Файл: Брудка Я. Легкие стальные конструкции.pdf

для склеивания до сих пор еще остается малоуниверсальным, поэтому склеивание может быть рентабельно только при изготовлении типовых элементов большими сериями;

при пожаре происходит значительное снижение прочности клеевых соединений.

В настоящее время клеевые соединения в легких строительных кон­ струкциях можно использовать только после предварительного проведе­ ния научно-исследовательской организацией пробных испытаний.

Клей, применяемый для соединения металлических конструкций, должен удовлетворять следующим требованиям:

обеспечивать достаточную динамическую и статическую прочность соединений при температуре от —50 до +100° С;

быть стойким против старения и выкрашивания, воздействия окру­ жающей среды, а также против различных химических агентов и влаго­ устойчивым;

исключать воздействие, вызывающее коррозию металла в стыке; быть рассчитанным на длительный срок годности при хранении и при­

годности в состоянии, подготовленном для склеивания; быть безопасным клеевым компонентом для человеческого организ­

ма, что очень важно для соблюдения правил безопасности труда на заводе.

Желательно приготовлять и применять клей при температуре массы, немногим отличающейся от температуры окружающей среды. Давление, необходимое во время процесса схватывания, тоже должно быть не­ велико.

Сфера применения склеивания:

крепление элементов, работающих в комплексных конструкциях (например, из искусственных материалов, дерева, бетона и т. п.), к стальным деталям, причем эти элементы могут играть роль несущих, заполняющих, обшивки или изоляции;

выполнение стыков элементов из трудносвариваемой стали, в которых заклепочные соединения приводят к увеличению массы конструкции на­ столько, насколько она снижается благодаря высоким механическим свойствам материала;

крепление элементов жесткости к оболочкам из тонкого листового металла;

выполнение стыков в элементах из волнистой стали.

Запрещается склеивать все элементы жесткости, обеспечивающие устойчивость конструкции в зданиях, в которых существует опасность пожара.

Общие условия применения склеивания:

1.Склеиваемые поверхности должны быть чистыми и свободными от всего, что могло бы затруднить склеивание и уменьшить сцепляемость клея со сталью или другим материалом. Окалина, ржавчина, жир и вла­ га должны быть устранены. Укладывать клей надо тщательно, чтобы по всей поверхности стыка толщина слоя клея не превышала допускаемые отклонения.

2.При склеивании очень тонких листов металла отклонения в укла­

78

дывании клея можно частично устранять благодаря большому давле­ нию, удерживаемому во время всего процесса затвердевания клея.

Надо строго придерживаться заводских инструкций по приготовле­ нию клея, его применению и уходу за стыками во время схватывания. Изготовителем указываются: состав смеси, температура, влажность ок­ ружающей среды, сроки годности, способы укладки, давление, недопу­ стимость ударов, толчков и т. п.

3. Клеевые соединения должны работать на сдвиг. Следует избегать таких нагрузок на клееные конструкции, которые вызывали бы возник­ новение растягивающих сил, крутящих и даже больших изгибающих мо­ ментов. Прочность на изгиб еще недостаточно хорошо исследована, за­ то прочность на отрыв очень мала по сравнению с прочностью на сдвиг.

Прочность клеевых соединений оценивают на основании следующих принципов:

прочность на сдвиг стыка должна быть пропорциональна величине склеиваемой поверхности;

удельная прочность определяется на основании испытаний соедине­ ний, выполненных в лаборатории или на заводе легких конструкций, на образцах из того же металла, какие используются для конструкции. Нормативное ее увеличение определяют так же, как и предел текуче­ сти,— формулами (2-3) — (2-5). Предельное напряжение рассчитывают путем деления удельной прочности на коэффициент запаса прочности.

Если изготовитель дает минимальную прочность клея, полученную в его лаборатории на стандартных образцах, то в качестве предельного напряжения можно принять величину, равную 2/з этой прочности.

Удельная прочность определяется на момент первого (которое мож­ но отметить) скольжения листов.

Получаемые величины удельной прочности на сдвиг при использова­ нии различной техники склеивания колеблются от 100 до 600 кгс/см2.

Лабораторные испытания проводят в условиях, гораздо лучших, чем существующие на заводах легких конструкций. Этот факт снижает средний показатель, увеличивая разброс показателей механических свойств испытываемых образцов.

3.7. ДРУГИЕ ВИДЫ СОЕДИНЕНИЙ

Другие виды соединений используются довольно редко. Их получа­ ют, применяя механический зажим, сцепление, винты для механических листов и т. п.,— это, как правило, стыки, охраняемые патентными за­ явками.

В последние годы большое распространение при изготовлении легких

многие недостатки, присущие каждому из этих методов соединения. Эти стыки особенно выгодны в соединениях, подвергающихся усталостным нагрузкам.

79

дополнительные боковые ролики, можно изготовлять профили различных сечений.

