Обычно монтажные соединения элементов облегченных рам выполняют фланцевыми на высокопрочных болтах. Фланцевые соединения имеют ряд преимуществ по сравнению со сдвигоустойчивыми. Во фланцевых стыках уменьшается расход металла на соединение, в 3...3,5 раза снижается количество болтов. Количество болтов в сжатой зоне во фланцевых соединениях может быть уменьшено, поскольку нормальных усилий они не передают, а только обеспечивают передачу поперечных сил за счет трения поверхностей фланцев. Основное количество болтов сосредоточено в зоне растянутого пояса, причем болты работают с большей отдачей, чем при сдвиге. Все это снижает трудоемкость монтажа фланцевых соединений в 3,5...4 раза. Кроме этого уменьшается трудоемкость изготовления элементов рам, главным образом за счет резкого сокращения числа отверстий в стенке и полках. Отмеченное достоинство более полно проявляется при заводском поточном изготовлении рамных конструкций.
Ввиду ряда особенностей следует остановиться на анализе различных вариантов узлов рам из элементов переменной жесткости. Если коньковый узел имеет одно решение для данной формы рамы (рис. 3.16, а), то при оформлении карнизного узла возможны различные варианты.
Недостатками карнизного узла по схеме (рис. 3.16, б) являются дополнительные операции при изготовлении (фрезерование торцевой поверхности
213
Рис. 3.16. Конструктивные решения рамных узлов:а - коньковый узел;
б...д - карнизные узлы
фланца и опорного столика) и наличие выступающей на ригеле части, которая затрудняет устройство беспрогонной кровли. Кроме того, в рамах из развитых прокатных двутавров образование узла обеспечивается за счет двутавра стойки, а не двутавра вутовой части ригеля. Это вынуждает принимать больший номер исходного профиля для стойки, чем для ригеля, что отражается на металлоемкости.
Достоинство карнизного узла по схеме (рис. 3.16, в) состоит в том, что большая длина фланца позволяет увеличить плечо момента в узле и за счет этого уменьшить усилия на болты. Использовать такой узел можно в рамах из листовой стали. В рамах из прокатных двутавров его применение дает повышенный расход материала за счет косого реза стойки и ригеля. Недостатком узла также является наличие участков близкого расположения друг к другу нескольких сварных швов.
Вариант по схеме (рис. 3.16, г) получил наибольшее распространение. Основным недостатком такого узла является наклонное расположение фланцев. От этого недостатка свободен вариант узла, выполненный по схеме (рис. 3.16, д) с горизонтальным расположением фланцев.
214
Фланцевые соединения (ФС) элементов стальных конструкций следует проверять расчетом на прочность: болтов, фланцев на изгиб, соединений на сдвиг, сварных швов соединения фланца с элементом конструкции.
Рекомендуется при конструировании монтажных узлов с использованием ФС применять высокопрочные болты диаметром 24 мм. Использование болтов М20 и М27 допускается в тех случаях, когда постановка болтов М24 невозможна или нерациональна. При этом следует применять следующие сочетания диаметров болтов и толщины фланца: М24 - tf = 25 мм; М20 - tf = 20 мм; М27 - tf = 30 мм. Для фланцев рекомендуется применять листовую сталь, например марок 09Г2С-15 и 14Г2АФ-15 с гарантированными механическими свойствами в направлении толщины проката. Болты растянутых участков фланцев следует располагать по возможности равномерно по контуру и как можно ближе к элементам присоединяемого профиля.
Рис. 3.17. Сопряжения элементов рамы
215
В рамных конструкциях для обеспечения требуемой жесткости ФС предъявляются повышенные требования к точности изготовления и монтажа. При выполнении таких соединений рекомендуется предусматривать следующие меры:
- на растянутых участках ФС применять фланцы увеличенной толщины;
- на сжатых участках устанавливать дополнительное количество болтов с предварительным их натяжением;
- укреплять стыкуемые элементы ребрами.
Сопряжения элементов рамы показаны на рис. 3.17.
1...7. См. основную литературу.
8. Кутухтин Е.Г., Спиридонов В.М., Хромец Ю.Н. Легкие конструкции одноэтажных производственных зданий. (Справочник проектировщика.) - М.: Стройиздат, 1988.
9. Новые формы легких металлических конструкций: [Коллективная монография] / ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, АО "Корпорация Монтажспецстрой", фирма "Стальстрой". - М.: ИНПА, 1993.
10. Дробязко Л.Е. Легкие конструкции сельскохозяйственных зданий. - К.; Будiвельник, 1985.
11. Рекомендации по расчету, проектированию, изготовлению и монтажу фланцевых соединений стальных строительных конструкций / ВНИПИПромстальконструкция, ЦНИИПСК им. Мельникова. - М.: 1989.
216
