Важлива примітка експерта: Це архівний навчальний текст, а не поточна специфікація конструкції, статичний розрахунок або інструкції з виробництва та складання. Розміри та виконання сталевих конструкцій повинні відповідати чинним нормам і стандартам, проекту уповноваженого інженера, документації виробника, контролю матеріалів і зварних або механічних з’єднань, а також встановленим заходам безпеки.
Проектування та будівництво сталевих конструкцій не є частиною поточної публічної пропозиції Savo Kusić. Сучасне виробництво складається з дерев’яних вікон, дерев’яно-алюмінієвих вікон і дверей на замовлення.
У сталевих конструкціях є стрижні, балки, резервуари, поверхневі опори тощо, що складаються з відповідних профілів. З’єднання повинні з’єднувати окремі профілі таким чином, щоб вони утворювали конструктивні частини, які діють як єдине ціле. Це досягається тільки в тому випадку, якщо з’єднання можуть безпечно передавати напруги, що виникають між окремими частинами. Коли в з’єднанні між двома частинами є тільки тиск, напруга передається шляхом прямого контакту між з’єднувальним засобом і елементом. Окрім нерухомих з’єднань, існують також рухомі з’єднання, які забезпечують певні переміщення (з’єднання, центральні заглушки, знімачі, підшипники тощо).
Заклепки
Про заклепки буде сказано лише основне, тому що сьогодні вони майже не використовуються - їх замінили гвинти. Це заглушки, схожі на цвяхи, які розташовуються в отворах у з’єднуваних частинах, а потім заклепують. Необроблені заклепки (мал. 1) виготовляються з прокату круглої сталі. У сталевих конструкціях заклепки заклепки яскраво-червоного кольору. Під час заклепки існуючу необроблену головку заклепки добре підтримують відповідним інструментом. Торцева головка формується за допомогою молотка, переважно з пневматичним приводом, лише після того, як шийка заклепки була повністю забита. Для якості заклепки дуже важливо, щоб шийка заклепки повністю заповнювала отвори. Діаметр заклепки 1mm менший за діаметр отвору, шийка заклепки повинна бути ущільнена тиском або ударами, перш ніж кінцева головка набуде форми.
Мал. 1 - а) Необроблена заклепка; б) Заклепка з напівкруглою головкою; в) Заклепка з потайною головкою; г) Заклепка з напівкруглою головкою для котлів
Напруга та міцність окремих заклепок (статична)
Зрізні з’єднання (рис. 2) утворюють найважливішу область застосування заклепок у сталевих конструкціях. За кількістю ділянок шийки заклепки, навантажених зсувом, розрізняють однокомпонентні, двокомпонентні та багатокомпонентні з’єднання (рис. 3). З підключенням, показаним на рис. 4 (з’єднання подвійного розрізу) є симетричний стан напруги.
Мал. 2
Мал. 3 - Цільне та двоскладове з’єднання
Тиск між дверцятами та обшивкою отворів залежить від товщини заклепок і розмірів з’єднуваних частин; їх розподіл подано на рис. 4a. Для практичного розрахунку було прийнято рівномірний розподіл напруги по товщині листа (рис. 4b). Розподіл напружень по колу шийки заклепки наведено на рис. 4c. Для нанесення розмірів розраховується з рівномірним розподілом по діаметру згідно рис. 4d. Середнє значення σlm – це напруга на огинаючій дірці.
Мал. 4 - Напруги на отвір; а) і в) реальні; b) і d) звичайні припущення для розрахунків
Нормальний розрахунок заклепок
Міцність на зсув залежить насамперед від матеріалу заклепки. Оцінюючи результати випробувань, слід мати на увазі, що матеріал заклепок відрізняється від матеріалу, з якого з’єднуються листи, і що міцність матеріалу заклепок підвищується за допомогою клепки.
Міцність на стиск на одну оболонку отвору, як найвище значення навантаження, виражена не так чітко, як міцність на зсув. Коли відстань e від кінця аркуша не надто велика, заклепки розривають його; На рис. 5 показано зображення поломок. Напруга роздавлювання вздовж оболонки отвору, необхідна для зрізу кінців листів, може бути для e < 2,5d prikazati obrascem σlB = σB e/d. Širina b je bez primetnog uticaja na jačinu gnječenja po omotaču rupe, σB je jačina na kidanje spojenih limova.
Мал. 5 - Типи переломів
Історичні правила заклепок
Відстань між заклепками. Відстань між заклепками e (колісна база) обмежена вниз через легке заклепування, піки напруги та зменшення опору отвору. Максимальна відстань між заклепками обмежена, тому з’єднувачі не можна відкривати через ризик іржавіння, а листи не можна згинати під тиском. Найбільша відстань залежить від товщини листа t. Звичайні відстані між заклепками для залізничних мостів та інших металоконструкцій відрізняються в певних межах. Відстань від кінця дорівнює e1, і вона знаходиться в напрямку сили. Відстань від кінця e2 перпендикулярна до напрямку дії сили.
Позиція заклепки. Заклепки здебільшого розташовані у вигляді регулярних візерунків і розташовані прямими лініями одна за одною. Для більш широких секцій потрібно більше рядів заклепок (рис. 6), відповідно до таблиці 1. Для внутрішніх структурних заклепок широких натяжних стрижнів його можна збільшити до подвоєних значень із таблиці 1.
Мал. 6
Мал. 7 - Приклад заклепок для профільної сталі
Гвинти та заглушки
Гвинти майже завжди використовуються в конструкціях, де необхідно надійне з’єднання. Болти, виготовлені з високоякісного матеріалу, повинні передавати зусилля за рахунок тертя, тоді як міцність на зсув і стискаючі напруги на корпусі плунжера не впливають істотно. У сталевих конструкціях використовуються гвинти з метричною різьбою. Правила застосування гвинтів відповідають таким для заклепок з однаковим діаметром отвору d. Однак найменша відстань не повинна бути меншою за e = 3,5d, бажано 4d. Інші відстані, корені та лінійні вимірювання такі ж, як і для заклепок. Болти повинні бути зміщені один від одного далі, ніж заклепки, через більшу потребу в місці для гайок і ключа для болтів.
Для сталевих конструкцій в основному розглядаються такі форми:
Необроблені шестигранні болти: мають шестигранну гайку та шайбу Діаметр різьби d = 10 до 33 mm з діаметром отвору d1 = 11 до 34 mm. Ці гвинти мають лише різьбу, тому між корпусом і отвором має бути відстань від 0,5 до 2 mm. Слід бути обережними з вищими зусиллями, оскільки з’єднання за допомогою гвинтів часто мають значні деформації.
Мал. 8 - Гвинт
Гвинти: їх розміри відповідають необробленим шестигранним гвинтам, але вони мають точно циліндричний оброблений корпус, щоб добре заповнювати отвір. Установлені гвинти замінюють необроблені, коли потрібно передати більші зусилля або коли рухи в з’єднаннях повинні залишатися в невеликих межах.
Опорні пластини: гвинти кріпляться з опорними пластинами. Товщина пластини залежить від розміру використовуваного гвинта.
Маркування: маркування, розміри отворів і гвинтів наведено в наступній таблиці:
Мал. 9 - Мітки гвинтів
Статична напруга окремих гвинтів
Зсувні з’єднання: напружений стан у болтових з’єднаннях подібний до стану заклепкових з’єднань. При нанесенні розмірів розраховується за середніми значеннями напруги зсуву τm і тиску на обсадну трубу свердловини σlm. Відомо, що тиск на корпус отвору сильно зростає, коли різьби входять в отвір, чого слід уникати.
Опір тертю у звичайних гвинтових з’єднаннях нижчий, ніж у клепаних фітингах, тому що при затягуванні гайки можна досягти лише відносно невеликих зусиль затягування. Занадто сильне затягування може пошкодити різьбу. Це відноситься до високоякісних гвинтів, які роблять опір тертя в з’єднаннях вирішальним для їх роботи.
Міцність на зсув встановлених циліндричних заглушок така ж, як і заклепок. Статичне випробування на розрив за звичайних обставин не може визначити будь-яку різницю між встановленими заглушками та заклепками з точки зору міцності на стиск на отвір. Під час втомного навантаження пропорційно менший опір тертя є причиною суттєво різної поведінки гвинтових з’єднань.
Необроблені гвинти мають нижчий опір у з’єднаннях зі зрізним навантаженням до 20% через зазор між отвором і корпусом гвинта. З цієї причини допустимі напруги для необроблених гвинтів нижчі, ніж для готових. Для визначення розмірів слід взяти фактичний діаметр корпусу d.
Суглобові ковпачки
З’єднувальні кришки забезпечують з’єднання, стійке до натягу та тиску, де з’єднані елементи можна обертати. Застосування в місцях з’єднання опор Gerber, підвісних поясів ланцюгових підвісних мостів, з’єднань натягнутих стрижнів у вигляді шарнірів і т. д. Сітки зі з’єднаннями у вузлах на стику, т. зв. Мости з пробками вже майже не будують. Високі сили тертя, які виникають на втулках, перешкоджають переміщенню, тоді як взаємне обертання досягається лише з більшими моментами.
Мал. 10 - Кришки, а) кришка з гвинтом; б) пробка з розколом; в) пробка одного підвісного моста
Напружений стан штекера здебільшого схожий на стан заклепкових з’єднань. Таким чином, пробки мають розміри відповідно до середньої напруги зсуву τm і середньої напруги стиску на оболонку отвору σlm. Оскільки пробки повинні легко обертатися, однак σlm береться менше. Напруги згину в пробках здебільшого незначні, але вони можуть досягати значних значень, коли з’єднані секції є висококонцентрованими.
Для кожного реального об’єкта використовуються чинні методи розрахунку, встановлені деталі з’єднання та проектна документація уповноваженого експерта. Цей текст зберігається як історичний навчальний ресурс.