Сварка балок двутаврового сечения

Что представляет собой двутавровая балка

В строительстве этот элемент применяется очень часто. Он представляет собой металлическое соединение, состоящее из трех частей: верхней и нижней полок, между которыми заключена вертикальная стенка. Конструкция является монолитной. Может производиться прокатным или сварным способом.

Прокатные балки производятся в промышленных цехах из цельного бруса металла. Предварительно разогретую до технологической температуры заготовку пропускают через прокатные петли. В результате она меняет свою форму. В итоге получается двутавр – цельное изделие из металла с большим запасом прочности.

Сварка конструкций выполняется из отдельных ранее подготовленных элементов. Пояс и две металлические полки собираются воедино. Для производства двутавровой сварной балки используются разные сорта стали.

Технология производства сварных балок двутаврового сечения

Мелкие партии делают с применением электродуговой или аргоновой сварки в зависимости от марки металла, его способности свариваться.

Для изготовления сварных балок промышленным способом применяются специальные сварочные линии. Для защиты ванны расплава от окисления применяют флюсы.

Сварка балки в автоматическом режиме схожа с ручным изготовлением двутавра. Основные технологические этапы:

  1. раскрой листового проката на полосы необходимой ширины на терморезке с программным управлением, средняя скорость раскроя 1 м/мин.
  2. фрезерование торцов на торцефрезерных станках сокращает зазор стыка между стеной и полкой, улучшает качество сварки;
  3. процесс сборки двутавра осуществляется с большой скоростью на специальном станке, ленты металла фиксируют прижимные приспособления с гидравлическими усилителями; сначала делается т-образный стык, затем присоединяется вторая стенка; такую конструкцию удобно сваривать;
  4. сварные работы проводятся на автоматах портального типа двух видов: а) наклоненными электродами неглубоко проваривают сразу два шва; б) шов в «лодочку» создается поэтапно: сначала с одной стороны двутавровой перегородки, затем с другой; металл проваривается на большую глубину;
  5. завершающий этап – правка двутавровой балки на специальных роликах, устраняются небольшие перекосы, возникшие во время сборки и сварки профиля.

Сварка балки двутаврового сечения

Производительность комплексных линий высокая, швы получаются прочные, процент брака невысокий.

Изготовление

Производство двутавровых балок с помощью сварки является достаточно сложным процессом. Нужно соблюдать большое количество нормативов, правил техники безопасности и технологических требований. Готовый продукт должен иметь строго определенную жесткость, прочность, плотность и многие другие показатели.

Среди всех характеристик особое место занимает плотность – чем она выше, тем лучшего качества балка. Наряду с этим всегда актуальным остается вопрос бережного использования сырья и энергоресурсов. На данный момент профильными институтами большое внимание уделяется разработке новых видов двутавровых балок. Основное направления научной работ – уменьшение металлоемкости конструкции при сохранении показателей прочности и надежности.

Что касается серийного производства сварных балок, то этот процесс является достаточно экономным. Сегодня технология успешно конкурирует с традиционным прокатным методом производства. Изготовление сварных балок можно разделить на несколько этапов:

