Изготовление и монтаж фланцевых соединений металлоконструкций ~ Как бывает в монтаже!!

При разработке проектно сметной документации для изготовления фланцевых соединений руководствуйтесь нижеследующими нормами:

СНиП II-23-81* Стальные конструкции – растянутые и изгибаемые фланцы конструкций требуется изготавливать из стали С255, С285, С345, С375, С390 с относительным сужением Ψz>=25% (с учетом требований 13.3   ….. 13.5).Механические свойства в направлении толщины проката  проверяет , завод изготовитель руководствуясь, ГОСТ 28870-90.

Листовая сталь фланцев должна соответствовать «Рекомендации по расчету, проектированию, изготовлению и монтажу фланцевых соединений стальных строительных конструкций» \Министерство монтажных и специальных строительных работ СССР ВНИПИ Промстальконструкция  ГОССТРОЙ СССР ЦНИИПпроектстальконструкция им.Мельникова\ Москва 1989.

Категория стали фланцев должна соответствовать первой группе ответственности зданий с учетом климатического района строительства.

Изготовление металлоконструкций с фланцевыми соединениями производить в согласно требованиям ГОСТ 23118-2012.

Заготовку фланцев следует выполнять машинной термической резкой.

Торцы элементов под фланцы следует фрезеровать или резать дисковой пилой.

Сборку ригелей с фланцами следует производить только в кондукторах.

Технология сварки должна обеспечивать минимальные сварочные деформации фланцев.

Приварку фланцев осуществлять полуавтоматической сваркой  с применением  порошковой проволокой марки ПП-АН8 по ТУ 14-4-1059-80 или  сварочной проволокой марки СВ-08Г2С по ГОСТ 2246-70 в среде углекислого газа по ГОСТ 8050-85 или в смеси углекислого газа с аргоном (по ГОСТ 10157-79*).

При ручной дуговой сварке деталей из низколегированной стали применять электроды Э50А по ГОСТ 9467-75.

После выполнения сварочных работ внешние поверхности фланцев необходимо отфрезеровать.

Все фланцы, независимо от марки стали ( за исключением 10ГНБ-Ш) подлежат  контролю методом ультразвуковой дефектоскопии на заводе изготовителе металлоконструкций на внутренние расслои, грубые шлаковые включения в зонах шириной 80 мм симметрично вдоль оси симметрии каждого элемента в соответствии с таблицей 1 «Рекомендаций по расчету, проектированию  и монтажу фланцевых соединений строительных конструкций» (М. ,1989, ЦНТИ ММСС СССР с дополнениями и изменениями от июля 1990г.)

 По усмотрению завода изготовителя допускается производить ультразвуковой контроль  после приемки фланцев.

Ультразвуковому контролю на наличие расслоя должны подвергаться зоны полок колонн в местах крепления растянутых ребер (напротив полок ригелей).

При изготовлении допускаемые отклонения от размеров должны соответствовать ГОСТ 23118-2012. Возможные  зазоры должны заполняться прокладками, поставляемыми комплектно с конструкциями.

Элементы фланцевых соединений проверять на монтажной площадке на отсутствие погнутостей, надрывов сварных швов и т.п. Заусеницы вокруг отверстий и по краям фланцев должны быть удалены.

В местах установки высокопрочных болтов контактные поверхности элементов конструкций и накладок не должны грунтоваться и окрашиваться.

Перед монтажом сопрягаемые поверхности фланцев полок колон и монтажных прокладок зачистить до металлического блеска металлическими щетками, либо ручным механизированным инструментом.

Для фланцевых соединений использовать высокопрочные болты М24 по ГОСТ 22352-77* исполнения «ХЛ» категории 1 по ГОСТ 15150-69, класса прочности 10.9 из стали 40Х с временным сопротивлением не менее 110 кг/мм2 по ГОСТ 4543-71, высокопрочные гайки класса прочности 10 из стали 40Х с временным сопротивлением не менее 110 кг/мм2 по

ГОСТ 4543-71, шайбы из стали 40 по ГОСТ 1050-88.

Запрещается применение болтов и гаек, не имеющих клейма предприятия – изготовителя и маркировки, обозначающей класс прочности, а также букв «ХЛ» по ГОСТ 15150-69.

Диаметр отверстий в конструкциях под высокопрочные болты М24-27мм.

Резьба болтов не должна входить вглубь отверстия более чем наполовину толщины крайнего элемента пакета со стороны гайки.

Под гайки и шляпки болтов следует устанавливать по одной шайбе.

Натяжение болтов следует начинать с узлов, в которых фланцы примыкают к полкам колонн без прокладок.

Высокопрочные болты во фланцевых соединениях должны быть затянуты на усилия, указанные в рабочих чертежах (для М24-239кН, для М20-167кН, для М27-312кН), вращением гайки до расчетного момента закручивания.

Контролю натяжения подлежат 100% болтов. Порядок натяжения должен исключать образование неплотностей в стягиваемых пакетах.

Натяжение высокопрочных болтов необходимо начинать от наиболее жестких зон к краям.

Зазоров между соприкасающимися плоскостями фланцев в местах расположения болтов не допускается. Щуп толщиной 0,1 мм не должен проникать в зону радиусом 40мм от оси болта. Просвет между фланцем и полкой колонны после затягивания высокопрочных болтов по линии стенок и полок профиля должен быть не более 0,2 мм, просвет между фланцем и полкой колоны после натяжения по краям фланцев должен быть не более0,6мм.
Головки и гайки болтов после затяжки должны плотно ( без зазоров) соприкасаться с плоскостями шайб, а стержень болта выступать из гайки не менее чем на 3 мм.

После контроля натяжения и приемки соединения все наружные поверхности стыков, включая головки болтов , гайки и выступающие из них части резьбы болтов должны быть очищены, огрунтованы, окрашены, а щели в местах перепада толщин и зазоры в стыках обработаны герметиком.

Герметизация фланцевых соединений — как работать с металлоконструкциями

Особенности фланцевых соединений

Фланцами называют плоские детали круглого, квадратного или другого сечения, в которых присутствуют отверстия для болтов. С помощью фланцев традиционно выполняется монтаж трубопроводов для холодной и горячей воды, агрессивных и неагрессивных жидкостей и газов. Фланцы используют:

• для взаимного соединения участков трубопровода;
• для подключения кранов, клапанов и другой арматуры;
• для подключения трубопровода к емкостям, насосам, машинам, установкам и другим объектам.

Широкое применение фланцев обусловлено простотой их монтажа и демонтажа, возможностью стандартизации (и следовательно, массового производства и создания оперативного запаса на случай поломок), относительной дешевизной и достаточным уровнем надежности при соблюдении правил монтажа и эксплуатации. Фланцевое соединение может быть собрано и разобрано только с применением ручного или электрического портативного инструмента, что выгодно отличает его от трудоемких сварных соединений.

Типичное фланцевое соединение состоит из таких элементов:

• пара фланцев, подходящих по типоразмеру;
• набор крепежа для соединения;
• герметизационная прокладка (для изготовления этой детали традиционно используют резину, паронит, биконит, фторопласт, графит и сталь).

Герметизация фланцев

Ко фланцевым прокладкам действует комплекс требований, которые иногда противоречат друг другу. С одной стороны, прокладка должна быть достаточно долговечной, выдерживать возможные перепады давления и воздействие агрессивных сред, иметь сравнимый с основным материалом фланца коэффициент термического расширения. Этим требованиям вполне соответствуют жесткие прокладки из стали.

Но с другой стороны, для обеспечения достаточной герметизации материал прокладки должен быть упругим, восстанавливать свою форму после возможных деформаций, а также полностью заполнять все пространство между двумя фланцами. Но даже при обработке на современных станках поверхность металлических деталей никогда не бывает идеально ровной, поскольку все работы имеют тот или иной инженерный допуск. На практике эта неидеальность может проявляться в отклонениях от параллели, заусенцах, кавернах, трещинах, химических неоднородностях и других дефектах. С точки зрения максимального заполнения соединения предпочтение стоит отдавать резиновым, полимерным и другим упругим прокладкам.

