Архіўны экспертны змест: Артыкул захоўвае гістарычныя прыклады і патрабаванні да зварных сталёвых бэлек, мастоў і ферм, але не з’яўляецца праектаваннем, разлікам, спецыфікацыяй злучэння, планам зваркі, кваліфікацыяй працэдуры, ацэнкай стомленасці або кіраўніцтвам па рамонце. Матэрыял, зварваемасць, трываласць, таўшчыня, падрыхтоўка злучэння, напаўняльнік, папярэдні нагрэў, паслядоўнасць, рэшткавыя напружання, допускі, карозія, узгаранне, стомленасць і кантроль павінны вызначацца ў адпаведнасці з канкрэтным праектам і дзеючымі стандартамі. Апорныя злучэнні распрацоўваюцца, выконваюцца і кантралююцца асобамі з адпаведнай кваліфікацыяй.
Savo Kusić сёння факусуюць на драўляных вокнах, дрэва-алюмініевых вокнах, вокнах на заказ, дзвярах і запытах цытаты. Гэты артыкул застаецца гістарычным архівам і не з’яўляецца прапановай праектаваць, зварваць, выпрабаваць або ўзмацняць сталёвыя канструкцыі.
Цалкам зварныя кранштэйны
Секцыі апор
Агляд дадзены на мал. 1 і 2. Сл. 1a паказвае апору, узмоцненую зварнымі рамянямі. Секцыі адвольнай грузападымальнасці могуць быць сабраны з шырокай сталі і лістоў (мал. 1b-e). Варта пазбягаць адкрытага злучэння паміж вуглавымі швамі, завострываючы вертыкальны ліст (мал. 1c). Папярочны перасек апоры можа быць адаптаваны да патрабаванага моманту супраціву з дапамогай дадатковых раменных планак. Разрэзы на мал. 2d да f маюць перавагу ў тым, што шво на стыку знаходзіцца ў вобласці меншай таўшчыні рэбры. Тут швы можна асабліва лёгка даследаваць з дапамогай рэнтгена.
Малюнак 1 — секцыі зварных апор.
Малюнак 2 — секцыі апор са спецыяльных профіляў.
Кантроль зварных швоў: радыяграфічны тэст з выкарыстаннем іанізуючага выпраменьвання праводзіцца толькі ў кантраляваных умовах упаўнаважанымі экспертамі. Выбар метаду кантролю, аб’ём прыёмкі і крытэрыі якасці вызначаюцца праектам і стандартам; агляд фатаграфіі або знешняй паверхні не з’яўляецца доказам унутранай якасці зварнога шва.
Працяг вертыкальнага аркуша
Распрацоўка адбылася цалкам адпаведным чынам. Выконвалася падаўжэнне падвязкамі. У мастабудаванні крыжападобная прыбудова не набыла асаблівага значэння, але ў будаўніцтве будынкаў яна ўсё ж зарэкамендавала сябе. Паколькі вертыкальныя пашырэнні да мяжы былі неэканамічныя з-за невялікіх дапушчальных напружанняў, былі знойдзены пашырэнні з павялічанай даўжынёй шва.
Універсальныя біты
Мал. 3 паказвае працяг асноўнай бэлькі шашэйнага моста з узмоцненым рабром. Сл. 4 дае працяг аднаго шашэйнага моста. У лепшым выпадку гэта падаўжэнне па вонкавым выглядзе і спосабам дзеяння не адрозніваецца ад невыцягнутых апоры, толькі трываласць на стомленасць крыху ніжэй. Рашэнне пашырэння залежыць ад таго, ці з’яўляецца гэта пашырэннем майстэрні або пашырэннем зборкі. Паколькі лепшыя інструменты даступныя ў майстэрні, зварка на месцы па магчымасці абмежаваная. Сл. 5 паказвае дзяленне аднаго пучка даўжынёй 63m. Апоры дастаўляліся на будаўнічую пляцоўку ўчасткамі даўжынёй 38m і 25m, дзе прыварваліся толькі надстаўкі, пазначаныя літарай «В». Мантажныя падаўжальнікі выкананы як U-вобразныя падаўжальнікі, каб пазбегнуць зваркі над галавой.
Выява 3 — працяг бэлькі моста на шашы каля Хатэнхайма.
Выява 4 — гістарычная дэталь працягу бэлькі моста.
