RU216492U1

RU216492U1 - Mounting joint of load-bearing elements of I-section, working in tension with the use of non-contacting flanges

Info

Publication number: RU216492U1
Application number: RU2022111979U
Authority: RU
Inventors: Роман Аркадьевич Негуляев; Константин Анатольевич Шафрай
Filing date: 2022-09-12
Publication date: 2023-02-09

Abstract

Полезная модель относится к области строительства, в частности для соединения металлических конструкций при помощи фланцев. Фланцевое соединение может быть использовано при сопряжении различных элементов, таких как: фермы, балки и колонны, а также может быть использовано в области машиностроения для устройства рамных каркасов различных машин и механизмов. Узел монтажного соединения несущих элементов двутаврового сечения работающих на растяжение с применением неконтактирующих фланцев, образованных фланцевыми листами, отличающийся тем, что один из фланцевых листов прикреплен сваркой к торцу несущего элемента двутаврового сечения, а другие - к его стенке и поясам, при этом к фланцу одной стороной прикреплены ребра жесткости, а другой – к несущему элементу двутаврового сечения, а фланцы каждого несущего элемента соединены между собой высокопрочными болтами, на некотором расстоянии друг от друга.

The utility model relates to the field of construction, in particular for connecting metal structures using flanges. Flange connection can be used when connecting various elements, such as: trusses, beams and columns, and can also be used in the field of mechanical engineering for the construction of frame frames for various machines and mechanisms. Assembly assembly of I-section load-bearing elements working in tension using non-contacting flanges formed by flange sheets, characterized in that one of the flange sheets is welded to the end face of the I-section load-bearing element, and the others to its wall and chords, while to the flange of one stiffening ribs are attached on one side, and on the other side to the bearing element of the I-section, and the flanges of each bearing element are interconnected by high-strength bolts, at a certain distance from each other.

Description

Полезная модель относится к области строительства, в частности для соединения металлических конструкций при помощи фланцев. Фланцевое соединение может быть использовано при сопряжении различных элементов, таких как: фермы, балки и колонны, а также может быть использовано в области машиностроения для устройства рамных каркасов различных машин и механизмов.The utility model relates to the field of construction, in particular for connecting metal structures using flanges. Flange connection can be used when connecting various elements, such as: trusses, beams and columns, and can also be used in the field of mechanical engineering for the construction of frame frames for various machines and mechanisms.

Известно фланцевое соединение стыков строительных конструкций (RU 2535568 Е04В 1/38 опубл. 2014 Бюл. №35), содержащее: несущий элемент с устройством ребер жесткости по торцам прикрепленные одной стороной к плоскому фланцевому листу, а другой к несущему элементу при помощи сварки. Соединение реализуется при помощи высокопрочных болтов, установленных между ребрами жесткости.A flange connection of the joints of building structures is known (RU 2535568 E04B 1/38 publ. 2014 Bull. No. 35), containing: a carrier element with stiffening ribs at the ends attached on one side to a flat flange sheet, and on the other side to the carrier element by welding. The connection is realized with the help of high-strength bolts installed between the stiffeners.

Однако данное фланцевое соединение имеет и недостатки. К ним можно отнести: трудоемкость изготовления фланцевого соединения из-за наличия дополнительных ребер жесткости; сложность качественной сварки дополнительных ребер с фланцевым листом в соответствии с ГОСТ 5264-80; необходимость удаления грибовидности, возникающей после сварки фланцевого листа с профилем, за счет механической обработки поверхности фланцевых листов; высокие требования к качеству фланцевых листов в направлении толщины листа для предотвращения слоистого разрушения.However, this flange connection also has disadvantages. These include: the complexity of manufacturing a flange connection due to the presence of additional stiffeners; the complexity of high-quality welding of additional ribs with a flange sheet in accordance with GOST 5264-80; the need to remove the mushroom appearance that occurs after welding the flange sheet with the profile, due to the mechanical processing of the surface of the flange sheets; high quality requirements for flanged sheets in the sheet thickness direction to prevent lamellar failure.