На практике такие противоречивые требования приводят к необходимости тщательного подбора материала и геометрии прокладки под конкретные условия. В некоторых случаях предпочтение отдают химически- и термостойким материалам, в других главной характеристикой принимают долговечность, в третьих – выбирают материал с максимальным заполнением объема соединения.

Поэтому в современной индустрии все чаще используются альтернативные способы герметизации фланцев, не связанные с точной подгонкой свойств прокладки под условия работы трубопровода. Самый популярный из этих методов – использование полимеризующихся анаэробных герметиков, которые наносятся на соединение в виде геля и затвердевают внутри него. Несколько десятков назад такие материалы были доступны только в космической и военной промышленности, но сейчас они постепенно завоевывают новые рынки и становятся де-факто стандартом для бытовых и промышленных трубопроводных систем.

Анаэробные герметики для фланцев

Свое название эти материалы получили за свойство затвердевать в бескислородной среде (по аналогии с анаэробными микроорганизмами, предпочитающими отсутствие воздуха). Такие герметики изготавливаются на основе полимеров акриловой и метакриловой кислот. Они обладают рядом важных достоинств, обуславливающих их широкое применение для фланцевых соединений:

• Упругость в полимеризованном виде.
• Стойкость к высокому давлению – до 40 атмосфер (~4,1 МПа).
• Текучесть при нанесении, позволяющая добиться максимального заполнения соединения и практически полной компенсации дефектов поверхности фланцев.
• Химическая и температурная устойчивость.
• Защита металлических поверхностей от коррозии.
• Устойчивость к деформациям, вызванным перепадами температуры.
• Отсутствие усадки при полимеризации.
• Высокая скорость застывания – полимеризация происходит в течение 20 минут, также доступны «медленные составы» со сроком фиксации до 45 минут, что позволяет внести оперативные изменения в конструкцию уже после герметизации соединения.

Единственный заметный недостаток таких герметиков, ограничивающий их бытовое применение – обязательное присутствие металла для процесса полимеризации. Однако даже на химически неактивных металлах такие составы можно использовать – а вот для герметизации полимерных фланцев придется применять силиконовые материалы.

С точки зрения качества и долговечности герметизации хорошо себя зарекомендовали фланцевые анаэробные герметики Loctite, которые сейчас производит мировой химический гигант Henkel. От продукции других брендов составы «Локтайт» выгодно отличает огромный ассортимент, позволяющий подобрать подходящий состав для конкретных условий работы. Большой популярностью пользуются такие виды герметиков «Локтайт»:

• Высокотемпературные (рабочий диапазон до + 200 °C) составы Loctite 510 и Loctite 515.
• Состав для жестких фланцев Loctite 518.
• Уплотнители повышенной эластичности Loctite 5188 и Loctite 5203.
• «Медленные» составы для длительных сборочных работ Loctite 128068 и Loctite 573.

Приобрести герметик для фланцевых соединений от всемирно известного бренда Loctite можно в интернет-магазине «Интер-Комплект-НН».

Проблемы фланцевых соединений в средней полосе — Пьянству

В ответ на невинный лытдыбр пришло мне два таких коммента:

martinn:
У меня был знакомый, который самом конце 80-х работал в физике.
А вот делали они какую-то коробку для очередного спутника, для «Молнии», кажется.

[Спойлер]
Ну и оказалось, что с припусками и допусками не рассчитали, и коробочка в положенное гнездо не влазит.
Ну, хрюли, советские технологии — самые передовые в мире.
В результате они, именно ничтоже сумняшеся, коробочку довели до кондиции напильником по металлическому корпусу.
Полетела, родимая, как миленькая.
А уж что он рассказывал про Байконур — вообще ужас.
Например, там по стенкам всех ангаров туева хуча проводов и кабелей, потому что, когда кому-то требуется, скажем, 2 метра хитрого коаксиального кабеля, он нужный кусок прям из кучи отрезает, а проложить новый проще, чем искать в этой мешанине, где обрыв. )))
Буржуи, которые там стажировались, — французы, кажется, — охреневали абсолютно.
И, конечно, ещё и потому, что страшный русский космос оказался абсолютной правдой.
Ну, откуда ж забугорному месье знать, что заросший дикой щетиной дядька в телогрейке и треухе, ковыряющийся в каком-то узле чуть ли не ломометром, на самом деле — именитый академик, лауреат трёх Государственных премий и видный специалист в космонавтике?
Особенно когда этот дядя в обед засаживает стакан спирта, и матерится, как последний клошар.)))

ogolovok
(кстати, рекомендую заглянуть — очень много интересного о советской науке пишет):
А теперь об академиках в телогрейках на Семипалатинском ядерном полигоне.
Спуск ядерного заряда для испытания в скважине на глубину 560 м. Для спуска используется буровая установка, вся система завешивается на буровых трубах. Первая концевая приборная штанга с датчиками уже в скважине, к ней через фланцевое соединение пристыкован контейнер с ядерным зарядом и тоже опущен в скважину на свою 4-метровую длину, удерживается на тросах и зафиксирован на оголовке скважины от падения закладной вилкой. Теперь на верхний фланец контейнера устанавливается стыковочный фланец верхней приборной штанги. Монтажники пытаются в отверстия фланцев вставить толстенные болты. Не тут то было! Отверстия на фланцах не совпадают на какие-то доли миллиметра.

[Спойлер]
Монтажники с досады сплёвывают, заявляют, что это не их проблема и уходят греться в бытовку. Мороз, между прочим, около 40 градусов! Спуск изделия и все сроки испытания под угрозой срыва!
За дело берутся три члена — корреспондента АН СССР во главе с Юрием Александровичем Трутневым. Снимают фирменные медовые полушубки , с обкладкой из чёртовой кожи, облачаются в услужливо предоставленные рабочими телогрейки и солдатские бушлаты. Пыжиковые шапки долой! Вместо них на мудрые академические головы напялены монтажные подшлемники. И круглым напильником, толщиной в хороший ломик, по очереди, потихоньку — полегоньку устраняют ошибку производства и просмотр военной приёмки. Во время этого процесса над злополучным фланцем нависало звёзд героев труда больше, чем в нём отверстий.

По первому комменту я еще пройдусь — о прокладке кабеля я тоже знаю не понаслышке.
А вот повитийствовать на тему фланцевых соединений я решил сейчас.

Сначала небольшой ликбез.
Фланец, проще говоря, — это стальная пластина (или даже плита), приваренная с торца балки или трубы, с просверленными там отверстиями, для последующего соединения болтами с такой же конструкцией.
Используется как при прокладке трубопроводов (ну, все видели, наверное, хоть какой-то трубопровод), так и при сборке каркасов зданий.
Так вот, вы будете смеяться, но с момента трудовых подвигов академиков в Семипалатинске мало что изменилось.
Технологическая проблема заключается в том, что фланец с отверстиями на торце металлоконструкции может быть произведен двумя путями:
1. Сначала просверлить отверстия — если фланец небольшой, то это вообще не проблема, а потом приварить к балке (трубе)
2. Сначала приварить, а потом сверлить.

В первом случае требуется высокоточная сварка, желательно на роботизированных комплексах — потому что, как вы понимаете, если можно без особого труда просверлить абсолютно одинаковые отверстия в абсолютно тех же местах на одинаковых пластинах, то приварить многокилограммовый (или даже многодесяткокилограммовый) фланец с абсолютным совпадениям по осям без специального (дорогостоящего, между прочим) оборудования, вручную — практически невозможно. Кроме того, при самой сварке в металле возникают деформации — и пластину вполне может перекрутить на доли миллиметра, но если другой фланец перекрутит в обратную сторону, то они вполне могут друг с другом не состыковаться.
Второй случай — еще более технологически печальный (но используется чаще). Нужно иметь либо специальные торцевые сверлильные станки (тоже дорогостоящие, и проблема приварки самих фланцев никуда не девается), либо трехкоординатно-сверлильный комплекс — еще более дорогостоящий, либо делать это вручную с помощью ручных сверлильных станков на магнитной опоре.

А сверловка вручную выглядит так — разметчица тетя Зина распечатывает на бумаге чертеж, вырезает там отверстия чем-нибудь — получает трафарет, с которым она ходит, прикладывая к приваренным фланцам, и мелком (или маркером) отмечая места отверстий. Потом, условно говоря — за ней, идет сверловщик дядя Вася, с сигареткой и ручным станком наперевес, прикладывает его к отметке, и сверлит.