  1. Предварительно просчитываются оптимальные параметры жесткости и прочности будущей конструкции. Проверяется марка стали, которая будет использоваться в производстве.
  2. Готовятся элементы будущего двутавра. Из металла определенной марки отрезаются полосы нужной длины.
  3. Торцы элементов будущей конструкции фрезеруются. Это важный момент: необходимо, чтобы элементы прочно скреплялись один с другим. Соединение должно быть максимально прочным и жестким. Обрабатываются торцы на специальном оборудовании – торцовочно-фрезерных станках.
  4. Сборка. Важно правильно выставить и зафиксировать элемента. Полки должны располагаться параллельно по отношению одна к другой, а стенка – строго перпендикулярно. Нужно соблюсти симметричность стенок. Если речь идет о небольшом производстве, то целесообразно отдать предпочтение ручной сборке. Серийное производство организовывается на автоматизированных сборочных линиях. К примеру, на серийном производстве используется стан Z15, предназначенный для сборки балок. Он характеризуется высокой производительностью. Сборка разделена на два этапа. Первый состоит в том, чтобы с вертикальной стенки и горизонтальной полки собрать Т-образное соединение. На втором этапе к нему добавляется еще одна полка и в результате получается полноценный двутавр.
  1. Далее собранные элементы балки привариваются. При этом могут применяться различные технологии сварки. Наиболее часто используются два:
      сваривание электродом с наклоном. Способ подходит для одновременной сварки двух швов. Только нужно учесть, что прогрев металла будет неглубоким;
  2. способ сварки «лодочкой». Данный вариант позволяет прогреть металл глубоко. Соответственно и шов получается более прочным. Но затраты времени на его формирование будут большими.
  3. На промышленном производстве применяются мощные сварочные установки, которые могут соединять детали под давлением. В настоящее время есть несколько вариантов исполнения сварочных агрегатов для серийного производства сварных двутавровых балок. Такими, к примеру, являются сварочные манипуляторы. Они характеризуются высокой степенью автоматизации. Другой вариант – самоходные трактора, предназначенные для сваривания заготовок большого размера. Хотя это простой и в то же время надежный способ для серийного производства он не пригоден. Малый бизнес делает упор на ручную сборку. Поэтому их продукция по цене заметно выше.
  4. По завершению всех выше перечисленных циклов корректируется геометрия конструкции. Во время сварки нагревание и охлаждение стенок может привести к изменению угла между элементами изделия. Требуется правка геометрической формы. Поэтому двутавровая балка пропускается через специальную правильную линию, представляющей собой систему роликов. На выходе получается готовый продукт с геометрически правильными формами.

Балочные и решетчатые конструкции

СВАРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Рамы представляют собой объемную пространственную кон­струкцию, предназначенную для объединения отдельных деталей и механизмов в единый агрегат. Одно из главных требований, предъявляемых к рамам, — жесткость конструкции. Поэтому вхо-

IJ

дящие в состав сварной рамы балочные заготовки соединяют друг с другом либо непосредственно, либо с помощью вспомога­тельных элементов жесткости. Размеры рам и их конструктивное оформление весьма разнообразны, различны и методы получения балочных заготовок. Так, рамы клетей мощных прокатных ста­нов собирают и сваривают из балочных заготовок в виде мас­сивных стальных отливок (рис. 12.5). В рамах тележек желез­нодорожного подвижного состава нередко также наиболее слож­ные элементы выполняют в виде стальной отливки с относительно тонкими стенками. Примером этому может служить рама тележ­ки электровоза В Л-80 (рис. 12.6), состоящая из боковин I, ли-

того шкворневого бруса 2 и двух концевых брусьев 3, где боко­вины и концевые брусья представляют собой сварные балки коробчатого сечения. Более крупные рамы обычно собирают из профильных и листовых элементов, подкрепляя их во многих ме­стах ребрами жесткости.

Общим для решетчатых конструкций является наличие в уз­лах соединений нескольких отдельных стержней того или иного сечения.

-С. — ……………. »————
t

Фермы, как и балки, работают на поперечный изгиб. Конст­руктивные формы балок проще, однако при достаточно больших пролетах применение ферм оказывается более экономичным. Характерные схемы решеток ферм показаны на рис. 12.7. Тре­угольная (а) и раскосная (б) схемы являются основными. Фер­мы, воспринимающие нагрузки по верхнему или нижнему поясу, с целью уменьшения длины панели изготовляют по схемам, изо­браженным на рис. 12.7,в, г. Иногда применяют безраскосные фермы с жесткими узлами (рис. 12.7,д). По очертанию поясов фермы могут быть с параллельными поясами или с поясами, об­разованными ломаной линией (рис. 12.7,е). По назначению фер­мы разделяют на стропильные и мостовые.

Стропильные фермы работают при статической нагрузке. В качестве стержней используют главным образом прокатные h значительно реже гнутые замкнутые сварные профили и трубы.

В общем объеме производства фермы из парных прокатных уголков составляют около 90%. Стержни в узлах соединяют ли­бо непосредственно, либо с помощью вспомогательных элемен­тов главным образом дуговой сваркой. Перспективно применение точечной контактной сварки. Из-за статического характера на­гружения стропильных ферм чувствительность к концентрации напряжений в точечных соединениях мала; в то же время кон­тактная сварка обеспечивает значительное повышение произво­дительности сборочно-сварочных работ.

Читайте также:  Холодная сварка для алюминия – применяем правильно

Мостовые фермы работают при переменных нагрузках и не­редко при низких климатических температурах, что определяет высокую чувствительность их сварных соединений к концентра­ции напряжений. Поэтому в процессе проектирования и изготов­ления сварных мостовых пролетных строений особое внимание уделяют предотвращению и устранению концентрации напряже­ний в сварных соединениях и узлах.

