Стык балок двутавровых: Страница не найдена — alekstroy.com

Содержание

Страница не найдена — alekstroy.com

Действия

Содержание1 Действия сотрудников ГБР, правила и инструкции1.1 Правила действий сотрудников ГБР при поступлении тревожного сигнала1.2

Пожар

Содержание1 Пожар в народных приметах1.1 Приметы про защиту от пожара1.2 Приметы возможного пожара1.3 Суеверия

Разное

Содержание1 Виды мероприятий по охране окружающей среды (ООС)1.1 Перечень мероприятий по ООС для предприятия1.2

Вопросы и ответы

Содержание1 Виды инструктажей по пожарной безопасности1.1 Вводный инструктаж1.2 Первичный инструктаж1.3 Журналы учета1.4 Краткая программа2

Определения

Содержание1 Виды пожаров. Классификация пожаров. Профилактика пожаров :1.1 Понятие1.2 Условия возникновения1.3 Классификация пожаров1.4 Наружные1.5

Предприятия

Содержание1 Оборудование мест для курения на предприятии улице растояние от здания — Правовая помощь

Страница не найдена — alekstroy.com

Вопросы и ответы

Содержание1 Лифт для перевозки пожарных подразделений: нормы, требования, размеры, когда требуется, количество1.1 Область применения.

Разное

Содержание1 Расстояние от ТП до зданий и сооружений: жилые дома и детские площадки1.1 Типы

Пожар

Содержание1 Трудно, но выполнимо: отмываем сажу и копоть1.1 Что понадобится для уборки1.2 Готовим фронт

Вопросы и ответы

Содержание1 Как часто перематывают пожарные рукава — Портал по безопасности1.1 Этапы проведения перекатки пожарного

Огнетушители

Содержание1 Обзор характеристик огнетушителя порошкового ОП-21.1 Технические характеристики1.2 Устройство 1.3 Виды 1.4 Паспорт1.5 Перезарядка

Разное

Содержание1 Тактическая подготовка и ее виды :1.1 Что такое тактика1.2 Цели и задачи тактической

Узел стыковки элементов из двутавров

Опубликовал admin | Дата 24 Октябрь, 2018

 

 

Стыки элементов из двутавров по ГОСТ 26020-83 и ГОСТ 8239-89.

Конструктивное решение.

 

Конструкция стыка, размеры стыковых накладок и сварных швов в зависимости от типа двутавров, стали двутавров и накладок, типа электродов или марки сварочной проволоки должны соответствовать указанным на данном чертеже и табл.1

Таблица 1.

Сталь элементов и накладок марки С245. Тип электродов Э42, Э42А. Марка сварочной проволоки Св-08А

 Номер профиля   Накладка по полкам   Накладка по стенке
 сечение b1xt1, ммдлина l1, мммасса 1 шт., кгкатет шва kf1, мм сечение b2xt2, ммдлина l2, мммасса 1 шт., ммкатет шва kf2, мм
 12Б1 80х62000,754100х4900,284
 12Б2 80х6 2000,75 5100х4900,28
 4
 14Б1 90х6 200 0,855100х41100,354
 14Б2 90х8 230 1,35100х41100,354
 16Б1100х62301,085100х41200,384
 16Б2100х82301,446100х51200,475
 18Б1110х82301,596100х4140 0,44 4
 18Б2110х82601,86
110х5
1400,65
20Б1120х103002,836110х51500,655
23Б1130х103403,476110х51800,785
26Б1140х103403,746110х52100,915
26Б2140х103904,296110х52100,915
30Б1160х103904,96110х52401,045
30Б2160х104405,436110х52401,045
35Б1170х103504,678120х52901,365
35Б2190х103905,828120х52901,365
40Б1200х104106,448120х63301,866
40Б2190х124708,418130х63302,026
45Б1200х124809,048130х63702,266
45Б2210х1450011,5410140х83703,258
50Б1220х1451012,3310140х84203,698
50Б2230х14057014,4110150х84203,968
55Б1250х1453014,5612150х84604,338
55Б2250х1658018,2112150х84604,338
60Б1260х1660019,5914160х85105,128
60Б2260х1866024,2514160Х85105,128
70Б1300х1666024,8714170х106108,1410
70Б2310х1868029,7916180х106108,6210
80Б1320х1868030х7516200х1270013,1912
80Б2320х2069034,6718200х1270013,1912
90Б1340х2071037,918220х1279016,3712
90Б2340х22*79046,3918220х1279016,3712
100Б1360х22*80049,7418220х1688024,3216
100Б2360х25*93063,5918240х1688026,5316
100Б3370х28*95077,2620240х1688026,5316
* Накладки, отмеченные звездочкой, изготовить из стали марки С255.

 

Смотрите также:

 

Смотрите также «Справочные данные»:

 

Стыковка двутавровых балок | Статьи от МеталлИнвест

8 лет на рынке металлопроката

Работаем с ИП, частными лицами, Управляющими Компаниями и другими организациями

Доставим продукцию к назначенному времени

Доставка по Санкт-Петербургу и Ленинградской области

СОДЕРЖАНИЕ

Двутавровая балка представляет собой длинномерный стальной профиль, обладающий высокой прочностью на изгиб во всех плоскостях, а также значительным сопротивлением кручению, сжатию и разрыву. Сечение этого жесткого конструкционного элемента сходно с буквой «Н» или с двумя буквами «Т», соединенными друг с другом торцами ножек.

Двутавровая балка имеет две полки и соединяющую их стенку, при этом ширина стенки всегда больше ширины полок. Они выпускаются по двум технологиям:

  • Прокатная (горячекатаная). Балка формируется из разогретой до 1100 °C заготовки методом многократного обжима на прокатном стане.
  • Сварная. Элемент изготавливается путем сварки предварительно раскроенных листовых заготовок на специальных автоматических линиях.

Где применяют двутавровые балки

Двутавровые балки применяются в следующих отраслях:

  • в машиностроении и вагоностроении;
  • в подъемно-транспортном оборудовании горных разработок (для армирования шахтных стволов), заводов, мастерских, развлекательных аттракционов;
  • в жилищном и промышленном домостроении в качестве межэтажных балок и элементов силового каркаса;
  • в строительстве быстровозводимых сооружений и высотных зданий;
  • в строительстве мостов, путепроводов и гидротехнических комплексов.

Изделия выпускаются длиной не более 12 метров — ограничение, продиктованное возможностями транспортировки грузов. При использовании в конструкциях практически каждый элемент требует обрезки, удлинения или стыковки с другими в поперечных или иных осях. Поэтому правильные технологии соединений играют важную роль в обеспечении надежности и долговременной эксплуатации конструкций.

Виды стыковки двутавровых балок

По типу обработки деталей они подразделяются на два вида — сварной и болтовой. Также существует соединение клепкой (разновидность болтового соединения), но оно сейчас практически не используется. Давайте подробнее рассмотрим актуальные технологии.

Сварная стыковка

В этом случае двутавровые балки соединяют через прокладку или с помощью накладок. При выборе первой технологии прокладку вырезают из стального листа, сопоставимого по толщине с полками. По сути, это прямоугольная деталь, размеры которой немного больше ширины и высоты сечения балки. Алгоритм действий следующий:

  • Два соединяемых отрезка балки укладывают на горизонтальное основание, обеспечивающее соосность свариваемых элементов.
  • Их торцы в местах сварки предварительно выравнивают торцовкой под прямым углом.
  • На кромках нарезают фаски под углом 45 º для получения более глубокого шва.
  • Обе детали и прокладку между ними закрепляют на станине струбцинами и приваривают к прокладке с двух сторон. Обычно после прихватки сначала приваривают полки, а затем стенки.

Практикуется сварка и без снятия фаски. В этом случае сначала детали сцепляют между собой точечной сваркой с зазором в два диаметра электрода, которым будет выполняться основная проварка, и проверяют геометрию стыка. Затем проводят сварное заполнение зазоров.

Преимущества стыковки балок через прокладку — простота и низкая трудоемкость работ. Точной подготовки кромок эта технология не требует.

Сварное соединение с использованием накладок

Соединение балок с помощью накладок значительно прочнее стыка через прокладку, поэтому применяется в ответственных строительных сооружениях. На одно соединение заготавливают четыре прямоугольных накладки — две на стенку (с двух сторон) и две на полки (по одной на каждую). При этом есть несколько особенностей:

  • По ширине полочные накладки должны быть не меньше полки, а для детали для стенки должны быть достаточной ширины, чтобы их можно было уложить на нее без образования зазора.
  • Накладки на стенке могут быть как прямоугольной, так и ромбической формы — со срезанными углами. При этом оба края накладки должны быть симметричны относительно оси балки.

Технология соединения выглядит следующим образом:

  • Оба конца балок торцуют под прямым углом, зачищают кромки на 1 см по каждой плоскости, нарезают на них фаски под углом 45° для более прочного шва.
  • Детали закрепляют в торец друг другу с минимальным зазором на станине, прихватывают и проверяют совпадение осевой геометрии.
  • Затем сваривают сначала полки, затем стенки.
  • На втором этапе сварочные швы полученной балки зачищают шлифовальной машиной, опять устанавливают на станине и закрепляют струбцинами накладки.
  • Каждую прижатую накладку обваривают по всему контуру.

Преимущество стыковки балок с использованием накладок заключается в том, что суммарная длина проварок накладок заметно больше длины шва в соединении через прокладку. Именно поэтому накладочная стыковка считается более надежной, она способна выдерживать мощные деформационные нагрузки.

Сварное соединение балок под прямым углом

Чтобы оно было прочным, рекомендуется использовать следующую технологию:

  • В верхней полке основной балки вырезать равнобедренный треугольник со сторонами от края полки до стенки.
  • Верхнюю полку присоединяемой балки обрезать так, чтобы ее форма соответствовала вырезанному углу основной детали.
  • Нижнюю полку стыкуемой балки срезать так, чтобы стенки обеих деталей соприкасались под прямым углом.
  • После подгонки стыка, зачистки шлифовальным кругом всех торцов и снятия фаски приступить к сварке. Детали закрепить струбцинами так, чтобы зазор между ними был минимальным. После прихватки и проверки геометрии проварить контуры полок, затем стенок. Для усиления прочности соединения на полки приварить прямоугольные накладки.