На новых заводах волочильные станы используются при создании не­ которых замкнутых профилей в конечной фазе. Круглые трубы, изготов­ ляемые на роликовых волочильных станах, подвергаются обработке, целью которой является улучшение качества стали, уже подвергавшейся обработке давлением. Затем круглые трубы протягивают на волочиль­ ных станах для придания им прямоугольного, треугольного, звездообраз­ ного или замкнутого сечения любой формы. Применение волочильных станов позволяет уменьшить разнородность продукции роликовых ста­ нов, сводя ее к профилированию круглых труб.

Однако следует подчеркнуть, что волочильные станы применяют и теперь, позволяя создавать профили при одновременном повышении предела текучести стали путем наклепа по всему периметру профиля (например, в конструкциях системы «Долеста», ФРГ).

Усовершенствование роликовых волочильных станов привело к тому, что в них стали устанавливать постоянные боковые ролики и привод, а также применять непрерывную металлическую ленту. Таким образом возникли первые роликовые гибочные машины (прокатные станы).

Р о л и к о в ы й п р о к а т н ый стан является машиной непрерывно­ го действия. Состоит он из ряда клетей, в которых пара имеющих соот­ ветствующую форму роликов придает протягиваемой стальной ленте оп­ ределенную форму. Лента, проходя через клети, приобретает соответ­ ствующие формы и выходит из машины в виде готового профиля нуж­ ного сечения. В зависимости от формы поперечного сечения требуется прохождение через несколько клетей — от 3 до 15. Для строительных про­ филей, которые не имеют слишком сложных форм, обычно достаточно восьми клетей. Схематическое расположение роликов прокатного стана показано на рис. 4-3, а. Вид профилирующих роликов показан на рис. 4-3, б.

Si

На рис. 4-4 приведены последовательные фазы формирования строи­ тельного профиля.

Формовка на роликовом прокатном стане должна осуществляться по­ степенно, а величину изменений формы при каждом переходе следует ре­ гулировать в зависимости от пластичности и линейной расширяемости стали данной марки. Работу клетей необходимо тщательно синхронизи­ ровать, чтобы избежать бокового выпучивания профилей или бугров и трещин в углах. Желательно, чтобы ось профиля оставалась в одной пло­ скости во всех клетях. Между парами роликов в клетях находятся боко­ вые направляющие ролики (см. рис. 4-3), служащие для управления уже частично сформированной полосой и оказывающие незначительное гори­

82

зонтальное давление, которое противодействует расширению (пружинепию) и распрямлению, могущему возникнуть иногда при формиро­ вании.

Если нужно придать оси определенную кривизну, то по окончании профилирования профиль пропускается через дополнительные боковые ролики, которые его изгибают.

В зависимости от мощности роликового прокатного стана и его ос­ новных размеров на нем можно изготовлять профили из исходной ленты толщиной 0,3— 18 мм. Ширина исходной ленты может колебаться в пре­ делах 20—2000 мм, скорость движения чаще всего равна 10—30 м/мин (в исключительных случаях — до 70 м/мин). На роликовых прокатных станах получают изделия с очень точными размерами.

Роликовые прокатные станы имеют очень большую производитель­ ность; работа на них целиком механизирована. Для работы на таких станах не требуются высококвалифицированные работники. Стоимость рабочей силы, приходящаяся на единицу продукции, очень низка. Воз­ можно включение процесса гибки в непрерывную технологическую ли­ нию, включающую и другие операции: сварку, раскрой, сверление отвер­ стий и т. п.

Почти для каждого профиля нужен отдельный комплект роликов, что оказывает решающее влияние на стоимость изготовления профилей на прокатных станах. Следует стремиться к тому, чтобы профилям с близким сечением первое изменение формы придавалось одними и теми же клетями, тогда ролики первых клетей будут общими для некоторых изделий. Более высокая цена профилей холодной гибки объясняется при­ менением для их изготовления более дорогого материала — листового металла или стальной ленты.

Роликовые прокатные станы пригодны главным образом для массово­ го производства. Одна машина, обслуживаемая одним рабочим, может изготовить в течение года свыше 3 млн. м профилей.

При гибке с помощью роликов возникает также некоторый наклеп но всему периметру, вызванный существованием силы волочения на пе­ риметре роликов и некоторым давлением роликов. Наклеп этот меньше, чем при профилировании на волочильных станах.

4.2.2. Изготовление профилей на кромкозагибочных станах и гибочных прессах

К р о м к о з а г и б о ч н ы й стан для фальцовки листов металла (рис. 4 -5)— это обычная машина с ручным приводом. На ее корпусе укреплены две балки: верхняя и нижняя; каждая из них имеет сменные наконечники, называемые профилирующими рейками. Лист металла, под­ вергаемый фальцовке, вставляют между балками. Фиксирование края регулируется с помощью переставного упора. После зажима листа верх­ ней балкой поворотом винта регулируется нижняя балка. С помощью

83