Решетчатые пролетные строения с ездой понизу применяют главным образом для железнодорожных мостов. Для автодорож­ных мостов более характерно использование стальных и стале­железобетонных сплошностенчатых пролетных строений с ездой поверху.

Пространственные решетчатые конструкции башенного типа (радиомачты, радиобашни, буровые вышки и т. д.) вследствие большой высоты подвергаются значительным ветровым нагруз­кам, поэтому их изготовляют преимущественно из трубчатых эле­ментов. Поскольку размеры этих конструкций превышают габа­рит железнодорожного подвижного состава, их монтируют из сва­ренных на заводе секций. Основные стойки башни располагаются по углам граней секций и являются поясами плоских ферм. Стой­ки составляются из отдельных труб стандартной длины и через приваренные к их торцам фланцы соединяются между собой болтами.

В особенно трудных условиях работают буровые вышки для добычи нефти и газа в открытом море на глубинах порядка 150— 200 м. Помимо ветровой они испытывают значительные нагруз­ки от ударов волн. Поэтому в этих конструкциях используют

а)

трубы больших диаметров. Так, опоры буровых вышек для добы­чи нефти в Северном море на глубинах более 150 м сооружают из труб диаметром до 4270 мм при толщине стенок до 64 мм.

Мачты линий электропередачи также являются пространств венными решетчатыми конструкциями, но для их изготовления используют прокат в виде уголков.

К решетчатым конструкци­ям следует отнести и сварные элементы арматуры железобе­тона: сетки, плоские и про­странственные каркасы. Сетки из взаимно перпендикулярных стержней круглого или перио­дического профиля, соединяе­мых контактной сваркой, мо­гут быть рулонные (рис.

12.8,а) и плоские (рис. 12.8,6).

Их назначение — армирование плит перекрытий, перегородок, покрытия дорог, аэродромов, каналов и других элементов конструкций и сооружений.

Типы сварных каркасов раз­нообразны. Плоские каркасыиспользуют в балочных перекрытиях (рис. 12.9), они состоят из продольной арматуры (поясов) и соединительной решет­ки в виде отдельных стержней или непрерывной змейки. Пло­ские каркасы, как и сетки, сваривают на точечных контактных машинах. Пространственные каркасы обычно имеют пояс­ные продольные стержни и соединительную решетку либо в виде отдельных стержней, располагаемых по каждой из граней, либо в виде непрерывной проволоки, навиваемой по спирали.

Лицом каждого дома или офисного здания является дверь. Она должна не только выигрышно смотреться в эстетическом плане, но и выполнять защитную функцию, предотвращая проникновение злоумышленников в помещения или жилые комнаты.

Основными элементами САПР являются коллектив проектиров­щиков, а также технический, программный и информационный комплексы. Связь проектировщиков с ЭВМ, программами и инфор­мацией осуществляется через средства ввода, вывода, накопления и передачи алфавитно-цифровой и …

Под машинным проектированием металлоконструкций понима­ется автоматизированное и автоматическое выполнение с помощью ЭВМ и других технических средств основных процедур поэтапного проектирования изделия.

Процесс изготовления

монтаж сварных двутавров

В качестве составляющих для варки двутавров рекомендуется использовать легированную сталь. Изделия из неё хорошо впишутся в конструкцию частного дома, однако при масштабном строительстве этот материал проявляет себя не с лучшей стороны.

Изготовление двутавра трудоёмкий процесс, и, если у вас нет опыта в сварочных работах, лучше нанять для этого мастера. Если вы решительно настроены сделать всё своими руками, то следующие советы для вас.

Первый этап — подготовка всех частей, которые впоследствии станут балкой. Необходимо точно высчитать размер составляющих и уровень давления, который они должны выдержать. При помощи хомутов соедините детали в одно целое, учитывая рёбра жесткости. Проще будет начать сборку с вертикальных частей.

Важно найти помощника, так как детали тяжелые и соединить их в одиночку нелегко. Для создания двутавра рекомендовано автоматическое или полуавтоматическое сварочное оборудование.