Очевидно, что отклонения при всех этих операциях — даже допустимые отклонения на единичном изделии, начинают возрастать в геометрической прогрессии при сборке конструкции. И тогда, да, начинают рассверливать отверстия прямо на стройплощадке (и это еще в лучшем случае — иногда приходится заменять либо балку. А это, между прочим, не очень хорошо влияет на надежность конструкции.
Поэтому, хотя и считается, что болтовые соединения значительно легче в сборке, но это только при условии, что производитель металлоконструкций обеспечил точность сверловки и приваривания фланцев ЗНАЧИТЕЛЬНО превышающую необходимую по ГОСТу.
На самом деле, в России буквально единицы заводов металлоконструкций, обладающие соответствующим оборудованием — как я говорил, оно совсем не дешевое.
Кроме того, очень немногие заводы производят предварительную сборку конструкций у себя — накладно, сроки обычно поджимают, да и площади соответствующие нужны.

А почему я, финансист, про это вообще рассказываю? Потому что эти фланцы, сцуко, меня в свое время заколебали. )))) Сверхнормативные отходы, брак, командировки технологов, сварщиков и монтажников на объекты, перевозки готовых изделий и инструментов (напильников, ага) туда-сюда, сама переделка изделий. Я специальноне проверял, но, насколько я помню, при наличии фланцевых соединений в металлоконструкциях увеличение себестоимости может доходить до 20%.
Поэтому для таких объектов лучше нанимать свою монтажную бригаду — иногда удается на месте все это исправить, а «левые» монтажники этим заниматься не будут (смотри, собственно, коммент).

Параметры установки болтов | ИНФОПГС

Элементы в узле допускается крепить одним болтом.
Болты, имеющие по длине ненарезанной части участки с различными диаметрами, не допускается применять в соединениях, в которых эти болты работают на срез.
Под гайки болтов следует устанавливать круглые шайбы по ГОСТ 11371-78*. Каждый болт устанавливается в соединение с двумя круглыми шайбами (одна ставится под головку болта, другая под гайку). (См. Рекомендации и нормативы по технологии постановки болтов в монтажных соединениях металлоконструкций п.7.8).

Образование отверстий

 

Образование отверстий следует производить продавливанием или сверлением (См. СП53-101-98 «Изготовление и контроль качества стальных строительных конструкций п.8.2).

Отверстия во фланцах следует выполнять сверлением ( См. Рекомендации по расчету, проектированию, изготовлению и монтажу фланцевых соединений стальных строительных конструкций п.6.6).

Образование отверстий в расчетных соединениях работающих на срез и смятие с болтами классов прочности 5.8, 8.8, 10.9 следует предусматривать сверлением в кондукторах. В нерасчетных соединениях допускается продавливание отверстий (См. Рекомендации и нормативы по технологии постановки болтов в монтажных соединениях металлоконструкций стр18-19).

Диаметр отверстия под болты

Диаметр рассверленных отверстий не должен превышать диаметр болта более чем на 3мм. (См. Рекомендации и нормативы по технологии постановки болтов в монтажных соединениях металлоконструкций п.7.6)

Закрепление болтов от развинчивания

Решения по предупреждению самоотвинчивания гаек — постановка пружинных шайб (ГОСТ 6402), контргаек или других способов закрепления гаек от самоотвинчивания — должны быть указаны в рабочих чертежах марки КМ. Применение пружинных шайб не допускается при овальных отверстиях, при разности номинальных диаметров отверстия и болта более 3 мм, при совместной установке с круглой шайбой (ГОСТ 11371), а также в соединениях на болтах, работающих на растяжение. Запрещается стопорение гаек путем забивки резьбы болта или приварки гаек к стержню болта. (См. СП70.13330-2012 п.4.5.5)

Гайки высокопрочных болтов и болтов класса прочности 10.9, затанутых на усилие свыше 50 процентов от расчетного предела прочности ничем дополнительно не закрепляются. Гайки болтов без контролируемого натяжения закрепляются постановкой разрезных шайб или контргаек. В соединениях на болтах, работающих на растяжение, устанавливаются только контгайки.Установка пружинных шайб не рекомендуется. (См. Рекомендации и нормативы по технологии постановки болтов в монтажных соединениях металлоконструкций п.7.9)

Резьба болта, воспринимающего сдвигающее усилие, не должна находиться на глубине более половины толщины элемента, прилегающего к гайке, или свыше 5 мм, кроме структурных конструкций, опор линий электропередачи и открытых распределительных устройств и линий контактных сетей транспорта, где резьба должна находиться вне пакета соединяемых элементов. (См. СНиП II-23-81* п.12.18)

Выступающая часть болта над гайкой

Длины болтов во фрикционных и фланцевых соединениях назначают в зависимости от суммарной толщины собираемых деталей. При этом, выступающая за пределы гайки резьба должна иметь не менее одного витка с полным профилем. В соединениях без контролируемого натяжения болтов, работающих на срез и смятие, длину болтов подбирают таким образом, что бы резьба отстояла от ближайшей плоскости среза не менее , чем на 5 мм. (См. Рекомендации и нормативы по технологии постановки болтов в монтажных соединениях металлоконструкций п.7.16).

Гайки и головки болтов, в том числе фундаментных, после затяжки должны плотно (без зазоров) соприкасаться с плоскостями шайб или элементов конструкций, а резьба болтов выступать из гаек не менее чем на один виток с полным профилем.(СП70.13330 п.4.5.7).

Болты (в том числе высокопрочные) следует размещать в соответствии с табл. 39.

Характеристика расстояния	Расстояния при размещении болтов
1. Расстояния между центрами болтов в любом направлении:
а) минимальное	2,5d*
б) максимальное в крайних рядах при отсутствии окаймляющих уголков при растяжении и сжатии	8d или 12t
в) максимальное в средних рядах, а также в крайних рядах при наличии окаймляющих уголков:
при растяжении	16d или 24t
«  сжатии	12d или 18t
2. Расстояния от центра болта до края элемента:
а) минимальное вдоль усилия	2d
б) то же, поперек усилия:
при обрезных кромках	1,5d
«  прокатных	1,2d
в) максимальное	4d или 8t
г) минимальное для высокопрочных болтов при любой кромке и любом направлении усилия	1,3d

 

* В соединяемых элементах из стали С235, С245, и С255 минимальное расстояние между болтами следует принимать равным 3d.
Обозначения, принятые в табл. 39:
d — диаметр отверстия для болта;
t — толщина наиболее тонкого наружного элемента.
Соединительные болты должны размещаться, как правило, на максимальных расстояниях; в стыках и узлах следует размещать болты на минимальных расстояниях.
При размещении болтов в шахматном порядке расстояние между их центрами вдоль усилия следует принимать не менее a + 1,5d, где a — расстояние между рядами поперек усилия, d — диаметр отверстия для болта. При таком размещении сечение элемента Аn определяется с учетом ослабления его отверстиями, расположенными только в одном сечении поперек усилия (не по «зигзагу»).
При прикреплении уголка одной полкой отверстие, наиболее удаленное от его конца, следует размещать на риске, ближайшей к обушку.

Профили из конструкционной стали — Archtoolbox

Доступен широкий выбор стальных профилей. Наиболее распространенные формы перечислены ниже; однако у многих производителей есть специальные формы.

Номенклатура стальных профилей соответствует двум стандартам:

1. Для широкой полки, несущей сваи, S-образных профилей, швеллеров и тройников: буква указывает форму, первая цифра указывает номинальную высоту, а вторая цифра указывает вес на 1 фут длины.Например, W12x36, указанный в таблице ниже, имеет форму с широким фланцем, номинальную высоту 12 дюймов и вес 36 фунтов на фут длины.
2. Для стальных труб, труб, пластин и уголков: 3 цифры указывают высота, ширина и толщина стали. 

Широкий фланец

Номенклатура: W12x36

Поверхности фланцев параллельны; толщина полки не обязательно равна толщине стенки.

