Соединение двутавровых балок между собой: Как соединять двутавровые балки: способы и правила

Содержание

Как соединять двутавровые балки: способы и правила

Двутавровые балки редко используют в малоэтажном строительстве, но часто применяют при возведении производственных или многоэтажных зданий различного назначения. При этом иногда для проведения строительных работ требуется соединить две балки. В этом случае для обеспечения надежности соединения нужно соблюдать некоторые правила.

Какие балки выпускают производители и где их используют

Балки могут быть сварными и горячекатаными. Наиболее востребованными считаются горячекатаные. Благодаря монолитности они отличаются высокой прочностью и надежностью. Производители выпускают несколько видов такого проката длиной от 4 до 15 м:

Наиболее распространенный – нормальный (обозначается литерой «Б»). Их используют для строительства зданий, мостов, эстакад, применяют в машино- и вагоностроении.
Широкополочный (обозначается литерой «Ш») имеет более широкие полки по сравнению с нормальным. Его используют в металлоконструкциях, эксплуатирующихся при высоких нагрузках.
Колонный (обозначается литерой «К») отличается увеличенной толщиной стенки и полок. Его применяют при монтаже опорных конструкций или колонн.
Свайный (обозначается литерой «С») может иметь параллельные или расположенные под углом полки. Такой металлопрокат чаще всего используют для армирования шахт.
Специальный металлопрокат, изготавливаемый по индивидуальным заказам, обозначают литерами «ДБ» или «ДК».

Как соединяют двутавровые балки

Есть два способа соединения балок: сваркой и с помощью болтовых соединений.

Как соединяют двутавровые балки с помощью сварки

Если балку необходимо удлинить, ее соединяют встык. Для этого сначала подготавливают стыкуемые кромки: фрезеруют и снимают с них фаску. Фрезеровка нужна для выравнивания кромок и обеспечения равномерного зазора между ними, а разделка кромок – для обеспечения полного провара сварного шва. Далее балки сваривают между собой, обеспечив зазор при стыковке 1–2 мм.

Место соединения можно дополнительно усиливать с помощью накладок. Для этого из листового металла вырезают прямоугольные детали. Толщину накладок следует подбирать равной толщине стенки балки. Далее накладками закрывают сварочные швы на верхней и нижней полках, а также с обеих сторон стенки. После этого их обваривают по периметру.

Такой способ соединения используют для неответственных конструкций, которые не подвергаются высоким нагрузкам.

Так схематично можно изобразить сварное соединение двутавровых балок. Катеты швов и геометрические параметры накладок зависят от геометрических характеристики балок

В других ситуациях двутавровые балки нужно соединить под прямым углом. В этом случае одна из них является главной и несет основную нагрузку, а вторая считается второстепенной. Чтобы соединить балки, на верхней полке главной делают вырез в форме равнобедренного треугольника с вершиной в 90°.

Затем готовят второстепенную балку. На торце верхней полки размечают ее центр и от него делают два косых среза под углом 45°. Это обеспечит стыковку верхних полок обеих балок по принципу «папа-мама».

После этого с торцевой стороны второстепенной балки срезают часть нижней полки на ½ ее ширины. При стыковке балок этот срез упрется в нижнюю полку главной балки. Теперь остается состыковать подготовленные балки и обварить место стыка по периметру. Чтобы шов получился надежным и был обеспечен полный провар, со стыкуемых кромок снимают фаску.

Как соединяют двутавровые балки с помощью болтовых соединений

Такой способ применяют для соединения балок встык. Для этого сначала фрезеруют торцы балок, чтобы обеспечить их плотное прилегание, и готовят четыре прямоугольные накладки, которыми будут закрыты места стыка на верхней и нижней полках, а также с обеих сторон стенки. Далее в накладках с обеими балками в сборе сверлят отверстия. После этого в них устанавливают болты и затягивают гайками. Вместо болтов можно использовать заклепки, но в этом случае соединение будет неразъемным.

Так схематично можно изобразить болтовое соединение двутавровых балок

Так это выглядит на практике

Заключение

Соединение двутавровых балок может понадобиться при сборке различных металлоконструкций. Знание основных правил позволит сделать такие соединения прочными и надежными.