Наиболее близким по технической сущности заявляемой полезной модели, является устройство фланцевого соединения узлов различных элементов каркаса (RU 2599755 Е04В 1/38, Е04С 3/04 опубл. 2016 Бюл. №28), содержащее: несущий элемент в виде двутаврового профиля; скошенные плоские фланцевые листы, приваренные к торцам несущих элементов; ребра жесткости приваренных к фланцу и несущему элементу, а также высокопрочные болты, обеспечивающие соединение стыков.The closest in technical essence of the claimed utility model is a device for flange connection of nodes of various frame elements (RU 2599755 E04B 1/38, E04C 3/04 publ. 2016 Bull. No. 28), containing: a bearing element in the form of an I-beam profile; beveled flat flange sheets welded to the ends of the bearing elements; stiffening ribs welded to the flange and the bearing element, as well as high-strength bolts that ensure the connection of the joints.

Однако данное фланцевое соединение имеет ряд недостатков. К ним можно отнести: дополнительные операции по резке фланцевого листа, и как следствии наличие отходов металла при изготовлении фланца; остаются высокие требования к качеству фланцевых листов в направлении толщины листа для предотвращения слоистого разрушения; при загружении фланцевого соединения появляются рычажных сил, которые снижают несущую способность фланцевого соединения; необходимость удаления грибовидности после сварки фланцевого листа с профилем, при помощи механической обработки поверхности.However, this flange connection has a number of disadvantages. These include: additional operations for cutting the flange sheet, and as a result, the presence of metal waste in the manufacture of the flange; there remain high quality requirements for flange sheets in the sheet thickness direction to prevent lamellar failure; when loading a flange connection, lever forces appear that reduce the bearing capacity of the flange connection; the need to remove mushrooming after welding the flange sheet with the profile, using surface machining.

Задачей заявляемой полезной модели является: уменьшение металлоемкости и трудоемкости при изготовлении и монтаже фланцев; полная ликвидация рычажных сил за счет отсутствия контакта между фланцами; уменьшение амплитуды изменения усилий в болтах по сравнению с контактирующими фланцами за счет увеличения их длины; отсутствие явления грибовидности, и как следствие необходимости фрезеровки торца фланцевого листа; для фланцевых листов, которые не имеет контакта с торцом несущего элемента двутаврового сечения значительно уменьшается вероятность слоистого разрушения листа, и тем самым снижается требования к стали и стоимости фланца; из-за меньшей амплитуды изменения усилий в болтах, повышается надежность работы соединения при циклическом заграждении.The objective of the claimed utility model is: reduction of metal consumption and labor intensity in the manufacture and installation of flanges; complete elimination of lever forces due to the lack of contact between the flanges; reduction in the amplitude of changes in forces in bolts compared to contacting flanges due to an increase in their length; the absence of the phenomenon of mushrooming, and as a consequence of the need to mill the end face of the flange sheet; for flange sheets that do not have contact with the end face of the I-section bearing element, the probability of layered destruction of the sheet is significantly reduced, and thereby the requirements for steel and the cost of the flange are reduced; due to the smaller amplitude of the change in the forces in the bolts, the reliability of the connection increases with cyclic obstruction.

Поставленная задача решается тем, что в узле монтажного соединения несущих элементов двутаврового сечения работающих на растяжение с применением неконтактирующих фланцев, образованных фланцевыми листами, отличающиеся тем, что один из фланцевых листов прикреплен сваркой к торцу несущего элемента двутаврового сечения, а другие к его стенке и поясам, при этом к фланцу одной стороной прикреплены ребра жесткости, а другой – к несущему элементу двутаврового сечения, а фланцы каждого несущего элемента соединены между собой высокопрочными болтами, на некотором расстоянии друг от друга.The problem is solved by the fact that in the site of the mounting connection of the bearing elements of the I-section working in tension using non-contacting flanges formed by flange sheets, characterized in that one of the flange sheets is attached by welding to the end face of the bearing element of the I-section, and the others to its wall and chords , while stiffeners are attached to the flange on one side, and on the other side to the carrier element of the I-section, and the flanges of each carrier element are interconnected by high-strength bolts, at a certain distance from each other.