Аналогичным способом балки соединяют и под другими углами, при этом вырезы полок формируют шаблонами и подгонкой.

Болтовая стыковка

Эту технологию выбирают, когда требуется разборное соединение. Его собирают на болтах по индивидуальным чертежам или эскизам. Также изготавливают дополнительные детали крепления с отверстиями, которые присоединяют к балкам сваркой. Болты используются как обычные, так и особо прочные. Отверстия при сверловке располагают не ближе, чем в трех диаметрах друг от друга. Также важно, чтобы к элементам конструкции доступ был открыт, не было трудностей с монтажом и демонтажом.

Для преобладающих вибрационных и переменных нагрузок болтовое соединение двутавровых балок считается более прочным. При этом эту прочность легче контролировать, чем в сварном соединении.

Преимущество болтовой стыковки — отсутствие механических напряжений, характерных для сварных стыковок. Недостатки — более высокая цена соединений, которую повышают дополнительные детали, увеличение трудоемкости монтажа и необходимость периодического контроля и ремонта.

Стыковка двутавровых балок — сложная инженерная задача. Выполнять ее можно только по чертежам или под контролем специалистов. Основой для выбора технологии соединения служат требования к надежности конструкции и условия ее использования.

Наша продукция

Сварные стыки балок — Энциклопедия по машиностроению XXL

СВАРНЫЕ СТЫКИ БАЛОК  [c.261]

Стыковые соединения балок часто используют в элементах сварных мостовых, крановых и других конструкций. Стыки балок выполняют нескольких видов в одной плоскости, со смещением, с применением отверстий (для получения доброкачественных швов) и без отверстий. Стыки можно сваривать как в заводских, так и в монтажных условиях.  [c.156]

В работе [275] оценивается прочность при переменных нагрузках сварных двутавровых балок с несущими монтажными стыками различной формы общий (рис. 86, а) и Z-образный стык (рис. 86, б), выполняемые сваркой в среде СОа (рис. 86). Результаты испытания  [c.158]


Результаты усталостных испытаний двутавровых балок с монтажными сварными стыками [275]  [c.158]

Стык двух балок можно выполнять без накладок (рис. 6-4,а) или с накладками (рис. 6-4,6). При расчете сварного стыка определяется напряжение  [c.196]

Монтажные стыки балок для возможности удобного и качественного выполнения выносятся из-под стропильной конструкции на 0,5 м и осуществляются наиболее простой конструкции — сварными встык. Торцы балок фрезеруются, а полки двутавров и ездовые полки из тавров для обеспечения полного провара разделываются согласно рис. 8. Для облегчения монтажа и совмещения ездового пояса соседних балок в одном уровне возможно применение как монтажных столиков с монтажными планками (рис. 8), так и инвентарных монтажных накладок. В последнем случае регулировка уровня ездового пояса выполняется за счет подтяжки болтов.  [c.27]

О степени влияния реактивных напряжений можно судить по результатам вибрационных испытаний сварных двутавровых балок, имеющих монтажные стыки. На фиг. 78 показаны монтажные стыки [31 ], выполненные ручным способом сварки. Последовательность сварки стыковых швов указана цифрами. В табл. 18 приведены результаты их испытания на изгиб при напряжениях а = + 1140 кг см .  [c.129]

Результаты вибрационных испытаний различных монтажных стыков сварных двутавровых балок приведены в табл. 26.  [c.150]

Эти результаты свидетельствуют о том, что прочность монтажных стыков сварных двутавровых балок может быть обеспечена достаточно высокой при любой конструкции стыка и при любой технологии сварки, в том числе и при ручной сварке. Обработка поверхности швов в растянутом поясе балки, как и следовало ожидать, оказывает положительное влияние как при ручной, так и при автоматической  [c.150]

Характеристики вибрационной прочности монтажных стыков сварных двутавровых балок при изгибе  [c.150]

М а н и л о в а Р. 3., Исследование совмещенного монтажного стыка сварных двутавровых балок Трансжелдориздат, 1957.  [c.175]


Сварные стыки двутавровых балок могут быть совмещенные, раздвинутые и со вставками (см. рис. 14-15,а, 6, в). Последний тип соединения применяется сравнительно редко, технология  [c.411]

Сопротивляемость образованию кристаллизационных трещи может в значительной степени быть повышена выбором рациональной последовательности наложения сварных швов. Интересным примером является сварка стыков балок из малоуглеродистых сталей, изображенных на фиг. 54. Балки двутаврового профиля — сварные, имеют поясные швы.  [c.124]

При испытании аналогичных балок со сварными стыками, перекрытыми накладками, с лобовыми и фланговыми швам,и были по-  [c.242]

В сварных балках конструируются стыки трех родов технологические, монтажные и конструктивные. Технологические стыки применяются при отсутствии элементов требуемой длины. Монтажные стыки предусматриваются в балках для возможности их перевозки по частям и последующей сварки на месте установки. Конструктивные стыки в балках проектируются при необходимости изменения их поперечного сечения по длине. Стыки балок проектируются с расчетом по одному из двух способов  [c.313]

Контактной точечной сваркой можно изготовлять балки из тонкого металла. Очень часто их изготовляют из профильных элементов, из листов, штампованных в холодном состоянии. Примеры поперечных сечений балок, выполненных контактной точечной сваркой, изображены на фиг. 262. а, б. Рационально производить сварку балок комбинированным способом стыки балок можно конструировать с применением контактной стыковой сварки или в некоторых случаях дуговой связующие соединения рационально выполнять при помощи сварных точек. Определение напряжений в поперечных сечениях балок, сваренных в стык контактным способом, производится так же, как и в балках, сваренных дуговым методом.  [c.469]

Рис, 150. Порядок сварки монтажных стыков балок а-прокатных. 6 и в-сварных / -последовательность выполнения сварки  [c.205]

Стыки балок бывают заводские и монтажные. Заводские стыки (в основном сварные) применяются при изготовлении металлоконструкций при отсутствии проката необходимой длины. Монтажные стыки (сварные, болтовые, клепаные) применяются для сборки отправочных элементов в монтажные марки.  [c.85]

При проектировании монтажных стыков на заклепках учитывают размеры клепального инструмента — поддержек, обжимок и клепальных молотков. Особенность соединений на заклепках состоит в том, что головка поставленной заклепки не должна препятствовать постановке следующей заклепки, а форма и размеры собираемых конструкций должны быть удобными для размещения клепального инструмента. Примеры размещения заклепок в стыках сварных двутавровых балок приведены на рис. 17. Расстояние а между центрами соседних заклепок, расположенных в одной плоскости, должно быть не менее трех диаметров заклепки. Расстояние от оси за,клепки до кромок деталей, находящихся в плоскости, параллельной ее оси (размер ), должно быть не менее радиуса поддержки (рис. а) или радиуса ствола клепального молотка (рис. б).  [c.16]

Строительные конструкции со сплошным сечением элементов изготовляют из листового металла. Их применяют в тех случаях, когда требуется большая высота сечения элемента, например балки. Сплошные сварные балки делают коробчатого или двутаврового сечения. На рис. 77 показаны способы выполнения сварных стыков двутавровых балок из листового металла. Дополнительные накладки на стыке используют в том случае, когда стык расположен в наиболее нагруженной части балки.  [c.167]


Стыки сварных балок целесообразно выполнять встык автоматической сваркой подслоем  [c.870]

Стыки прокатных балок конструируют аналогично составным сварным.  [c.871]

В настоящее время ручная сварка применяется главным образом в соединениях, осуществляемых относительно короткими швами, например, при сварке элементов металлических ферм, приварке уголков и т. п. В конструкциях же, где применяются длинные швы (например, при заводском серийном изготовлении сварных балок, сварке корпусов кораблей, газгольдеров и др.), применяют автоматическую сварку под слоем флюса (рис. 92). При автоматической сварке электродная проволока, свернутая в бухту, подается к свариваемому стыку на заданное расстояние до шва, чем обеспечивается постоянство длины дуги. Каретка с электродом движется по направляющим вдоль стыка с нужной для принятого режима сварки скоростью защита дуги и шва от попадания кислорода и азота воздуха  [c.154]

Стыки сварных балок. Соединение элементов сварных балок следует производить встык и по возможности без накладок.  [c.919]

Стыки клёпаных балок 922 —-сварных балок 919  [c.1092]

Стыки прокатных профилей необходимо конструировать по нормалям, приведенным в книге Стальные конструкции. Справочник конструктора , выпущенной Стройиздатом в 1973 г. стыки листов (в том числе и сварных балок) должны быть равнопрочными сечению листов.  [c.57]

При изготовлении сварных балок в цехах целесообразно сначала сварить стыки поясов и стенки, так как стыковые швы являются наиболее ответственными, поэтому для уменьшения остаточных напряжений варить их следует при отсутствии закреплений в свариваемых листах.  [c.632]

В работе [249] рассмотрено влияние конструкции сварного стыка на прочность балок из стали ASTM А373 (0,21% С = = 59 кгс/мм ) двутаврового сечения (высотой 300 мм) при изгибе по пульсирующему циклу на базе 2-10 циклов (табл. 39). Стыки балок (тип А, В, D п Е) могут быть осуществлены как в заводских условиях, так и на месте монтажа. Стык типа С применим только для выполнения в заводских условиях. Стык этого типа, в котором  [c.156]

Преимущество конструкции моста, состоящего из двух полумостов, в том, что усилия, действующие на ходовые колеса, меньще, и это позволяет применять такие краны-штабелеры на складах, где на крановые пути допускаются относительно небольшие нагрузки. Кроме того, меньше масса моста (благодаря меньшей массе концевых балок) по сравнению с массой моста такого же крана, имеющего четырехколесную схему Значительно упрощается монтаж моста, так как полно стью собранные полумосты (с концевыми балками, хо довыми колесами и приводами) устанавливают на под крановые пути и затем соединяют шарнирными тягами Чтобы облегчить совпадение шарниров в тягах, в по следних предусмотрен монтажный сварной стык.  [c.72]

Было исследовано также влияние различных сварных стыков на (Прочность стальных балок при переменных напряжениях. Результаты испытаний четырех типов стыков при пульсирующем цикле растяжения показаны (на рис. 10.9. Наклон кривой усталости (при стыке в одной плоскости оказался больше, чем при ступенчатом стыке. Вырезы в стенке для размещения стыковых швов поясов понижают предел выносливости при обоих типах стыка на 1,4—2,1 кГ1мм . Таким образом, геометрические формы и размещение стыка оказывают некоторое влияние на прочность балок при переменных напряжениях.  [c.261]