Технология соединения двутавров

Главная
Статьи
Технология соединения двутавров

Черный металл

: Статьи

Отправить заявку 24/7

Двутавр, он же двутавровая балка – один из самых востребованных в строительстве видов металлопроката. Его геометрия позволяет выдерживать большие продольные и поперечные нагрузки, поэтому двутавр широко применяется при монтаже металлоконструкций, в том числе, и ответственных. Однако, независимо от варианта использования, прочность итогового металлокаркаса зависит не только от параметров и характеристик самого проката, но и от правильности и метода его соединения между собой.

Методы соединения двутавровых балок

Их монтаж может производиться двумя способами: сваркой или болтовым соединением. Правильно произведенная сварка позволяет получить прочную, надежную конструкцию, но в ряде случаев могут использоваться и болтовые или клепочные соединения, поскольку сам по себе сварной шов является местом концентрации напряжений в конструкции.

Сварка двутавра

Сварка может использоваться в двух ситуациях: соединении двутавра встык при необходимости удлинения балки (например, при монтаже пролетов) или при перекрестном креплении второстепенной балки к основной. Сварка встык производится двумя способами.

Через прокладку

Между концами расположенных в одной плоскости двутавров помещается стальная пластина, по размерам выходящая за границы их профиля. Приварка пластины осуществляется угловым швом с двух сторон. Таким же способом может производиться монтаж проката с разными размерами.

Среди преимуществ: относительная простота – необходимо лишь соблюсти прямизну продольной оси, и высокая скорость монтажа, поскольку выполнять предварительную разделку кромок не требуется.

С накладками

Для дополнительного усиления места соединения могут применяться накладки. Для этого кромки стенки (основания) и полок предварительно скашиваются для обеспечения качественного провара. Прокат проваривается по периметру с соблюдением прямизны продольной оси. На верхнюю и нижнюю плоскость полок, а также на боковины стенки струбцинами крепятся накладки из листовой стали. Их форма может быть прямоугольной или, для большего удобства, ромбовидной с обязательным соблюдением симметричности формы относительно продольной оси. Заключительный этап – обварка накладок по периметру.

Оба способа используются лишь в тех случаях, когда конструкция является неответственной, а нагрузка на место соединения будет незначительной.

Сварка с второстепенной балкой

Этот метод соединения двутавра используется при возведении перекрытий и несущих конструкций, при этом, несмотря на заметно большую прочность и надежность, выполняется он почти так же просто, как и предыдущий.

В верхней полке основной балки производятся вырезы в форме равностороннего треугольника, к нижней полке приваривается накладка. Верхней полке дополнительной балки придается форма треугольника, соответствующая форме вырезов в основной. Ее нижняя полка срезается на длину, равную расстоянию до стенки основного двутавра.

Монтаж всей конструкции производится поочередно: сначала монтируются основные двутавры, затем к ним пристыковываются и привариваются дополнительные.

Болтовое соединение

Этот метод, в отличие от предыдущего, является разъемным, поэтому используется, в основном, там, где может потребоваться демонтаж конструкции. Производится с помощью накладок. Практически аналогично болтовому – соединение на заклепках, но демонтаж части конструкции в этом случае требует разрушения крепежа.

Плюсы:

Простота сборки – особой квалификации от рабочего не требуется.
В месте крепления отсутствуют остаточные напряжения, свойственные сварному шву.
Проверка качества места соединения гораздо проще, чем проверка качества сварки.
Устойчивость к ударным нагрузкам и вибрациям.

Недостатки:

Необходимость периодической проверки болтовых соединений и их подтяжки, что в определенных случаях достаточно сложно или и вовсе невозможно.
Больший расход металла и трудоемкость работ.
Постепенный износ соединений из-за коррозии болтов.

В целом, технология соединения двутавров с помощью болтов практически полностью аналогична сварке с накладками. Дополнительно требуется лишь соблюдать:

Расстояния между центрами отверстий – они должны быть не менее 3 диаметров заклепок.
Размеры головок болтов и гаек – расстояния между ними должны быть достаточны для удобства работы инструментом.

Как уже отмечалось выше, в строительстве используются оба варианта. Выбор в сторону одного из них всегда основывается на дополнительных требованиях к надежности конструкции и условиях ее эксплуатации.

