Svařovaný nosník: výroba a výroba ocelového I nosníku, jak vypočítat místní stabilitu stěny, TU |

I-nosníky jsou oblíbeným prvkem ve stavebnictví a mechanickém designu. Mají průřez ve tvaru H a nesou vysoké zatížení, čímž šetří kov ve srovnání s pevnými konstrukcemi. Svařovaný nosník má řadu výhod oproti nosníku získanému lisováním za tepla. Může mít proměnný průřez, což je důležité pro nejlepší rozložení zatížení po délce. I-nosníky se používají i v soukromé výstavbě.

Jaké to je?

Podle způsobu výroby se I-nosníky dělí na svařované a válcované za tepla.

Svařovaný I-nosník je sestaven ze tří pásů silné oceli s vysokým obsahem uhlíku pomocí svařování elektrickým obloukem.

Výhody tohoto provedení oproti provedení válcovaným za tepla jsou:

• schopnost nést vysoké zatížení, díky čemuž je prvek vhodný pro pokrytí velkých rozpětí,
• speciální profil zvyšuje tuhost a odolnost proti ohybu, protože horní pás pracuje v tlaku a spodní v tahu,
• schopnost pracovat ve ztížených podmínkách, při změnách teploty a vlhkosti, v agresivním prostředí,
• po výpočtu pevnosti snížit lineární hmotnost válcovaných výrobků a celkovou hmotnost konstrukcí,
• možnost výroby nosníků s asymetrickými a proměnnými délkovými průřezy.

I-nosníky jsou ideální pro stavbu prefabrikovaných konstrukcí. Jsou široce používány v komerční a průmyslové výstavbě, stejně jako ve veřejné a soukromé výstavbě.

I přes vysokou hmotnost ocelových nosníků umožňuje jejich zvýšená nosnost výrazné snížení celkové hmotnosti stavby.

Výrobní proces

Technologie výroby svařovaných I nosníků není příliš složitá, ale je nutné přísně dodržovat její požadavky v každé fázi zpracování. Chyby nevyhnutelně vedou ke snížení tuhosti konstrukce. Obvykle se vyrábějí v souladu s požadavky GOST. Je možné je vyrobit i podle technických podmínek podniku.. Specifikace pro výrobu svařovaných ocelových I-nosníků stanoví rozdělení procesu do následujících fází:

1. Návrh a výpočet. V této fázi je nutné vypočítat zatížení, které musí konstrukce odolat. Podle vzorců aplikované mechaniky (pevnost materiálů tak milovaných studenty) se vypočítá pevnost a tuhost konstrukce, určí se její geometrické rozměry a požadavky na materiál. Připravují se pracovní výkresy.
2. Řezání polotovarů. Řezají se z plechu pomocí zařízení na řezání plynem, plazmou nebo laserem. Odeberou se vzorky kovů a pošlou se do laboratoře k potvrzení chemického složení a fyzikálních a mechanických vlastností.
3. Frézování polotovarů. Podélné konce jsou zkoseny a okraje svarových švů jsou oříznuty.
4. Montážní operace. Díly jsou umístěny ve speciálním přípravku, který přesně fixuje polotovary ve správné poloze vůči sobě a eliminuje tepelnou deformaci výrobku. Unikátní výrobky a malé série jsou svařovány ručně, pro sériovou výrobu jsou využívány svařovací automaty. Montáž se obvykle provádí ve dvou fázích: v první fázi se smontuje profil ve tvaru T a ve druhé fázi se k němu přivaří druhý pás. Způsob vedení elektrody se volí v závislosti na tloušťce plechu, aby byla zajištěna úplná penetrace a kvalitní geometrie svaru. Zvláště silné výrobky musí být svařeny v několika průchodech.
5. Korekční operace. Po dokončení všech švů je nutné zkontrolovat a případně opravit všechny odchylky výsledného výrobku od zadaných geometrických tvarů. K tomuto účelu se používají rovnačky za tepla nebo za studena s masivními válci pro korekci všech deformací, které vznikají při svařování paprskem.

Přečtěte si také: Jaké elektrody jsou potřebné pro svařování litiny: typy a označení

K technologii lze přidat tryskání jako další možnost konečné úpravy. Odstraňuje vodní kámen a strusku a zhutňuje povrchovou vrstvu kovu, čímž zvyšuje pevnost výrobku.

Jak si to uvařit sám?

Tuto operaci, která není jednoduchá pro domácí dílnu, má smysl pro řemeslníky, kteří již mají dostatečné zkušenosti se svařováním. Nebo je zde možnost najmutí zkušeného svářeče. Polotovary budou vyžadovat ocelový plech vyrobený z vysoce pevných slitin.. Je lepší, když se řezání provádí v kovovém skladu pomocí stacionární instalace. Při řezání plynovou řezačkou bude ztráta drahého kovu patrná.

Bude také vyžadováno zařízení pro svařování I-paprsků pomocí tavidla nebo ochranných plynů.

Po sestavení a narovnání bude nutné výrobek zcela očistit a natřít lakem na ochranu proti korozi..

Jak se vyhnout deformaci?