Важно наличие флюса — благодаря ему материал не будет разбрызгиваться по сторонам. Можно использовать и технику с применением электродного стержня, но этот способ более трудоёмкий. В конце изделия обрабатываются составом против коррозий.

Самостоятельная сварка — это всегда риск. Неправильное выполнение работы может привести к деформации целой конструкции как до монтажа, так и после.

Для сокращения внутренних деформаций применяют различные техники и очередности сварочных швов. Основными считаются каскадный и обратноступенчатый способы выполнения шва.

Как выполняется сварка балок двутаврового сечения

Конструкция сборочного оборудования, используемого для изготовления сварных балок, имеющих двутавровое сечение, определяется способом сварки для формирования поясных швов. Выбор такого оборудования зависит также и от того, какие приспособления планируется использовать в процессе производства. На современных предприятиях для формирования длинных поясных швов двутавровых сварных балок чаще всего используют автоматическую сварку под слоем флюса. Такой метод позволяет получить сварные швы, отличающиеся высоким качеством и надежностью по всей их длине.

Сварка балки как этап её изготовления

Использование для производства балок двутаврового сечения автоматизированного оборудования для сварки под слоем жидкого флюса позволяет не только снизить себестоимость готовой продукции, но и обеспечить ее высокое качество и надежность. Принцип работы такого оборудования предусматривает, что нерасплавленный флюс, защищающий зону сварки, находится под давлением. Благодаря этому минимизируется разбрызгивание жидкого металла из зоны сварки, что позволяет качественно выполнять данную операцию даже при высоких значениях силы тока (до 4 тысяч Ампер). Кроме этого, флюс защищает расплавленный металл от быстрого остывания, что способствует более эффективному отводу газа из него.

Между тем, сварная балка могут изготавливаться с использованием ручной дуговой и полуавтоматической сварки. В таких случаях для их сборки используют специальные кондукторы с зажимными элементами, либо обычные прихватки и хомуты. Однако следует иметь в виду, что в таком случае придется столкнуться с большими потерями расплавленного металла, которые будут происходить по причине его разбрызгивания и угара. Такие потери могут доходить до 30%.

Дефекты сварочных работ

Изъяны могут иметь место из-за нарушений требований технологического процесса, недобросовестном исполнении и другим причинам. Наиболее часто возникают проблемы, связанные с изменением кристаллической структуры металла под влиянием высокой температуры. Образуются новые кристаллические зерна, имеющие совершенно другие характеристики по сравнению с исходными.

Дефекты влияют на прочность и жесткость конструкции, снижая эти показатели. Страдает и устойчивость металла к коррозии. В совокупности количество дефектов делает эксплуатацию готового изделия невозможной. Все двутавровые балки проверяются на наличие подобных дефектов.

Преимущества применения сварных балок

Сварные двутавровые балки применяются в строительстве зданий разного типа. По сравнению с металлоконструкциями иной конфигурации они обладают важными преимуществами:

  • не имеют ограничений по размеру, в то время как для сборных металлоконструкций и швеллеров такие параметры устанавливаются;
  • готовый продукт отличается высоким качеством, прочностью, надежностью и долговечностью;
  • в процессе производства практически нет вредных отходов, опасных для людей и окружающей среды;
  • могут производиться на заказ с предопределенной длиной;
  • при необходимости сечение готовой продукции может изменяться, что способствует созданию сложных архитектурных композиций.

Сваривать балки можно из стали разных марок. Для перекрытий с небольшой нагрузкой можно изготовить конструкцию из углеродистой стали, а в местах, где планируются большие механические нагрузки предпочтение отдать монтажу двутавров, выполненных из легированной стали. Такая вариативность позволяет оптимизировать стоимость строительства и снизить его по сравнению с тем, если бы балочные конструкции производились только из высокопрочных металлов. Кроме того, можно снизить материалоемкость за счет оптимизации сечения готовой продукции.

Узлы крепления сварных двутавровых балок

Итак, теперь давайте разберемся с опорными узлами металлических двутавровых балок. Опирание их на стальную колонну (опору) может быть жестким или шарнирным, то есть подвижным.

