Особенности и преимущества цельноболтовых соединений

Полноболтовое соединение, как следует из названия, означает, что основными несущими частями соединения являются только болты. Такие соединения, как опоры колонн, первичные и второстепенные балки, балки-колонны, опоры и т. д. в стальной конструкции могут быть полностью скреплены болтами.

Хотя полное болтовое соединение увеличивает стоимость, оно также имеет много преимуществ.

Снижены требования к условиям установки на месте

Во время изготовления болтовых соединений рабочим необходимо иметь при себе только простые монтажные инструменты. Традиционное сварочное соединение требует использования специального сварочного оборудования и электрооборудования, и зависимость от оборудования будет сильнее. Требования к эксплуатации для болтового соединения будут более смягченными. Например, болтовая конструкция может выполняться при температуре выше -10°С, а сварная конструкция требует предварительного нагрева соединяемых деталей при низкой температуре. Конечно, для строительных подразделений самая большая разница заключается в требованиях к персоналу. Во время сварочных работ строительный персонал должен иметь профессиональные навыки, сдать экзамен по технике безопасности и иметь сертификат, прежде чем он сможет работать, но соответствующего требования к персоналу, занимающемуся изготовлением болтов, нет.

Контролируемое качество соединения

Сварка на месте является скрытым проектом, и на ее качество сильно влияют различные факторы, такие как температура окружающей среды, положение сварки, уровень сварки и т. д. Поэтому для сварных швов с высокими требованиями к прочности требуются соответствующие проверки качества. Технические показатели болтового соединения относительно просты, и существуют специальные инструменты и меры, обеспечивающие надежность соединения. Таким образом, с точки зрения качества соединения, качество болтов более стабильно и не требует слишком много дополнительных гарантий.

Защита окружающей среды и низкий уровень выбросов углерода

Сварка неизбежно приведет к соответствующему световому и газовому загрязнению на месте, но процесс болтового соединения не будет иметь этой проблемы. Для строительной отрасли выбросы углерода на этапе строительства являются ключевым звеном. При внедрении полного болтового соединения все сварочные работы могут быть переданы на завод компонентов, а выбросы углерода могут быть сокращены с помощью технических средств, которые будут более контролируемыми, чем сварка на месте.

Легко разобрать позже

По сравнению с бетонной конструкцией самой большой характеристикой стальной конструкции является то, что конструкция обладает определенной отделяемостью. При полном использовании болтового соединения разборность конструкции лучше, и разъединить компоненты можно только сняв соединительные болты. Эта характеристика может удобно реализовать функциональную настройку локальной структуры.

Конструктивно-технические условия на полноболтовые соединения

Метод расчета несущей способности группы болтов

Группы болтов можно разделить на два типа в зависимости от их характеристик напряжения.

Один срезан под болт.

Сначала предполагается, что центр вращения группы болтов находится в ее геометрическом центре, а затем крайний ряд болтов достигает верхнего предела своей несущей способности на сдвиг в качестве предела. Предполагая, что поперечная сила остальных болтов на внутренней стороне имеет линейную зависимость от расстояния от центра вращения, моменты всех болтов суммируются для получения изгибающей способности группы болтов.

Из формулы видно, что несущая способность группы болтов на изгиб сильно зависит от ее геометрического размера. Когда размер геометрического расположения увеличивается, соответственно увеличивается и несущая способность при изгибе.

Другой - натяжение болтов.

Прежде всего, также следует принять центр вращения затворной группы. Как правило, можно предположить, что это геометрический центр группы болтов или положение, в котором могут возникать пластические шарниры в соединительной торцевой пластине (например, центр нижней полки соединительной балки). Точно так же в качестве предела принимается несущая способность самого внешнего ряда болтов. Предполагая, что растягивающая сила остальных болтов на внутренней стороне имеет линейную зависимость от расстояния от центра вращения, моменты всех болтов суммируются для получения изгибающей способности группы болтов.

Как и в случае вышеописанного сдвига, способность болтовой группы к изгибу также во многом зависит от геометрического расположения. И видно, что если предположить, что нейтральная ось находится в геометрическом центре, половина болтов фактически находится под сжатием, а фактические болты не могут быть сжаты, поэтому эта часть силы приходится на торцевую пластину.

