Argiefkundige inhoud: Die artikel bewaar historiese voorbeelde en aansprake van gelaste staalbalke, brûe en kappe, maar is nie ’n ontwerp, berekening, voegspesifikasie, sweisplan, prosedurekwalifikasie, moegheidsbeoordeling of herstelhandleiding nie. Materiaal, sweisbaarheid, taaiheid, dikte, voegvoorbereiding, vulmateriaal, voorverhitting, volgorde, oorblywende spannings, toleransies, korrosie, brand, moegheid en beheer moet volgens die spesifieke projek en toepaslike standaarde bepaal word. Draers word ontwerp, uitgevoer en beheer deur toepaslik gekwalifiseerde persone.
Vandag is Savo Kusić gefokus op houtvensters, hout-aluminium vensters, pasgemaakte vensters, deur en versoeke om kwotasie. Hierdie artikel bly ’n historiese argief en vorm nie ’n aanbod om staalstrukture te ontwerp, te sweis, te toets of te versterk nie.
Vol gelaste hakies
Ondersteuningsafdelings
’n Oorsig word gegee deur fig.1en2. Sl.1en toon die ondersteuning wat met gelaste gordellamelle versterk is. Seksies met arbitrêre laaivermoë kan van wye staal en plaatmetaal saamgestel word (fig.1b tot e). ’n Oop las tussen hoeknate moet vermy word deur die vertikale plaat skerp te maak (fig.1c). Die dwarssnit van die steun kan aangepas word by die vereiste weerstandsmoment met bykomende gordellatte. Gedeeltes in fig.2d tot f het die voordeel dat die naat aan die kant kom in ’n area van minder dikte van die rib. Hier kan die nate besonder maklik met X-strale ondersoek word.
Prent1— dele van gelaste stutte.
Prent2— afdelings van ondersteunings gemaak van spesiale profiele.
Sweisbeheer: radiografiese ondersoek gebruik ioniserende straling en word slegs onder gekontroleerde toestande deur gemagtigde kundiges uitgevoer. Die keuse van beheermetode, omvang van aanvaarding en kwaliteitskriteria word deur die projek en standaard bepaal; inspeksie van ’n foto of eksterne oppervlak is nie ’n bewys van die interne kwaliteit van die sweislas nie.
Voortsetting van die vertikale blad
Die ontwikkeling het op ’n heeltemal gepaste wyse plaasgevind. Verlengings met kousbande is uitgevoer. Die kruisvormige verlenging het nie veel belangrikheid in brugbou gekry nie, maar dit het tog geblyk goed te wees in boukonstruksie. Aangesien die vertikale verlengings aan die koppelvlak onekonomies was as gevolg van die klein toelaatbare spannings, is verlengings met ’n groter lengte van die naat gevind.
Universele aanhangsels
Sl.3toon die voortsetting van die hoofbalk van ’n snelwegbrug met ’n versterkte rib. Sl.4gee die voortsetting van een brug op die snelweg. Op sy beste verskil hierdie verlenging nie in voorkoms en werking van die nie-verlengde ondersteuning nie, net die vermoeidheidssterkte is effens laer. Die uitbreidingsoplossing hang daarvan af of dit ’n werkswinkeluitbreiding of ’n monteeruitbreiding is. Aangesien beter gereedskap in die werkswinkel beskikbaar is, is sweiswerk op die perseel beperk indien moontlik. Sl.5toon die verdeling van een lang balk63m. Die balke is in dele van by die bouperseel afgelewer38men25mlengte, waar slegs die verlengstukke gemerk met “B” gesweis is. Die monteerverlengings word as U-verlengings gemaak om oorhoofse sweiswerk te vermy.
Prent3— voortsetting van die brugbalk op die snelweg naby Hattenheim.
Prent4— historiese detail van die voortsetting van die brugbalk.
Prent5— skedule van werkswinkel en samestelling uitbreidings.