---

Несущая свая

Номенклатура: HP14x73

Поверхности фланцев параллельны; фланец и стенка имеют одинаковую толщину.

---

Американская стандартная балка

Номенклатура: S15x50

Внутренняя поверхность фланца имеет наклон.

---

Канал

Номенклатура: C12x30

Стандартные фланцы AISC имеют наклонные внутренние поверхности фланцев.

---

Тройник

Номенклатура: WT12x38, ST12x38, MT12x38

Профили

WT вырезаются из широкой полки.

Профили

ST вырезаются из балок американского стандарта.

Профили

МТ вырезаются из нестандартных двутавров.

---

Полый стальной профиль или стальная труба

Номенклатура: HSS12x6x0,5, TS12x6x0,5

Любая номенклатура приемлема; однако чаще встречается HSS.

---

Угол

Номенклатура: L2x2x0,5, L6x3x0,5

Уголки бывают равнополочные и неравнополочные.На схеме слева показана неравная нога.

---

Труба

Номенклатура: Труба 4 STD

---

Пластина

Номенклатура: PL 0,5×12″x30″

Очень маленькие пластины также могут называться стержнями.

Статья обновлена: 16 мая 2021 г.

Помогите сделать Archtoolbox лучше для всех. Если вы обнаружили ошибку или устаревшую информацию в этой статье (даже если это всего лишь незначительная опечатка), сообщите нам об этом.

Глоссарий — Mueller, Inc

С

Провисающий элемент : натяжной элемент, такой как стержни, ремни или уголки, используемые для ограничения отклонения ригеля или прогона в направлении его слабой оси.

Кровельная система с винтовым креплением : См. «Система сквозной крепящейся крыши».

Герметик : Любой материал, который используется для герметизации трещин, стыков или нахлестов.

Второстепенный каркас : элементы, передающие нагрузки с поверхности здания на основной каркас.Например — прогоны и гирты.

Секционные верхние ворота : Ворота состоят из секций с горизонтальными петлями. Они оснащены пружинами, гусеницами, противовесами и другим оборудованием, которое перекатывает секции в верхнее положение вне проема.

Сейсмическая нагрузка : Боковая нагрузка, действующая в любом горизонтальном направлении на конструктивную систему из-за действия землетрясения.

Винт-саморез : Крепежный элемент, сочетающий в себе функции сверления и нарезания резьбы.

Саморез : Крепежный элемент, который нарезает собственную резьбу в предварительно просверленном отверстии.

Отгрузочная ведомость : см. «Список материалов».

Магазинная грунтовка : начальный слой грунтовки, нанесенный в цеху.

Боковая застежка внахлестку : Крепеж, используемый для соединения панелей друг с другом в их боковых нахлестах.

Боковина : Наружная стена, перпендикулярная каркасу строительной системы.

Свес боковой стенки : См. «Свес крыши».

Порог : Нижний горизонтальный элемент обрамления проема в стене, такого как окно или дверь.

Простое соединение : см. «Штыковое соединение».

Простой пролет : термин, используемый при проектировании конструкций для описания состояния опоры балки в двух точках, которое не оказывает сопротивления вращению на опорах.

Односкатная : Наклонная крыша в одной плоскости.Наклон делается от одной стены к противоположной стене.

Однопролетный : Элемент здания или конструкции без промежуточной опоры.

Мансардный люк : Дополнительный элемент крыши для пропуска света, обычно устанавливаемый на обрамленном проеме.

Раздвижная дверь : Одностворчатая или двустворчатая дверь, которая открывается горизонтально посредством скольжения на подвесной тележке.

Уклон : См. «Уклон крыши».

Снеговая нагрузка : См. «Снеговая нагрузка на крышу».

Snug Tight : Плотность болта в соединении, которая существует, когда все слои в соединении находятся в плотном контакте.

Софит : Материал, покрывающий нижнюю сторону выступа.

Солдатская колонна : промежуточная колонна, используемая для поддержки второстепенных конструкций; не является частью основной рамы или системы балок и колонн.

Пролет : Расстояние между опорами балок, балок или ферм.

Спецификация (Металлическая строительная система) : Изложение набора требований к металлической строительной системе с описанием условий нагрузки, методов проектирования, материалов и отделки.

Стык : Соединение в элементе конструкции.

Гаечный ключ : инструмент, используемый монтажниками для выравнивания отверстий и свинчивания болтовых соединений; гаечный ключ с конической рукояткой.

Квадрат : Термин, используемый для площади в 100 квадратных футов.

Стоячий фальц : Боковые соединения панелей крыши, расположенные в вертикальном положении над линией крыши.

Система кровли со стоячим фальцем : Система кровли со стоячим фальцем — это система, в которой боковые нахлесты между панелями крыши расположены в вертикальном положении над линией крыши.Система панелей крыши крепится к основанию крыши с помощью скрытых прижимных зажимов, прикрепленных винтами к основанию, за исключением того, что сквозные крепления могут использоваться в ограниченных местах, например, на концах панелей и в проходах через крышу.

Ребро жесткости : Элемент, используемый для усиления пластины от бокового или местного коробления. Обычно плоский стержень приваривают перпендикулярно продольной оси элемента.

Винт для сшивания : Крепеж, соединяющий панели вместе на боковом напуске.

Напряжение : Мера нагрузки на элемент конструкции в виде силы на единицу площади.

Стойка : элемент, вставленный в каркас, который сопротивляется осевым сжимающим силам.

Соединение стальных конструкций, соединение стальных конструкций

Стыковка стальных конструкций включает в себя сращивание в мастерской и на месте. К методам соединения относятся сварка и болтовое соединение. Мы должны реализовать соединение металлоконструкций, основанное на обеспечении прочности компонентов.

1. Соединение стальных конструкций для однородного поперечного сечения

Сращивание металлоконструкций на заводе

Компоненты, работающие на растяжение : можно использовать прямую стыковую сварку (рис. а) или стыковую накладку плюс угловую сварку (рис. b). При прямой стыковой сварке качество шва должно соответствовать стандартам качества класса I или II; в противном случае необходимо использовать пластины для сращивания и угловые сварные швы.

Компоненты, работающие под давлением : может использоваться прямая стыковая сварка (рис. а) или стыковая накладка плюс угловая сварка (рис. b).

При использовании пластин для сращивания и угловых сварных швов фланцы и стенки компонентов должны иметь собственные пластины для сращивания и сварные швы, чтобы сделать передачу усилия как можно более прямой и равномерной, чтобы избежать чрезмерной концентрации напряжений. При определении ширины стыковочной пластины необходимо оставить достаточно места для работы сварочной проволоки при сварке продольного шва.

Сращивание металлоконструкций на месте

Несущие компоненты: соединительные пластины могут добавлять высокопрочные болты (рис. c) или концевые пластины для добавления высокопрочных болтов (рис. d).

Компоненты, работающие под давлением: сварка (рис. e, f) или верхняя и нижняя контактные поверхности могут быть сплющены и непосредственно передают усилие под давлением (рис. g, h). При сварке верхняя часть детали должна быть предварительно скошена на заводе. Нижняя часть (или две верхние и нижние части) имеет позиционирующие детали (швеллерная сталь или уголковая сталь) для обеспечения правильного положения при сварке. Когда верхняя и нижняя контактные поверхности обструганы плоско и с вершиной, их следует дополнить небольшим количеством сварных швов и болтов, когда они являются непосредственно несущими и передающими усилие, чтобы они не могли перемещаться.Сращивание компонентов на растяжение и сжатие следует рассчитывать по принципу равнопрочности; то есть соединительные материалы и соединители могут передавать максимальную внутреннюю силу сломанной секции.

2. Сращивание стальных балок

Сращивание балок делится на сращивание в заводских условиях и сращивание на месте в связи с различными условиями строительства.

Сращивание металлоконструкций на заводе

1) Лучше всего расположить фланцы и стенки в шахматном порядке, чтобы избежать концентрации сварных швов.
2) Сварные швы фланцев и стенок обычно выполняются встык.
3) Проверка и расчеты не требуются для сварных швов, соответствующих уровням контроля качества сварных швов класса I и II.
4) Проверка и расчеты необходимы для сварных швов, соответствующих уровню контроля качества сварных швов класса III. При недостаточной прочности шва можно использовать косые швы. Когда θ удовлетворяет tgθ≤1,5, проверка и расчет не требуются.