Читайте также:  Технология сварки нержавейки полуавтоматом в среде углекислого газа

Само соединение готовых сварных балок между собой в процессе монтажа можно осуществлять двумя способами:

  • Первый из которых заключается в том, что двутавры приваривают сначала к специальной пластине, а сварку осуществляют уже по контуру профиля при помощи угловых швов. Преимущество именно этого метода в том, что не приходится разделять кромки балок.
  • Второй способ заключается в том, чтобы использовать накладки, которые монтируются симметрично к продольной оси, обрезаются и обвариваются косыми швами. Благодаря этому получается избежать проблем с наложением сварного шва по всей стороне накладки. Этот метод сварки пододит для конструкций с незначительной нагрузкой в будущем, т.е. как раз для строительства частного жилого дома.
  • Также сварные балки можно соединить болтовым соединением – это разъемный метод, который нужен для того, чтобы в конструкции отсутствовало остаточное напряжение, а сама конструкция перекрытия была стойкой к ударным и вибрационным нагрузкам. А также тогда, когда нет возможности пригласить профессионалов-сварщиков.

Как вы уже поняли, в большинстве случаев металлическую сварную балку соединяют при помощи сварки, реже болтами и еще реже – на заклепки. Все это напрямую влияет на стоимость монтажа таких балок.

Что касается заклепок, работа с ними наиболее трудоемкая, хотя порой, к сожалению, не обойтись без таких элементов. Например, если балка будет постоянно подвергаться вибрации (будет использоваться такое оборудование), тогда нельзя ее слишком жестко связывать с конструкцией.

Если же вы собираетесь соединить всю металлоконструкцию болтами, тогда:

  1. Вам понадобятся крепежные изделия с нормальной и повышенной точностью. Только в местах тех соединений, где будет нагрузка на срез, нельзя использовать болты нормальной или грубой точности.
  2. Вам нужно будет заранее проделать просветы на балке (или заказать подобное еще на производстве) так, чтобы внешний диаметр самого отверстия был больше внешнего диаметра болта всего на 2-3 мм. Такая конструкция будет стойкой к деформации, да и сборка в общем попроще.
  3. Соединение с болтами повышенной точностью хорошо подходит для труднодоступных мест, где невозможны заклепочные соединения. Но здесь диаметр отверстий нужно сделать больше уже на 0,3 мм, чтобы крепеж мог легко выдерживать предстоящую нагрузку.

Итак, рассмотрим теперь такой важный этап, как варка главной балки со второстепенной. Делайте все шаг за шагом:

  • Шаг 1. В верхней части основной балки сделать треугольный вырез точного размера.
  • Шаг 2. Приварить накладку к нижней части основной балки.
  • Шаг 3. В нижней части вспомогательной балки сделать вырезы, которые будут равны половине ширины нижней части основной балки.
  • Шаг 4. Теперь верхнюю часть второстепенной балки нужно сформировать в треугольную форму, такую же, как была вырезана в верхней части главной балки.
  • Шаг 5. Далее осуществляем монтаж: сначала главной балки, затем второстепенный, и все это – методом использования накладки.
  • Шаг 6. И, наконец, последний этап – это монтаж примыкания верхних частей и стенок, где к нижним частям балок тоже приваривается накладка.

Закрепить металлические двутавры между собой вы также можете методом болтового соединения. Это способ необходим тогда, когда время от времени вам придется осуществлять монтаж или демонтаж конкретного узла. Преимущество такого соединения в том, что в конструкции не будет остаточного напряжения. Что уже само по себе хорошо, ведь тогда перекрытие окажется более устойчиво к ударным нагрузкам, и, кроме того, для создания узла вам не понадобится приглашать профессионального сварщика.

Жесткий узел: для статических нагрузок

Т.е. балка может опираться сверху, прямо на центр профиля колонны или же балку крепят сбоку. Тогда в колоне возникает но только сжимающая нагрузка, но действие всех сил, поэтому ту приходится делать более крепкой и надежной, а это уже перерасход металла.

Иногда также через пролет приходится класть две балки, тогда их соединяют между собой при помощи болтов и между двумя ребрами устанавливают пластины. При этом важно помнить, что металлы подвержены тепловому расширению из-за перемены температур, а потому нужно оставить небольшое расстояние для их малозаметного движения.

Чтобы передать поперечную силу давления, ребро балки ставится так, чтобы при монтаже она была прямо над полкой колонны. При этом балку соединяют с колонной при помощи специальной накладной пластины, и желательно сразу же с обеих сторон. Но так, чтобы не создавать слишком жесткого узла.