Deurlopende volle stutte is tydens die vordering van montering langs die openinge gesweis sonder byvoorbeeld steierwerk. naby ’n padbrug met openinge van42m. Die onderdele van die stut is met ’n drywende hyskraan geïnstalleer en na die installering van al die elemente is dit gesweis. Terselfdertyd is die hoofstutte met skroewe vasgemaak met kousbande met openinge (fig.6). Deur die gate in die kousbande kon die meeste van die naat van die vertikale plaat gesweis word, voordat die kousbande verwyder moes word. Sl.6bevat verdere inligting oor die voorbereiding van U-nate vir spesiale profiele in die boonste en onderste band.
Prent6— tydelike kousbande met openinge vir toegang tot sweiswerk.
Installasie en terreinwerk: historiese voorbeelde met drywende hyskraan, tydelike ligature, luikwerk en terreinsweiswerk is nie monteerplan nie. Berekening van tydelike toestande, oplig- en beveiligingsplan, meetkundebeheer, val-, brand- en rookbeskerming en naspeurbare beheer van elke gewrig voor verwydering van tydelike stutte word vereis.
Stywers
Dit is nodig om die soliede sweisstutte goed te styf teen die uitsteeksel van die vertikale plaat en laterale knik van die gordels, boonop moet buiging tydens sweiswerk op ’n lae vlak gehou word. Krimpspannings op vertikale verstewigers is deur O ondersoek. Grafiek-a. Tydens die ondersoeke opeenvolging van werke (versywers is eers gesweis, dan die hoofnate), het beduidende krimpspanninge voorgekom in die verstywers en nabygeleë stroke vertikale plaatmetaal. As die verstewigings reeds op die gordels is voordat die hoofnate uitgetrek word, dan word die krimping van die gordellatte voorkom. In die gordellamelle het golwende draaie in die lengterigting verskyn2mm, in die dwarsrigting ongeveer0,25mm(fig.7). Daarom moes daar aansienlike buigspannings in beide rigtings in die bandlatte gewees het. Die dravermoë is beperk deur die voorkoms van groot vervormings, nie deur die breeksterkte van die onderste band nie. Volgens die resultate van die moegheidstoets word dit vereis dat brûe goedpassende plate tussen die verstewigings en die band installeer, wat met ’n stuiksweislas aan die verstewings vasgemaak word. Stywers en verbindings word so gesny dat die hoofnaat vry bly (fig.8). In die boubedryf is daar in die meeste gevalle geen twyfel dat die verstewigings direk aan die balke vasgesweis is nie. Dit is beter om nie die nate te sny en te veel op te stapel nie.
Prent7— vervorming van bande tydens sweiswerk.
Prent8— verstywing met goedpassende teëls.
Krimp, vervorming en moegheid: historiese toetsresultate kan nie sonder berekeninge na ’n ander detail oorgedra word nie. Stywers, sweisbeëindigings, naatkruisings, toleransies en werkvolgorde beïnvloed oorblywende spannings, knik en vermoeiingssterkte; onaanvaarbare krake en vervormings word nie opgelos deur bykomende sweiswerk sonder ’n goedgekeurde herstelprosedure nie.
Volle bevestigings en rame
Boogstutte en skraal boë
Boogstutte bied ’n bietjie iets besonders in vergelyking met ware vol draadjies. Die verbindings van dubbelwandige uitkragboë aan enkelwandverstevigingsbalke, soos uitgevoer op die twee grootste gelaste snelwegbrûe, is egter van die interessantste konstruksies wat gesweis is. Op die snelwegbrug oor die Lech naby Duisburg is ’n massiewe gemasjineerde stuk gesmede staal by die eindknoop gebruik om die sweiswerk te vergemaklik. Dit (Fig.9) neem die kragte van die boog af en dra dit oor na die verstywingsbalk. Dit is toegerus met50 mmmet ’n sterk uitlaat, wat deur een gleuf na die boonste band van die verstewingsbalk gaan en wat aan die vertikale plaat vasgesweis is, versterk tot die dikte50 mm.
