2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Болтовое соединение и сварка металлоконструкций: преимущества и особенности

Болтовое соединение и сварка металлоконструкций: преимущества и особенности

Строительство из металлоконструкций успешно зарекомендовало себя практически во всех сферах бизнеса, позволяя быстро, качественно и сравнительно недорого возводить надежные долговечные площади для организации деятельности. В основе монтажа зданий из таких конструкций лежит метод болтового соединения и сварка металлоконструкций, благодаря которым отдельные элементы приобретают форму полноценного функционального сооружения.

Невзирая на то, что помимо сварки и болтового соединения металлоконструкций также имеет место крепление на основе заклепок и пайки, все же представленные варианты наиболее популярны и чаще всего применяемые в силу их преимуществ и технологии соединения.

Сварка

По причине того, что данный тип металлоконструкции является облегченным, и толщина элементов его невелика, применение сварки при монтаже требует особой осторожности. Швы небольшой толщины, как правило, не содержат внутренних дефектов, которые могут наблюдаться при больших размерах, однако, могут быть пористыми, и как следствие – не очень прочными. При сварке тонкой стали используется специальная технология, ключевым моментом которой является быстрое отведение тепла из зоны шва и использование специальных, быстро плавящихся электродов.

Заклепочные соединения

По назначению заклепочные соединения подразделяются на прочные, плотные и прочноплотные. Прочные соединения применяют при сборке и монтаже колонн, ферм, балок; плотные — цистерн, резервуаров; прочноплотные — для изготовления емкостей, находящихся под давлением.

Заклепочные соединения применяют при изготовлении тяжелых подкрановых балок, мостов, элементов пролетных и других конструкций, для которых необходимо обеспечить высокую вибрационную прочность. Чаще всего используют заклепки диаметром 12-30 мм, которые ставят в отверстия, диаметр которых на 1-1,5 мм больше диаметра заклепки.

За расчетный диаметр заклепки принимают диаметр отверстия, так как при образовании замыкающей головки стержень головки осаживается и утолщается.

Длину заклепки выбирают с учетом толщины соединяемого пакета и длины стержня, идущей на образование замыкающей головки и заполнение зазора между отверстием и стержнем.

В самих заклепках и в заклепочных соединениях возникают срезывающие, сжимающие и изгибающие напряжения; наиболее опасны из них срезывающие и сжимающие.

Клепку выполняют горячим и холодным способами. Горячую клепку производят, как правило, в заводских условиях. Для этого применяют электрические или пневматические клепальные скобы. Заклепку, нагретую до 900-1100°С (оранжевый цвет), вставляют в отверстие соединяемых элементов. При остывании заклепка укорачивается и плотно стягивает склепанный пакет. В условиях монтажной площадки клепку ведут холодным способом с применением пневматических клепальных молотков. Операции выполняют в такой последовательности: изготовление деталей с отверстиями; установка в часть отверстий временных болтов (не менее 1/3 от числа всех заклепок); рассверливание (при необходимости) отверстий в сборных деталях; непосредственно клепка. При установке заклепок их удерживают ручными поддержками.

Заклепки располагают в один или несколько рядов. Расстояние между осями продольного ряда заклепок, т.е. установленных вдоль прилагаемого усилия, называют шагом, а в поперечном ряду — дорожкой. В зависимости от числа заклепок в соединении и их расположения монтажную клепку подразделяют на узловую и рядовую. Узловой считают клепку, если в узле не более 15 заклепок, рядовой — клепку при числе заклепок в узле более 15.

Для рассверливания отверстий применяют пневматические сверлильные машины.

Качество поставленных заклепок проверяют внешним осмотром, замерами и остукиванием. При внешнем осмотре удостоверяются, что нет перекосов, а при остукивании, что отверстие целиком заполнено стержнем. Для этого применяют контрольный молоток массой 0,3-0,4 кг. Удары наносят по боковой поверхности головок в направлении, перпендикулярном ее оси.

