяются на результирующий момент в сочетании с вертикальным сдвигом. Из-за неопределенности момента, приложенного к оребрению, размеры сварных швов оребрения рассчитаны на полную прочность.

Способность к вращению в плоскости соединений оребрения в первую очередь определяется искривлением отверстий под болты в подшипнике и неплоскостным изгибом оребрения. Обратите внимание, что ребристые пластины с длинными выступами имеют тенденцию к скручиванию и могут выйти из строя из-за поперечного изгиба при кручении, если балка не закреплена. Дополнительная проверка для учета этого поведения включена в процедуры проектирования соединений реберных пластин.

«Зеленая книга» (SCI P358) содержит подробные требования, проверки конструкции и процедуры, применимые к конструкции оребрения. В этой публикации также приведены рабочие примеры и таблицы расчетных сопротивлений.

Также доступен инструмент для проектирования реберных пластин.

Детали стандартных соединений ребер

Детали стандартных соединений ребер
Номинальная глубина опорной балки
(мм) 		Вертикальные болтовые линии
n 2 		Рекомендуемый размер реберной пластины
(мм) 		Расстояние между болтами по горизонтали, e 2 / e 2 или e 2 / p 2 / e 2 4 (4 мм)

 Зазор, г высота
(мм)
≤610 1 100 × 10 50/50 10
>610* 1 120 × 10 60/60 20
≤610 2 160 × 10 50/60/50 10
>610* 2 180 × 10 60/60/60 20
Болты: M20 8,8 дюйма, отверстия диаметром 22 мм
Пластина: Сталь S275, минимальная длина 0,6 h b1 , где h b1 — глубина поддерживаемой балки
Сварной шов: Две галтели по 8 мм для листов толщиной 10 мм

* Для балок номинальной высотой более 610 мм отношение пролета к высоте балки не должно превышать 20, а вертикальное расстояние между крайними болтами не должно превышать 530 мм

Растущий интерес к использованию S355 для ребристых пластин вызвал вопросы о жесткости таких
соединения — они все еще номинально закреплены? Чтобы ответить на этот вопрос, BCSA и Steel for Life поручили SCI провести исследование, сравнивающее поведение соединений реберных пластин с ребристыми пластинами S275 и S355. Исследование пришло к выводу, что при условии соблюдения стандартизированной геометрии соединения, представленной в «Зеленой книге», 10-миллиметровые ребристые пластины из S355 классифицируются как штифтовые соединения и могут использоваться в качестве альтернативы пластинам из S275. Дополнительная информация доступна в статье в майском номере журнала NSC за 2018 год.

[вверх]Соединения колонн

Стыковые соединения

Стыки колонн в многоэтажном строительстве необходимы для обеспечения прочности и непрерывности жесткости по обеим осям колонн. Типичные болтовые соединения колонн, используемые для катаных двутавровых и полых профилей, показаны на рисунке справа.

Стыки обычно располагаются через каждые два или три этажа и обычно располагаются примерно в 600 мм над уровнем пола. Это обеспечивает удобную длину для изготовления, транспортировки и монтажа, а также обеспечивает легкий доступ с соседнего этажа для крепления болтами на месте. Установка стыков на уровне каждого этажа редко бывает экономичной, поскольку экономия на материале колонн, как правило, значительно перевешивается затратами на материал, изготовление и монтаж стыков.

[вверх] Болтовые соединения накладок для двутавровых профилей:

Существует две категории этого типа соединения:

  • Тип подшипника
  • без подшипника.

В соединении с подшипником типа (см. рисунок ниже) нагрузки передаются в прямом подшипнике от верхнего вала либо напрямую, либо через разделительную пластину. Соединение «подшипникового типа» представляет собой более простое соединение, обычно в нем меньше болтов, чем в соединении без подшипника, и поэтому оно чаще всего используется на практике.