Типы соединений стальных балок и их детали

🕑 Время чтения: 1 минута

В конструкциях используются различные типы соединений стальных балок. Соединения стальных балок подразделяются на две группы, а именно каркасные и сидячие соединения. В соединениях рамных стальных балок балка соединяется с опорным стальным элементом через фитинги, тогда как в случае соединений с опорой балка располагается на опоре, как и в случае, когда балка размещается на каменных стенах. В этой статье обсуждаются различные типы соединений стальных балок.

Рис.1: Различные типы стальных пучков с пучком.

Соединение стальной балки с болтовым креплением

Соединение стальной балки с опорой на болтах

Соединение стальной балки с сварным каркасом
Соединение стальной балки со сварным седлом
Торцевая пластина Соединение стальной балки
Соединения балок из специальной стали
Каталожные номера:
Ниже приведены различные типы соединений балок:
Болтовые соединения
Резьбовые соединения
Сварные рамные соединения
Сварные соединения седла
Соединения торцевой пластины
Специальные соединения
Простые, жесткие и полужесткие соединения
Соединения стальных балок с болтовым креплением
В этом типе соединения стальные балки соединяются с опорными элементами, будь то стальные балки или колонны с углом соединения стенок, как показано на рисунке 3.

Рис. 3: Болтовое соединение стальной балки
Обычно соединение проектируется с учетом нагрузок на конце балки. При проектировании соединения необходимо учитывать прочность, тип и размер крепежных элементов, а также прочность основных материалов. Минимальная длина соединительного уголка должна быть не менее половины ширины стенки балки в свету. Эта мера предназначена для обеспечения достаточной жесткости и стабильности. Существуют различные стандартные размеры болтовых рамных соединений, а также их пропускная способность, предусмотренная кодами. Целью такого стандартизированного соединения является увеличение скорости проектирования. Рекомендуется использовать минимальное соединение, достаточное для того, чтобы выдержать приложенную нагрузку, чтобы сделать конструкцию максимально экономичной.
Стальная балка с болтовым соединением
Существует два основных типа болтовых посадочных соединений, включая неусиленные болтовые посадочные соединения и усиленные болтовые посадочные соединения, как показано на Рисунке 4 и Рисунке 5.

Рис. 4: Неподкрепленное болтовое соединение седла

Рис. 5: Жесткое болтовое соединение седла
4 Если реакции на концах балки велики, то рекомендуется рассмотреть усиленные соединения седла, поскольку они имеют достаточную способность противостоять большим усилиям, в то время как способность неусиленного соединения седла ограничена из-за ограниченной способности изгиба опорного уголка, который заедает. выходит горизонтально. Самым выдающимся преимуществом соединения сиденья является то, что балка может быть изготовлена экономично, а сиденье обеспечивает немедленную поддержку во время монтажа. Функция верхнего уголка, используемого в соединении сиденья, состоит в том, чтобы предотвратить случайное вращение балки. Стоит отметить, что данный вид подключения не требует значительной технологической детализации. Болтовые соединения желательны с экологической точки зрения, поскольку конструкцию можно демонтировать, а элементы можно использовать в других проектах.
Кроме того, болтовые соединения могут быть легко установлены.
Соединение стальной балки со сварным каркасом
Как и два других типа балочных соединений, сварные рамные соединения различных размеров с их грузоподъемностью доступны и предоставляются кодами. Сварной шов соединения подвергается прямому сдвиговому напряжению и напряжению, вызванному нагрузками на балку, влияющими на рисунок сварного шва. Поэтому эти напряжения необходимо учитывать. Очевидно, что часть сварочных работ выполняется в сложных условиях, поскольку трудно добиться высокого качества сварки из-за движений стальных элементов, вызванных ветром или другими факторами.

Сварные соединения стальных балок
Оно похоже на болтовое посадочное соединение, но для крепления используется сварка, а не болты. Нагрузки на балку эксцентрично воздействуют на рисунок сварного шва и создают напряжение. Таким образом, как и сварные рамные соединения, такие напряжения необходимо учитывать. Типы сварных соединений седла включают неусиленное седло и усиленное седло. Первый используется в случае малых приложенных нагрузок, тогда как последний подходит в случае больших нагрузок. Рекомендуется использовать болты для соединения нижней полки балки с седлом. Эти болты можно снять или оставить на месте после завершения процесса сварки. Сварное соединение нежелательно с точки зрения окружающей среды и рабочих. Это связано с тем, что такое соединение не может быть легко демонтировано или возведено.