Prent9— eindknoop van die boogbrug.
Raamkonstruksies
Die voordele van die sweistegniek word die beste op die hoeke van die raam gesien, wat dit moontlik maak om ingewikkelde vorms sonder spesiale probleme te maak. Een hoek van die raam met ’n swaar vrag word in fig.10. Die konstruksie het gelaste werkswinkeluitbreidings. Die monteerverlengings word met selftappende skroewe geheg. Wanneer verstywers tussen die bene van die saamgevoegde stutte gesweis word, vind hoë krimpspannings plaas, wat soms tot krake lei. Krimpspannings word aansienlik verminder wanneer in plaas van soliede ribbes (fig.11a) vlerkblaaie slegs navara (fig.11b).
Prent10— die hoek van die raamsteun.
Prent11— vergelyking van gelaste verbinding verstewing besonderhede.
Prent12— knooppunt van ’n Belgiese brug met raambalke.
Verbindings van lengtestutte is styf in buiging
’n Groot vereenvoudiging kan in die sypaadjierooster van brûe bereik word deur gelaste verbindings te gebruik. Vermoeidheidssterkte van verbindings van longitudinale steune, ens. onder buiglas, word dit verlig deur toetse O. Grafiek-a (Fig.13). Daarom het die verbinding met ’n naat aan die koppelvlak aan die gespanne kant ’n hoër vermoeiingssterkte by die eenvormige buigspanning σUb as die verbinding waar die gespanne been deur hoeknate verbind is.
Prent13— historiese variante van longitudinale steunverbindings.
Rooster ondersteun
Gelaste traliestrukture
Ouer tralies was kopieë van geklonkte konstruksies in terme van vorms en verbindings (fig.14). Dit is ondoeltreffend, die spesiale eienskappe van gelaste verbindings moet in ag geneem word by die keuse van die deursnee. Die groter styfheid van alle verbindings in vergelyking met geklonkte nodusse is ook belangrik. Die verbindings van die diagonale stawe in die nodusse van die traliewerk is moeilik om met hoër kragte uit te voer, veral op die konstruksieterrein. Aangesien die verbindings met die hoeknate in die eerste plek hier ter sprake kom, is die vermoeiingssterkte relatief laag. Volledig gesweis, dws. en in die nodusse van die gelaste rooster, dus slegs in sommige spesiale areas van staalstrukture. Byvoorbeeld, met dakbinders, met hyskrane wat nie hoogs dinamies gelaai is nie, ens.
Prent14— gelaste nodus van die traliesteun.
In die eerste plek kom plat staal en plaatmetaal in aanmerking vir dwarssnitvorming. In die geval van gelaste konstruksies word hol snitte sonder besondere moeite gemaak, wat die voordeel van gedrukte stawe het vanweë hul wringstyfheid. Die spesiale geval van ’n ronde buis verdien spesiale vermelding. Gelaste buiskonstruksies het wye toepassing gevind, bv. in die konstruksie van hyskrane of ligte konstruksies in die boubedryf. In die geval van voortsetting en aansluiting van hol snitte moet ’n mens in werklikheid sekere konstruktiewe moeilikhede en bykomende koste in ag neem. Gelaste dele word dikwels aan die ente bymekaargemaak sodat die verbinding makliker vasgenael kan word (fig. 15). Die spesiale maatreëls wat in die werkswinkel en op die konstruksieterrein vereis word vir gelaste traliestrukture maak dit moeilik om toe te pas, tensy dit gaan oor stutte met ’n geringe of oorwegend statiese las. Vir dinamies gelaaide roosters en vir diegene met hoë kragte was die reël dat slegs individuele elemente gesweis is, maar hul onderlinge verbinding is met behulp van skroewe gedoen. Eerstens is die installasieprobleme verwyder; en roosters gemaak van gelaste elemente kan gemonteer word volgens dieselfde prosedures as dié wat gemaak is van klinknaaldstawe.