Вот хороший пример, как сочетают сварные балки на двух пролетах, чтобы не создавать точечного напряжения на промежуточную стену перекрытия:

Чтобы создать жесткое соединение балки, вам необходимо будет болтовое соединение или сварочное:

Шарнирный узел: для динамических нагрузок

Теперь о шарнирном опирании сварной балки. Создается оно при помощи опорного ребра на опорном столике, куда будет передаваться вся нагрузка. Сам столик вам нужно будет сделать из листовой стали.

Приварите столик по трем сторонам балки и сделайте его ширину при этом больше на 2-3 см, чем ребро балки. Так опорное ребро должны полностью лечь на опорный столик.

Что собой представляет сварной двутавр?

По своему типу сечения двутавровые металлические балки сегодня принято делить на прокатные или составные, которые называются еще сварными. Сварная двутавровая балка  – это особый вид фасонного металлического проката в форме наклонного или горизонтального бруса. Изготавливают ее сегодня из углеродистой и низколегированной стали, обязательно высокого качества.

Давайте перечислим основные преимущества двутавровых сварных балок:

  • Перекрывают большие пролеты со значительным нагрузками.
  • Идеально перераспределяют горизонтальные и вертикальные нагрузки.
  • Прекрасно работают на изгиб благодаря жесткости профиля балки.
  • Не горят и не теряют свою несущую способность при нагревании даже достаточно высокими температурами.
  • Устойчивы к биологическим воздействиям.
  • Отлично подходят для строительства конструкции быстровозводимых зданий.
  • Позволяют значительнее снизить массу всей конструкции, по сравнению с горячей корнями.
  • Изготавливаются также с полностью ассиметричным сечением.

Вот почему такие сварные балки используются сегодня и в строительстве жилых домов, и для промышленных комплексов, и даже для мостов и тоннелей. Казалось бы, что такая балка будет слишком тяжелой для частного домостроительства, но на самом деле применение стальных двутавров позволяет в итоге сократить общий вес несущих конструкций. Но помните, что в отношении к перекрытию из сварных стальных двутавров существуют свои строгие требования:

Стандарт изготовления сварных двутавровых балок

Виды металлических сварных балок

Налажено непрерывное производство двутавров различного назначения. По стандарту выделяют несколько видов балок двутаврового сечения:

  • с небольшой длиной полок по отношению к перегородке, они применяются для подвесных путей, перекрытий, укрепления шахтных выработок;
  • с пропорциональным размером перегородки и полок, они применяются при возведении опорных каркасов, армирования декоративных колонн.

По точности изготовления бывают двутавровые профили двух видов: обычные и высокоточные.

Номенклатура

Двутавровые балки различны по типоразмерам:

  • параллельнополочные;
  • широкополочные;
  • нормальные;
  • для подвесных конструкций;
  • скошеннополочные;
  • колонные;
  • усиливающие шахты.

Изделия стандартных типоразмеров с нормальными, широкими и колонными полками выпускаются из сталей С245, С255 с содержанием углерода и С345 (09Г2С) с низким легированием. Балочные швы регламентируются ГОСТ 23118-99 и СП 53-101-98, по типологии маркируются как С12(15/21) — согласно ГОСТ 8713-79.

По ГОСТ 26020-83 свариваются поясные швы у типовых прокатных изделий величиной 30-150, по ГОСТ 23118-99и СП 53-101-98 — у рядовых двутавровых, которые используются как колонны или при невысоких нагрузках. Типология шва в таких случаях соответствует ГОСТ 8713-79.

Стандартные прокатные балки величиной 30-150 регламентируются СТО АСЧМ 20-93.

При выполнении тавровых швов у усиленных, крановых, металлоизделий фаски разделываются, основание шва зачищается, и шов полностью проваривается согласно ГОСТ 23118-99, СП 53-101-98. В данном случае типология шва Т8 отвечает ГОСТ 8713-79.

Балки иных конструкций изготавливаются по ГОСТ 26020-83 и ТУ 0925-001-81769030-2007 для аналогичных модификаций, для не аналогов — по ГОСТ 23118-78 и СП 53-101.

Читайте также:  Сварка полиэтиленовых труб: технология сварки ПЭ труб встык, электромуфтовая сварка трубопроводов, как сварить в домашних условиях

Замена швеллерами

На практике при возведении строительных конструкций для получения двутаврового сечения иногда используется сварка швеллеров между собой. Если швеллеры применяются взамен предусмотренных проектом двутавровых балок, такая замена должна согласовываться.

