55

Тема 4. Зєднання металевих конструкцій Основні види зєднань, які використовуються у будівництві, це зварні, болтові, на заклепках.

Найпоширенішими є зварні зєднання, що пов'язано з такими їх перевагами:

• висока міцність та надійність;

• простота виконання;

• високий рівень механізації та автоматизації процесів зварювання;

• економія металу порівняно з болтовими зєднаннями (через відсутність ослаблень та проміжних деталей).

Разом з цим зварним зєднанням притаманні недоліки:

• для виконання зварного зєднання потрібне спеціальне обладнання;

• залишкові деформації та напруження внаслідок нерівномірного нагріву та охолодження металу;

• значні концентрації напружень поблизу швів та у швах, що зменшує міцність при повторних та вібраційних навантаженнях.

Болтові зєднання широко використовуються під час монтажу конструкцій. Вони не

потребують спеціального обладнання, отвори під болти чи заклепки є невеликими концентраторами напружень. Відсутність термічної дії забезпечує необхідну надійність зєднань при динамічних навантаженнях.

Заклепки використовуються останнім часом дуже обмежено лише при значних динамічних навантаженнях. Це пов'язано з необхідністю використовувати спеціальне обладнання.

4.1. Зварні зєднання Класифікація зварних швів

За конструктивними ознаками розрізняють стикові, кутові, прорізні шви.

Стиковими швами з'єднують елементи, які розміщені в одній площині. Ці шви створюють найменші концентрації напружень, але при з'єднуванні елементів значної товщини, для забезпечення повного провару, необхідні додаткові обробки граней.

Рис. 4.1. Стикові шви

Кутові шви утворюються при наплавленні у куті між гранями елементів. Шви, паралельні лінії дії зусиль, називають фланговими, а перпендикулярні – лобовими.

Флангові шви Лобові шви

Рис. 4.2. Типи кутових швів

Кутові шви створюють значні концентрації напружень.

Прорізні шви утворюються при заповненні металом прорізів та отворів у з'єднуваних елементах. До цього виду належать електрозаклепки, які утворюються завдяки проплавленню наскрізь одного з елементів.

За призначенням шви поділяють на робочі (розрахункові), які передають зусилля близькі до їх несучої здатності, та конструктивні, що служать для фіксації елементів.

За протяжністю розрізняють шви суцільні та переривисті.

За положенням у просторі під час зварювання шви поділяють на нижні, вертикальні, стельові.

Рис. 4.3. Положення швів у просторі:

І – нижнє; ІІ – вертикальне; ІІІ – стельове.

Найпродуктивнішим є автоматичне зварювання. Воно поширене для зєднання елементів балок (так звана зварка “в човник”). Автоматичне зварювання виконується під шаром флюсу.

Напівавтоматичне зварювання в середовищі вуглекислого газу чи аргону менш продуктивне, але при цьому можливе виконання швів будь-якого просторового положення.

Види зварних зєднань

Є такі види зєднань:

1. стикові виконують за допомогою стикових швів –

2. таврові та кутові зєднання виконуються кутовими швами

При динамічних навантаженнях такі зєднання повинні бути з повним проваром зварних швів.

3. зєднання внапуск утворюють з допомогою кутових швів

Такі зєднання не потребують підготовки елементів і дуже прості. Але на відміну від стикових зєднань, зєднання внапуск мають значні концентрації напружень, що погіршує їхню роботу при динамічних навантаженнях.

Для усіх зварних зєднань найчастіше застосовуються суцільні шви. Застосування переривистих швів, прорізних швів та електрозаклепок обмежене. Їх можна використовувати у несучих конструкціях, на які діють статичні навантаження, а також у допоміжних елементах (тобто у конструкціях, які належать до 4 групи).