Слабые заклепки заменяют. Чтобы извлечь заклепку, одну из ее головок срубают зубилом или срезают кислородным резаком, после этого выбивают стержень заклепки пневматическим молотком и выколоткой. Чтобы заклепка легче выходила из отверстия, его со стороны срубленной головни заливают керосином.

Заклепки в конструкциях из алюминиевых сплавов изготовляют из сплавов тех же марок, что и соединяемые элементы, и ставят только в холодном состоянии. Контакт алюминиевых сплавов с другими металлами недопустим, так как в местах соприкосновения возникает электрохимическая коррозия.

Прочность болтов

Требуемая прочность соединений при использовании высокопрочных болтов достигается трением, которое возникает между поверхностями скрепляемых элементов. Чтобы получить подобный эффект, а также необходимое по силе трение болтам следует обеспечить усиленное натяжение.

Читать еще:  Как сварить лестницу из металлического уголка?

Подобную нагрузку неспособны выдерживать обычные болты, поэтому вместо них используют аналогичный высокопрочный крепеж классов 10,9 и 8,8. Изготовляют его обычно из стали марок 40Х и 40ХФА. Могут использоваться также некоторые другие марки, но сопротивление их в любом случае не должно быть меньше 800 МПа.

Виды соединений

Бывают следующие виды соединения металлических конструкций.

Сварные соединения

Это самый быстрый способ соединения двух и более металлических деталей. Современное сварочное оборудование позволяет совершать эти операции практически в любом месте, где есть подача электроэнергии – на стройке, на даче, в лесу. Инверторы, разработанные в последние годы, мобильны и легки.

Болтовые соединения

Удобство этого вида соединений в том, что конструкции, которые они держат, можно демонтировать, перевезти в другое место и собрать заново. Прочность такого соединения весьма высока, как и простота работы при сборке.

Некоторое неудобство при применении таких соединений состоит в том, что при этом повышается расход металла на соединения. Опять же есть вероятность ослабления соединений и появление зазора между корпусом и болтом. Изделия, которые соединяются таким способом, содержат необходимые отверстия после того, как их изготовит завод металлоконструкций.

Заклепочные соединения

На сегодняшний день это самый малораспространенный тип соединений для металлических конструкций. Хотя по вибростойкости и противодействию знакопеременным нагрузкам, этот вид соединений очень хорош.

Типы металлоконструкций и особенности их монтажа

По ти­пу со­еди­не­ния ме­тал­ли­че­ские кон­струк­ции бы­ва­ют свар­ны­ми, за­кле­поч­ны­ми и бол­то­вы­ми.

Сварные конструкции

Мон­таж ме­то­дом свар­ки яв­ля­ет­ся наи­бо­лее про­стым, од­на­ко не все­гда при­ем­ле­мым. Кон­струк­ции, смон­ти­ро­ван­ные при по­мо­щи свар­ных со­еди­не­ний, немо­биль­ны, а зна­чит, их нель­зя разо­брать и пе­ре­ме­стить в дру­гое ме­сто.

Сред­няя сто­и­мость мон­та­жа ме­тал­ло­кон­струк­ций ме­то­дом свар­ки опре­де­ля­ет­ся по цене за тон­ну и со­став­ля­ет при­мер­но 12 тыс. руб­лей.

Заклепочные устройства

Этот спо­соб со­еди­не­ния не так по­пуля­рен, как свар­ка, од­на­ко име­ет су­ще­ствен­ное пре­иму­ще­ство — на­деж­ность при низ­ких и сверх­низ­ких тем­пе­ра­ту­рах. Мон­таж­ные ра­бо­ты на мо­стах и зда­ни­ях с боль­ши­ми на­груз­ка­ми вы­пол­ня­ют­ся пре­иму­ще­ствен­но с по­мо­щью за­кле­пок.