Согласование использования альтернативного материала отражается изменениями, вносимыми в соответствующие разделы рабочего проекта. Возможность замены определяется по результатам поверочных расчётов на прочность, выполняемых проектировщиками.

Способ применяемой сварки швеллеров между собой также определяется расчётом. Это может быть сварка непрерывным или прерывистым швом, либо с применением соединительных накладок.

При сварке швеллеров непрерывным швом, в результате температурных деформаций металла, может произойти скручивание профиля. Избежать этого явления можно, применяя специальные струбцины, а также, накладывая сварочные швы небольшими участками, чередуя при этом стороны соединяемых профилей.

При необходимости удлинить такую конструкцию, осуществляют сварку швеллеров встык. Места стыковых сварочных швов швеллеров, образующих двутавр не должны совпадать друг с другом. Для усиления конструкции сварной шов можно укрепить с помощью накладки.

Область применения

Двутавровые балки сварного типа широко используются в различных областях строительства. Они востребованы в создании:

  • несущих конструкций: каркас, фундамент, опоры и т.п.;
  • перекрытий между этажами;
  • жилых зданий;
  • мостов, эстакад и путепроводов;
  • складов и торговых центров;
  • виадуков и тоннелей;
  • стадионов и других сооружений.

Благодаря тому, что сварная балка обладает высокими показателями прочности и надежности она применяется практически во всех отраслях строительства.

Главные достоинства применения сварных двутавровых балочных конструкций

Такая конструкция, как двутавровая балка, имеет ряд преимуществ, выделяющих её в ряду других металлоконструкций, использующихся в строительстве:

  • Сварные двутавровые металлоконструкции способны выдерживать огромные статические и динамические нагрузки, не теряя при этом своих эксплуатационных показателей. Благодаря таким характеристикам, в большинстве случаев, усиление двутавровой балки не требуется.
  • Легкость транспортировки и относительная простота монтажа делают двутавровые элементы незаменимыми при строительстве быстровозводимых сооружений.
  • Такие балки крайне популярны и широко используются для возведения зданий и сооружений самого разнообразного назначения, поэтому цены на них достаточно демократичны. Для приобретения таких металлоконструкций, достаточно зайти на сайт ближайшего завода-изготовителя и пройти в раздел — продам балку двутавровую. Большинство предприятий предлагают широкий ассортимент двутавровых металлоконструкций, имеющихся на складе, а также изготавливают их на заказ. Также, позвонив в отдел маркетинга, легко узнать сколько стоит балка интересующей марки, в зависимости от тоннажа.

Возможности

Благодаря применению сварных двутавровых балок удается увеличить пролеты между несущим основанием и, соответственно, уменьшить количество стыков. Покупатели могут заказать готовый продукт нужного размера и сечения. Есть большое количество ГОСТов на изготовление двутавр, среди которых заказчик может выбрать наиболее подходящий вариант. Сварные двутавры могут использоваться в строительстве сооружений сложной архитектуры.

Их применение в разных областях строительства оправдано из-за большого числа достоинств. Балки позволяют улучшить эксплуатационные характеристики и надежность сооружения.

Обработка дерева и металла

Учебно-производственные задания.
I — сборка и сварка балки без применения приспособлений, II — сборка и сварка балки в зажимном приспособлении.

Цель заданий: углубить навыки в технике наложения швов, уметь прогнозировать результаты искажения формы сварных конструкций в зависимости от порядка и направления наложения швов; установить, как влияет взаимное направление наложения швов на коробление металла вдоль оси балки (закручивание).