Figuur 15 — vorming van die einde van die hol gedeelte vir aansluiting.
Die geknoopte blaaie, wat die hoeklyne terselfdertyd ontvang, word op die gewone manier aan die ribbes van die gordels vasgenael of daarmee stompgesweis (fig.16a). Laasgenoemde het die nadeel van “begin hoeknate”, wat nadelig is vir die vermoeiingssterkte van die balk. ’n Beslissende stap in die rigting van die korrekte vorming van vakwerkbrûe deur sweiswerk is by die spoorwegbrug oor die Ryn naby Mainz (Kaiserbrug) gemaak. Hulle is daar50 mmversterkte nodale velle deur middel van nate op die koppelvlak wat in die vertikale velle van die gordels ingevoeg is30 mmdikte. Die oorgange is geleidelik, die vorm kan gesien word uit fig.16b. Bandstaafverlengings is langs die nodusse geleë.
Prent16— geknoopte velle van die koppeling teen die wind en die spoorwegbrug oor die Ryn naby Mainz (Kaiser se brug,1954).
Versterking deur sweiswerk
Die daaropvolgende versterking van staalstrukture word as een van die moeilikste werke beskou, veral wanneer dit op ’n gelaaide struktuur uitgevoer moet word. Met klinknagelverbindings is die inbring van versterkings, boor en koppel aan bestaande dele tydrowend en duur. Aangesien sweiswerk moontlik is sonder langtermyn-voorbereidings sowel as sonder om die bestaande bindingsmiddel te breek, was dit naby om die versterking van die dwarssnitte en verbindings van die roosters te probeer sweis. Die gesamentlike werking van klinknaels en sweislasse in die opneem van kragte in stawe is teoreties en in eksperimente in detail ondersoek. Nietemin, in praktiese implementering, het krake en moegheidsbreuke verskyn, deels eers na langdurige gebruik. Die oorsake van hierdie probleme was die gevolge van sweiskepe en skielike veranderinge in deursnee, en sommige van die krake wat verskyn het, is veroorsaak deur hoë spanning as gevolg van krimping.
Versterking van bestaande struktuur: sweis van gespanne of verouderde staal kan krake, bros breuk, plaaslike verlies aan stabiliteit en nuwe kragpad veroorsaak. Voor werk moet die materiaal, bestaande skade en moegheid, werklike las, sweisbaarheid, lasverligtingvolgorde en tydelike versekering bepaal word. Versterking word slegs volgens die goedgekeurde projek en prosedure uitgevoer, met toesig en beheer.
Die kombinasie van sweiswerk, klinknagels en skroewe
Vir ’n geruime tyd was dit verbode om gelyktydig sweiswerk en klinknagels toe te pas. Spesiale aandag is gegee aan “volledig gelaste strukture” waarin klinknaels en skroewe heeltemal vermy is. Vandag word sweiswerk en klinknagels weer parallel op dieselfde voorwerp toegepas. In baie gevalle is dit raadsaam om slegs die werkswinkelverlengings te sweis, en inteendeel, die voorafvervaardigdes vas te klink. Die toepassing van beide tipes verbindings in dieselfde voortsetting moet vermy word, want ’n duidelike verspreiding van kragte kan nie verkry word nie as gevolg van krimping wat verband hou met sweiswerk en gly van klinknaels/boute.
Laaste nota: die gesamentlike werking van sweislasse, klinknaels en skroewe moet nie aanvaar word sonder ’n berekeningsmodel, ’n gedefinieerde volgorde van uitvoering, toleransies en glipbeheer nie. Vir elke lasdraende detail moet die kragpad, moegheidskategorie, toeganklikheid tot sweiswerk en inspeksie, aanvaarbare defekte en ’n instandhoudingsplan regdeur die lewensduur van die struktuur bekend wees.