Болтовые соединения

Мон­таж со­ору­же­ний с по­мо­щью бол­тов, га­ек и шайб на­зы­ва­ет­ся бол­то­вым. Его глав­ное пре­иму­ще­ство — воз­мож­ная раз­бор­ность. Этот спо­соб мон­та­жа го­дит­ся для кон­струк­ций раз­но­го ти­па: от мо­биль­ных стел­ла­жей и лест­ниц до ме­тал­ли­че­ских ферм и кар­ка­сов боль­ше­про­лет­ных зда­ний.

По­сле уста­нов­ки ме­тал­ло­кон­струк­ций осу­ществ­ля­ют их за­зем­ле­ние. За­ка­зать мон­таж со­ору­же­ний из ме­тал­ли­че­ских кон­струк­ций мож­но по тел. +7-961-777-39-96.

Монтаж металлических колонн

Колонны — основа каркаса будущего здания. Именно на них возлагается несущая способность. Как правило, колонны крепятся к сплошному бетонному фундаменту. Наиболее часто используются следующие способы их крепления:

  • с помощью анкерных болтов, после регулировки место соединения заливается достаточным количеством бетонной смеси для укрепления сцепления;
  • напрямую фундаментом до уровня подошвы, дополнительная бетонная стяжка не требуется;
  • с применением опорных листов, вспомогательная цементная заливка производится в случае возникновения необходимости.

Используемые прокладки при устройстве колонн в обязательном порядке привариваются к основанию. На верхних ярусах для монтажа элементов металлических конструкций (в частности, колонн) используются сварка или специальные крепежные системы, а также болтовое соединение.

Основные типы сварных соединений, применяемых при сварке металлических конструкций.

  • Стыковые соединения.

При этом способе элементы соединяются торцевыми поверхностями, находясь в одной плоскости. Всего насчитывается 32 вида таких соединений, обозначаются согласно ГОСТу буквами С1,С2….С32.

На рисунки № 1 приведено несколько основных видов стыковых соединений для крепления металлоконструкций.

Отличительная особенность – сварка происходит по всей длине кромки. Её вид зависит от толщины свариваемого металла, плоскости соприкосновения, наличия необходимого оборудования. Стыковые швы могут быть с отборной кромкой (рис. 2а), без разделки кромок (рис. 2б), с раздельной одной кромкой, с прямолинейной или нет формой разделки, с V и X–образной. Линии, образующие скос кромки, могут быть прямые или криволинейные. Если толщина металла до 60 мм и более, кромки выполняются на строгальном станке или термической резкой.

Главное правило – суммарный угол скоса должен быть в пределе 50±4°. Данный вид считается одним из экономичных, но более трудоемким и требует большой точности при производстве работ.

  • Угловые соединения.
Читать еще:  Как сделать металлическую дверь своими руками?

Элементы конструкции располагаются под углом и скрепляются по краям. Таких соединений 10 видов, обозначаются они символом У (от У1 до У10). Они различаются формой кромки в поперечном сечении и длиной шва. Некоторые их них приведены ниже.

При угловых сварных соединениях шов может прерываться или быть непрерывным, располагаться в шахматном или цепном порядке. По поперечнику шов различается без разделки кромок, с одно- или двухсторонней разделкой кромок. Если толщина металла до 60 мм, то угол скашивания составляет 45±2°. Иногда при производстве работ применяется металлическая прокладка, которая обеспечивает провар по всему шву.

  • Тавровое соединение.

Основные типы сварных соединений также включают тавровое соединение – сварка, при которой торец одного элемента примыкает к плоскости другого. По ГОСТу соединения классифицируются от Т1 до Т9. Тавровые соединения изображены на рисунке №3 под цифрами 9 и 10, из него видно, что при толщине металла до 20 мм скосы не делаются, а ровно обрезают присоединяемый элемент, обеспечивая ровную поверхность к которому присоединяется. При толщине 60 мм в примыкающем элементе делают кромки с углами 45±2°. Для обеспечения надежного присоединения используется металлическая прокладка.

  • Нахлесточные соединения.

Как можно понять из названия, это сварное соединение, при котором элементы расположены параллельно относительно друг друга, при этом перекрывая на некотором расстоянии.

  • Торцевые.