Сращивание металлоконструкций на месте

1) Для сращивания на месте, как правило, фланец и стенка должны быть отсоединены в одном и том же сечении, чтобы облегчить транспортировку по частям (рис. а).Чтобы фланцевая пластина имела определенное пространство для расширения и сжатия в процессе сварки, чтобы уменьшить остаточное напряжение при сварке, длина около 500 мм может быть зарезервирована на заводе без сварки.

2) Как показано на рис. b, правильное смещение позиций соединения фланцев и стенок может предотвратить сосредоточение сварных швов в одном и том же сечении, но его нелегко транспортировать.

3) Для клепаных балок и больших сварных балок, которые являются более важными или подверженными динамическим нагрузкам, часто используются высокопрочные болты для соединения на месте.

3. Соединение главных и второстепенных балок

Второстепенная балка свободно поддерживается

1). Перекрытие

Конструкция : Опорные ребра жесткости должны быть расположены в соответствующих местах главной балки, чтобы избежать чрезмерного местного давления на стенку главной балки.

Характеристики : Простая конструкция, удобная установка второстепенных балок, но системы главных и второстепенных балок занимают большое полезное пространство.

Расчет : Как правило, расчет не требуется, а болты используются только для крепления.

2). Боковое соединение

Конструкция : Вспомогательная балка соединяется со стороной главной балки и может быть напрямую соединена с элементом жесткости главной балки (рис. a, b) или коротким стальным уголком (рис. c).

Особенности:

Рисунок a : Соединение с элементом жесткости болтами, конструкция проста, установка удобна, но одна сторона верхней полки и нижняя полка второстепенной балки должны быть отрезаны;

Рисунок b : Сварные швы соединяют его.В настоящее время болты используются только для временного крепления, но сварка швов на концах стенки второстепенной балки неудобна;

Рисунок c, d : Для использования короткого стального уголка для соединения главной и второстепенной балок для болтового соединения или монтажных сварных швов необходимо частично отрезать верхнюю полку.

Расчет:

Рисунок a, b : Сварные швы или болты, необходимые для соединения, должны рассчитываться в соответствии с силой реакции второстепенной балки.Учитывая, что стык неидеален, силу реакции вторичной балки следует увеличить на 20~30%.

Рисунок c : При расчете болта ① короткий стальной уголок можно рассматривать как одно тело с второстепенной балкой. Следовательно, болт ① должен выдерживать комбинированное действие вспомогательной балки, поддерживающее силу реакции R и момент M=Re. Напротив, болт ② выполняет только роль R. И наоборот. Короткоугольная сталь также может рассматриваться как неотъемлемая часть основной балки.Тогда болт ① воспринимает только силу реакции R, а болт ② должен воспринимать совместное действие силы реакции опоры вторичной балки R и момента M=Re.

Рисунок d : Метод расчета аналогичен рисунку c. Сварной шов ① и сварной шов ② также берут на себя совместную роль R или R и M=Re соответственно.

Второстепенная балка непрерывная

Свободно поддерживаемая балка перекрывается, за исключением того, что второстепенная балка проходит непрерывно и не прерывается на главной балке.Когда необходимо сращивать вторичную балку, положение сращивания можно установить на небольшой изгибающий момент. Используйте болты или сварку для фиксации между главной и второстепенной балками.

1). Перекрытие

Свободно поддерживаемая балка перекрывается, за исключением того, что второстепенная балка проходит непрерывно и не прерывается на главной балке. Когда необходимо сращивать вторичную балку, положение сращивания можно установить на небольшой изгибающий момент. Используйте болты или сварку для фиксации между главной и второстепенной балками.

2). Боковое соединение:

Конструкция : Для обеспечения непрерывности двухпролетной второстепенной балки на главной балке необходимо предусмотреть соединительные пластины на верхней и нижней полках.

Рисунок a : Стенка второстепенной балки соединена высокопрочными болтами с элементом жесткости главной балки, а соединительная пластина нижней полки разделена на две части, которые приварены к обеим сторонам полотно первичной балки.

Рисунок b : Установка на месте, сварное соединение, второстепенная балка опирается на опору главной балки, верхняя полка второстепенной балки снабжена соединительной пластиной, а опорная пластина заменяет соединительную пластину нижний фланец.

Расчет:

Сила реакции опоры передается от опоры к главной балке, а верхняя и нижняя полки воспринимают на конце отрицательный изгибающий момент.Соединение, крышка и верхняя пластина передают горизонтальную силу разложения M, F=M/h (высота вторичной балки h) F используется для расчета размера сечения и соединения сварных болтов. Во избежание сварки над головой соединительная накладка уже верхнего фланца, а прижимная пластина шире нижнего фланца.

4. Соединение балки и колонны

При подключении узлов необходимо соблюдать следующие основные принципы:
Безопасно и надежно. Анализ усилий должен быть максимально приближен к реальным условиям работы.Должны быть приняты расчетные схемы, соответствующие или близкие к фактическому состоянию соединения компонентов; соединение должно иметь четкий маршрут передачи усилия и гарантию надежной конструкции.

Его легко изготовить, транспортировать и установить. Уменьшить вид суставов; оставить место для регулировки размера сращивания; постараться облегчить выполнение операций во время строительства, например, избегать потолочной сварки монтажных швов, устанавливать и устанавливать опоры и т. д.

Экономия в разумных пределах.Наиболее экономичный метод определяется после тщательного рассмотрения материалов, производства, конструкции и т. д., и его не следует понимать как экономию стали.

Соединение балки-колонны можно разделить на три типа: гибкое соединение (шарнирное соединение), жесткое соединение и полужесткое соединение в зависимости от различной жесткости вращения.

Гибкое соединение балок и колонн

Соединение между осевыми сжатыми колоннами и балками, как правило, шарнирное.

1). Балка опирается на верхнюю часть колонны

.

Рисунок a : Сила опорной реакции балки передается непосредственно на полку колонны. Оставьте зазор между соседними балками, чтобы было место для регулировки при установке. Структура проста и конструкция удобна. Однако, когда силы реакции двух соседних балок не равны, это вызовет внецентренное сжатие колонны, а когда сила реакции, передаваемая одной балкой, велика, это также может вызвать локальный изгиб полки колонны.

Рисунок b : Даже если силы реакции двух соседних балок не равны, колонна все равно сжимается вблизи оси. Нижняя часть ребра жесткости полки должна быть сплющена и плотно прижата к верхней плите колонны; стенка колонны является основной силовой частью, и ее толщина не должна быть слишком тонкой; под верхней пластиной колонны должны быть предусмотрены ребра жесткости, и ребра жесткости должны иметь достаточную длину, чтобы удовлетворить требование длины сварного шва и требование равномерного распределения напряжения.

Балка поддерживается сбоку колонны

Рисунок a : Когда сила реакции балки мала, балка может быть размещена непосредственно на выступе колонны без поддерживающих ребер жесткости и соединена обычными болтами; структура относительно проста, а конструкция удобна.

Рисунок b : Используется, когда сила реакции балки велика. Сила реакции балки передается на опору концевым элементом жесткости; опора изготавливается из толстого стального листа (его толщина должна быть больше толщины ребра жесткости) или усиленного уголка, который соединяется с боковиной колонны сварным швом.

Рисунок c : Используется, когда сила реакции двух соседних балок сильно различается. Сила реакции балки передается через стенку колонны, так что колонна все еще близка к состоянию осевой силы.

Жесткое соединение балок и колонн

Стальные балки и колонны обычно имеют жесткое соединение.

Должны быть выполнены следующие требования:

Убедиться, что изгибающий момент и поперечная сила секции балки надежно передаются на колонну; обеспечить жесткость стыков, чтобы при соединении не образовывались явные относительные углы; конструкция проста и удобна для строительства;

Рис. а, б: Изгибающий момент и усилие сдвига напрямую передаются на колонну через сварной шов.Можно считать, что изгибающий момент конца балки полностью передается на колонну сварным швом фланцевого соединения, а поперечная сила передается на колонну сварным швом стенки.