Соединение стальной балки торцевой пластины
Этот тип соединения стал возможен благодаря использованию сварочного искусства. Торцевая пластина соединена со стенкой балки посредством сварного шва, поскольку ее мощность и размер определяются способностью к сдвигу стенки балки, примыкающей к сварному шву. Нагрузка, приложенная к соединению на конце стержня, не имеет эксцентриситета. Существуют различные типы соединений торцевых пластин, включая гибкие, полужесткие и жесткие соединения торцевых пластин. Следует знать, что изготовление и раскрой следует проводить с особой тщательностью, чтобы избежать ошибок. Например, обрезка балок по длине должна быть максимально точной. Наконец, соединения с торцевыми пластинами не подходят для высоких стальных конструкций.
Соединения балок из специальной стали
Этот тип соединений используется в случае, когда расположение конструктивного элемента таково, что стандартные соединения не могут быть использованы. Например, углы пересечения могут отличаться в определенной степени, а также когда центры балок смещены от центров колонн. Примеры специальных соединений включают рамку с изогнутой пластиной, одинарную стеновую пластину, одностороннюю рамку, уравновешенную пластину стенки и соединение типа Z. Способность соединений передавать моменты на колонны зависит от степени жесткости соединений. Чем выше степень жесткости соединения балок, тем больше возможность передачи моментов на колонны. Если соединение предназначено для передачи моментов, то оно должно выдерживать поперечные усилия от балки и передавать моменты на колонны. Подробнее: Какие существуют типы каркасных систем из конструкционной стали? Типы систем перекрытий для строительства многоэтажных стальных конструкций Строительство фундаментов, колонн, балок и перекрытий стальных каркасных конструкций Свойства конструкционной стали для проектирования и строительства стальных конструкций
Каталожные номера:
05
65 Д. Г. Браун, Д. С. Айлес, Э. Яндзио. Конструкция стального здания: каркасы средней высоты со связями: в соответствии с Еврокодами и Национальными приложениями Великобритании. Институт стальных конструкций. Беркшир, с. 72-75. 2009 г.. (стр. 365).
Фредерик С. Мерритт, Джонатан Т. Рикеттс. Справочник по проектированию и строительству зданий. 6-й. изд. Нью-Йорк: McGraw-Hill, 2001.
.
Стальной каркас. 2016. По состоянию на 28 октября 2017 г.
Соединения момента между балками — EngineerExcel
Момент — это сила, которая пытается притянуть балку или другой объект, чтобы повернуть его. Моментное соединение — это тип соединения, которое предотвращает эту вращающую силу, передавая энергию и удерживая две балки на месте.
Что такое соединение момента балки с балкой?
Моментное соединение представляет собой конструкционное соединение, противодействующее силам изгибающего момента. Хотя эти изгибающие моменты присутствуют во многих предметах повседневного обихода, таких как стулья или кушетки, они чаще всего изучаются в балках. Балка даже под действием силы собственной гравитации будет создавать изгибающий момент, пытаясь повернуть ее по кругу в направлении от исходной точки.
Соединение балка-балка представляет собой сварное соединение между двумя балками. Как правило, одна балка больше похожа на вертикальную колонну, а другая выступает из нее горизонтально. Это обычная структурная опора, используемая в зданиях и мостах.
Часто их называют «консольными балками». Подумайте о вывеске, висящей на здании, с названием магазина. Этот знак действительно висит на балке, прилагая силу момента к концу, соединенному со зданием, пытаясь вырваться из кирпича и раствора.
Типы соединений балок для моментов
Соединения, устойчивые к моменту, чаще всего используются в одноэтажных или многоэтажных зданиях, часто из металлических балок, которые выдерживают большой вес. Существует несколько способов выполнения этих соединений между балками или между стеной здания и балкой. Здесь мы обсудим некоторые из наиболее распространенных типов. Обратите внимание, что мы говорим «соединения балок», часто мы говорим о конфигурации двутавровой балки, распространенном типе конструкционной балки.
Перед тем, как двигаться дальше, важно определить, что такое «торцевая пластина». Торцевая пластина обычно представляет собой плоскую металлическую пластину, приваренную к тонкой вертикальной части двутавровой балки, а затем прикрученную к стене или другой поверхности. Эта пластина должна быть плотно прижата к допускам по размеру, поскольку она является неотъемлемым конструктивным элементом, который должен входить в двутавровую балку.