I. Сборка и сварка балки без применения приспособлений

1. Взять девять пластин из низкоуглеродистой стали размером 200 X 100 X мм.
2. Собрать на прихватках три образца для сварки двутавровых балок.
3. Изготовить двутавровую балку (разметить балку путем нанесения клейма). Изготовление второй, третьей балок осуществляется другими учащимися.
3.1. Сварить первый стык в нижнем положении и в направлении, показанном стрелкой
3.2. Перевернуть балку и сварить стык в нижнем положении в направлении стрелки.
3.3. Перевернуть балку и выполнить шов.
3.4. Перевернуть балку и выполнить шов. В результате получится балка, в которой все швы выполнены в одном направлении.
4. Сварить двутавровую балку II.
4.1. Сварить стык в направлении, а. Сварку выполнить в нижнем положении, выполняя угловой шов.
4.2. Перевернуть балку и сварить стык в направлении, противоположном направлению сварки первого стыка
4.3. Перевернуть балку и сварить стык в направлении стрелки.
4.4. Перевернуть балку и сварить стык. В результате получится балка швами и в одном и швами и в противоположном направлениях.
5. Сварить двутавровую балку III .
5.1. Сварить стык, и в нижних положениях и в направлениях, т. е. швы, и швы, будут сварены в разных направлениях.
6. Проверить деформации балки вдоль продольной оси (закручивание).
6.1. Поставить балку на полку в устойчивое свободное положение. Рядом с балкой в месте касания полки со столом (точка а) установить вертикально линейку так, чтобы она касалась верхней полки
6.2. Перевести балку в другое устойчивое положение путем поворота ее вокруг продольной оси.
6.3. Поставить линейку на стол так, чтобы один конец расположился в основании балки, а второй касался верхней полки. Измерить угол а — угол закручивания балки.
6.4. Аналогичные измерения выполнить для всех балок. Данные измерений занести в таблицу или запомнить.
6.5. Сделать вывод о влиянии направления наложения швов на закручивание балки вдоль продольной оси.
7. Следует помнить, что закручивание возникает вследствие неодновременной поперечной усадки углового шва по его длине. Так, в результате усадки шва закручивается нижняя часть пояса балки, а шов вызывает закручивание верхней части пояса. Аналогично происходит и закручивание в противоположном направлении при усадке швов. Однако компенсировать закручивание, вызванное первым и вторым швами, третий и четвертый швы не могут, вследствие того, что первый и второй швы сделали концы полки более жесткими (при выполнении первого и второго шва закручиванию (деформации) препятствовали Рис. только прихватки).
8. Направление при наложении швов, принятое при сварке балки II, способствует суммированию величины закручивания от отдельных швов. Угол а у балки 111 будет в раза больше, чем при сварке одного шва.

II. Сборка и сварка балки в зажимном приспособлении

1. Простейшее зажимное приспособление состоит из основания с приваренной к нему пластиной, имеющее вырез. Для жесткого закрепления балки использовать набор струбцин.
2. Собрать балку из трех пластин размером 200 X 100 X мм.
3. Разместить балку IV в зажимном приспособлении и закрепить струбцинами.
4. Сварить балку в зажимном приспособлении.
4.1. Сварить стык левым или правым способом на тех же режимах, которые применяли для сварки предыдущих балок.
4.2. Освободить балку от струбцин (после полного остывания шва).
4.3. Перевернуть балку на 180° вокруг поперечной оси, вставить верхнюю полку в прорезь приспособления. Закрепить струбцинами.
4.4. Сварить стык .
4.5. Перевернуть балку по часовой стрелке на 180° вокруг продольной оси.
4.6. Установить балку в зажимное приспособление. Закрепить струбцинами и сварить стык . После остывания шва пластину освободить от зажимов.
4.7. Повернуть балку на 180° вокруг поперечной оси. Установить в зажимное приспособление. Закрепить. Выполнить сварку стыка (сварку вести в том же направлении, что и при выполнении предыдущих швов).
4.8. Освободить готовую балку из приспособления.
4.9. Проверить отклонения от формы и размеров.
5. Сравнить результаты проверки с предыдущими, полученными при контроле балок I, II, III . При правильном жестком закреплении пластин балка, сваренная в зажимном приспособлении, не должна иметь заметных изменений формы (закручивание вокруг продольной оси).
6. Все балки отрихтовать с помощью молотка и нагрева пламенем горелки.

Балки использовать в дальнейшем в качестве образцов для наплавки, сварки балок встык, с целью получения более длинной балки и закрепления навыков и умений сварки металла встык, а также для упражнений по резке металла.

Источники

  • https://gs16.ru/svarka/dvutavrovoj-balki.html
  • https://MetalListen.ru/raboty-s-metallami/svarka-dvutavrovoj-balki.html
  • https://paes250.ru/svarka/dvutavrovoj-balki-vstyk.html
  • https://KrovGid.com/montazh/svarnaya-dvutavrovaya-balka.html
  • https://milling-master.ru/svarochnye/tehnologicheskaya-karta-sborki-i-svarki-dvutavrovoj-balki.html

[свернуть]
Ссылка на основную публикацию