Для сварки фланцевого соединительного шва в положении плоской сварки необходимо приварить накладку подкладки со стороны колонны, при этом на торце стенки балки заранее оставляют насечки. Верхняя выемка позволяет определить положение футеровки, а нижняя выемка соответствует требованиям сварки.

Рисунок c, d: Изгибающий момент конца балки и поперечная сила передаются на колонну через высокопрочные болты и сварные швы. Поскольку усилие может передаваться на колонну через соединительную пластину и уголковую сталь, это относится к непрямой передаче усилия.

Балка может быть снабжена поперечными ребрами жесткости, как показано на рисунках b и d, или не иметь их, как показано на рисунках a и c, в диапазоне, где балка соединяется с колонной. В последнем случае необходимо проверить прочность и устойчивость стенки и полки колонны.

ОБЪЕДИНЕНИЕ БЕТОННЫХ СТЕН С МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ СТРОИТЕЛЬНЫМИ СИСТЕМАМИ

ВВЕДЕНИЕ

Металлические здания широко используются для складов и других сооружений, требующих больших открытых площадей. Частично их конструктивная гибкость обусловлена ​​​​возможностью облицовывать металлические здания различными материалами, чтобы придать зданиям различный внешний вид или функции. Стены из бетонной кладки являются популярными системами ограждений для металлических зданий из-за эстетической привлекательности кирпичной кладки, ударопрочности, прочности и огнестойкости.Прочность бетонной кладки выдерживает случайные удары ручных тележек и вилочных погрузчиков, обеспечивает максимальную защиту в таких стихийных бедствиях, как землетрясения и ураганы, а также превосходную безопасность, огнестойкость и контроль шума.

Стены из бетонной кладки, используемые для металлических зданий, могут включать: наружные полноразмерные стены с парапетом или без него; наружные стены частичной высоты или вагонки; и внутренние несущие стены или ненесущие стены или перегородки. Элементы архитектурной бетонной кладки, такие как цветные, с раздвоенной поверхностью, полированные или с насечками, могут использоваться для придания стенам почти безграничного множества текстур и узоров.Эти блоки можно использовать для всего фасада или для полос, чтобы получить определенные узоры или подчеркнуть определенные аспекты дизайна здания.

Более подробное обсуждение системы, а также вопросы проектирования и строительства включены в книгу «Бетонные стены для металлических строительных систем» (ссылка 1). Руководство предназначено для того, чтобы преодолеть разрыв между инженером, который проектирует металлические строительные системы, и инженером, который проектирует стены из бетонной кладки, чтобы объединить их соответствующие знания.

ДЕТАЛИ

Типичное металлическое здание, облицованное каменной кладкой, показано на рис. 1. На рисунках 2–6 показаны некоторые типичные детали, используемые для наружной облицовки бетонной кладкой металлического здания. Эти детали могут нуждаться в изменении для соответствия индивидуальным проектным условиям.

Из-за присущих материалам различий между сталью и каменной кладкой необходимо уделить особое внимание обеспечению дифференциального движения между двумя материалами и их сборками.В «Соображениях по проектированию эксплуатационной пригодности для малоэтажных зданий» (ссылка 2) для малоэтажных зданий с наружными каменными стенами, усиленными по вертикали, предлагается предел поперечного сноса H/100 для повторяющейся десятилетней ветровой нагрузки, основанной на основных нагрузках системы сопротивления ветру. . См. Таблицу 12.12.1 ASCE 7 (ссылка 4) для получения информации о допустимом смещении этажа для сейсмической нагрузки. Большинство стен из армированной кладки для металлических зданий проектируются вертикальными, поддерживаемыми стальным перемычкой вверху и фундаментом внизу.

Настенное основание

Из-за несовместимости жесткости и деформации между гибкой сталью и жесткой каменной кладкой и, следовательно, для контроля расположения трещин в каменных стенах, которые могут возникнуть в результате относительно больших прогибов стального каркаса в верхней части конструкции, «шарнир» может быть встроены в основание каменной кладки, чтобы обеспечить вращение вне плоскости.

Два таких шарнирных соединения показаны на Рисунках 2 и 3. В конструкции, показанной на Рисунке 2, используется прокладка через стену для разрыва связи в основании стены, что обеспечивает просто поддерживаемое состояние, допускающее передачу сдвига, но без момента для выхода из строя. загрузка самолета. Во многих случаях усилие сдвига может быть адекватно передано трением через стык с оплавленным постельным бельем. Тем не менее, рекомендуется, чтобы соединение с положительным сдвигом было обеспечено путем расширения фундаментных дюбелей поперек соединения. Рекомендуется, чтобы количество стержней, проходящих через горизонтальный стык, было сведено к минимуму, а удлинение было ограничено 2 дюймами (51 мм), чтобы гарантировать, что стык будет вести себя так, как предполагалось. Следовательно, каждый вертикальный стержень, необходимый для обеспечения прочности в критических сечениях, не обязательно должен проходить через соединение.

Стены из каменной кладки

очень прочные и жесткие и часто используются для сопротивления боковым нагрузкам. Однако секции каменной стены, используемые в качестве сегментов жесткой стены, должны иметь вертикальную арматуру, непрерывную в фундамент, как показано на Рисунке 3. На уровне пола также предусмотрена гидроизоляция, чтобы позволить стене некоторое отклонение от плоскости из-за смещения здания. Вспомогательные средства проектирования включены в Бетонные каменные стены для металлических строительных систем (ссылка 1) для армированных каменных стен в плоскости и вне плоскости, а также для перемычек и анкерных болтов.В Приложении C также представлены примеры проектирования с использованием популярного и простого в использовании программного обеспечения NCMA Structural Masonry Design System (ссылка 3). Как показано на рис. 4, эти стены обычно проходят вертикально и поддерживаются с боков перемычкой в ​​верхней части каменной части стены.

Когда кладка спроектирована с опорным шарниром, важно правильно детализировать углы здания, чтобы приспособиться к движениям. Вертикальный изоляционный стык должен быть расположен рядом с углом здания, и следует уделить должное внимание кладке и стальным соединениям угловых колонн.Должны использоваться гибкие анкеры и/или щелевые соединения.

Рисунок 1—Схема металлического здания, облицованного бетонными стенами

Рисунок 2—Боковая стена из армированной бетонной кладки с вертикальным перекрытием на фундаменте для сегмента, отличного от жесткой стены

Рисунок 3—Деталь сегмента поперечной стены из железобетонной каменной кладки в вертикальном направлении на фундаменте

Рис. 4—Одиночная вертикальная стена без парапета на нижней боковой стене или карнизе (см. также Рис. 6)

Обшивка стен

Хотя каменные стены полной высоты обеспечивают наибольшую выгоду, особенно когда каменная кладка используется для несущих стен, иногда используются стены частичной высоты или обшивка.Эти стены обычно имеют высоту от 4 до 10 футов (от 1,2 до 3,0 м) со стенами из металлических панелей, простирающимися от верхней части каменной кладки до крыши. Кладка обеспечивает прочность и ударопрочность той части стены, которая наиболее подвержена повреждениям.

Деталь колонны

На рис. 5 показано соединение жесткой рамной колонны с боковыми стенками из бетонной кладки с совпадающим вертикальным управляющим швом. На деталях показаны регулируемые по вертикали анкеры для колонн, соединяющие стену с колонной. Для стен, спроектированных с вертикальным перекрытием, рекомендуется предусмотреть номинальное количество анкеров, соединяющих стену с колонной, чтобы добавить жесткости и прочности краям стены. Если они достаточно жесткие, эти анкеры могут помочь в поперечном креплении внешней полки колонны. Для больших боковых нагрузок могут потребоваться более прочные соединения. Анкеровка к колоннам торцевой стены очень похожа.

Рис. 5—Регулируемое анкерное соединение с колонной жесткой рамы и деталь узла управления

Деталь перемычки

Типичная деталь перемычки показана на рис. 6.Перемычки следует размещать как можно выше, чтобы уменьшить пролет кладки над перемычкой, особенно на стенах с парапетами. В зависимости от используемой конфигурации жесткой рамы соединительные пластины жесткой рамы и диагональные ребра жесткости могут ограничивать расположение перемычки. Перемычка разработана производителем металлоконструкций. Если внутренний фланец перемычки необходимо закрепить, производитель металлоконструкций укажет на чертежах, где требуются распорки, а также информацию, необходимую инженеру-каменщику для их проектирования и их крепления к стене.