Малюнак 5 — графік пашырэння цэха і зборкі.
Бесперапынныя поўныя бэлькі зварваюцца падчас зборкі праз адтуліны без рыштаванняў, такіх як, напрыклад, каля аўтамабільнага моста з праёмамі 42m. Дэталі апоры ўсталёўвалі плаўкранам і пасля мантажу ўсіх элементаў зварвалі. Пры гэтым асноўныя апоры мацаваліся шрубамі з дапамогай падвязак з адтулінамі (мал. 6). Праз адтуліны ў падвязках можна было зварыць большую частку шва вертыкальнага ліста, перш чым падвязкі трэба было здымаць. Сл. 6 змяшчае дадатковую інфармацыю аб падрыхтоўцы U-вобразных швоў для спецыяльных профіляў у верхнім і ніжнім поясе.
Image 6 — часовыя падвязкі са зварнымі адтулінамі.
Зборка і праца на пляцоўцы: гістарычныя прыклады з плаўкранам, часовымі мацаваннямі, працай люкаў і зваркай на пляцоўцы не ўваходзяць у план зборкі. Неабходны разлік часовых умоў, план пад’ёму і мацавання, кантроль геаметрыі, падзенне, абарона ад агню і дыму і прасочвальны кантроль кожнага злучэння перад выдаленнем часовых апор.
Рэбры калянасці
Суцэльныя зварныя апоры неабходна добра замацаваць супраць выступу вертыкальнага ліста і бакавога выгінання рамянёў, акрамя таго, выгіб пры зварцы павінен быць невялікім. Напружання ўсаджвання на вертыкальных рэбрах калянасці даследаваў О. Графік-а. Пры разгледжанай паслядоўнасці работ (спачатку зварваліся рэбры калянасці, затым асноўныя швы) у рэбрах калянасці і бліжэйшых палосах вертыкальнага металічнага ліста ўзнікалі значныя ўсаджвальныя напружання. Калі рэбры калянасці ўжо ёсць на паясах да выцягвання асноўных швоў, то прадухіляецца ўсаджванне планак паясы. У ламелях пояса з’явіліся хвалепадобныя выгібы ў падоўжным кірунку2mm, у папярочным кірунку прыбл0,25mm(мал.7). Такім чынам, у планках рамяня павінны былі быць значныя напружання выгібу ў абодвух напрамках. Апорная здольнасць была абмежавана ўзнікненнем вялікіх дэфармацый, а не трываласцю на разрыў ніжняга пояса. Па выніках выпрабаванняў на стомленасць для мастоў паміж рэбрамі калянасці і поясам неабходна ўсталёўваць добра прылеглыя пласціны, якія мацуюцца да рэбраў калянасці стыковым швом. Рэбры калянасці і злучэнні абразаюцца такім чынам, каб асноўны шво заставаўся свабодным (мал.8). У будаўніцтве ў большасці выпадкаў няма сумненняў у тым, што рэбры калянасці прыварваюць непасрэдна да бэлек. Лепш пазбягаць разразання швоў і занадта моцнага іх нагрувашчвання.
Малюнак7— дэфармацыя рамянёў пры зварцы.
Малюнак8— умацаванне добра падагнанымі пліткамі.
Усаджванне, дэфармацыі і стомленасць: гістарычныя вынікі выпрабаванняў не могуць быць перанесены на іншую дэталь без разліку. Рэбры калянасці, заканчэння зварных швоў, перасячэнні швоў, допускі і паслядоўнасць работ уплываюць на рэшткавыя напружання, прагін і ўсталостную трываласць; непрымальныя расколіны і дэфармацыі не вырашаюцца дадатковай зваркай без зацверджанай працэдуры рамонту.
Поўныя дужкі і рамкі
Аркавыя апоры і тонкія аркі
Аркавыя мацавання прапануюць нешта асаблівае ў параўнанні з сапраўднымі поўнымі мацаваннямі. Аднак злучэнні двухсценных кансольных арак з аднасценнымі бэлькамі калянасці, выкананыя на двух самых вялікіх зварных шашэйных мастах, з’яўляюцца аднымі з найбольш цікавых зварных канструкцый. На шашэйным мосце праз Лех каля Дуйсбурга ў кантавым вузле быў выкарыстаны масіўны апрацаваны кавалак сталі для палягчэння зварачных работ. Гэты (мал. 9) прымае сілы ад аркі і перадае іх бэльцы калянасці. Ён пастаўляецца з моцным выхадам 50 mm, які праходзіць праз адну прарэз да верхняга пояса бэлькі калянасці і прывараны да вертыкальнай пласціны, умацаванай да таўшчыні 50 mm.
Малюнак 9 — канцавы вузел арачнага моста.
Каркасныя канструкцыі
У кутах рамы лепш за ўсё відаць перавагі тэхнікі зваркі, якая дазваляе без асаблівых цяжкасцей вырабляць складаныя формы. Адзін кут рамы з вялікай нагрузкай паказаны на мал. 10. Канструкцыя мае зварныя прыбудовы цэха. Падаўжальнікі мацавання мацуюцца саморезы. Пры зварцы рэбраў калянасці паміж нагамі злучаных апор ўзнікаюць вялікія усаджвальныя напружання, якія часам прыводзяць да з’яўлення расколін. Напружанне ўсаджвання значна памяншаецца, калі замест поўных рэбраў (мал. 11a) зварваюцца толькі лісты крылаў (мал. 11b).
Image 10 — вугал апоры рамы.
Малюнак 11 — падрабязнае параўнанне ўзмацнення жорсткасці зварнога злучэння.
Image 12 — Бельгійскі вузел моста з каркаснымі бэлькамі.
Жорсткія да выгібу злучэнні падоўжных апор
У тратуарнай рашотцы мастоў можна дасягнуць значнага спрашчэння шляхам прымянення зварных злучэнняў. Усталостная трываласць злучэнняў падоўжных апор і т. п. пры нагрузцы на выгіб высвятляецца выпрабаваннямі О. Граф-а (мал. 13). Такім чынам, злучэнне са стыковым швом на нацягнутым баку мае больш высокую трываласць на стомленасць пры раўнамерным напружанні выгібу σUb, чым злучэнне, дзе нацяжная ножка злучана кутнімі швамі.
Image 13 — гістарычныя варыянты злучэнняў падоўжных апор.
Падтрымлівае сетку
Зварныя кроквенныя канструкцыі
Формы і злучэнні больш старажытных рашотак былі копіямі клепаных канструкцый (мал. 14). Гэта немэтазгодна, пры выбары перасекаў неабходна ўлічваць асаблівыя ўласцівасці зварных злучэнняў. Немалаважная таксама большая калянасць ўсіх злучэнняў у параўнанні з клепанымі вузламі. Злучэння дыяганальных стрыжняў у вузлах сеткі з большымі высілкамі, асабліва на будаўнічай пляцоўцы, выканаць складана. Паколькі тут гаворка ідзе пра злучэнні з вуглавымі швамі, трываласць на стомленасць адносна нізкая. Цалкам зварной, г.зн. і ў вузлах зварной сеткі, таму толькі ў некаторых спецыяльных зонах сталёвых канструкцый. Напрыклад, са сцяжкамі на даху, з кранамі з невялікай дынамічнай нагрузкай і г.д.
Малюнак 14 — зварной вузел кратаванай апоры.
У першую чаргу для фарміравання папярочнага перасеку ўлічваюцца плоскія сталі і ліставы метал. У выпадку зварных канструкцый без асаблівых цяжкасцяў вырабляюцца пустотелые профілі, якія валодаюць перавагай прэсаваных стрыжняў з-за сваёй калянасці на кручэнне. Асаблівага згадвання заслугоўвае прыватны выпадак круглай трубы. Шырокае прымяненне знайшлі зварныя трубчастыя канструкцыі, напр. пры будаўніцтве кранаў або лёгкіх канструкцый у будаўнічай індустрыі. У выпадку працягвання і злучэння пустотелых секцый неабходна ўлічваць пэўныя канструктыўныя цяжкасці і дадатковыя выдаткі. Зварныя секцыі часта збіраюцца на канцах, каб злучэнне было лягчэй заклёпаць (мал. 15). Спецыяльныя меры, неабходныя ў цэху і на будаўнічай пляцоўцы для зварных рашэцістых канструкцый, абцяжарваюць іх прымяненне, калі толькі гаворка не ідзе аб апорах з нязначнай або пераважна статычнай нагрузкай. Для дынамічна нагружаных сетак і для сетак з вялікімі высілкамі дзейнічала правіла, што зварваюць толькі асобныя элементы, але іх узаемнае злучэнне ажыццяўляецца з дапамогай шруб. Перш за ўсё, ліквідаваны цяжкасці ўстаноўкі; і сеткі, вырабленыя са зварных элементаў, могуць быць устаноўлены ў адпаведнасці з тымі ж працэдурамі, што і сеткі, вырабленыя з клепаных стрыжняў.
Малюнак 15 — фарміраванне канца полай часткі для злучэння.
Вузлавыя лісты, якія адначасова атрымліваюць дыяганалі, прыклёпваюцца звычайным спосабам да рэбраў паясоў або зварваюцца з імі ўсутыч (мал. 16a). Апошняе мае недахоп «стартавых вуглавых швоў», якія пагаршаюць усталостную трываласць бэлькі. Вырашальны крок да правільнага фарміравання ферменных мастоў з дапамогай зваркі быў зроблены на чыгуначным мосце праз Рэйн каля Майнца (мост Кайзера). Там, на 50 mm, узмоцненыя вузлавыя лісты са стыковымі швамі ўстаўлены ў вертыкальныя лісты тоўстых паясоў 30 mm. Пераходы паступовыя, афармленне відаць з мал. 16b. Пашырэнні стрыжняў рамяня размешчаны побач з вузламі.
Малюнак 16 — вузлавыя лісты ветравой сувязі і чыгуначны мост праз Рэйн каля Майнца (мост Кайзера, 1954).
Узмацненне зваркай
Арміраванне стальных канструкцый - адна з самых складаных работ, асабліва калі яе трэба рабіць на нагружанай канструкцыі. У выпадку злучэнняў з заклёпваннямі ўстаўка арматуры, свідраванне і злучэнне з існуючымі дэталямі займаюць шмат часу і дорага. Паколькі зварка магчымая без працяглай папярэдняй падрыхтоўкі, а таксама без разрыву наяўных сродкаў злучэння, то было недалёка паспрабаваць зварыць арматуру папярочных перасекаў і злучэнняў сетак. Тэарэтычна і эксперыментальна дэталёва разгледжана сумеснае дзеянне заклёпак і зварных швоў пры ўспрыманні высілкаў у стрыжнях. Аднак на практыцы з’явіліся расколіны і стомленыя паломкі, збольшага толькі пасля працяглага выкарыстання. Прычынамі гэтых цяжкасцей былі наступствы зварачных выемак і раптоўных змяненняў у разрэзе, а некаторыя з расколін, якія з’явіліся, былі выкліканы высокімі напружаннямі ў выніку ўсаджвання.
Умацаванне існуючай канструкцыі: зварка напружанай або састарэлай сталі можа выклікаць расколіны, далікатнае разбурэнне, лакальную страту ўстойлівасці і новы шлях сілы. Перад пачаткам працы неабходна вызначыць матэрыял, наяўныя пашкоджанні і стомленасць, фактычную нагрузку, свариваемость, паслядоўнасць зняцця нагрузкі і часовую страхоўку. Армаванне выконваецца толькі па зацверджаным праекце і парадку, з наглядам і кантролем.
Спалучэнне зваркі, заклёпвання і закручвання
Было забаронена адначасовае прымяненне зваркі і клёпкі. Асаблівую ўвагу надалі «суцэльназварным канструкцыям», у якіх цалкам адмовіліся ад заклёпак і шруб. Сёння зварка і клёпкі зноў прымяняюцца паралельна на адным аб’екце. У многіх выпадках мэтазгодна зварваць толькі цэхавыя надбудовы, а зборныя, наадварот, заклёпваць. Варта пазбягаць прымянення абодвух тыпаў злучэнняў у адным і тым жа працягу, таму што нельга дасягнуць дакладнага размеркавання сіл з-за ўсаджвання, звязанага з зваркай і слізгаценнем заклёпак/нітаў.
Апошняе заўвага: сумеснае дзеянне зварных швоў, заклёпак і шруб нельга меркаваць без разліковай мадэлі, вызначанай паслядоўнасці выканання, допускаў і кантролю слізгацення. Для кожнай апорнай дэталі павінны быць вядомы шлях сілы, катэгорыя стомленасці, даступнасць зваркі і кантролю, дапушчальныя дэфекты і план тэхнічнага абслугоўвання на працягу ўсяго тэрміну службы канструкцыі.