Специальная обработка короткого луча

Соединение короткой балки представляет собой особую форму полноболтового соединения, поскольку короткую балку необходимо заранее установить на соединяемые компоненты, а затем балку и соединяемые компоненты соединяют путем полного болтового сращивания балок и балок. При проектировании этого соединения необходимо обратить внимание на следующие детали.

Предположение о равной прочности

В стыковом соединении самое главное, на что следует обратить внимание, это допущение равной прочности. В отличие от краевого соединения колонны, стыковое соединение напрямую зависит от несущей способности компонента, то есть оно такое же прочное, как и сам компонент. Почему бы напрямую не использовать конечную внутреннюю силу компонента? С одной стороны, поскольку места сращивания не на концах, трудно получить реальную внутреннюю силу; с другой стороны, учитывая, что описание компонента в фактической конструкции состоит в том, что жесткость является непрерывной, если жесткость соединения ослаблена, это не соответствует предпосылке проектирования.

Поскольку расчет с равной прочностью фактически использует несущую способность компонента в качестве верхнего предела для расчета, первое, что необходимо определить, это то, что несущая способность здесь должна использовать несущую способность секции компонента; второе, что нужно определить, это размер несущей способности. Учитывая требования конструкции соединения, несущая способность сечения принимает только M и V. Балка в основном подвергается изгибу, поэтому внутренняя сила равной силы здесь может воспринимать максимальный изгибающий момент Wf, а соответствующая поперечная сила должна быть сила, соответствующая этому изгибающему моменту. Поскольку сила сдвига в это время связана с вертикальной нагрузкой и пролетом балки, ее неудобно использовать напрямую, поэтому ее можно упростить и принять за 1/2 способности сдвига сечения. (Слишком консервативно брать несущую способность на сдвиг по полному сечению, да и не нужно).

Коэффициент передачи изгибающего момента

Когда соединительная пластина полки слишком длинная, с учетом гистерезиса передачи усилия сдвига фактический изгибающий момент, передаваемый на стенку, будет меньше значения, заданного расчетом. Следовательно, в это время необходимо отрегулировать параметр, чтобы соответствующим образом увеличить изгибающий момент, воспринимаемый фланцем, и уменьшить изгибающий момент, воспринимаемый стенкой. В учебных материалах по нормам сейсморазведки для этого параметра также предлагается значение 0,4, и, как правило, этого значения достаточно для проектирования.

Принципы и методы расчета предельной несущей способности

Когда конструкция имеет требования к сейсмической конструкции, необходимо проверить предельную несущую способность соединительных узлов стальной конструкции. Но есть одна вещь, которая требует внимания, а именно цель проверки предельной несущей способности соединения. Цель контроля предельной несущей способности состоит в том, чтобы сделать предельную несущую способность соединений больше, чем пластический изгибающий момент соединяемых балок. Конечным эффектом управления этой несущей способностью будет то, что балка прогибается раньше узлов, то есть пластический шарнир перемещается наружу, тем самым обеспечивая безопасность вертикальных элементов.

Существующие проблемы и планы по улучшению

Планировка этажа сложная

При использовании полного болтового соединения в виде коротких балок, поскольку полка должна иметь соединительную пластину, возникает проблема неровности верхней полки, что затрудняет компоновку настила пола. Таким образом, в некоторых проектах, чтобы избежать этой проблемы, будет использоваться соединение торцевой пластины рядом со стороной колонны.

Более высокие требования к углублению и обработке

Сам болт является застежкой и должен проходить как минимум через две части с отверстием для болта посередине. При большом количестве болтов все отверстия под болты должны быть точно выровнены. Однако в реальном проектировании из-за углубления или недостаточной точности обработки может возникнуть несовпадение отверстий под болты между связанными деталями, что вызывает трудности при строительстве. Чтобы быстро решить проблему такого рода, строительный персонал на месте часто выбирает насильственную деформацию деталей, чтобы они соответствовали условиям установки, или напрямую отказывается от установки некоторых болтов, что создает серьезную угрозу безопасности.

В конце

В целом, преимущества использования полных болтов для соединения стальных конструкций перевешивают недостатки. TorcStark имеет многолетний опыт работы с болтовыми соединениями. Специально для соединения всех болтов в стальных конструкциях. И мы разработали множество гидравлические инструменты для болтового соединения, включая гидравлические ключи, гидравлические натяжители и так далее.
Если тебе надо болтовые решения, добро пожаловать к нам.