На соединениях перемычек и каменной кладки следует использовать регулировочные пластины

, чтобы учесть выпуклость перемычки и другие допуски конструкции (см. рис. 6). Стальной перемычка никогда не должна притягиваться к каменной стене путем затягивания анкерных болтов.

Рисунок 6—Конструкционная перемычка для боковой нагрузки Деталь

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ СТРОИТЕЛЬСТВА

Обычно строительство металлических зданий с бетонными стенами происходит следующим образом: бетонирование фундамента и установка колонн; строительство фундамента из бетонной кладки по классу; укладка бетонной плиты; стальной монтаж; и строительство стен из бетонной кладки.Обратите внимание, однако, что эту последовательность может потребоваться изменить для удовлетворения потребностей конкретного проекта. Например, эта последовательность строительства меняется при использовании несущих торцевых стен. В этом случае сталь, поддерживаемая каменной кладкой, возводится после возведения каменной стены.

Координация между различными профессиями необходима для эффективного строительства. Предстроительные конференции — отличный способ для подрядчиков и субподрядчиков согласовать график строительства и избежать конфликтов и задержек.

Ссылки

1. Бетонные стены для металлических строительных систем, TR 149A. Национальная ассоциация бетонщиков, Ассоциация производителей металлоконструкций, Международный совет по нормам, 2011 г.
2. Рекомендации по проектированию пригодности к эксплуатации для стальных зданий, Руководство AISC по проектированию стали № 3. Американский институт стальных конструкций, 2003 г.
.
3. Программное обеспечение системы проектирования строительных конструкций. Национальная ассоциация бетонщиков, Ассоциация глиняных изделий Западных штатов, Ассоциация кирпичной промышленности и Международный совет по нормам и правилам, 2010 г.
4. Минимальные расчетные нагрузки для зданий и других сооружений, ASCE 7-05. Американское общество инженеров-строителей, 2005 г.
.

NCMA TEK 5-5B, редакция 2011 г.

NCMA и компании, распространяющие эту техническую информацию, отказываются от какой-либо ответственности за точность и применение информации, содержащейся в этой публикации.

Как предотвратить гальваническую коррозию между углеродистой и нержавеющей сталью

Вероятно, вас предупреждали о строительстве из разнородных металлов, таких как углеродистая сталь и нержавеющая сталь; есть веская причина.Эта ошибка была причиной крупных катастроф, таких как разлив нефти в Санта-Барбаре.

Тем не менее, вам не нужно полностью избегать этого металлического сочетания. Мы здесь, чтобы помочь вам понять, как это сделать правильно.

Прочтите, чтобы узнать о простой разбивке гальванической коррозии и о том, как предотвратить коррозию между углеродистой и нержавеющей сталью.

Что такое гальваническая коррозия?

 

Гальваническая коррозия является причиной того, что соединение углеродистой и нержавеющей стали может привести к проблемам.Гальваническая коррозия — это когда один металл вызывает коррозию и разрушение другого металла.

 

Чтобы эта коррозия началась, должны быть три вещи: анод (один металл), катод (второй металл) и электролит (обычная вода).

Некоторые металлы более склонны отдавать свои электроны, а другие более склонны притягивать дополнительные электроны. Это означает, что объединение этих различных типов металлов в средах с высоким содержанием электролита заставляет один металл передавать свои электроны другому.

Когда металл отдает электроны, начинается гальваническая коррозия, и металл ржавеет.

Как возникает гальваническая коррозия?

Когда два разнородных металла соединяются друг с другом, электролит помогает переместить электроны одного металла к другому металлу. По мере того, как электроносодержащий металл теряет электроны, он подвергается окислению.

Окисление вызывает ржавчину, ослабление и разрушение металла. Результатом является поврежденный металлический элемент и ослабленная труба, балка или конструкция.

Углеродистая сталь и нержавеющая сталь: в чем разница?

Не все стали одинаковы. На самом деле, некоторые стали плохо уживаются друг с другом. Это может быть случай с углеродистой сталью и нержавеющей сталью.

В чем разница между этими двумя распространенными типами стали?

Углеродистая сталь

Углеродистая сталь и нержавеющая сталь являются металлами на основе железа, но углеродистая сталь имеет особенно высокое содержание углерода.Это делает углеродистую сталь особенно прочной, тяжелой и твердой.

Однако углеродистая сталь подвержена коррозии. Это потому, что он сделан из железа, а кислород легко испортит железо. Результатом является оксид железа или ржавчина, которая может полностью разъесть углеродистую сталь.

Нержавеющая сталь

Вы можете подумать: «Подождите, если обе стали на основе железа, почему нержавеющая сталь устойчива к коррозии?»

У нержавеющей стали есть секретное оружие: хром.

Хром может игнорировать кислород, не подвергаясь коррозии. Это дополнение также поднимает нержавеющую сталь на более высокие позиции в рейтинге благородства.

Таким образом, когда нержавеющая сталь и углеродистая сталь соединяются и вводится электролит, такой как влага, нержавеющая сталь поглощает электроны углеродистой стали. Углеродистая сталь может быстро изнашиваться, становиться слабой и разрушаться.

Как предотвратить коррозию между углеродистой и нержавеющей сталью

Несмотря на то, что они не ладят друг с другом, как углеродистая, так и нержавеющая сталь прочны и полезны.К счастью, есть несколько способов помочь им работать в тандеме, не вызывая коррозии:

Использовать буфер

Если два типа стали плохо сочетаются друг с другом, мы могли бы разделить их. Как? Для трубопровода вы можете установить такие вещи, как башмаки для труб или износные накладки. Вы также можете добавить зажимные вкладыши или все виды изоляторов, например, стержни ProTek или плоские пластины.

Эти опоры укрепляют трубы и предотвращают трение металлов друг о друга.

Они также помогают стабилизировать конструкции, что снижает трение, делает трещины менее частыми и затрудняет проникновение агрессивных электролитов в металлы.

Другие буферы, такие как нейлоновые шайбы или крепежные детали, также могут добавлять защитный слой между разнородными металлами в болтах или опорных балках.

Пластина из углеродистой стали

Цинкование — это способ защиты углеродистой стали без полного изменения ее структуры. При цинковании углеродистой стали на ее поверхность наносится слой цинка.

Цинк намного ниже по гальванической шкале, чем углеродистая сталь, что означает, что он более основный и с большей вероятностью отдаст свои электроны, чем углеродистая сталь.

После цинкования цинк жертвует своими электронами каждый раз, когда коррозионно-активный металл соединяется с поверхностью. Таким образом, конструкция из углеродистой стали может сохранять свою прочную форму.

Снижение воздействия электролитов

Помните, что для начала гальванической коррозии необходимо наличие двух металлов и электролита. Таким образом, сдерживание электролитов может замедлить коррозию.

Некоторые хорошие варианты — добавить аэрацию или сгладить поверхности, когда это возможно. Гидроизоляция путем добавления водостойких покрытий может иметь большое значение для сохранения металлов, и вы можете использовать герметики, чтобы вода или мусор не скользили между щелями.

Также рекомендуется добавить дренаж, чтобы вода не застаивалась. Собравшаяся вода разъедает участки металла и запускает процесс коррозии. Хороший способ добавить дренаж — через дренажные отверстия. Здесь вы просверливаете отверстия в нижней части полых опор, чтобы дать воде выход.

Подробнее о предотвращении коррозии

Коррозия может представлять страшную опасность на рабочей площадке или в существующих конструкциях. Однако знание того, как это работает, поможет вам предпринять правильные действия, чтобы остановить его.Загрузите «Руководство эксперта по горячему цинкованию» , чтобы узнать больше.

Конструкционные шпильки | ClarkDietrich Building Systems

Наружные навесные стены

Инструменты дизайна:

Столы с ограниченной высотой:

Системы каркаса навесных стен

поддерживают внешнюю обшивку или облицовку коммерческих и промышленных зданий. Шпильки для этих каркасных систем должны выдерживать:

• Вес облицовочного материала (металл, камень, плитка и т.).
• Ветровые нагрузки, которым они будут подвергаться.