На фиг. 166, ж, 3 приведены конструкции, которые указывают, что стыки балок рекомендуется конструировать сварными с прямыми или косыми щвами, с механической обработкой их поверхности от применения накладок рекомендуется воздержаться. Цифры, приведенные на фиг. 166, л, м, также показывают на целесообразность обработки швов, приваривающих ребра жесткости к двутавровым сварным балкам желательно не приваривать ребра жесткости, в наиболее напряженных зонах конструкции с растянутыми волокнами. Эти две конструкции, приведенные на фиг. 166, л, м, изготовлены из стали 52 результаты получены при испытаниях пульсирующим циклом нагружения.  [c.318]


I сборный элемент 2 — сварной стык стержней арматуры 3 — монолитный бетон илн раствор 4 — временная опора при монтаже балок 5 — опора 6 — петлевой стык арматуры 7 — сборный рнгель  [c.79]

Результаты исследования демпфирующей способности различных замковых соединений турбинных и компрессорных лопаток, их бандажных соединений при изгибных колебаниях, плоских и конусных стыков, резьбовых соединений при изгибных колебаниях, шпоночных и шлицевых соединений при крутильных колебаниях, тросов и канатов при продольных колебаний, а также некоторых типов сварных и клепаных строительных конструкций стальных мостов и дымовых труб, железобетонкьлх балок и рам рассмотрены в лктературных источниках [39, 45].  [c.330]

Прямолинейные участки на поперечный изгиб можно рассчитывать по двум схемам по схеме однопролетной (рис. 83, а) и миогопролетной неразрезной балок (рис. 84, а) при наличии сварных равнопрочных стыков путей.  [c.104]

Ребра жесткости сварных балок, параллельные стыковым швам стойки, должны быть удалены от стыков на расстояние не менее Юбст.  [c.61]

В редких случаях в зопах сварных соединений поперечные сеченпя балок усплтгпают добавлением дополнительных листов. При этом момент сопротивления сечения балк[1 в зоне стыка W возрастает но сравнению с IV основного сечения.  [c.53]

Основная трудоемкая операция при монтаже галерей — монтаж мостов. Фермы мостов прибывают на монтаж из двух, трех марок (отправочных элементов) или россыпью. Эти марки на монтажной площадке соединяют между собой на временных болтах с последующей сваркой стыков с обеих сторон. Если по принятой схеме монтажа мосты монтируют целиком, то укрупнительную сборку ферм можно производить в вертикальном положении при условии возможности наложения сварных швов в местах всех соединений элементов. Стропят отдельные элементы ферм во время укрупнительной сборки универсальными стропами с подкладками под острые места уголков. При укрупнительной сборке мост собирают целиком из двух ферм и системы балок и связей.  [c.149]

На площадках кранов расположено различное оборудование (механизм передвижения крана, лебедки, электрооборудование). Нагрузка от сосредоточенных масс оборудования и распределенной массы площадки передается через кронштейны на настил балки. В опорной части концевых балок выполняют частичное крепление площадок, поэтому не обеспечивается совместная работа главной балки и площадки. Кроме того, возникают дополнительные нагрузки от масс площадок, приложенные к балкам. Нри разгоне или торможении моста, а также при прохождении краном стыков рельсов возникают колебания площадок. В местах приварки кронштейнов появляются изгибные знакопеременные напряжения, в результате действия которых разрушается стенка или сварной шов крепления кронштейна. Местные изгибные напряжения увеличиваются, если кронштейн устгшовлен со смещением от диафрагмы. Стенка балки в местах крепления кронштейна перегружена многослойной сваркой (на небольшом участке имеются сварные крепления настила, площадки, диафрагмы, кронштейны т. д.), поэтому не исключена возможность пережога металла и увеличение его хрупкости. Повреждения вертикальной стенки балки в местах крепления кронштейнов площадок проявляются в виде вертикальной трещины, идущей вдоль сварного шва диафрагмы, либо в виде наклонных и горизонтальных трещин стенки.  [c.150]


Технология соединения двутавров

Двутавр, он же двутавровая балка – один из самых востребованных в строительстве видов металлопроката. Его геометрия позволяет выдерживать большие продольные и поперечные нагрузки, поэтому двутавр широко применяется при монтаже металлоконструкций, в том числе, и ответственных. Однако, независимо от варианта использования, прочность итогового металлокаркаса зависит не только от параметров и характеристик самого проката, но и от правильности и метода его соединения между собой.

Методы соединения двутавровых балок

Их монтаж может производиться двумя способами: сваркой или болтовым соединением. Правильно произведенная сварка позволяет получить прочную, надежную конструкцию, но в ряде случаев могут использоваться и болтовые или клепочные соединения, поскольку сам по себе сварной шов является местом концентрации напряжений в конструкции.

Сварка двутавра

Сварка может использоваться в двух ситуациях: соединении двутавра встык при необходимости удлинения балки (например, при монтаже пролетов) или при перекрестном креплении второстепенной балки к основной. Сварка встык производится двумя способами.

Через прокладку

Между концами расположенных в одной плоскости двутавров помещается стальная пластина, по размерам выходящая за границы их профиля. Приварка пластины осуществляется угловым швом с двух сторон. Таким же способом может производиться монтаж проката с разными размерами.

Среди преимуществ: относительная простота – необходимо лишь соблюсти прямизну продольной оси, и высокая скорость монтажа, поскольку выполнять предварительную разделку кромок не требуется.

С накладками

Для дополнительного усиления места соединения могут применяться накладки. Для этого кромки стенки (основания) и полок предварительно скашиваются для обеспечения качественного провара. Прокат проваривается по периметру с соблюдением прямизны продольной оси. На верхнюю и нижнюю плоскость полок, а также на боковины стенки струбцинами крепятся накладки из листовой стали. Их форма может быть прямоугольной или, для большего удобства, ромбовидной с обязательным соблюдением симметричности формы относительно продольной оси. Заключительный этап – обварка накладок по периметру.

Оба способа используются лишь в тех случаях, когда конструкция является неответственной, а нагрузка на место соединения будет незначительной.

Сварка с второстепенной балкой

Этот метод соединения двутавра используется при возведении перекрытий и несущих конструкций, при этом, несмотря на заметно большую прочность и надежность, выполняется он почти так же просто, как и предыдущий.

В верхней полке основной балки производятся вырезы в форме равностороннего треугольника, к нижней полке приваривается накладка. Верхней полке дополнительной балки придается форма треугольника, соответствующая форме вырезов в основной. Ее нижняя полка срезается на длину, равную расстоянию до стенки основного двутавра.

Монтаж всей конструкции производится поочередно: сначала монтируются основные двутавры, затем к ним пристыковываются и привариваются дополнительные.

Болтовое соединение

Этот метод, в отличие от предыдущего, является разъемным, поэтому используется, в основном, там, где может потребоваться демонтаж конструкции. Производится с помощью накладок. Практически аналогично болтовому – соединение на заклепках, но демонтаж части конструкции в этом случае требует разрушения крепежа.

Плюсы:

  • Простота сборки – особой квалификации от рабочего не требуется.
  • В месте крепления отсутствуют остаточные напряжения, свойственные сварному шву.
  • Проверка качества места соединения гораздо проще, чем проверка качества сварки.
  • Устойчивость к ударным нагрузкам и вибрациям.

Недостатки:

  • Необходимость периодической проверки болтовых соединений и их подтяжки, что в определенных случаях достаточно сложно или и вовсе невозможно.
  • Больший расход металла и трудоемкость работ.
  • Постепенный износ соединений из-за коррозии болтов.

В целом, технология соединения двутавров с помощью болтов практически полностью аналогична сварке с накладками. Дополнительно требуется лишь соблюдать:

  • Расстояния между центрами отверстий – они должны быть не менее 3 диаметров заклепок.
  • Размеры головок болтов и гаек – расстояния между ними должны быть достаточны для удобства работы инструментом.

Как уже отмечалось выше, в строительстве используются оба варианта. Выбор в сторону одного из них всегда основывается на дополнительных требованиях к надежности конструкции и условиях ее эксплуатации.

Как сварить двутавры между собой: теория и правктика

Специфика конструкций двутавровых балок обуславливает некую последовательность, которую необходимо соблюсти, когда необходимо соединить данные изделия. Обычно вариант сварки будет напрямую зависеть от технических характеристик металлопроката, а также типа используемого оборудования для соединения поясных швов стальной балки. Сегодня нашло широкое применение использование автоматов под флюсом.

Сварка балок двутаврового сечения

Как правило, технология процесса выглядит следующим образом:

  • Собирают балку из её трех базовых элементов: стенки и поясов;
  • Швы соединяют автоматом под флюсом;
  • Устанавливают поперечные ребра жесткости, а далее соединяют их между собой вручную или с помощью полуавтомата.

При этом следует понимать, что для начала соединяются узлы стыковки двутавровых балок, расположенных с одной стороны, в после наступает черед внутренних стыков поясов.

Далее идет стык стенки и внутренние стыки поясов уже с другой стороны. Что касается наружных стыков, то за них следует приниматься в последнюю очередь.

Важно

Допускается небольшой зазор, который может образоваться на стыке между торцами балок, который не должен превышать 10 миллиметров.

Работу по соединению металлопроката выполняют с использованием прихваток и хомутов, либо в специальном кондукторе. При сварке двутавров специалисты рекомендуют использовать механизированный или ручной дуговой метод. Но наибольшее распространение получил в настоящее время автоматизированное оборудование, которое с легкостью справляется с задачей.

Правила стыковки балок: инструкция к действию

При соединении двутавровых балок необходимо придерживаться следующих советов:

  1. Накладки на стенке изделия нужно располагать симметрично относительно продольной оси сечения профиля;
  2. В процессе работы накладки следует как можно плотнее притягивать к соединяемым деталям, используя при этом струбцины;
  3. Соединяемые балки нужно укладывать в одну линию, чтобы не допустить при этом переломов на стыке изделий, как в вертикальной, так и горизонтальной плоскости;
  4. Кромки накладок, которые перекрывают полки соединяемых изделий, обязаны быть параллельны кромкам стыкуемых деталей.

