При проектировании стыковых и узловых соединений трубчатых элементов должна обеспечиваться необходимая прочность соединений, а также герметичность внутренней полости труб при минимальном количестве и весе дополнительных деталей с учетом наименьшей трудоемкости обработки, сборки и соединения.
При использовании в трубчатых соединениях листовых деталей (фасонок, фланцев, ребер и т.д.), а также деталей из сортового или профильного проката, следует стремиться к упрощению формы этих деталей (избегать прорезей, фигурных вырезов, требующих применения га зовой резки, и т.п.).
Заводские стыки трубчатых элементов одинакового диаметра при разнице в толщине стенки не более 2 мм рекомендуется, как правило, выполнять сваркой встык на остающемся подкладном кольпе (рис.1,а). В отдельных случаях, при расположении стыков в местах неполного использования несущей способности сечения, можег быть допущено соединение труб встык без подкладного кольца ( рис. 1,б).
Монтажные стыки трубчатых элементов одинакового наружного диаметра, а также заводские стыки при разнице в толщине стенки более 2 мм рекомендуется выполнять с парными пол укольпевыми накладками, вырезаемыми из трубы того же или несколько большего диаметра или свальцованными из листовой стали (рис. 2).
Для труб диаметром до 140 мм рекомендуется применять накладки с двумя вырезами по периметру трубы (двухлепестковые, рис. 2,а), для труб большего диаметра - с четырьмя вырезами (четырехлепестковые, рис. 2,б).
Стыковые соадинения труб разных диаметров в элементах, работающих на сжатие рекомендуется выполнять, как правило, с использованием сплошных или кольцевых поперечных листов (фланцев) (рис. 1, в-д), а при малой разнице в диаметрах — телескопическими (рис.1,е,ж) с прорезями или фигурными вырезами для увеличения длины сварного шва (в случае, если требуется обеспечить равнопрочное соединение, с основным металлом).
Заводские стыки трубчатых элементов поясов в местах перелома их осей рекомендуется выполнять с применением кольцевых подкладок такого же типа, как в прямых стыках,или бочкообразных (рис. 3,а,б). Могут применяться также соединения встык без подкладного кольца, стыки через фланец, через бочкообраэную шаровую или цилиндрическую вставку (рис. 3,в-ж), а также непосредственным прикреплением одной трубы к стенке другой впритык (по типу бесфасоночных узловых соединений) с установкой заглушки в открытом торце трубы.
Болтовые монтажные стыки трубчатых элементов, работающих на сжатие, рекомендуется выполнять с применением круглых или многоугольных сплошных фланцев, а также толстых кольцевых фланцев с двумя поясами угловых (лобовых) швов (рис. 4,а). Центры болтовых отверстий следует располагать по окружности минимального радиуса.
Если геометрическая неизменяемость и несущая способность конструкции обеспечиваются при выполнении соединения шарнирным, рекомендуется устанавливать между фланцами центрирующие прокладки (рис. 4,б). В этом случае целесообразно применять прямоугольные фланцы с четырьмя болтами по углам. Рекомендуется применять толстые фланцы, не требующие усиления ребрами.
Болтовые стыки трубчатых элементов, работающих на растяжение, могут выполняться в соответствии с рис. 4,в-г. Одноболтовые соединения (рис. 4,д) могут быть рекомендованы для монтажных стыков поясов ферм, ключевых шарниров арок и рам и т.п.
Основные (рядовые) узлы плоских решетчатых конструкций из труб (сопряжения стержней решетки и пояса) рекомендуется выполнять сварными, как правило, с непосредственным ('цилиндрическим') соединением стержней друг с другом (рис. 5).
В бесфасоночных узлах решетчатых конструкций трубчатые элементы решетки, в зависимости от соотношения диаметров и углов пересечения осей труб, могут присоединяться к поясам раздельно без взаимного пересечения (рис. 5,а,в), или с пересечением между собой в узле ( рис. 5,б,г). В последнем случае по соображениям технологичности предпочтительным является решение, при котором стержень решетки, имеющий меньший диаметр, прирезается к стержням большего диаметра, примыкающим к поясной трубе по всему контуру сечения (рис. 5,г).
При недостаточной несущей способности стенки пояса и нецелесообразности изменения сечений стержней усиление бесфасоночных узлов рекомендуется производить установкой накладки (седла), вальцуемой из листа или вырезаемой из трубы того же диаметра, что и пояс, толщиной не менее одной и, как правило, не более двух толщин стенки поясной трубы (рис. 5,ж).
В отдельных случаях для усиления узла допускается применение парных (двустенчатых) косынок,а также деталей лоткового сечения (рис. 5,з), обеспечивающих развитие соединения вдоль оси пояса. Такое решение рекомендуется также для рамных узлов. Другие способы усиления пояса (например, установкой внутренних или наружных диафрагм, вставкой участка более толстой трубы, вставкой между стержнями одностенчатых косынок и т.п.) являющиеся менее технологичными или менее эффективными, не рекомендуются.
При соответствующем обосновании непосредственные узловые соединения трубчатых стержней могут выполняться со сплющиванием концов отдельных или всех стержней решетки, сходящихся в узле (рис. 6).
При сплющивании стержней в плоскости фермы, производимом с целью избежать фигурной резки труб, рекомендуется не доводить стенки сплющиваемой трубы до соприкосновения, а оставлять между ними зазор не менее двух толщин стенки. При этом наибольшее расстояние между плоскими участками стенки целесообразно принимать таким, чтобы при резке конца примыкающей трубы по прямой или косой плоскости наибольший зазор в соединении труб не превышал 3 мм (рис. 6,а).
Продольный шов сварных труб при сплющивании должен располагаться в зоне плоского участка стенки. Рекомендуемая форма переходного участка сплющиваемого конца трубы показана на рис. 6,в.
В узлах пространственных конструкций типа структур, сетчатых оболочек и куполов и т.п., при большом числе сходящихся элементов и большой повторяемости узлов рекомендуется применять непосредственные соединения трубчатых стержней со сплющенными концами, выполняемые способом ванной сварки (рис. 6,г).
Узлы с фасонками (рис. 7) могут применяться в отдельных случаях (например, для болтовых монтажных соединений, в прикреплениях к трубчатым стержням элементов связей, при выполнении решетки не из труб и т.п.) при надлежащем обосновании целесообразности такого решения.
Сварные узлы плоских конструкций при большом числе сходящихся трубчатых стержней могут решаться с применением цилиндрических или призматических поперечных узловых вставок (рас. 8,а-в). Цилиндрическая вставка выполняется в виде кольца из отрезка трубы, имеющей диаметр, достаточный для размещения примыкающих стержней без их взаимного пересечения; жесткость кольца обеспечивается установкой одной или двух диафрагм. В сложных пространственных узлах рекомендуется применение шаровых вставок, состоящих из одного или двух полушарий, изготавливаемых из листовой стали горячей штамповкой (рис. 8,г-е).
Закрыть