Соединения, в которых элементы присоединяются друг к другу боковыми поверхностями.

Этапы создания лестницы своими руками

Изготовить своими руками металлическую лестницу довольно просто, причем неважно, строится конструкция на крыльцо или второй этаж, меняется только вид конструкции. Первое, что необходимо сделать, – это определиться с типом строения, в зависимости от его предназначения.

А далее – просто четко следовать инструкции и грамотно продумывать свои шаги.

Расчеты

Если вы заказали проектный расчет в специальной компании, то такие организации используют компьютерные программы для создания конструкции. В такой программе легко меняются параметры, и после утверждения заказчиком окончательного варианта компьютер выдает чертежи.

Если же в проектную компанию вы не обращались, а решили выполнить чертежи самостоятельно, то тут придется немного сложнее. Рассмотрим выполнение расчетов для самой простой конструкции – прямой одномаршевой.

При расчёте имеются стандартные требования

  1. Высота ступеней должна составлять 17-18 см.
  2. Оптимальная ширина лестницы для частных домов составляет 90 см.
  3. Минимальная глубина ступеней – 27 см.
  4. Шаг лестничной конструкции составляет 60-65 см, сюда входит высота ступеньки и подступенка.
  5. Оптимальный угол наклона ступеней равняется 30-45°.
  6. Ограждение должно выдерживать вес около 100 кг.
  7. Минимальное расстояние между стойками ограждения составляет 15 см.

Помимо типовых требований, для изготовления прямого одномаршевого строения необходимо выполнить следующие расчеты:

  1. Длина приспособления. Для этого необходимо высчитать два размера. Первый – это расстояние от начала и до конца лестницы (имеется в виду расстояние от первого этажа до второго). Второй – высота между ними. У вас получилось две цифры. Каждую необходимо возвести в квадрат, а потом сложить их. Далее из полученного числа извлекаем корень.
  2. Количество ступеней. Для этого необходимо полученную длину приспособления разделить на выбранную высоту ступени. Оптимальная высота указана в типовых требованиях.
  3. Глубина ступеней. Необходимо разделить длину лестницы на количество ступеней и посмотреть, чтобы полученная цифра соответствовала требованиям, при необходимости изменить размеры в предыдущем пункте.

Полученные размеры нужны для определения количества материала.

Подготовительные работы

Перед началом работ нужно подготовить все необходимые приспособления. Вне зависимости от типа выбранной конструкции, часть элементов каркаса будет соединяться друг с другом швами, поэтому первым и главным приспособлением при строительстве конструкции является аппарат для сварки. Если ранее вам не доводилось выполнять сварочные работы, то используйте ручной инвертор, он более легок в обращении. Если же опыт имеется, то можно применять любой другой аппарат, который подойдет для сварки выбранного вами металла.

Также следует подготовить механическую пилу, наждачный круг и болгарку. Если вы хотите изготовить металлическую лестницу с деревянными ступенями своими руками, то вам понадобится струбцина и электрическая дрель, а также циркулярная пила и саморезы.

Важным этапом подготовительных работ является создание проекта будущей конструкции. Его можно как заказать в специализированной компании, так и выполнить самостоятельно, используя подходящие чертежи из интернета. По проекту вы можете рассчитать требуемое количество арматурной стали, металлопрофиля, листового металла. Перед началом работы необходимо потренироваться в сварном деле на ненужных металлических заготовках.

Читать еще:  Соединение металлических труб отопления без сварки

Изготовление заготовок и деталей

Когда расчеты и подготовительная работа выполнены, доходит дело до выполнения заготовок. Нам понадобится изготовить косоуры, для этого нужна квадратная профильная труба. Роль опоры будут выполнять железные уголки. Ступеньки и подступенки изготовим из листовой стали шириной 4 мм.

Монтаж металлического каркаса

После выполнения расчетов и изготовления основных деталей необходимо начинать первый этап монтажа каркаса. В основе простейшей лестничной конструкции лежит поставленный на бок швеллер, размеры которого 8-10. В том случае, если вы хотите сделать финишную обшивку лестницы, то необходимо подготовить для этого листовой металл или же деревянные доски.