Pokud jednoduše svaříte spoje nosníku, tepelné deformace jsou téměř nevyhnutelné. Výrobek se zkroutí, ohne nebo zkroutí jako šroub. Aby se minimalizovalo riziko zakřivení, měl by se dodržovat následující popis technologie:

• montáž se provádí na speciálním rámu skloněném pod úhlem 45°, což umožňuje vytvoření rovnoměrného švu se správnou nohou,
• svařit dva pásy do nosníku ve tvaru T,
• nejprve jsou obrobky bodově svařeny každých 10-15 cm,
• poté je šev na obou stranách svařen s povinným lemováním tak, aby přepona švu byla vodorovná,
• rovnání se provádí pomocí ručních nebo mechanizovaných válců,
• opakujte operace pro třetí proužek.

Další používanou metodou je svaření švů počínaje od konců směrem k sobě.

Spojovací materiál

Pro úspěšné použití I-nosníku je nutné jej správně propojit s ostatními prvky stavebních konstrukcí – stěnami, sloupy, stropy. Nejdůležitější je spojení s nosnou plochou.. Standardní konstrukce umožňují následující svařované spoje mezi nosníkem a sloupem:

1. Tvrdý. Nosník je přivařen ke koncové desce, která je následně připevněna k ocelovému sloupu nebo vetknutému cihelnému prvku. Okraje konců není potřeba zařezávat. Používá se pro vysoce zatížené konstrukce.
2. Závěsné nebo pohyblivé. Na obou stranách jsou překryty navařeny v rovinách rovnoběžných s podélnou osou. Překryvy jsou řezány a svařeny šikmými švy. Zatížení, které takové spojení snese, je nižší než v případě tuhého spojení. Pro stavbu soukromého domu je to zcela dostačující.
3. Existuje další způsob kloubového spojení: šroubované nebo nýtované, vkládá se do otvorů vyvrtaných na konci.

Tuhá: pro statické zatížení

I-nosník spočívá na středu nosného sloupu. Zajišťuje vysokou stabilitu budovy. Je možná varianta s boční montáží I-nosníku. V tomto případě bude muset být sloup vyztužen, aby vydržel další ohybové zatížení..

Pokud délka stávajících trámů nestačí k pokrytí rozpětí 10 m, spojí se dva trámy pomocí překrývacích desek. Svařování I-nosníků natupo se provádí tak, že mezi konci zůstává malá mezera pro kompenzaci případné tepelné roztažnosti.

Pevné spojení se provádí svařováním nebo nýtováním.

Kloubové: pro dynamické

Metoda kloubové podpory se používá tam, kde je možné proměnné nebo dynamické zatížení.. To se stává častěji v průmyslových budovách; v soukromých domech se používá méně často. Pro takové spojení je na opěrném stole vytvořeno opěrné žebro. Sem se přenese veškerá zátěž. Stůl je vyroben z vysokopevnostního ocelového plechu o 20-30 mm širší než hrana I-nosníku.

Vady

Vady snižují pevnost a životnost výrobku. Při provádění svarového spoje vady spojené s:

• porušení technologie svařování I-paprskem,
• vady na obrobku,
• vady svařovacích materiálů,
• tepelné deformace.

S posledním typem vady se nejčastěji setkáváme při svépomocné výrobě svařovaných nosníků..

Aplikace

Oblasti použití svařovaných I-nosníků ve stavebnictví zahrnují:

• nosné konstrukce, sloupy, výztuhy,
• pokrývající malé prostory i velké rozpětí,
• podpora technologických zařízení,
• rohové jeřábové konzoly,
• výložníkové konstrukce: mosty, balkony.

Výrobek se používá ve všech odvětvích stavebnictví: průmyslové i soukromé, bytové domy i veřejné budovy..

druhy

Nejčastěji používané svařované I-nosníky ve stavebnictví jsou následující typy:

1. Pro stropy a nadzemní koleje. Profil průřezu má krátké stěny vzhledem k hlavnímu žebru.
2. K posílení min. Stěny jsou větší než hlavní žebro,
3. Standardní šířka, stěny rovné žebru, používané pro svislé nosné konstrukce: sloupy, pylony atd.

Typy I-nosníků v závislosti na hlavních rozměrech.

V závislosti na přesnosti výroby se nosníky dělí na výrobky s normální přesností a vysokou přesností.

Doplňkové funkce v soukromé bytové výstavbě

Svařované nosníky mají vysokou únosnost. Při stavbě nízkopodlažních jednotlivých domů se proto z důvodu úspory peněz vyměňují některé trámy za dřevěné. Kovové jsou ponechány na klíčových, nejvíce zatěžovaných místech stropu.

Abychom věděli, jak vypočítat místní stabilitu stěny, jak správně vypočítat přípustné zatížení a parametry takové konstrukce, je nutné provést kompletní inženýrský výpočet.

Použití takových produktů umožňuje zvětšit nepodporované rozpětí o několik metrů a aktivně využívat „druhé světlo“.

Svařované kovové nosníky se používají také jako nosný podklad pro balkóny a terasy.

V garáži I-beam perfektně slouží jako podpěra pro kladkostroj. To umožňuje samostatně provádět složité operace, jako je demontáž a montáž motoru automobilu. Je také nutné postupovat opatrně výpočet načte na takové konzoli.

Svařované I-nosníky jsou v mnoha ohledech lepší než za tepla válcované. Chcete-li to udělat sami, musíte splňovat požadavky technologického procesu a mít značné zkušenosti se svařováním. Použití svařovaných trámů v soukromé výstavbě umožňuje použití architektonických řešení, která by byla při použití dřevěných trámů nedostupná.