Источник

 

 

 

Объяснение 7 наиболее часто используемых соединений балки

Зачем ограничивать себя, когда все возможно? Традиционно проектирование и детализация конструкции ограничивались ограничениями производственного процесса или доступностью макросов. Благодаря усовершенствованному станку для резки балок у вас есть 100% свобода дизайна.

В этой статье вы найдете семь наиболее часто используемых соединений балок, подготовленных для сварки и/или крепления. Но это также дает четкое представление о неограниченных возможностях для копирования двутавровых балок.

 

Пример 1

 

Слева: болтовое соединение балки с балкой, наклонное соединение с прорезями и промежуточным звеном.

Середина: перекресток.

Справа: болтовое соединение балки с наклонной балкой с торцевой пластиной стенки и пазами.

 

Пример 2

 

Сварное соединение балки с балкой, полностью закрепленное для стальных конструкций с высокими эксплуатационными характеристиками.

 

Пример 3

 

Сварное соединение балки с балкой, закрепленное бекасом для опорных элементов в стальных конструкциях с высокими эксплуатационными характеристиками.

 

Пример 4

 

Слева: болтовое и сварное соединение колонны с балкой, моментное соединение с прорезями (SSDA) для расчета сейсмических конструкций.

Справа: болтовое соединение колонны с балкой, удлиненное соединение момента торцевой пластины.

 

Пример 5

 

Болтовое соединение балки с балкой, болтовое соединение фланцевой пластины (BFP) с уменьшенным сечением балки (RBS) и без него для проектирования сейсмических конструкций.

 

Пример 6

 

Слева: болтовое соединение колонны с балкой, соединение срезной лапкой без вырезов.

Справа: соединение балки с балкой болтовым соединением, соединение с прорезью с прорезями.

 

Пример 7

 

Болтовое и сварное соединение колонны с балкой, сварное неармированное фланцевое сварное соединение стенки (WUF-W) с моментным соединением с уменьшенной секцией балки (RBS) и без нее.

 

Узнать больше о соединениях балок?

Теперь вы знаете о семи наиболее часто используемых формах профилей для балок.Хотите узнать больше о неограниченных возможностях профилирования двутавровых балок?

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 соединения стандартных ребер

[вверх]Типы простых соединений

Простые соединения — это 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 бетонным сердечником.

 

Простые соединения

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


Наиболее часто встречающиеся простые соединения включают:


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

[вверх]Процедуры проектирования

Конструкция простых соединений основана на стандарте 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).

№ публикации ECCS126 [3] также содержит полезные рекомендации по проектированию простых соединений по Еврокоду 3.

[наверх]Совместные соображения

[вверх]Совместная классификация

Согласно BS EN 1993-1-8 [1] , номинально шарнирные соединения:

  • Должны быть способны 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 связыванию).


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 основании 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 проявлять осторожность перед внесением изменений в стандартные детали, так как результирующее соединение может выходить за рамки положений Национального приложения Великобритании [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.

[вверх]Структурная целостность

Строительные нормы Великобритании требуют, чтобы все здания были спроектированы таким образом, чтобы избежать непропорционального обрушения.Обычно это достигается за счет проектирования соединений в стальной раме (соединений балки с колонной и соединений колонн) для связывания усилий. Руководство по расчетным значениям сил связи приведено в BS EN 1991-1-7 [4] , приложение A, и в Национальном приложении Великобритании [5] . Требования относятся к классу здания с расчетным значением силы горизонтальной связи, 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 типа подключения

Выбор торцевых соединений балки часто может быть весьма сложным. Относительные достоинства трех типов соединений (концевые пластины частичной глубины, торцевые пластины полной глубины и ребристые пластины) приведены в таблице ниже. Выбор балок и соединений, как правило, является обязанностью подрядчика по металлоконструкциям, который выбирает тип соединения в соответствии с рабочей нагрузкой, экономией и временной устойчивостью во время монтажа.

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
Скошенные 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 ребристых пластин 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

[вверх]Композитные полы

Известно, что взаимодействие с составным 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.

[вверх]Стоимость

Простые соединения всегда дешевле в изготовлении, чем соединения с сопротивлением моменту, потому что они требуют гораздо меньших усилий при изготовлении, 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 цеху стоимость изготовления соединений может составлять от 30% до 50% от общей стоимости изготовления.

Стандартные соединения эффективны в их производстве. Подрядчики по металлоконструкциям оснащают свои мастерские специальным оборудованием, которое увеличивает скорость изготовления, позволяя им производить фитинги и подготавливать элементы намного 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.

[вверх]Стандартные соединения

[наверх]Преимущества стандартизации

В типичной многоэтажной раме со связями на соединения может приходиться менее 5 % веса рамы и 30 % или 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 М20 8.8 болтов с полной резьбой Для некоторых тяжелонагруженных 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, длина катета обычно 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

[вверх]Соединения балка-балка и балка-колонна

Приведенные ниже процедуры проектирования подходят как для ручного расчета, так и для подготовки программного обеспечения.

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

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 i.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.

Еще шесть проверок необходимы для проверки сопротивления 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 балочных соединений. 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 Группа болтов
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 Свободная опорная балка 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 (UKC или UKB)
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

[вверх]Гибкие соединения торцевой пластины

 

Торцевая пластина, соединяющая балку с колонной и балку 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 подключения является относительно недорогим, но имеет тот недостаток, что мало возможностей для настройки на месте. Общая длина балки должна быть изготовлена ​​в жестких пределах, хотя 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 UB 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 опираемой балки
Шаг по вертикали: р 1 =70 мм
Конечное расстояние: e 1 =40 мм
Расстояние до края: e 2 =30 мм
Полые болты
Опорная балка Рекомендуемый размер торцевой пластины
b p × t p
Калибровочный болт
p 3
До 533 UB 180 × 10 90
533 УБ и выше 200 × 12 110
Торцевая пластина: Сталь S275, минимальная длина 0.6 h b1
где h b1 — высота опираемой балки
Шаг по вертикали: р 1 =80 мм
Конечное расстояние: e 1 =45 мм
Расстояние до края: e 2 =45 мм

[верх]Ребристые пластины

 

Соединения балки с ребристой пластиной и колонной и балки с балкой

Соединения с ребристыми пластинами 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.

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.

Соединения оребрения получают свою вращательную способность в плоскости из-за деформации болта при сдвиге, деформации болтовых отверстий в подшипнике и изгиба оребрения вне плоскости. Обратите внимание, что ребристые пластины с длинными выступами имеют тенденцию скручиваться и разрушаться из-за поперечного изгиба при кручении. 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 соединения стандартных ребер

Детали соединений стандартной пластины ребра
Номинальная глубина опорной балки
(мм)
Вертикальные болтовые линии
n 2
Рекомендуемый размер реберной пластины
(мм)
Горизонтальный болтовой интервал, E 2 / E 2 или E 2 / P 2 / E 2
(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: М20 8.8 отверстий диаметром 22 мм
Пластина: Сталь S275, минимальная длина 0,6 h b1 , где h b1 — глубина поддерживаемой балки
Сварка: Две галтели 8 мм для пластин 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 компании 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

 

Стыковое соединение

Соединения колонн в многоэтажном строительстве должны обеспечивать прочность и непрерывность 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 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]Соединения накладок на болтах для двутавровых профилей:

Существует две категории этого типа соединения:

  • тип подшипника
  • без подшипника.


В соединении подшипника типа (см. рис. 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 натяжения можно использовать стандартное соединение, однако стандарт BS EN 1993-1-8 [1] требует, чтобы пластины для сращивания и болты передавали не менее 25 % максимального усилия сжатия в колонка.

Для соединений подшипникового типа критической проверкой, вероятно, будет сопротивление связыванию.

 

Соединения несущих колонн для двутавровых профилей

Соединители, относящиеся к категории без подшипника, тип (см. рисунок ниже), передают нагрузку через болты и соединительные 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, как правило, располагаются непосредственно над уровнем пола, момент от действия распорки считается незначительным.Однако следует учитывать моменты, возникающие в соединениях, расположенных в других местах.

 

Соединения ненесущих колонн для двутавровых прокатных профилей

Соединения колонн должны удерживать соединенные элементы на одной линии, и, где это практически возможно, 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 двутавров

 

Соединение «Крышка и основание» или «Торцевая 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 широкое использование, 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.

Соединения 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).

Основания таких 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 срезной заглушки

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

Доступен инструмент для проектирования базовой пластины.

Основания колонн, как правило, предназначены для передачи усилия от колонны на опорную плиту при непосредственной опоре. 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.

[вверх]Передача горизонтального сдвига

Способ передачи горизонтальных поперечных сил на фундамент изучен недостаточно. 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 углубление может усложнить заливку фундамента, и особое внимание следует уделить операции заливки раствором. Методы проектирования, охватывающие 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.

[вверх]Соединения раскосов

 

Типовое соединение раскосов с косынкой

Элементы жесткости включают в себя плоские поверхности, уголки, швеллеры, двутавровые профили и полые профили. Распорки могут включать в себя элементы распорок, работающие только на растяжение или на растяжение и сжатие. В большинстве случаев раскос прикрепляется 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, т.е. соединения балки остаются номинально штифтовыми
  • Включать эффекты 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.

[вверх]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 затрат на детальный чертеж, изготовление и монтаж 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]Ссылки

  1. 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 920-0.5124 БС ЕН 18: 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.
  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

[вверх]Дополнительная литература

  • Руководство конструктора 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.

[вверх] Ресурсы


Инструменты для проектирования соединений:

[наверх] См. также

Типы соединений стальных балок и их детали

🕑 Время чтения: 1 минута

В конструкциях используются различные типы соединений стальных балок.Соединения стальных балок подразделяются на две группы, а именно каркасные и сидячие соединения. В соединениях рамных стальных балок балка соединяется с опорным стальным элементом через фитинги, тогда как в случае соединений с опорой балка располагается на опоре, как и в случае, когда балка размещается на каменных стенах. В этой статье обсуждаются различные типы соединений стальных балок.

Рис. 1: Различные типы соединений стальной балки с балкой

Рис.2: Соединения между стальными балками

Типы соединений стальных балок Ниже приведены различные типы соединений балок:
  • Болтовые рамные соединения
  • Резьбовые соединения
  • Сварные рамные соединения
  • Сварные соединения седла
  • Соединения торцевой пластины
  • Специальные соединения
  • Простые, жесткие и полужесткие соединения

Соединения стальных балок с болтовым креплением В этом типе соединения стальные балки соединяются с опорными элементами, будь то стальные балки или колонны с углом соединения стенок, как показано на рисунке 3.