Внешние навесные стены не являются несущими и должны быть спроектированы таким образом, чтобы выдерживать самые высокие боковые нагрузки, ветровые или сейсмические, предусмотренные строительными нормами и правилами для конкретного места и типа конструкции. Ограничения по высоте в приведенном выше инструменте поиска и таблицах относятся только к однопролетным системам. Рекомендуется иметь вертикальный зазор между верхней частью стойки и верхней направляющей для перемещения основной конструкции в соответствии с требованиями стандарта E.ИЛИ. В этом случае используется система гусеницы с глубоким отклонением ноги.

Боковая нагрузка / Расчетная нагрузка

Наружные навесные стены должны быть спроектированы так, чтобы выдерживать самые высокие боковые нагрузки, ожидаемые для конкретного места и типа конструкции. Давление ветра можно найти в чертежах конструкции проекта в разделе «Общие примечания». Требуемые боковые нагрузки для проектирования должны быть предоставлены E.O.R. или Инженер по специальности.

Таблица нагрузки/пролета Примечания по ветровому давлению

Только IBC 2012/ASCE 7-10

Из-за изменений в строительных нормах модели расчетное давление ветра, определенное с использованием IBC 2012/ASCE 7-10, представляет собой нагрузки на уровне прочности (LRFD) по сравнению с теми, которые были определены в более ранних нормах IBC, которые были нагрузками на уровне эксплуатации (ASD).Таблицы нагрузки/пролета в этом инструменте поиска основаны на ветровых нагрузках на уровне обслуживания (ASD). Поэтому, чтобы правильно использовать таблицы нагрузки/пролета в этом инструменте, умножьте расчетное давление ветра IBC 2012/ASCE 7-10 на 0,6 (см. раздел 2.4 ASCE 7-10) перед вводом таблиц нагрузки/пролета.

Пример:
Расчетное расчетное давление ветра ASCE 7-10 = 16 фунтов на квадратный фут (нагрузки уровня прочности, LRFD)
Преобразование в нагрузку на уровне эксплуатации (ASD) = 16 фунтов на квадратный фут x 0,6 = 10 фунтов на квадратный фут
Используйте 10 фунтов на квадратный фут в качестве значения давления, используемого в этой таблице для определения диапазон членов

Любой другой строительный код

Таблицы нагрузки/пролета в этом инструменте поиска основаны на ветровых нагрузках на уровне обслуживания (ASD). Если используемая ветровая нагрузка соответствует этому критерию, ее не нужно изменять перед использованием таблиц.

Отклонение

Основная цель указания допустимого прогиба стоек для каркаса навесной стены состоит в том, чтобы определить допустимый прогиб для облицовочных материалов стены. Металлический стержень пластичен и поэтому может работать в широком диапазоне отклонений. Материалы облицовки стен, как правило, более хрупкие (кирпич, штукатурка или EIFS) и, следовательно, имеют более жесткие требования к максимально допустимому прогибу.Архитектор проекта или спецификация проекта должны отметить допустимый прогиб для данного облицовочного материала стены.

Типовые требования к прогибу: (L = длина в дюймах)

• L/240 Внешний сайдинг или EIFS
• L/360 Наружная штукатурка
• L/600 Наружный кирпич или камень
• L/720 Наружный кирпич или камень

Например, 20-футовая стена при L/240 (L = длина в дюймах, деленная на 240) может иметь боковой прогиб (20×12/240) = 1 дюйм.

Ограничение высоты

Предельные значения высоты основаны на непрерывной боковой опоре (жесткой оболочке) на каждом фланце по всей высоте стойки. Горизонтальные структурные перемычки (или распорки) по умолчанию находятся на высоте 4 фута от центра для значений, показанных в инструменте поиска и в таблицах. Фактическое перекрытие, которое в конечном итоге будет предоставлено, должно быть определено лицензированным инженером по специальности, ответственным за проектирование холодногнутой стали для данного проекта. Свяжитесь со службой технической поддержки ClarkDietrich, чтобы определить максимальное расстояние между боковыми распорками.

Добавление дополнительных горизонтальных перемычек не уменьшит фактический прогиб стены. Чтобы уменьшить прогиб стойки стены, требуется либо более тяжелый элемент, либо должна быть предусмотрена промежуточная опора конструкции.

См. все примечания к дизайну в нижней части инструмента поиска и таблиц.

Фланцевое соединение с металлическим сильфонным компенсатором из нержавеющей стали, металлический компенсатор без стяжной тяги

Фланцевое соединение с металлическим сильфонным компенсатором из нержавеющей стали в основном используется для соединения труб, без удлинения и сжатия трубы, в зависимости от различных рабочих ситуаций, обычно мы рекомендуем другую структуру, но для наиболее распространенных.

Мы рекомендуем обычный металлический сильфонный компенсатор из нержавеющей стали, он состоит из двух фланцев, стяжных стержней и сильфона, в зависимости от реальной рабочей ситуации, вы можете добавить внутреннюю втулку или изменить структуру, и мы можем предложить вам чертеж для подтверждения, о материал сильфона, мы можем сделать SS304, SS316, SS321 и SS310s и т. д., для рабочего давления, мы можем сделать PN16, PN25, PN32, PN64, PN100 и т. д. для рабочей температуры, мы можем сделать 1000 градусов Цельсия и т. д. И мы можем сделать производство OEM и ODM для вас.

Диаметр ДН	Длина (мм)	волны	Номинальное давление МПа			Эффективная площадь сильфона (см2)	Размер внешнего диаметра Макс. (мм)
			6″> 0,6	1	1,6
			Осевое смещение мм/ жесткость Н/мм
50	432	10	41/231	39/255	37/286	81	270
	654	20	82/116	78/126	74/143
65	488	10	41/231	39/255	37/286	82	290
	756	20	82/116	78/126	74/143
80	506	9	56/196	53/232	50/278	121	308
	789	18	11/298	106/116	100/139
100	532	8	61/167	57/218	54/256	180	336
	789	16	122/84	114/109	108/128
125	616	8	82/278	78/301	75/320	257	368
	966	16	164/129	156/151	150/160
150	950	8	124/125	112/154	89/330	535	450
	1540	16	250/56	210/87	160/113
200	950	8	130/155	100/126	70/409	779	505
	1550	16	250/75	200/113	160/205
250	1080	8	161/111	130/162	105/378	1075	566
	1800	16	320/50	260/94	201/119
300	1090	8	161/138	130/194	100/338	1269	600
	1820	16	320/54	260/100	200/168
350	1090	8	165/165	132/221	99/438	1619	676
	1820	16	320/71	250/121	200/218
400	1110	8	162/164	132/290	101/468	2008	710
	1840	16	310/76	251/145	190/268
450	1110	8	152/131	132/339	100/532	2428	768
	1840	16	301/81	251/170	190/245
500	1475	6	190/180	150/515	150/765	3473	975
	2450	12	371/90	300/175	300/298
600	1540	6	195/231	150/154	140/765	4766	1090
	2540	12	391/121	290/364	280/480
700	1540	6	200/222	155/601	150/832	6068	1190
	2540	12	400/112	300/400	290/478
800	1540	6	201/200	164/497	150/897	7528	1290
	2540	12	400/135	321/451	299/583
900	1605	6	220/206	230/635	220/765	9328	1460
	2685	12	430/154	460/337	442/388
1000	1605	6	220/356	230/615	220/763	11118	1560
	2685	12	430/268	460/303	442/418
1100	1605	6	210/273	230/654	221/754	13066	1660
	2685	12	428/187	460/347	442/414
1200	1605	6	210/308	230/757	221/832	15170	1760
	2685	12	420/104	460/488	443/601
1300	1605	6	220/356	230/864	221/864	17432	1860
	2685	12	410/132	450/432	435/626
1400	1605	6	212/398	231/645	226/889	19851	1960
	2685	12	410/198	450/466	430/665
1500	1605	6	201/321	230/978	220/984	22427	2060
	2685	12	400/187	449/422	432/665

 

.