При отсутствии чистого напряжения можно использовать стандартное соединение, однако стандарт BS EN 1993-1-8 [1] требует, чтобы соединительные пластины и болты передавали не менее 25 % максимального усилия сжатия в колонка.

Для соединений подшипникового типа критической проверкой, вероятно, будет сопротивление связыванию, требуемое в зданиях класса 2b.

Соединения опорных стоек для двутавровых прокатных профилей

Соединения, относящиеся к категории без подшипника тип (см. рисунок ниже) передает нагрузку через болты и стыковые пластины. Любой прямой подшипник между элементами игнорируется, соединение иногда детализируется физическим зазором между двумя валами. Конструкция ненесущего соединения более сложная, так как все силы и моменты должны передаваться через болты и накладки для соединения. Для соединений ненесущего типа минимальные требования в BS EN 1993-1-8 [1] очень обременительны, поскольку они основаны на грузоподъемности элемента, а не на прилагаемой силе.

Поскольку стыки обычно располагаются непосредственно над уровнем пола, момент от действия распорки считается незначительным. Однако следует учитывать моменты, возникающие в соединениях, расположенных в других местах. AD 471 содержит исчерпывающие рекомендации по расчету изгибающих моментов, которые необходимо учитывать при расчете соединения.

Соединения ненесущих колонн для прокатных двутавровых профилей

Соединения колонн должны удерживать соединенные элементы на одной линии, и там, где это целесообразно, элементы должны располагаться так, чтобы центральная ось материала соединения совпадала с центральной осью секций колонны выше и ниже места соединения. Если секции колонны смещены (например, для поддержания постоянной внешней линии), момент из-за эксцентриситета следует учитывать при расчете соединения.

Проверка конструкции, необходимая для сращивания колонн с накладками на болтах, а также процедуры, рабочие примеры, подробные требования и таблицы расчетных сопротивлений доступны в главе 6 «Зеленой книги» (SCI P358).

[вверх] Болтовые соединения «крышка и основание» или «торцевая пластина» для трубчатых и катаных двутавровых профилей

Соединение «Крышка и основание» или «Концевая пластина»

Этот тип соединения, состоящий из пластин, которые привариваются к концам нижней и верхней колонн, а затем просто скрепляются болтами на месте, обычно используется в трубчатых конструкциях, но также может использоваться для открытых секций.

Наиболее простая форма соединения показана на рисунке справа и является удовлетворительной, если концы каждого вала подготовлены так же, как и для соединения подшипникового типа. Следует учитывать возможность реверсирования нагрузки в дополнение к требованиям устойчивости во время монтажа и связывания.

Несмотря на то, что они широко используются, трудно продемонстрировать, что соединения крышки и основания соответствуют требованиям BS EN 1993-1-8 [1] , пункт 6.2.7.1(14). Если используются эти типы соединений, обычной практикой является обеспечение того, чтобы пластины были толстыми, а болты располагались близко к фланцам для увеличения жесткости соединения. Можно использовать расширенные пластины с болтами за пределами профиля секции. Если стыки крышки и опорной плиты расположены вдали от точки ограничения, следует уделить особое внимание обеспечению достаточной жесткости, чтобы конструкция элемента не была нарушена.

Стыки колонн «крышка и основание» или «торцевая пластина» описаны в главе 6 «Зеленой книги» (SCI P358). Приведены требования к деталировке, процедуры проектирования, рабочие примеры и таблицы расчетных сопротивлений.

[вверх] Основания колонн

Типовые основания колонн

Типовые основания колонн, как показано на рисунке справа, состоят из одной угловой пластины, приваренной к концу колонны и прикрепленной к фундаменту четырьмя прижимными болтами. Болты залиты в бетонное основание в установочных трубах или конусах и снабжены анкерными пластинами для предотвращения выдергивания. В пространство под плитой заливается высокопрочный раствор (см. рисунок ниже).

Такие основания колонн часто подвергаются только осевому сжатию и сдвигу. Тем не менее, подъем и горизонтальный сдвиг могут быть расчетным случаем для оснований колонн в раскосных пролетах.

Болты крепления основания колонны

Соединение основания колонны

Пример поперечной стойки

Простая прямоугольная или квадратная опорная плита почти повсеместно используется для колонн простой конструкции. Опорная плита должна иметь достаточные размеры и прочность, чтобы передавать осевое сжимающее усилие от колонны к фундаменту через подстилающий материал, не превышая при этом местное сопротивление смятию фундамента.

Доступен инструмент проектирования базовой пластины.

Основания колонн, как правило, предназначены для передачи усилия от колонны на опорную плиту при прямом подшипнике. Прижимные системы предназначены для стабилизации колонны во время строительства и противодействия любому подъему в закрепленных пролетах. В некоторых случаях предполагается, что небольшой горизонтальный сдвиг также воспринимается прижимными болтами.

[наверх]Передача горизонтального сдвига

Способ передачи горизонтальных поперечных сил на фундамент недостаточно изучен. Некоторые проектировщики проверяют сопротивление прижимных болтов и следят за тем, чтобы они были надлежащим образом залиты цементным раствором. Эта практика успешно применялась для оснований портальной рамы, которые испытывают значительный сдвиг.

Укрепленные пролеты могут иметь относительно высокие усилия сдвига. Конструкторы могут предусмотреть приваренную к нижней стороне опорной плиты заглушку, хотя выемка может усложнить заливку фундамента, и особое внимание следует уделить операции заливки раствором. Методы проектирования, которые охватывают этот тип деталей, приведены в «Зеленой книге» (SCI P398).

Сдвиг между концом колонны и опорной плитой будет передаваться сварными швами между колонной и опорной плитой. Сварные швы могут быть предусмотрены только на стенке или вокруг частей профиля — обычно считается, что сопротивление сварки более чем достаточно для умеренных усилий сдвига.

[вверху]Соединения раскосов

Типичное соединение раскосов с косынкой

К элементам жесткости относятся плоские поверхности, уголки, швеллеры, двутавровые и полые профили. Распорки могут включать в себя элементы распорок, работающие только на растяжение или на растяжение и сжатие. В большинстве случаев элемент жесткости крепится болтами к косынке, которая сама приваривается к балке, к колонне или, что чаще, приваривается к балке и ее концевому соединению, как показано на рисунке справа.

Системы связей обычно анализируются в предположении, что все силы пересекаются на осевых линиях стержней. Однако реализация этого предположения в деталях соединения может привести к соединению с очень большой косынкой, особенно если раскос неглубокий или крутой. Часто бывает удобнее расположить точки пересечения стержней, чтобы сделать соединение более компактным, и локально проверить влияние вводимых эксцентриситетов.

Соединения раскосов обычно выполняются с помощью болтов без предварительного натяга в отверстиях с зазором. По крайней мере теоретически это допускает некоторое движение в соединении, но на практике это игнорируется в ортодоксальном построении. В некоторых случаях может оказаться, что движение на реверс недопустимо — в этих обстоятельствах следует использовать соединения с предварительным натягом.

Общий процесс проектирования:

  • Определите путь нагрузки через соединение
  • Организуйте соединение, чтобы убедиться, что проектный замысел элементов реализован, например. соединения балки остаются номинально штифтовыми
  • Включить влияние любого значительного эксцентриситета
  • Проверьте компоненты соединения.

Шарнирное соединение для трубчатого элемента жесткости

Правила проектирования для определения сопротивления косынки приведены в «Зеленой книге» (SCI P358).

Также доступен инструмент для проектирования косынок.

[наверх]Специальные соединения

Соединения стальных конструкций для простой конструкции, показанные выше, как правило, обеспечивают наиболее экономичную стальную раму. Отказ от этих соединений неизбежно приведет к увеличению общей стоимости. Увеличение стоимости чертежа деталей, изготовления и монтажа может составить более 100 %, если нестандартные соединения составляют большинство используемых соединений.

Необходимости в специальных соединениях часто можно избежать путем разумного выбора размеров элементов. Конструкция с минимальным весом вряд ли будет наиболее рентабельной. Поэтому хорошей экономической практикой является обеспечение того, чтобы стальные конструкции можно было размещать с осевыми линиями на установленных сетках. Верхние полки балок должны, по возможности, находиться на постоянном уровне, но это менее критично для стоимости, чем эксцентрические соединения.

При проектировании специальных соединений можно использовать модифицированную версию одного из стандартных соединений, приведенных в «Зеленой книге», при условии проведения дополнительных проверок конструкции. Принципы проектирования и правила определения размеров компонентов, приведенные в «Зеленой книге», должны максимально учитываться при проектировании соединений.

Типичные примеры ситуаций, когда требуются специальные соединения, представлены в «Зеленой книге» (SCI P358).

[вверх]Артикулы

  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 BS EN 1,6 1,7 . Еврокод 3: Проектирование стальных конструкций. Расчет стыков, BSI
  2. ↑ 2.0 2.1 2.2 Нет данных в соответствии с BS EN 1993-1-8:2005. Национальное приложение Великобритании к Еврокоду 3: Проектирование стальных конструкций. Расчет стыков, BSI
  3. ↑ Публикация ECCS № 126 Европейские рекомендации по проектированию простых соединений в стальных конструкциях. Дж. П. Джаспарт и соавт. 2009 г..
  4. ↑ BS EN 1991-1-7:2006+A1:2014. Еврокод 1: Воздействия на конструкции. Общие действия. Случайные действия. БСИ
  5. ↑ NA+A1:2014 к BS EN 1991-1-7:2006+A1:2014. Национальное приложение Великобритании к Еврокоду 1: Воздействия на конструкции. Общие действия. Случайные действия. БСИ

[наверх]Дополнительная литература

  • Руководство для проектировщиков стали, 7-е издание. Редакторы Б. Дэвисон и Г. В. Оуэнс. Институт стальных конструкций 2012 г., глава 27
  • Архитектурный дизайн в стали — Требилкок П. и Лоусон Р. М., опубликовано Spon, 2004 г.

[наверх] Ресурсы

  • SCI P358 Соединения в стальных конструкциях — простые соединения по Еврокоду 3, 2014
  • SCI P213 Соединения в строительстве — Композитные соединения, 1998 г.
  • SCI P391 Конструкционная прочность зданий со стальным каркасом, 2011 г.
  • SCI P398 Соединения в стальных конструкциях: Моментные соединения по Еврокоду 3, 2013 г.
  • Национальная спецификация металлоконструкций (7-е издание), публикация № 62/20, BCSA 2020
  • Комментарий (3-е издание) к Национальной спецификации металлоконструкций для строительства зданий (7-е издание), 2022 г. (публикация № 66/22), BCSA
  • Учебный ресурс по архитектуре. Руководство студии. SCI 2003
  • SCI P183 Проектирование полунепрерывных каркасных рам, 1997 г.
  • SCI P263 Расчет ветрового момента для малоэтажных рам, 1999 г.
  • Конструктор торцевых пластин
  • Конструктор оребрения
  • Конструктор косынок

[вверх]См. также

  • Многоэтажные офисные здания
  • Стоимость металлоконструкций
  • Устойчивое развитие
  • Стальные строительные изделия
  • Раскосные рамы
  • Композитная конструкция
  • Коды и стандарты проектирования
  • Моделирование и анализ
  • Соединения с сопротивлением моменту
  • Прочность конструкции
  • Изготовление
  • Сварка
  • Точность изготовления стали
  • Строительство
  • Предварительно натянутые болты

Удлинители для светодиодов 3-контактное соединение — Goodlite