Рис. 3: Болтовое соединение стальной балки

Обычно соединение проектируется с учетом нагрузок на конце балки. При проектировании соединения необходимо учитывать прочность, тип и размер крепежных элементов, а также прочность основных материалов. Минимальная длина соединительного уголка должна быть не менее половины ширины стенки балки в свету. Эта мера предназначена для обеспечения достаточной жесткости и стабильности. Существуют различные стандартные размеры болтовых рамных соединений, а также их пропускная способность, предусмотренная кодами.Целью такого стандартизированного соединения является увеличение скорости проектирования. Рекомендуется использовать минимальное соединение, достаточное для того, чтобы выдержать приложенную нагрузку, чтобы сделать конструкцию максимально экономичной.

Стальная балка с болтовым креплением Существует два основных типа болтовых посадочных соединений, включая неусиленные болтовые посадочные соединения и усиленные болтовые посадочные соединения, как показано на Рисунке 4 и Рисунке 5.

Рис.4: Неукрепленное болтовое соединение седла

Рис. 5: Жесткое болтовое соединение седла

Если реакции на концах балки велики, то рекомендуется рассмотреть усиленные соединения седла, поскольку они имеют достаточную способность противостоять большим усилиям, в то время как способность соединения неукрепленного седла ограничена из-за ограниченной способности изгиба опоры уголка седла, которая заедает. выходит горизонтально. Самым выдающимся преимуществом соединения сиденья является то, что балка может быть изготовлена ​​экономично, а сиденье обеспечивает немедленную поддержку во время монтажа.Функция верхнего уголка, используемого в соединении сиденья, состоит в том, чтобы предотвратить случайное вращение балки. Стоит отметить, что данный вид подключения не требует значительной технологической детализации. Болтовые соединения желательны с экологической точки зрения, поскольку конструкцию можно демонтировать, а элементы можно использовать в других проектах. Кроме того, болтовые соединения могут быть легко установлены.

Соединение стальной балки с сварным каркасом Как и два других типа балочных соединений, сварные рамные соединения различных размеров с их грузоподъемностью доступны и предоставляются кодами.Сварной шов соединения подвергается прямому сдвиговому напряжению и напряжению, вызванному нагрузками на балку, влияющими на рисунок сварного шва. Поэтому эти напряжения необходимо учитывать. Очевидно, что часть сварочных работ выполняется в сложных условиях, поскольку трудно добиться высокого качества сварки из-за движений стальных элементов, вызванных ветром или другими факторами.

Сварные соединения стальных балок седла Оно похоже на болтовое посадочное соединение, но для крепления используется сварка, а не болты.Нагрузки на балку эксцентрично воздействуют на рисунок сварного шва и создают напряжения. Таким образом, как и сварные рамные соединения, такие напряжения необходимо учитывать. Типы сварных соединений седла включают неусиленное седло и усиленное седло. Первый используется в случае малых приложенных нагрузок, тогда как последний подходит в случае больших нагрузок. Рекомендуется использовать болты для соединения нижней полки балки с седлом. Эти болты можно снять или оставить на месте после завершения процесса сварки.Сварное соединение нежелательно с точки зрения окружающей среды и рабочих. Это связано с тем, что такое соединение не может быть легко демонтировано или возведено.

Соединение стальной балки торцевой пластины Этот тип соединения стал возможен благодаря использованию сварочного искусства. Торцевая пластина соединена со стенкой балки посредством сварного шва, поскольку ее мощность и размер определяются способностью к сдвигу стенки балки, примыкающей к сварному шву. Нагрузка, приложенная к соединению на конце стержня, не имеет эксцентриситета.Существуют различные типы соединений торцевых пластин, включая гибкие, полужесткие и жесткие соединения торцевых пластин. Следует знать, что изготовление и раскрой следует проводить с особой тщательностью, чтобы избежать ошибок. Например, обрезка балок по длине должна быть максимально точной. Наконец, соединения с торцевыми пластинами не подходят для высоких стальных конструкций.

Соединения балок из специальной стали Этот тип соединений используется в случае, когда расположение конструктивного элемента таково, что стандартные соединения не могут быть использованы.Например, углы пересечения могут отличаться в определенной степени, а также когда центры балок смещены от центров колонн. Примеры специальных соединений включают рамку с изогнутой пластиной, одинарную стеновую пластину, одностороннюю рамку, уравновешенную пластину стенки и соединение типа Z. Способность соединений передавать моменты на колонны зависит от степени жесткости соединений. Чем выше степень жесткости соединения балок, тем больше возможность передачи моментов на колонны. Если соединение предназначено для передачи моментов, то оно должно выдерживать поперечные усилия от балки и передавать моменты на колонны. Подробнее: Какие существуют типы каркасных систем из конструкционной стали? Типы систем перекрытий для многоэтажных металлоконструкций Строительство фундаментов, колонн, балок и перекрытий стальных каркасных конструкций Свойства конструкционной стали для проектирования и строительства стальных конструкций

Каталожные номера:
  1. Д.Г. Браун, Д.С. Айлес, Э. Яндзио. Конструкция стального здания: каркасы средней высоты со связями: в соответствии с Еврокодами и Национальными приложениями Великобритании.Институт стальных конструкций. Беркшир, с. 72-75. 2009 г. (стр. 365).
  2. Фредерик С. Мерритт, Джонатан Т. Рикеттс. Справочник по проектированию и строительству зданий. 6-й. изд. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл, 2001.
  3. .
  4. Стальной каркас. 2016. По состоянию на 28 октября 2017 г.

Соединение двутавровых балок вместе

Всем привет, впервые в Weldin’ Web. Краткое вступление: недавно выписанный ветеринар, начал работать в бизнесе по монтажу металлоконструкций после сжигания, нет, потребления, некоторого счета GI, чтобы пойти в школу сварщиков.У меня есть сертификат AWS D1.1, и меня уволили уже несколько недель, и поэтому я практиковался в пайпе (в надежде получить больше и более высокооплачиваемую работу) и наверстать упущенное в моем списке услуг для друзей.

Этот пост об одной из их милостей… (любая грамматическая полиция… уходите)

Итак, я был… (должен начать эту историю правильно)

Итак, я был на свалке, воровал запчасти для моего грузовика, потому что довольно редко можно найти 7.3 на свалке, из которого не полностью выпотрошили все хорошее.В верхней части двора у них была куча того, что выглядело как двутавровые балки диаметром 8 или 10 дюймов, длиной 10 футов и шириной примерно 6 дюймов сверху и снизу. Кто разбирается в правильной терминологии, пожалуйста, поправьте меня, и я научусь кое-чему. Поговорил с моим другом, который работает на верфи… Я могу получить балки по стоимости металлолома… круто, это дешево… чертовски дешевле, чем покупать новые балки.

Так или иначе, мой друг собирается убрать пару несущих стен в своем доме, чтобы сделать большую и открытую комнату внизу, и это, по сути, сведется к установке стального пролета, который выдержит нагрузку. .Теперь у меня есть инженерное образование, и, надеюсь, однажды я вернусь, чтобы получить степень, но я еще НЕ НАЧАЛ вычислять, какие нагрузки задействованы, и о какой балке мы говорим, чтобы нести эту нагрузку. на пролете примерно 30 футов. Я собираюсь проконсультироваться с компетентным инженером (моя двоюродная сестра… она инженер-строитель мостов, со штампом), чтобы узнать, какие нагрузки у нас есть для этого пролета, и какой размер стали вырежет горчицу.

Вот мои предположения (и только предположения) на данный момент: стали на свалке будет более чем достаточно, и что два правильно выполненных сварных стыка сохранят расчетную прочность стальной балки такого размера, за вычетом того, что говорят инженеры. сварной шов будет.Вопрос, который у меня есть, заключается в том, как правильно подготовить концы, чтобы сделать мою длинную балку. Я буду использовать 100% проникновение, 6010 для закрепки и корневого прохода, 7018 плоское положение (так как я смогу повернуть луч) для всех остальных проходов до шапки. Теперь я могу просто скосить каждый конец балки под углом 22,5-30 градусов с помощью горелки, а затем приварить V-образную канавку и поставить на нее хороший колпачок 1/8 дюйма? Или мне придется отрезать концы придают определенную форму, а затем соединяют их встык? Каков правильный и приемлемый способ сварки более коротких балок? Является ли зона термического влияния проблемой, и снижает ли это общую оценку готовой балки по сравнению со свежей, непрерывной балка нужной длины?

Я никогда не сталкивался с изготовлением более длинной балки из более короткой балки, так как все это определяется и изготавливается в производственной мастерской до того, как попадет в работу.Я просто полагаю, что если я смогу получить эту сталь по такой низкой цене, ее не только будет легче перевозить на моем двухосном прицепе-тягаче, это сэкономит моему другу значительное количество добычи, и он даст мне значительное количество пива и денег на пиво взамен.

Концептуальное моделирование соединений транспортных средств и балочных конструкций с помощью динамических методов на основе конечных элементов

В этой статье представлены динамические методологии, позволяющие получить концептуальные модели автомобильных балок и соединений, которые выгодно отличаются от существующих литературных методов с точки зрения точности, простота реализации и вычислительные нагрузки.Для концептуальных балок предлагаемый метод основан на динамическом методе конечных элементов (КЭ), который оценивает характеристики жесткости эквивалентных одномерных элементов балки с использованием собственных частот, вычисленных путем модального анализа подробной трехмерной конечно-элементной модели конструкции. Затем концептуальные лучи соединяются друг с другом с помощью концептуального соединения, которое получается с помощью метода динамического сокращения, в котором используются его нормальные режимы вибрации. Сокращение стыка улучшено за счет применения нового элемента сопряжения балка-стык, способного точно интерполировать узловые смещения внешнего контура сечения для получения смещений и поворотов центрального узла соединения.Предложенный подход проверяется на типичном для кузовостроения случае применения: анализ конструкции, образованной тремя точечно сваренными тонкостенными балками, соединенными стыком.