Для самостоятельного изготовления крыльца из металла при обшивке лестницы рекомендуют использовать нескользящие материалы, такие как рифленые металлические листы. Перила и ограждения для такой конструкции производятся из угловой стали. Для изготовления опор под проступи лестницы следует подготовить арматурную сталь.

Далее рассмотрим пошаговую инструкции о том, как сделать лестницу из металла своими руками:

  1. Первым этапом будет нарезка арматуры на кобылки. Это такие специальные опорные приспособления, которые размещаются на балке. Требуемое количество кобылок, их размеры подбираются согласно проектной документации конструкции.
  2. Следующим шагом является приваривание крепежных контейнеров к стороне кобылки, на которой будет размещаться ступенька.
  3. Затем привариваем кобылки к швеллеру, также их можно закрепить болтами. На данном этапе вам поможет предварительно выполненная разметка.
  4. Далее приложите следующий швеллер к балке с закрепленными на ней кобылками и, при необходимости, поправьте разметку.

Важно! Если вы собираетесь построить своими руками обычную лестницу с метровой шириной, то хватит нескольких косоуров или тетивы.

Если же предполагается возведение более габаритной конструкции, то опорных балок должно быть не менее трех.

  1. Следующим этапом является сборка металлической лестницы с помощью сварки.
  2. Затем обработайте материал грунтовкой и дождитесь полного ее высыхания.
  3. Обработайте металл специальным составом против коррозии.
  4. Установите строение на опоры. В качестве опоры можно применять металлические уголки, прикрепленные при помощи сварки к балкам или стойки из швеллера.
  5. Конструкция готова, остается только обшить ступени.

Обшивка каркаса деревом

Для обшивки металлической лестницы применяют различные материалы. Наиболее популярной является отделка лестницы на металлокаркасе деревом:

  1. Первое, что необходимо сделать, – это разметить места на ступенях, где будут размещены болты. Шаг должен составлять 15 см, а расстояние между крепежными отверстиями и торцевыми краями – равняться 2 см.
  2. Далее крепится фанерная подложка. Фиксация проводится с применением специального клея, который обладает эффектом заполнения. Такой состав позволяет устранить мелкие недостатки, он не сминается после высыхания.
  3. Последним шагом является фиксация деревянной накладки на проступи, для этого используют струбцины, саморезы или болты.

Установка перил и ограждений

Наиболее часто для изготовления перил используют древесину и металл, реже – камень, стекло, ПВХ.

При изготовлении деревянной лестницы необходимо соблюдать следующие правила:

  1. Крепления следует осуществлять саморезами, которые прикрываются деревянными пробками.
  2. Поручень фиксируют к стойке шурупами. Более надежными считаются соединения на шип. Такие шипы перед закреплением смазывают клеем.
  3. Заполнение осуществляется из брусков или стоек.
  4. Если используется тетива, то крепление можно произвести с помощью шпилек. Их вклеивают в нижнюю часть опоры. После этого балясины вставляют в гнезда.
  5. Если используют косоуры, то монтаж производится на ступени.


Если вы выбрали для ограждения металлические перила, то сборка производится следующим образом:

  1. Металлические крепления монтируются болтами или сваркой.
  2. Сначала в нижнюю часть стойки и балясины вкручивают шпильку длиной 10 см.
  3. Потом устанавливают верхнюю часть стойки, она вкручивается в ступень, шпильку снимают. Такие шпильки служат ориентиром для разметки.
  4. Далее по разметкам высверливают дырки для крепления металлических элементов.
  5. Затем опоры вкручивают в проступи.
  6. Стойки подрезаются.
  7. Крепится поручень.

Металлическую лестницу можно обустроить любым видом ограждения, поскольку металл хорошо сочетается с различными материалами. Это могут быть обычные вертикальные стойки, стекло, элементы ручной ковки, а также конструкцию можно оборудовать прокидами.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector