Размещено на http://www.allbest.ru/

Національний університет водного господарства та природокористування

Навчально науковий інститут Будівництва та архітектури

Кафедра промислового, цивільного будівництва та інженерних споруд

Реферат

з дисципліни «Конструкції будівель і споруд з металу, деревини і пластмас»

на тему: «Решітчасті конструкції, особливості їх зварювання»

Студента 5 курсу: Антонюк В.В.

Групи ПЦБ-51с

Напрямку підготовки: Будівництво

Спеціальності ПЦБ

Прийняв: Романюк В.В

Рівне-2017

План

1. Зварка при виготовленні решітчастих конструкцій

2. Виготовлення і застосування розтяжних зварних решітчастих конструкцій

Висновки

Список використаної літератури

Вступ

Важливим завданням в народному господарстві є створення економічних, надійних і довговічних зварних конструкцій, які можуть працювати на землі, під водою і в космосі, при великій різниці температур, в агресивних середовищах і при інтенсивному опромінюванні.

За допомогою зварювання і споріднених технології створюється більше половини валового національного продукту промислово розвинутих країн. У зварювальному виробництві зайнято близько 5 млн людей.

Зварювання є одним із основних технологічних процесів виготовлення та ремонту виробів у різних галузях промисловості, будівництва й транспорту. Без зварювання неможливе виробництво автомобілів, кораблів, літаків, мостів, котлів, турбін, реакторів та інших конструкцій. Зварювання дозволило створити принципово нові конструкції машин, внести корінні зміни в конструкцію й технологію виробництва. Порівняно з іншими способами виготовлення конструкцій зварні є легшими та дешевшими. При цьому економія металу становить від 10 до 50%. За допомогою зварювання одержують нероз'ємні з'єднання майже всіх металів і сплавів різної товщини -- від сотих часток міліметра до декількох метрів. Поряд з традиційними конструкційними сталями зварюють спеціальні сталі та сплави на основі титану, цирконію, молібдену, ніобію й інших матеріалів, а також різнорідні матеріали.

Важливою науково-технічною проблемою є створення економічних, надійних і довговічних зварних конструкцій, що можуть працювати на землі, під водою і в космосі, при великій різниці температур, в агресивних середовищах і при інтенсивному опромінюванні.

Зварювання дозволило створити принципово нові конструкції машин, внести корінні зміни в конструкцію й технологію виробництва.

За допомогою зварювання одержують нероз'ємні з'єднання майже всіх металів і сплавів різної товщини -- від сотих часток міліметра до декількох метрів. Поряд з традиційними конструкційними сталями зварюють спеціальні сталі та сплави на основі титану, цирконію, молібдену, ніобію й інших матеріалів, а також різнорідні матеріали.

Зварювання застосовується при виготовленні різних конструкцій, у тому числі й решітчастих.

До решітчастих конструкцій відносяться зварні стріли, стійки різних вантажопідйомних кранів, ферми конвеєрів і різних перекриттів, щогли, стійкі, опори і подібні конструкції.

Решітчасті конструкції виготовляють в основному з профільного прокату: куточків, труб, швелерів. Особливість цих конструкцій - короткі по протяжності шви, нахлесточные і кутові з'єднання.

Для зварки решітчастих конструкцій застосовують ручну дугову, напівавтоматичну зварку у вуглекислому газі, як маневренішу і зручнішу в роботі. У решітчастих конструкціях до 40% швів, незручних по доступності. Зазвичай товщина зварюваного металу 5-12 мм. При збірці решітчастих конструкцій рідко бувають стикові з'єднання, але якщо вони є, то їх зварку потрібно виконувати в першу чергу, оскільки в цих з'єднаннях максимальна усадка шва і можуть відбутися, або деформація, або внутрішня напруга, а у гіршому разі утворення тріщин.

Зварку швів слід виконувати "урозкид" для зменшення зосередженого нагріву в одній зоні.

Зазвичай решітчасті конструкції збирають в спеціальних стендах, кондукторах, але іноді, при одиничному виробництві, - на плитах, стелажах по розмітці уручну.

Довжина прихваток 20-30 мм, прихватки накладають підвищеним струмом, перетином 0,5 від шва і лише в місцях, що підлягають зварці. Для прихватки використовуються ті ж матеріали, що і для зварки вузла.

1. Решітчасті конструкції, їх класифікація та особливості їх зварювання

Решітчасті конструкції, що працюють на згин, називаються фермами. Ферми складаються з окремих стрижнів, з'єднаних у вузли, і утворюють геометрично незмінну систему. Якщо ферма в цілому працює на згин, то в її конструктивних елементах виникають тільки повздовжні зусилля стиску або розтягу. Це дозволяє більш раціонально використовувати матеріал (метал) порівняно з балками. Ферми економічніші за витратами металу, але більш трудомісткі у виготовленні. Тому їх використовують для перекриття великих прогонів при відносно невеликих навантаженнях.

Ферма складається з трьох основних конструктивних елементів: верхнього та нижнього поясів і решітки. Остання складається із розкосів і стійок. Віддаль між вузлами решітки ферми називається панеллю, а віддаль між її опорами -- прогоном.

Ферми класифікуються за такими ознаками (рис. 20.21):

- призначенням -- ферми мостів, покриття (стропильні, підстропильні), транспортні естакади, гідротехнічні затвори, вантажопідйомні крани;

- профілем окреслення поясів -- ферми з паралельними поясами, полігональні, арочні, трикутні. Окреслення поясів визначається призначенням ферми та прийнятої конструктивної схеми всієї споруди;

- системою решітки -- ферми з трикутною решіткою і трикутною з додатковими стійками.

Найчастіше у фермах застосовують просту у виконанні трикутну решітку. Додаткові стійки ставлять тоді, коли в місцях їх розташування прикладаються зосереджені сили або виникає необхідність у зменшенні довжини панелі верхнього стиснутого пояса. В розкосій решітці всі розкоси мають зусилля одного знаку, а всі стійки -- протилежного. Шпренгельну решітку застосовують у випадку частішого прикладання зосереджених сил до верхнього пояса. Хрестоподібну решітку у фермах використовують при двобічному навантаженні. Решітки ромбічні й напіврозкриті застосовують рідко, в основному в конструкціях з великими поперечними силами.

За видом статистичної схеми ферми бувають нерозрізаними, розрізаними та консольними. Залежно від зусиль в елементах ферми їх поділяють на легкі (прогоном до 50 м і найбільшим зусиллям у поясах Nmax = 5000 кН) й важкі; за конструктивним рішенням -- на звичайні, комбіновані та з поперечним напруженням.

За видом статистичної схеми ферми бувають нерозрізаними, розрізаними та консольними. Залежно від зусиль в елементах ферми їх поділяють на легкі (прогоном до 50 м і найбільшим зусиллям у поясах Nmax = 5000 кН) й важкі; за конструктивним рішенням -- на звичайні, комбіновані та з поперечним напруженням.

Найчастіше у перерізах елементів ферм використовують спарені кутники. Комбінуючі перерізи з рівнобічних і нерівнобічних кутників, з'єднуючи їх малими і великими поличками, можна одержати переріз, рівностійкий в обох площинах, який добре працює на повздовжню силу. Кріплення ферми до колон показано на рис. 20.22.

Такі ферми можна використовувати для перекриття різних прогонів. Уніфіковані ферми мають прогони 18 м, 24, 30 і 36 м. типи перерізів на рис 20.23.

Стропильні ферми працюють при статичному навантаженні. В якості стрижнів використовують головним чином прокатні і в меншій мірі гнуті замкнуті зварні профілі й труби. В загальному об'ємі виробництва до 90% становлять ферми з парних прокатних кутників. Стрижні у вузлах з'єднують безпосередньо або за допомогою допоміжних елементів, головним чином дуговим зварюванням. Перспективним є застосування контактного зварювання.

решітчастий конструкція зварювання

При збиранні ферм особливу увагу приділяють правильному центруванню стрижнів у вузлах, що запобігає появі моменту гнуття, не врахованих розрахунками. У випадку складових елементів їх спільна робота забезпечується встановленням прокладок.

Конструкції стропильних ферм з поясами із широкополичкових таврів порівняно з типовими фермами із кутників виготовляти легше при меншій трудомісткості і вартості. Зниження маси ферми досягається в основному за рахунок зменшення розмірів вузлових косинок, а також через відсутність косинок у вузлах кріпленнях стійок до верхніх поясів і виключення прокладок до поясів ферм (рис. 20.24 а).

Часом вдається кріпити решітку безпосередньо до пояса без косинок (рис. 20.24 б).

У цьому вузлі елементи прикріплені до верхнього пояса ексцентрично. Таке розцентрування допустиме завдяки малим зусиллям у примикаючих розкосах і недонапруженню потужного верхнього пояса цієї панелі. Трудомісткість при виготовленні ферми із поясами з таврів знижується внаслідок зменшення кількість деталей і скорочення довжини зварних швів.

Доцільно, щоб конструкція вузлів стропильних ферм з поясами із таврів і решіткою з парних кутників дозволяла повністю розчленити операції спочатку збирання, потім зварювання. Кінці кутників, розкосів рекомендується зміщувати для цієї мети вздовж осі розкосу на віддаль а1, а2, a3 (рис. 20.24 а) щодо парних їм кутників. Останні розташовуються з другого боку косинки так, щоб розробка етика шва, який приварює вузлову косинку до стінки поясного тавра, була доступною для зварювання після збирання. При цьому підварювання кореня етика шва з протилежного боку виконують тільки на ділянках, вільних від кутників розкосу.

Масу ферми можна зменшити за рахунок трубчастих профілів. Але для труб круглого перерізу безпосереднє з'єднання у вузлі дуже трудомістке (рис. 20.25).

Іноді кінці труб відносно невеликих діаметрів сплющують, що спрощує їх з'єднання у вузлах дуговим зварюванням. Значно простіше з'єднувати у вузлах труби прямокутного або квадратного перерізу. У цьому випадку вузли можна формувати без косинок (рис. 20.26).

Плоскі ферми збирають по копіру або в пристроях (кондукторах; рис. 20.27). Метод копіювання полягає в тому, що за розміткою виготовляють одну напівферму, яка є копіром, і закріплюють її на стелажі. По ній ведуть збирання робочої напівферми, розкладають усі деталі дзеркально і з'єднують їх між собою дуговим зварюванням прихватками довжиною 30-40 мм. Потім напівферму знімають з копіру і приєднують деталі, яких невистачає.

Схема збирання ферми по копіру:

а - перша зібрана по копіру ферма, переріз якої складають одиночні кутники (вона є копіром) б - при збиранні деталі 2 кожної чергової ферми розкладають і суміщують із деталями 1 копірної ферми; в - приварювання парних кутників 3, яких не вистачає

При виготовленні великої кількості ферм їх поелементно збирають і зварюють у пристроях -- кондукторах. На рис. 20.28 показана схема кондуктора, який змонтований на базі плити для збирання. За розміткою геометричної схеми ферми, відповідно до креслень настройки кондуктора, встановлюють і прихвачують фіксатором 1, 7 опорного вузла, опори 2, 4 кутників, фіксаторів з поясів, фіксатори 5, 6 косинок.

Велика кількість деталей, які входять до складу ферми, ускладнюють збиральні операції, призводять до необхідності виконання багатьох дугових швів, по-різному зорієнтованих у просторі, що вимагає кантування зібраного виробу при зварюванні. Вузли ферми зварюють покритими електродами або механізованим дуговим зварюванням у середовищі СО2 суцільним або порошковим дротом. Зварювання ведуть у нижньому положенні від краю косинки до центра пересічення осей елементів ферми. Контроль якості складається з візуального огляду та вимірюванні геометричних розмірів швів.

Щогли і башти. При значних розмірах решітчастих конструкцій їх виготовляють на заводах частинами і відправляють на місце вантажу окремими габаритними секціями.

Просторові решітчасті конструкції баштового крана (радіомаяки, радіобашти, конструкції бурових вишок та ін.) дуже високі, піддаються значним вітровим навантаженням і тому їх виготовляють переважно із трубчастих елементів. Так, стандартна радіощогла -- це решітчаста конструкція, яка утримується у вертикальному положенні розпорами. її ствол складають з окремих взаємозамінних секцій довжиною 7,5 м. При монтажі секції з'єднують на болтах за допомогою фланців, приварених до торців поясних труб кожної секції. Точність розташування фланців і косинок для приєднання розкосів і розпорів, а також співпадіння отворів на монтажі забезпечується заводським збиранням секцій в кондукторі.

Монтаж баштових конструкцій здійснюється або у вертикальному положенні методом нарощування готових секцій, або шляхом попереднього збирання на рівні землі в горизонтальному положенні з наступним підйомом і встановленням на основу. В останньому випадку доцільно використовувати вертоліт (рис. 20.29). Підйом башти висотою до 90 м займає 3,5-5 хв.

Зібрану башту закріплюють у поворотних шарнірах, установлених на фундаменті. В оголовку башти монтують систему, що складається з консолі З, підйомника 4 і гальмівних тяг 5, які закінчуються балансовою траверсою. Після зависання вертольота над оголовком башти два монтажники прикріплюють траверсу до дистанційно розташованого замка зовнішньої підвіски і виходить із зони монтажу, а вертоліт 2 починає підйом. У зоні нейтрального положення башти, коли її центр ваги знаходиться на одній вертикалі з поворотним шарніром б, вертоліт зменшує швидкість і пропускає башту вперед. Проходить перерозподіл зусиль між підйомною тягою 4 і гальмівною 5. При цьому вертоліт виконує функцію якоря, що переміщується. Коли башта займе проектне положення, вертоліт знижується, ослаблюючи її, і монтажники закріплюють опори 7.

Бурові установки (рис. 20.30) для видобутку нафти й газу у відкритому морі працюють в особливих умовах тому, що крім вітрового навантаження витримують значні навантаження від ударів хвиль. Це призводить до збільшення розмірів конструкцій, збільшення товщини з'єднувальних елементів, різноманітності конструктивних форм і технологічних прийомів виготовлення.

Мостові конструкції. На виробництві найчастіше використовують балкові мости: розрізні, нерозрізні, консольні із суцільною стінкою (рис. 20.31 а, б, в) та з наскрізними фермами (рис. 20.31 г). Висячі і вантові мости мають балку жорсткості, яка підтримується несучими елементами у вигляді кабелів, вантів або ланцюгів (рис. 20.31 д, є). Арочні мости (рис. 20.31 г) будують у гірських районах.

Комбіновані системи виконують із балок, посилених верхнім полігональним поясом (рис. 20.31 ж) або у вигляді консольної балки, посиленої додатковими підкосами (рис. 20.31 з).

Проста прогонна будівля залізничного моста при їзді поверху (рис. 20.32) складається з двох головних балок, сполучених системою зв'язок. Безпосередньо на пояси балок вкладають мостові бруси, а на них -- рейки. Головні балки в основному мають двотавровий переріз. Такі прогінні будівлі з розрахунковими прогонами 18,2 м, 23,0 і 33,6 м виготовляють, як правило, суцільнозварними на заводі і доставляють на будівельну площадку в готовому вигляді -- одним блоком.

3. Техніка безпеки під час роботи

Зварювальні роботи повинні здійснюватися під керівництвом особи, що має посвідчення на право виробництва робіт по зварці.

Ручна зварка електродуги повинна проводитися електрозварниками, що мають посвідчення, видані їм відповідно до Правил атестації зварників, затверджених Держміськтехнаглядом.

Автоматична і напівавтоматична зварка повинна проводитися зварниками, що пройшли навчання і які отримали про це відповідні посвідчення. Зварник повинні на місці роботи пройти випробування в умовах, тотожних з тими, при яких виконуватиметься зварка конструкцій.

Під час роботи зварювальник повинен дотримуватися техніки безпеки.

Для створення безпечних умов різних видів зварювальних процесів слід пам'ятати, що всі проводи і струмоведучі частини установок повинні мати добру ізоляцію, їх корпуси, зварювальні кожухи вимикачів - надійно заземлені. Зварювальник повинен мати щитки і шоломи з захисним склом, й брезентові рукавиці, захисні окуляри, спецодяг і спецвзуття. Робоче місце зварювальника має бути огороджене ширмами або знаходитися в спеціальних кабінах, забезпечених приточно-витяжною вентиляцією і місцевими витяжними пристроями.

При обробці металів у повітрі робочої зони накопичуються шкідливі речовини. Одні з них утворюються в результаті взаємодії полум'я з металом і повітрям -- з'єднання марганцю, заліза, хрому, нікелю, міді, цинку та інших металів, монооксиду вуглецю та оксиду азоту.