1. Введение

Виртуальные модели, полученные с помощью инструментов автоматизированного проектирования (CAE), играют фундаментальную роль в процессе разработки сложных продуктов, поскольку они позволяют инженерам прогнозировать различные характеристики производительности, избегая использования дорогостоящих физических прототипов и тем самым сокращая время процесса проектирования.В частности, в области автомобильной промышленности характеристики, связанные с шумом, вибрацией и жесткостью (NVH), трудно улучшить на последних этапах процесса разработки без возникновения конфликтов с другими требованиями к транспортным средствам. По этой причине многие исследователи разработали методологии прогнозного концептуального моделирования, которые можно использовать для прогнозирования и улучшения конструкции транспортного средства, начиная с этапа концепции.

В данной статье основное внимание уделяется методам концептуального моделирования, касающимся сведения эквивалентной упрощенной модели детализированного кузова автомобиля в белом (BIW), что позволяет резко сократить требуемые вычислительные ресурсы и время, необходимое для его модификации.

Сокращение подробных 3D-моделей КЭ может опираться на различные коммерческие решатели конечных элементов, доступные сегодня (такие как Nastran, Abaqus и Ansys), которые предоставляют библиотеки упрощенных элементов (1D-балочные элементы, суперэлементы и т. д.). В литературе имеется несколько подходов, позволяющих упростить основные конструктивные элементы БИС, такие как балочные конструкции и соединения.

Что касается моделей элементов, имеющих глобальное поведение, подобное балке, основные методологии преобразования 3D-элемента в 1D-элемент с эквивалентными характеристиками можно сгруппировать в три категории: геометрические , статические на основе конечных элементов и динамические на основе конечных элементов подходов.Методы геометрического концептуального моделирования основаны на геометрическом анализе поперечных сечений балок [1–3]. Свойства массы и жесткости эквивалентного одномерного элемента балки рассчитываются путем анализа распределения массы вдоль сечения и рассмотрения того, имеет ли сечение замкнутую форму с одним или несколькими соединениями.

Вместо этого в статических методах на основе КЭ [4, 5] набор вариантов статической нагрузки генерируется путем приложения изгибающих, скручивающих и осевых нагрузок в концевых сечениях каждого сегмента балки.Для некоторых поперечных сечений балки создаются центральные узлы, которые соединяются с другими узлами в тех же поперечных сечениях с помощью элементов многоточечной связи (MPC), которые являются жесткими для двух концевых сечений и интерполяционными для крайних сечений. промежуточные секции. Таким образом, внешние и реактивные нагрузки приложены непосредственно к центральному узлу концевых сечений, а жесткие элементы передают их на остальную часть конструкции, а интерполирующие элементы позволяют оценить линейную упругую деформацию центральной линии балки.Наконец, свойства жесткости эквивалентной одномерной балки оцениваются путем применения линейных упругих соотношений нагрузка-деформация конструкции балки, начиная со статических деформаций, предсказанных путем анализа подробной трехмерной модели. Схема, иллюстрирующая статический метод на основе КЭ, показана на рис. моменты инерции, модуль кручения и т.д.) эквивалентных одномерных балочных элементов оцениваются с использованием собственных частот, рассчитанных модальным анализом подробной трехмерной конечно-элементной модели конструкции. Его основные преимущества заключаются в том, что любые возможные неоднородности и изменения, которые могут возникнуть вдоль балки и которые влияют на ее жесткость, учитываются во время расчета, так что предлагаемый метод дает преимущество в точности по сравнению с методами предшествующего уровня техники.

Автомобильные соединения являются второй основной частью BIW, которую необходимо концептуализировать.В настоящее время наиболее распространенные методы основаны на уменьшении соединения в суперэлементе (SE), которое определяется уменьшенными матрицами жесткости и массы. Чтобы гарантировать структурную непрерывность между балками и соединениями во всей концептуальной конструкции, интерфейс между концептуальной 1D-моделью балки и подробной 3D-моделью стыка создается перед применением сокращения стыков. Последнее затем достигается путем объединения жесткости и массовых свойств соединения с узлами на стороне балки каждой границы раздела балка/соединение, как это будет объяснено в разделе 2.Таким образом, в процессе редукции центральные узлы интерфейсов балки/соединения представляют главные степени свободы (DOF), которые необходимо сохранить, в то время как степени свободы узлов, принадлежащих 3D-FE-структуре соединения, удаляются (подчиненные DOF). . На рис. 2 показана типичная конструкция BIW коммерческого автомобиля, а также типичный элемент соединения и балки, используемый в автомобильных кузовах. На этом же рисунке также проиллюстрирован график, показывающий общую схему предложенной здесь методики для одномерного моделирования балок и SE-представления соединений.Методы сокращения на SE можно разделить на два типа: статические и динамические. Восстановление Guyan [7] является наиболее распространенным методом статической конденсации. Он возвращает точную приведенную матрицу жесткости и аппроксимированную матрицу масс, используя некоторые статические соображения между главными узлами соединения. Наоборот, все динамические методы используют нормальные формы колебаний конструкции, но отличаются друг от друга применяемыми граничными условиями и выбором векторов обогащения в дополнение к нормальным формам.Двумя хорошо зарекомендовавшими себя примерами являются фиксированный интерфейс Craig-Bampton [8] и подход MacNeal [9]. В первом подходе, который используется в представленном здесь исследовании, нормальные режимы вычисляются со структурой, зажатой на интерфейсах соединения, в то время как векторы обогащения определяются как режимы ограничений. Последний метод использует нормальные моды компонента в свободно-свободных условиях, а векторы обогащения состоят из мод остаточной гибкости.


Эти методы динамического сокращения надежны и просты в реализации.Однако в конкретном применении тонкостенных автомобильных соединений точность этих методов сильно зависит от типа моделей соединения, которые используются на каждой границе раздела балка-соединение. Жесткие соединительные элементы, такие как элементы Nastran RBE2 [10], могут сделать всю конструкцию чрезмерно жесткой, в то время как интерполяционные элементы общего назначения, такие как элементы Nastran RBE3 [10], могут привести к грубым неточностям, особенно в отношении жесткости на кручение.

По этой причине здесь предлагается и проверяется новый многоточечный соединительный элемент (MPC), чтобы преодолеть ограничения стандартных соединительных элементов и получить более точные концептуальные модели автомобильных шарниров.Предложенный МПК позволяет соотнести перемещения и повороты зависимого узла (т. е. центрального узла концевого участка соединения) с перемещениями узлов периферийного участка. Эти отношения основаны на статических соображениях и возвращают матрицу преобразования, процесс реализации которой подробно объясняется. Чтобы проверить повышенную точность предлагаемой модели, был проведен сравнительный анализ конструкции, в которой концептуальные соединения уменьшены за счет использования жестких крестовин в качестве соединительных элементов, и конструкции, в которой используются новые соединительные элементы MPC.

Статья организована следующим образом. Раздел 2 описывает математическое определение нового соединительного элемента. Раздел 3 описывает подробную 3D-модель и концептуальную 1D-модель конечного элемента конструкции с точечной сваркой, которые используются для целей проверки. Результаты динамической проверки представлены в разделе 4, демонстрируя улучшения, которые можно получить с помощью предложенных соединительных элементов. Раздел 5 завершает документ обзором достигнутых результатов и обзором предполагаемых следующих шагов.

2. Определение нового соединительного элемента MPC

В этом документе определяется новый соединительный элемент MPC, который позволяет создать интерфейс между концептуальной 1D-моделью балки и подробной 3D-моделью стыка, как показано на рисунке 3. Для для этого кинематические зависимости между перемещениями и поворотами узла балки (зависимого узла соединительного элемента) и перемещениями узлов детализированной 3D КЭ модели стыка на стыковочном сечении (независимые узлы соединительного элемента) выводятся в виде матрицы преобразования с использованием статического подхода, основанного на условиях равновесия [11].Основная идея состоит в том, чтобы получить вторую матрицу преобразования, которая определяет взаимосвязь между суммарными силами в центральном узле интерфейса балка/стык и узловыми нагрузками по сечению с учетом теоретических полей напряжений, возникающих из предположений Сен-Венана относительно осевые, изгибные, сдвиговые и крутильные нагрузки для балочной конструкции [12]. В линейном упругом поле эту корреляцию нагрузок можно инвертировать, возвращая искомую кинематическую зависимость.


Матрица преобразования получается путем вычисления произведения двух подматриц: (i) матрицы восстановления напряжения , которая соотносит напряжения сечения, приложенные к узлам элементов оболочки, и результирующие нагрузки, приложенные к центральному узлу эквивалентного 1D элемента балки, используя соотношения нагрузки и напряжения Сен-Венана для балочных конструкций; (ii) матрицу узловых нагрузок формы , которая связывает все узловые силы и узловые напряжения сечения, используя функции формы линейные конечные элементы.

В следующих подразделах каждая из этих матриц подробно описана и объяснена.

2.1. Матрица восстановления напряжения

Начиная с результирующей секционной нагрузки на границе раздела, матрица восстановления напряжения определяется предположениями о линейно-упругом, однородном и изотропном материале. Во-первых, предполагается, что толщина достаточно мала по отношению к размерам поперечного сечения, что позволяет использовать свойства распределения напряжений тонкостенных балок.

Кроме того, для конструкции, сваренной точечной сваркой, которая открыта в некоторых поперечных сечениях, но закрыта в тех областях, где применяется точечная сварка, общее поведение можно предположить таким же, как и для закрытого сечения; по этой причине используются уравнения напряжений для замкнутых тонкостенных сечений. Для трехмерной модели балки зависимость напряжения от нагрузки для каждого случая простой нагрузки может быть записана в сечении интерфейса относительно системы отсчета, расположенной в центре тяжести, с — осью , направленной вдоль продольной нейтральной оси и — и — оси вдоль главного и вторичного направлений изгиба соответственно.Матричное соотношение может быть задано следующим образом: где – вектор узловых напряжений, – матрица восстановления напряжения, – вектор полных сил, приложенных к центральному узлу. В частности, (1) для общего прямоугольного сечения можно детализировать следующим образом:

Физический смысл каждого параметра приведен в табл. 1.


— общая площадь тонкостенного поперечного сечения — площадь, охватываемая средней линией периметра и – координаты положения узла i ; оси и -го узла и – поперечные моменты инерции относительно х – и у – оси
р – коэффициент, равный 1 на верхней горизонтальной стенке, −1 на нижнем 0.5 на узлах на пересечениях и 0 на вертикальных стенах. q — коэффициент, равный 1 на правой вертикальной стене, −1 на левой, 0,5 на узлах на пересечениях и 0 на горизонтальных стенах.

