Стыковое соединение растянутых стержней

 

Использование: в строительстве при выполнении монтажных соединений растянутых поясов решетчатых циклических нагруженных ферм промышленных и гражданских зданий и сооружений и других сварных конструкций. Сущность изобретения1 стыковое соединение растянутых стержней включает прикрепленные к стержням фигурные фланцы, выполненные в виде изогнутой пластины со стенкой в форме половины поперечного сечения стержней, с полками, отогнутыми в направлении главных осей их сечений, и соединенные между собой болтами При этом фланцы в зонах перегиба полок прикреплены к противоположным концам стержней фланговыми сварными швами вдоль главных осей их сечений симметрично, а длина выпуска фланца равна половине его Длины. 8 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 04 В 1/58

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ с (О V

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4816381/33 (22) 19.04.90 (46) 07.10.92. Бюл. М 37 (71) Магнитогорский горно-металлургический институт им. Г.И.Носова (72) К.И.Еремин и А.B,Âåñåëîâ (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1544912, кл. Е 04 В 1/58, 1987, Патент США %3747707, кл, Е 04 G 7/04, 1973. (54) СТЫКОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ РАСТЯНУТЫХ СТЕРЖНЕЙ (57) Использование: в строительстве при выполнении монтажных соединений растянутых поясов решетчатых циклических

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при выполнении монтажного соединения растянутых поясов решетчатых циклически нагруженных сварных конструкций, преимущественно ферм покрытия промышленных зданий с подвесными кранами, несущих конструкций галерей, эстакад. мостов, падкрановых ферм и т.п.

Известно стыковое соединение растянутых гнутосварных стержней, включающее фигурные фланцы, стенки которых жестко прикреплены к торцам стыкуемых стержней, а полки одного фланца заведены между полками другого фланца так, что охватывают стыкуемые стержни с противоположных сторон и жестко соединены с ними в зонах перегиба граней стержня, причем между собой фланцы соединены стяжными болтами (1), „.,5U „, 1767115 А1 нагруженных ферм промышленных и гражданских зданий и сооружений и других сварных конструкций. Сущность изобретения; стыковое соединение растянутых стержней включает прикрепленные к стержням фигурные фланцы, выполненные в виде изогнутой пластины со стенкой в форме половины поперечного сечения стержней, с полками, отогнутыми в направлении главных осей их сечений, и соединенные между собой болтами, При этом фланцы в зонах перегиба полок прикреплены к противоположным концам стержней фланговыми сварными швами вдоль главных осей их сечейий симметрично, а длина выпуска фланца равна половине его Длины. 8 ил.

Наиболее близким техническим решением является стыковое соединение растянутых стержней, включающее прикрепленные к стержням фигурйые фланцы, выполненные в виде изогнутой пластины со стенкой в форме половины поперечного сечения стержней, с полками, отогнутыми в направлении главных осей их сечений, и соединенные между собой болтами (2j.

Недостатком известного стыкового соединения является низкая усталоСтная долговечность, Цель изобретения — повышение усталостной долговечности соединения, Поставленная цель достигается тем, что в известном стыковом соединении растянутых стержней, включающем прикрепленные к стержням фигурные фланцы, выполненные в виде изогнутой пластины со стенкой в форме половины поперечного сечения стержней, с полками, отогнутыми в направлении

1767115

35 вующего фланца

45

55 главных осей их сечений, и соединенные между собой болтами, фланцы в зонах перегиба полок прикреплены к противоположным концам стрежней фланговыми сварными швами вдоль главных осей их сечений симметрично, при этом длина выпуска фланца равна половине его длины.

На фиг.1 изображена монтажная схема стыкового соединения растянутых гнутЬсварных стержней с жестко закрепленными фланцами, полки которых отогнуты параллельно продольной оси стержней, в аксонометрии; на фиг,2 — сечение А — А на фиг,1; на фиг.3 — стыковое соединение стержней в собранном виде, вид сбоку; на фиг.4 — сечение Б-Б на фиг.3; на фиг.5 — монтажная схема стыкового соединения стержней с жестко закрепленными фланцами, полки которых отогнуты па диагонали, в аксонометрии; на фиг.6 — сечение  — В на фиг.5; на фиг.7 — стыковое соединение стержней в собранном виде, вид сбоку; на фиг.8 — сечение à — Г на фиг.7.

Стыковое соединение растянутых гнутосварных стержней 1 и 2 включает прикрепленные к ним соответственно фигурные фланцы 3 и 4. Каждый фигурный фланец 3 и 4 выполнен в виде изогнутой пластины со стенкой 5 в форме половины поперечного сечения стержня и с полками

6, отогнутыми в направлении главных осей указанного сечения, Фланцы 3 и 4 в зонах перегиба полок 6 прикреплены к противоположным концам стержней 1 и 2 фланговыми сварными швами 7 вдоль главных осей стержней 1 и 2 симметрично. При этом фланцы 3 и 4 прикреплены к концам стержней 1 и 2 с выпусками, длина каждого из которых равна половине длины соответстB полках 6 фланцев 3 и 4 выполнены .соосные отверстия для стяжных болтов 9, посредством которых фланцы 3 и 4 соединены между собой.

Выполнение фланцев 3 и 4 в виде фигурных пластин, стенки 5 которых изогнуты по форме половины поперечного сечения стыкуемых стержней 1 и 2, позволяет с большой точностью выдерживать соосность соединяемых элементов при укрупнительной сборке конструкции на стройплощадке.