Несмотря на то, что эти тарелки недороги, у них есть и обратная сторона. После того, как он сделан, нет регулировки его длины или высоты луча. Если торцевая пластина не подходит к двутавровой балке, ее нужно будет переделать.
Часто эти торцевые пластины изготавливаются из стали, хотя они могут быть из разных материалов. Точно так же большинство двутавровых балок изготовлены из конструкционной стали того или иного типа.
Торцевая пластина неполной глубины
Торцевая пластина неполной глубины не растягивает по длине тонкую часть двутавровой балки. Вместо этого он остается в пределах двух горизонтальных расширений, закрывающих двутавровую балку. Этих пластин обычно достаточно для многих применений, поскольку они могут выдерживать до 75% сопротивления сдвигу/моменту, создаваемого балкой.
Торцевая пластина полной глубины
Торцевая пластина полной глубины представляет собой тип стальной торцевой пластины, приваренной по всей длине/высоте двутавровой балки. Преимущество использования торцевой пластины полной глубины по сравнению с частичной заключается в том, что она обеспечивает большее сопротивление внутреннему моменту, создаваемому балкой. Торцевая пластина полной глубины может покрывать до 100% сопротивления балки.
Удлиненная торцевая пластина
Удлиненная торцевая пластина делает именно это: она выходит за пределы высоты двутавровой балки, выступая над или под ней, или и там, и там, чтобы обеспечить большее сопротивление силе момента, создаваемой балкой и воздействующей на нее. Он может компенсировать более 100% моментной силы, создаваемой балкой, что позволяет добавить больший вес поверх балки или иным образом обеспечивает избыточную поддержку в случае разрушения конструкции.
Удлиненная торцевая пластина с усиленной жесткостью
Удлиненная торцевая пластина с усилением позволяет добавить треугольный клин, приваренный к верхней и/или нижней стороне двутавровой балки. Этот стальной треугольный клин равномерно располагается посередине верхней части двутавровой балки, дополнительно расширяя опору момента, сопротивляющегося соединению, за пределы только области двутавровой балки после ее приваривания.
Соединение вальцовочной балки
Соединение вальцовочной балки похоже на удлиненную торцевую пластину с усиленной жесткостью, но приваривается к нижней части балки, а не к верхней. Кроме того, когда под балкой добавляется арматурный вант, балка отклоняется вверх от стены, как это могут быть стропила дома. Веток намного больше, чем расширение ребра жесткости, и почти существует как вторая, меньшая двутавровая балка, поддерживающая снизу. В то время как бедро обеспечивает гораздо большую поддержку (а также вызывает вторую силу момента на себя), не рекомендуется использовать эти соединения без необходимости, поскольку они требуют жестких допусков и дорогого изготовления.
Уравнения для силы момента между балками
Существует ряд ситуаций, в которых сила момента возникает в соединении балка-балка. Используемые формулы варьируются от случая к случаю, особенно с учетом контекста опор балки. Например, балка, подвешенная только с одного конца, как и в случае вывески магазина, свисающей со стены, будет испытывать изгибающий момент, отличный от конструкционной двутавровой балки здания, приваренной к другим балкам с обеих сторон.
Ниже приведено несколько довольно разнообразных уравнений, которые можно использовать для расчета моментных сил на соединениях балок с балками. Обратите внимание, что уравнения будут выглядеть во многом схожими, меняясь в зависимости от расположения приложенной нагрузки (если есть приложенная нагрузка или только внутренняя нагрузка на балку), а также от расположения и типа опор балки (независимо от того, подвешены ли они). от стены или балки, или поддерживается снизу).
Равномерно распределенная нагрузка для балки, закрепленной на одном конце
Соединение одной балки с равномерно распределенной нагрузкой — это случай, когда балка соединена только с одного конца, при результирующей моментной силе только от веса балки, применяется на присоединяемом конце. Подумайте о балке, прикрепленной к стене, но без вывески, свисающей с нее.

где
M = момент силы (Н-м)
w = вес балки (Н)
l = длина балки (м)
x = положение вдоль балки, начиная со свободного конца (м)
Здесь сила момента не так велика, как могла бы быть приложенная сила, так как вес балки распределяется по ее длине.
No related posts.