Верхний индекс указывает глобальный номер узла. Для переходной области между двумя разными значениями толщины задается среднее значение в узле между двумя соседними элементами оболочки. Обратите внимание, что влияние отдельных нагрузок считается несвязанным; кроме того, не учитывается вклад линейных касательных напряжений, перпендикулярных направлению сдвига, поскольку их глобальное влияние на перемещения и повороты центрального узла равно нулю, а также глобальное влияние деформаций при кручении [13] .На рис. 4 показано распределение напряжений в этих двух случаях.

2.2. Матрица узловых нагрузок формы

Матрица узловых нагрузок формы обеспечивает взаимосвязь между узловыми силами и узловыми напряжениями трехмерной модели балки. Сначала исследуются узловые нагрузки на один элемент оболочки на границе раздела. Это билинейный 4-узловой элемент оболочки, тогда для интерфейса необходимо учитывать только два узла ( и ) (рис. 5).


Распределения напряжений на границе раздела элементов находятся путем усреднения узловых напряжений узлов   и .Тогда средние напряжения элемента , , и , в , , и направлениях соответственно можно записать следующим образом:

Поскольку средние напряжения на границе раздела постоянны, узловые нагрузки для и могут быть рассчитаны с использованием функций формы, что дает где — площадь элемента, указывает на функцию формы, а — локальная координата, используемая для измерения длины элемента.

Те же самые отношения справедливы для всех других элементов вдоль интерфейса, и тогда может быть получена собранная матричная зависимость между узловыми силами и узловыми напряжениями: где – вектор полных узловых усилий, – форма матрицы узловых нагрузок, – вектор полных узловых напряжений.В расширенной записи (5) можно переписать следующим образом:

Обратите внимание, что для открытых сечений силы, приложенные к внутренним узлам, получают вклад средних напряжений, относящихся к обоим соседним элементам; вместо этого внешние узлы принадлежат одному элементу, и тогда их значения значительно ниже. Поэтому, комбинируя (1) и (5), можно получить связь между полными силами в центральном узле и узловыми силами на внешнем контуре сечения: где обозначает максимальное количество узлов на интерфейсе.

Чтобы получить матрицу, которая связывает одномерные смещения и повороты балки и трехмерные значения смещения на границе раздела, предполагается линейная зависимость между силами и смещениями. Таким образом, достаточно транспонировать: Искомое кинематическое соотношение можно записать следующим образом: где – вектор узловых перемещений и поворотов узла балки, – вектор узловых перемещений трехмерной конечно-элементной модели.

3. Случай применения

В этом разделе описывается модель применения, на которой был проверен предлагаемый новый соединительный элемент.Геометрия эталонной трехмерной структуры описана в разделе 3.1. После этого в разделе 3.2 описывается концептуальная модель конструкции в 1D.

3.1. 3D-модель Описание

Прикладная 3D-модель состояла из трех балок, соединенных шарниром. Каждая балка имела длину один метр и определялась двумя тонкостенными листами С-образного сечения, геометрия и размеры которых показаны на рис. 6(а). Поперечное сечение имело вертикальную ось симметрии, а центр тяжести считался совпадающим с центром сдвига.Это предположение очень важно по двум причинам. Во-первых, потому что он позволяет обработать детализированные трехмерные балки динамическим методом, используя несвязанные дифференциальные уравнения для изгибных и крутильных колебаний. Кроме того, это также позволяет рассматривать эффекты, связанные с различными напряжениями в соединении, как несвязанные. Поскольку толщина листа была намного меньше, чем два поперечных размера, можно было создать сетку для каждого элемента балки, используя конечные элементы оболочки с 4 узлами. Три балки пересекаются в стыке, имеют одинаковое поперечное сечение и также моделируются элементами оболочки.


Таким образом, эта конструкция состояла из двух частей, верхней и нижней, отделенных друг от друга. Эти части были соединены набором равномерно расположенных точек сварки вдоль каждой из продольных стенок. Расстояние между точечными швами выбрано по типовой схеме в автомобильных балках, то есть равное 100 мм. Каждая точка сварки была создана как небольшой объемный элемент Hexa, соединенный с угловыми узлами фланцев с помощью общих элементов интерполяции (рис. 6(b) и 6(c)). Структурирует среду LMS Virtual. Лабораторное программное обеспечение [14] использовалось для создания всей КЭ модели.

Материал, выбранный для модели, предполагаемой однородной и изотропной, представлял собой типичную сталь со следующими свойствами: (i) модуль упругости:   МПа; (ii) коэффициент Пуассона: ; (iii) массовая плотность: тонна/мм 3 .

Чтобы сравнить детальную 3D-модель КЭ и концептуальную структуру также с точки зрения модальных форм, в 3D-структуре была создана центральная линия балки путем определения надлежащего количества центральных узлов, расположенных на расстоянии 100 мм друг от друга. вдоль продольного направления луча.Каждый центральный узел был соединен с узлами детальной 3D-модели в том же поперечном сечении (граничными узлами) с помощью интерполяционного элемента RBE3, так что модальные смещения каждого центрального узла были оценены путем интерполяции модальных смещений границы узлы. На рис. 7 показана полная подробная 3D-модель конструкции.


3.2. Описание концептуальной модели

Для определения концептуальной структуры были созданы упрощенные концептуальные модели соединения и трех балок.Для балок использовался динамический метод на основе конечных элементов для оценки эквивалентных свойств поперечного сечения [6].

Основное преимущество метода заключается в том, что он учитывает все возможные разрывы и вариации (например, точечные сварные швы), которые могут возникнуть вдоль балки и которые влияют на ее жесткость, особенно при нагрузках на кручение. Этот метод состоит из двух основных этапов: (1) во-первых, собственные частоты данной балочной конструкции оцениваются посредством модального анализа подробной трехмерной конечно-элементной модели в свободно-свободных условиях; (2) во-вторых, жесткостные свойства поперечного сечения были получены из частот изгиба и кручения с использованием дифференциальных уравнений колебаний балки [15].

В частности, для оценки свойств сечения балки был использован алгоритм неограниченной нелинейной минимизации (симплексный алгоритм Нелдера-Мида [16]). Реализованная целевая функция состояла в минимизации квадрата суммы разностей между эталонным вектором частот, полученным из подробной трехмерной модели КЭ, и вектором частот, итеративно вычисленным путем применения нелинейных уравнений, полученных из модальной модели луча [6]. Для исследуемой модели балки с точечной сваркой эквивалентные параметры жесткости, оцененные для концептуальных балок 1D, перечислены в таблице 2.На рис. 8(а) показана концептуальная модель до уменьшения сустава.

91 572 91 573 91 572 91 5730
Параметры Значения для модели пучка 1D
178 мм 2
0144
0104
69420 мм 4
48164 мм 9023 9
25702,80 мм 4
3 094 E + 08 мм 6

Вместо этого для репозиции суставов был применен метод фиксированного интерфейса Крейга-Бэмптона следующим образом; в окончательной концептуальной модели соединение было представлено SE, состоящим из матрицы жесткости и массы, объединенной в набор главных узлов, который включает один узел на стороне балки каждого интерфейса балка/соединение.Таким образом, приведение Крейга-Бэмптона было реализовано с помощью программного обеспечения Nastran [17], путем сохранения степеней свободы центральных узлов на трех интерфейсах балки/соединения в качестве основных, а степени свободы узлов, принадлежащих к подробной 3D-модели конечного элемента соединения, в качестве раб. На рис. 8(b) показана концептуальная структура, где SE-представление сустава заменяет подробную трехмерную модель сустава, гарантируя структурную непрерывность всей концептуальной модели. Были созданы две различные концептуальные модели соединения: в одной модели динамическое сокращение Крейга-Бэмптона было применено к подробной 3D-модели конечных элементов с жесткими элементами RBE2 на каждой границе раздела балка/соединение; в другой модели предложенные элементы MPC использовались для соединения центрального узла с узлами, размещенными на поперечном сечении на каждом интерфейсе.

Обратите внимание, что область стыка была определена таким образом, что расстояние от каждой границы раздела до центра стыка было достаточно большим (в данном случае 100  мм), чтобы избежать любого нарушения предположений о балке Сен-Венана. Также обратите внимание, что подробная 3D-модель имеет более 60 000 степеней свободы (DOF), в то время как концептуальная модель имеет только 180 степеней свободы, что позволяет значительно сократить время вычислений, необходимое для моделирования конечных элементов.

4. Динамическая проверка

Был проведен динамический анализ, чтобы показать улучшения прогнозной точности концептуальной структуры с предлагаемыми элементами соединения MPC.Модальный анализ КЭ в свободно-свободных условиях был выполнен с использованием программного обеспечения Nastran в качестве решателя КЭ, чтобы сравнить, с точки зрения собственных частот и форм колебаний, подробную 3D-модель с двумя разными концептуальными моделями. В обеих концептуальных моделях свойства эквивалентных одномерных балочных элементов были оценены с использованием метода динамического конечного элемента, описанного в разделе 3.2. В первой концептуальной конструкции уменьшение стыка было достигнуто за счет использования техники Крейга-Бэмптона и жестких соединительных элементов RBE2; во втором использованы предложенные соединительные элементы MPC.В таблице 3 представлены собственные частоты первых 12 глобальных мод, оцененные для детализированной и двух эквивалентных концептуальных моделей КЭ, а также процентные различия между каждой концептуальной моделью и эталонной структурой. Диагональные значения матрицы модального критерия гарантии (MAC) [18], полученные в среде Noise and Vibration LMS Virtual. Лаборатория, также сообщается.