Это способствует повышению усталостной долговечности стыкового соединения и всей конструкции в целом, т.к, отсутствие эксцентриситета при значительных растягивающих усилиях в стыкуемых стержнях 1 и 2 позволяет равномерно распределить нагрузку по сечению стержней 1 и 2 фланцев

3 и 4 и сварных швов 7, посредством которых осуществляется жесткое закрепление фланцев 3 и 4 на концах стыкуемых стержней 1 и 2. Кроме того, выполнение фланцев

3 и 4 указанной конфигурации обеспечивает увеличение геометрических характеристик, а именно момента инерции, момента сопротивления, что позволяет уменьшить уровень возникающих напряжений в стыковом соединении, а следовательно, увеличить усталостную долговечность соединения.

Выполнение полок 6 фланцев 3 и 4 отогнутыми в направлении главных осей сечения стыкуемых стержней 1 и 2 также увеличивает геометрические характеристики сечения: момент инерции и момент сопротивления за счет ориентации полок фланцев по осям, что способствует повышению усталостной долговечности соединения. Кроме того, выполнение полок 6 фланцев 3 и 4 параллельно продольной оси стыкуемых стержней 1 и 2 позволяет разместить стяжные болты 9 перпендикулярно растягивающему усилию, что также способствует повышению усталостной долговечности не только самих болтов, но и всего соединения.

Жесткое прикрепление фланцев 3 и 4 к стыкуемым стержням 1 и 2 фланговыми сварными швами 7, выполненными в зонах перегиба стенки 5 фланцев 3 4 с полками 6, обеспечивает повышение усталостной долговечности за счет того, что сварные швы 7 расположены параллельно действующему растягивающему усилию.

Прикрепление фланцев 3 и 4 к противоположным концам стержней 1 и 2 с выпусками дает возможность разместить на гранях стыкуемых стержней 1 и 2 только по одному сварному шву 7, что позволяет избежать влияния больших остаточных сварочных напряжений и уменьшить скопление дефектов в начале и окончании шва. В результате это- го снижается вероятность возникновения усталостных трещин в металле сварных швов 7. Вместе с тем, крепление флэнцев 3 и 4 соответственно к стыкуемым стержням

1 и 2 с величиной выпуска, равной половине длины соответствующего фланца, обеспечивает равномерную передачу усилий с фланца 3 стержня 1 на фланец 4 стержня 2. При этом в,стыковом соединении стержней улучшается работа сварных фланговых швов 7 и стяжных болтбв 9.

Стыковое соединение включают в работу следующим образом.

В заводских условиях из листовой металлической заготовки гнутьем изготавливают фигурные пластины (фланцы 3 и 4), стенки 5 которых изгибают по форме половины поперечного сечения стыкуемых стержней 1 и 2, а полки 6 отгибают в направ1767115 лении главных осей указанного сечения стержней 1 и 2. Затем фигурные пластины собирают в пакет по 2-6 штук и просверливают в полках 6 отверстия 8 под стяжные болты 9, посредством которых фланцы 3 и 4 стыкуемых стержней 1 и 2 соединяются между собой. Данный прием позволяет обеспечить совпадение отверстий 8 под болты 9 при укрупнительной сборке элементов несущих конструкций. После выполнения отверстий 8 фигурные фланцы 3 и 4 накладывают на концы стыкуемых стержней

1 и 2 таким образом, чтобы длина выступающего за конец стержня 1 и 2 выпуска фигурной пластины равнялась половине лины последней и приваривают их соответственно к стыкуемым стержням 1 и 2 фланговыми швами 7, выполняя швы 7 в зонах перегиба стенки 5 с полками 6. При этом фигурные пластины жестко закрепляют на концах стыкуемых стержней 1 и 2 с противоположных сторон, Две отправочные марки несущего элемента, в которые входят стыкуемые стержни

1 и 2 с жестко прикрепленными с противоположных сторон фланцами 3 и 4, отправляют на строительную площадку. Перед монтажем осуществл я ют укруп нительную сборку конструкции путем соединения отправочных марок в один несущий элемент.

Стержни 1 и 2 с приваренными на их концах фланцами 3 и 4 стыкуют, добиваясь совпадения отверстий 8 в полках 6 фланцев 3 и 4 и используя при этом фланцы 3 и 4 обоих стержней 1 и 2 в качестве направляющих, После совпадения отверстий 8 в полках 6 обоих фланцев 3 и 4 их жестко соединяют стяжными болтами 9 и закручивают последние с таким усилием, чтобы между полками

5 6 в случае действия растягивающих усилий в стыкуемых стержня 1 и 2 возникли силы трения. Включение в работу сил трения позволит разгрузить стяжные болты 9 и тем самым повысить усталостную долговеч10 ность не только самих болтов 9, но и всего соединения в целом, Для увеличения сил трения полки 6 фланцев 3, контактирующие с полками 6 фланца 4, перед укрупнительной сборкой

15 могут быть подвергнуты специальной обработке металлическими щетками, а также дробеструйной или пескоструйной обработке.

Формула изобретения

Стыковое соединение растянутых стержней, включающее прикрепленные к стержням фигурные фланцы, выполненные в виде изогнутой пластины со стенкой в форме по25 ловины поперечного сечения стержней, с полками, отогнутыми в направлении главных осей их сечений и соединенных между собой болтами, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения усталостной дол30 говечности соединения, фланцы в зонах перегиба полок прикреплены к противоположным концам стержней фланговыми сварными швами вдоль главных осей их сечений симметрично, при этой длина выпуска

35 фланца равна половине его длины.

A--4

c

->

Ф

Фм,2

УI г Ф2,4

, 3

1767115,/"

Г» /

ЯЭ Я

45

Составитель К,Еремин

Техред М,Моргентал

Корректор М.Андрушенко

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

L:.

Заказ 3530 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5