Зазор между фланцевыми листами позволяет: уменьшить металлоемкость и трудоемкость при изготовление и монтаже фланцев; полностью ликвидировать рычажные силы за счет отсутствия контакта между фланцами; уменьшить амплитуду изменения усилий в болтах за счет увеличения их длины; не выполнять механическую обработку фланцевых листов путем фрезерования поверхностей фланцев из-за отсутствия явления грибовидности; для фланцевых листов, которые не имеет контакта с торцом несущего элемента двутаврового сечения значительно уменьшить вероятность слоистого разрушения листа, и тем самым снизить требования к стали и стоимости фланца; из-за меньшей амплитуды изменения усилий в болтах, повысить надежность работы соединения при циклическом заграждении.The gap between the flange sheets allows you to: reduce the metal consumption and labor intensity in the manufacture and installation of flanges; completely eliminate lever forces due to the lack of contact between the flanges; reduce the amplitude of changes in the forces in the bolts by increasing their length; do not perform machining of flange sheets by milling the surfaces of the flanges due to the absence of the mushroom phenomenon; for flanged sheets that do not have contact with the end face of the I-section bearing element, significantly reduce the likelihood of layered failure of the sheet, and thereby reduce the requirements for steel and the cost of the flange; due to the smaller amplitude of changes in the forces in the bolts, to increase the reliability of the connection with cyclic obstruction.

На Фиг. 1 приведен общий вид узла. Узел монтажного соединения несущих элементов двутаврового сечения работающих на растяжение с применением неконтактирующих фланцев содержит: несущий элемент двутаврового сечения 1; ребро жесткости 2; фланцевый лист, прикрепленный к торцу несущего элемента двутаврового сечения 3; фланцевые листы, прикрепленный к стенке и полкам несущего элемента двутаврового сечения 4; высокопрочные болты 5.On FIG. 1 shows a general view of the node. The site of the mounting connection of the bearing elements of the I-section working in tension with the use of non-contact flanges contains: the bearing element of the I-section 1; stiffener 2; flange sheet attached to the end face of the bearing element of the I-section 3; flange sheets attached to the wall and shelves of the supporting element of the I-section 4; high strength bolts 5.

Узел работает следующим образом. При действии растягивающего усилия болты претерпевают растяжение, фланец - изгиб.The node works as follows. Under the action of a tensile force, the bolts undergo tension, the flange - bending.

Использование заявляемой полезной модели позволяет: уменьшить металлоемкость за счет отсутствия дополнительных ребер жесткости, и как следствие стоимость узлового соединения; полностью ликвидировать рычажные силы, возникающих при загружении фланцевого соединения; уменьшить трудоемкость изготовления за счет отсутствия необходимости фрезеровать поверхность фланца для учета грибовидности, возникающей после сварки фланцевого листа с несущим элементом двутаврового сечения; повысить надежности работы болтов при циклическом загружении за счет увеличения длины болтов при циклическом загружении за счет увеличения длины болтов, и как следствие уменьшение амплитуды изменение усилий в болтах; для фланца, не имеющего контакта с торцом несущего элемента двутаврового сечения существенно снижаются требования качества фланцевого листа в направлении толщины листа.The use of the claimed utility model allows: to reduce the metal consumption due to the absence of additional stiffeners, and as a result, the cost of the nodal connection; completely eliminate the lever forces arising from the loading of the flange connection; reduce the complexity of manufacturing due to the absence of the need to mill the surface of the flange to take into account the mushroom shape that occurs after welding the flange sheet with the bearing element of the I-section; increase the reliability of the bolts under cyclic loading by increasing the length of the bolts under cyclic loading by increasing the length of the bolts, and as a result, reducing the amplitude of the change in the forces in the bolts; for a flange that does not have contact with the end face of an I-section bearing element, the requirements for the quality of the flange sheet in the direction of the sheet thickness are significantly reduced.

Claims

Mounting joint of I-section load-bearing elements operating in tension using non-contacting flanges formed by flange sheets, characterized in that one of the flange sheets is welded to the end of the I-section load-bearing element, and the others - to its wall and chords, while to the flange stiffening ribs are attached on one side, and on the other side - to the bearing element of the I-section, and the flanges of each bearing element are interconnected by high-strength bolts, at a certain distance from each other.