Для попередження впливу шкідливих речовин на організм виробничі приміщення повинні бути обладнані вентиляцією, відповідно до СНиП 2.04.05-91. Кількість повітря, необхідного для видалення шкідливих домішок до рівня гранично допустимої концентрації (ГОСТ 12.1.005-88), повинна відповідати вимогам «Санітарних правил при зварюванні, наплавленні і різанні металів» № 1009-73.

Близько 80% виявлених випадків професійних захворювань зварників в Україні зумовлені впливом шкідливих домішок повітря (зварювальних аерозолей) на органи дихання.

Пріоритетними напрямами програми захисту зварників від впливу різних виробничих факторів є оздоровлення повітряного середовища в цехах і захист органів дихання зварників.

До виконання зварювальних робіт допускаються робітники не молодші 18 років, які пройшли спеціальне навчання, інструктаж і перевірку знань з охорони праці, а також медичне обстеження.

Всі робітники проходять інструктаж безпосередньо на робочому місці. Повторні інструктажі проводять раз у квартал.

Забороняється:

-- експлуатація обладнання власного виготовлення;

-- робота без спецодягу і засобів індивідуального захисту, в замасленому одязі;

-- виконання роботи без протипожежних засобів тощо.

При зварювальних операціях на висоті, зварник повинен дотримуватися правил безпеки монтажу для роботи на висоті.

Для зварки при температурі нижче мінус 30°С зварник повинен пройти випробування при передбаченій технологічним процесом негативній температурі. Зварник, що здав випробування, може бути допущений до зварки при температурі на 10°С нижче пробною.

Зварювана поверхня і робоче місце зварника повинні бути захищені від дощу, снігу, сильного вітру і протягів.

При температурі зовнішнього повітря мінус 15°С і нижче рекомендується мати поблизу робочого місця зварника пристрій для обігріву рук, а при температурі нижче мінус 40°С -- обладнати тепляк.

Висновки

Отже, можна зробити наступні висновки:

До решітчастих конструкцій відносяться ферми, фахверки, щогли, різні опори і так далі Вони виготовляються з профільного металу (двотаврових балок, куточка, листа, труб, швелера і т. д.).

У решітчастій конструкції спочатку зварюють всі короткі шви, які сполучають між собою однотипні елементи, застосовуючи назад-ступінчастий метод, потім виконують зварку довгих швів також назад-ступінчастим способом, дотримуючись певної черговості накладення швів.

Решітчасті великі конструкції, збирають, як правило, в кондукторах, оскільки ці конструкції виготовляють з циклічних частин. Звичайним прикладом великої сіткової конструкції є радіощогла. При виготовленні радіощогл спочатку роблять стовбури секцій щогли в особливому складальному кондукторові, що складається із зварної рами, кінцевих упорів з фальшфланцем, опорних призм.

Фальшфланці встановлюють в площинах чітко паралельно один до одного, оскільки вони забезпечують співісну отворів.

Фланці з обточеними поверхнями назовні встановлюють на стовбур (трубу) і поміщають на призми складального кондуктора. Фланці підтягають до фальшфланців і, суміщаючи отвори, підтягають гвинтами до площини кондуктора. Після цього фланці прихоплюють до труби зовні і зсередини її. Знімають зібраний стовбур з кондуктора і по торцях труби встановлюють заглушки.

Зібрану трубу передають на зварювальний щит, де фланці приварюють до труби.

Список використаної літератури

1. Александров О., Заруба I., Шньковський І. Будова та експлуатація устаткування для зварювання плавленням. -- К.: Техніка, 1998.

2. Биковський О. Г., Шньковський І. В. Довідник зварника. -- К.: Техніка, 2002. - 335 с.

3. Гуменюк І. В. Технологія електродугового зварювання: Підручник. -- К.: Грамота, 2006. -- 512 с.

4. Стеклов О.І. Основи зварювального виробництва. -- К.: Вища школа, 1990.

5. Степанов В.В. Справочник сварщика. -- М.: Машиностроение, 1982.

6. Хромченко Ф. А. Справочное пособие электросварщика. -- М.: Энергоатомиздат, 1989.

7. Шебеко Л.Я. Оборудование и технология автоматической и полуавтоматической сварки. -- М.: Высшая школа, 1981.

8. Шинкарев Б. М. Электро- и газосварочные работы. -- К.: Урожай, 1991.

Размещено на Allbest.ru