03

Режим n . Частота 3d модель (Гц) Концепция модель с RBE2 Концепция модель с новой MPC
Частота 1D Модель (HZ) Разница частоты (%) 3D — 1D Mac Nations Freq . 1D модель (Гц) Разница частоты (%) 3D — 1D Mac Value

1 41,63 41,85 0,53% 0 , 99 40,40-2,97% 97% 0,99
2 55,46 55,75 0,17% 0,17% 54 , 86 -1,09% 0,99
3 79 2 9 79,23 79 44 9 0,26% 0,99 99 78,77 — 0,59% 0,99 0,99
1-й Flex-Tors 4 188,52 229 57 21,77% 0,96 179 99 179 99 -4 , 53% 0,99 99
2-й Flex-Tors 5 196,49 225,76 14,90% 0,90 190,38 -3,11% 0,96
6 197,18 197,18 197 59 0,19% 0,977 194,60-1,31 % 0,98 0,98
7 256,67 256,90 0,09% 0,97 0,97 256 01 -0,26% 0 99
3RD Flex-Tors 8 266,65 396,93 38,73% 0,86 260,47 260,47-2,32% 0,98
4-й Flex-Tors 9 285,98 364,37 27,41% 27,41% 0,62 280,23 -2,01% 0,90
10 293,74 292,37 292,37 -0,47% 0,95 289,72-1,37%-1,37% 0,97
11 9 0240 382,43 382,43 397,78 4,01% 0,93 391,22 2,30% 2,30% 0,84
12 410,85 417,10 1,52% 0,99 406,66-1,02% 0,99


Средние 9,09% 1,91% 38,77% 4,53%

Можно заметить, что концептуальная модель с жесткими соединительными элементами очень точно аппроксимирует первые формы вибрации с точки зрения частот и значений MAC, касающихся, в частности, осевых и изгибных колебаний; однако для режимов изгиба-кручения можно оценить существенные различия между концепцией и подробной 3D-моделью с максимальным и средним значением 38.73% и 9,09% соответственно. Это означает, что жесткость соединения завышена, особенно когда границы раздела подвергаются деформациям при кручении. Вместо этого вторая концептуальная структура, в которой использовались предложенные соединительные элементы MPC, показывает хорошую точность для всех режимов с максимальным и средним значением разницы 4,53% и 1,91% соответственно. В частности, для режимов, включающих деформацию кручения на одном или нескольких интерфейсах соединения/балки, вторая концептуальная модель до 16 раз точнее, чем первая концептуальная модель.

5. Выводы и перспективы

В этой статье были предложены и проверены новые методологии концептуального моделирования, позволяющие повысить точность концептуальных моделей балок и соединений. Для эквивалентных одномерных балочных элементов был применен динамический метод на основе конечных элементов, способный определить эквивалентные характеристики концептуальных моделей балок, начиная с собственных частот изгиба и кручения сложных трехмерных моделей балок. Вместо этого для совместного концептуального моделирования использовался подход динамического сокращения Крейга-Бэмптона.Этот метод очень быстрый и точный, но на него сильно влияет соединительный элемент КЭ между центральными и периферийными узлами секций сопряжения стык/балка. По этой причине был определен и реализован новый элемент соединения с многоточечной зависимостью для интерполяции перемещений периферийных узлов и получения перемещений и поворотов центрального узла с повышенной точностью по сравнению с обычными соединительными элементами, такими как жесткие крестовины.

Для оценки точности предлагаемого метода был проанализирован случай применения, состоящий из трехмерной конструкции, в которой три балки, сваренные точечной сваркой, соединены стыком с одинаковой геометрией поперечного сечения.Путем сравнения двух различных концептуальных моделей (одна с использованием жесткого RBE2, а вторая с использованием новых соединительных элементов MPC для уменьшения стыка в SE) с подробной трехмерной моделью с точки зрения собственных частот и значений MAC было доказано, что предложенный метод хорошая предсказательная точность. Это подтвердило, что предлагаемые соединительные элементы МПК позволяют более точно оценить массо-жесткие характеристики приведенного шарнира в каждом концевом сечении, чем с жесткими крестовинами.

Предлагаемые методологии были разработаны с целью раннего прогнозирования статического и динамического поведения кузовов транспортных средств уже на концептуальной стадии цикла разработки.Однако стоит отметить, что такие методы концептуального моделирования можно использовать и в других областях применения.

Следующие шаги этого исследования будут направлены на расширение применимости предлагаемого метода к структурам с общей формой поперечного сечения. Если исключить допущение о двойной симметрии, необходимо учитывать сопряженные эффекты кручения и изгиба при расчете как эквивалентных свойств одномерной балки, так и коэффициента элементов соединения балки/соединения MPC.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в связи с публикацией данной статьи.

Благодарности

Авторы благодарят Европейскую комиссию за поддержку проекта Марии Кюри IAPP «INTERACTIVE» (Инновационные методы концептуального моделирования для многоатрибутной оптимизации активных транспортных средств) с номером контракта 285808; см. http://www.fp7interactive.eu.

Как определяются нагрузки для соединений с несколькими второстепенными балками в Advance Design Steel Connection? · Преимущество Graitec

Существует несколько соединений, таких как « Двойной боковой зажим » или некоторые соединения из категории « Раскосы », которые имеют две или три второстепенные балки, соединенные с главной балкой.Считается, что расчетные усилия относятся к второстепенной балке, поэтому пользователь должен определить усилия для каждой второстепенной балки.

В качестве примера используется соединение « Косынка для 3 диагоналей ».

Первым шагом является определение второстепенных лучей.

Расчетные усилия генерируются с использованием сочетаний нагрузок.
Варианты нагрузки должны быть определены с помощью команды « Forces » из панели инструментов « Tools «.После этого необходимо определить сочетания нагрузок.

Появится окно » Нагрузки — Второстепенная балка 1 «, и загружения будут определены с соответствующими значениями для первой второстепенной балки.

В этом случае определяются следующие загружения: стационарное, динамическое и ветровое. Варианты нагрузки, определенные для первой второстепенной балки, будут такими же, как и для второй или третьей второстепенных балок.Варианты нагрузки будут иметь независимые значения для каждой второстепенной балки.

В левой нижней части окна « Нагрузки — Второстепенная балка 1 » доступны параметры, используемые для изменения второстепенной балки. Используя эти параметры, можно выбрать вторую второстепенную балку. Имя окна автоматически изменится на « Нагрузки-Второстепенная балка 2 », и можно будет вставить конкретные значения:

Конкретные значения третьего вторичного луча можно вставить аналогичным образом.

После определения загружений для каждой второстепенной балки необходимо создать загружения.
Варианты нагрузки обеспечат расчет усилий для каждой второстепенной балки. Эти усилия можно просмотреть в окне свойств соединения:


Почему I-образные балки используются в конструкциях из конструкционной стали?

Двутавровая балка, также называемая двутавровой балкой, широкой балкой, W-образной балкой, универсальной балкой (UB) и балкой из катаной стали, является предпочтительной формой для конструкций из конструкционной стали.Конструкция и конструкция двутавровой балки делают ее уникальной, способной выдерживать различные нагрузки.

Инженеры широко используют двутавровые балки в строительстве, формируя колонны и балки различной длины, размеров и спецификаций. Как производитель стали на Среднем Западе, Swanton Welding имеет опыт изготовления двутавровых балок и других типов компонентов из конструкционной стали.


Форма и конструкция двутавровой балки

Двутавровая балка состоит из двух горизонтальных плоскостей, известных как полки, соединенных одним вертикальным компонентом или стенкой.Форма фланцев и стенки создают I-образное или Н-образное поперечное сечение. В большинстве двутавровых балок используется конструкционная сталь, изготовленная производителем стали, но некоторые из них сделаны из алюминия. Инфраметаллические конструкции, такие как углеродистая конструкционная сталь и высокопрочная низколегированная конструкционная сталь, имеют различное применение — например, для каркаса зданий, мостов и общего конструкционного назначения.

Двутавровые балки бывают разного веса, глубины сечения, ширины полки, толщины стенки и других характеристик для различных целей.При заказе двутавров покупатели классифицируют их по материалу и размерам. Например, балка 11×20 I будет иметь толщину 11 дюймов и вес 20 фунтов на фут. Строители выбирают определенные размеры двутавровых балок в соответствии с потребностями конкретного здания. Строитель должен учитывать множество факторов, таких как:

  1. Прогиб. Строитель выберет толщину, чтобы свести к минимуму деформацию балки.
  2. Вибрация. Определенная масса и жесткость выбраны для предотвращения вибраций в здании.
  3. Изгиб. Прочность поперечного сечения двутавровой балки должна соответствовать пределу текучести.
  4. Изгиб. Фланцы выбраны таким образом, чтобы предотвратить местное изгибание, боковое изгибание или кручение.
  5. Напряжение. Строитель выбирает двутавровую балку с такой толщиной стенки, которая не выйдет из строя, не прогнется и не деформируется под напряжением.

Конструкция двутавровой балки позволяет ей изгибаться при высокой нагрузке, а не изгибаться. Чтобы добиться этого, большая часть материала двутавровой балки расположена в областях вдоль осевых волокон — местах, которые испытывают наибольшую нагрузку.Идеальные балки имеют минимальную площадь поперечного сечения, требуют наименьшего количества материала, но при этом достигают желаемой формы.

Использование двутавровых балок, созданных производителем стали

Двутавровые балки имеют множество важных применений в строительной отрасли из конструкционной стали. Они часто используются в качестве важных опорных ферм или основного каркаса в зданиях. Стальные двутавровые балки обеспечивают целостность конструкции с неизменной прочностью и поддержкой. Огромная мощность двутавровых балок снижает необходимость включения многочисленных опорных конструкций, экономя время и деньги, а также делая конструкцию более стабильной.Универсальность и надежность двутавровых балок делают их желанным ресурсом для каждого строителя.

Двутавровые балки

являются предпочтительной формой для конструкций из конструкционной стали из-за их высокой функциональности. Форма двутавровых балок делает их идеальными для однонаправленного изгиба параллельно стенке. Горизонтальные полки сопротивляются изгибному движению, а стенка сопротивляется напряжению сдвига. Они могут воспринимать различные виды нагрузок и напряжения сдвига без коробления. Они также экономичны, так как I-образная форма является экономичной конструкцией, в которой не используется лишняя сталь.Широкий выбор типов двутавровых балок позволяет подобрать форму и вес практически для любых требований. Универсальная функциональность двутавровой балки — вот что дало ей альтернативное название — универсальная балка или UB.

Изготовление стальных двутавровых балок

Если вам нужны двутавровые балки для любого типа строительства, обратите внимание на производство стальных балок для быстрого, эффективного и доступного выполнения заказа. Изготовление стальных балок требует большого опыта, знаний, тяжелой работы и специализированных инструментов для достижения успеха.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.