24artstroy.ru

Строительный журнал
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Металлический уголок – что это, зачем нужен, особенности разных видов, размеры

Металлический уголок – что это, зачем нужен, особенности разных видов, размеры

Металлический уголок – востребованное в строительстве приспособления. Однако оно нашло применение на только в этой сфере. Уголки из металла используются в народном хозяйстве, в промышленности и дизайнерской работе. Существует несколько видов изделий, каждый из которых применяется в определенных ситуациях.

Варианты использования в строительстве

Уголки-крепежи делаются по технологии отливки и горячей штамповки из прочной оцинкованной стали. На их поверхности находятся специальные отверстия, предназначенные для крепежных элементов (саморезов, шурупов, болтов и т. д. ). Крепежи отличаются сферой использования, формой и габаритами. Вне зависимости от формы и разновидности, эти элементы обладают множеством преимуществ, из которых можно выделить следующие:

  1. Универсальность. Для монтажа подобных деталей не требуется использование специального оборудования и инструментов. Достаточно только выбрать хорошие болты или иные винтовые крепежи с шайбами или гайками.
  2. Высокий уровень надежности. Конструкция усиленного уголка очень надежна и не боится коррозионного воздействия, потому что для ее производства используется особая методика штамповки.
  3. Широкий ассортимент форм и размеров. Благодаря этому у потребителей есть возможность подобрать уголки для любой разновидности бруса или другого стройматериала.

Усиленные уголки из стали используются во многих строительных направлениях в качестве крепежей для опор, балок, брусков или колон при возведении помещений производственного и коммерческого назначения, котельных и жилых построек. Кроме металлических уголков, для фиксации конструкций из древесины и бруса строители пользуются держателями, опорами, люфтами, соединительными пластинами и иными металлическими деталями.

Подбор сечения растянутых элементов

Предельное состояние растянутых элементов определяется их разрывом , где — временное сопротивление стали, или развитием чрезмерных пластических деформаций , где — предел текучести стали.

Стали с нормативным пределом текучести кН/см² имеют развитую площадку текучести (см. гл.1), поэтому несущая способность элементов из таких сталей проверяется по формуле

где — площадь сечения нетто.

Для элементов, выполненных из сталей, не имеющих площадку текучести (условный предел текучести Ơ02 > 44кН/см²), а также, если эксплуатация конструкции возможна и после развития пластических деформаций, несущая способность проверяется по формуле:

где — расчетное сопротивление, определенное по временному сопротивлению;

— коэффициент надежности при расчете по временному сопротивлению.

В практике проектирования расчет растянутых элементов проводится по формуле (9.7).

При проверке растянутого элемента, когда несущая способность определяется напряжениями, возникающими в наиболее ослабленном сечении (например, отверстиями для болтов), необходимо учитывать возможные ослабления и принимать площадь нетто.

Требуемая площадь нетто растянутого элемента определяется по формуле

Затем по сортаменту выбирают профиль, имеющий ближайшее большее значение площади.

Пример 9.2. Требуется подобрать сечение растянутого раскоса фермы по расчетному усилию N

=535кН. Материал сталь – сталь С245;
Ry
= 24кН/см2;
γс
= 0,95

Требуемая площадь сечения Атр

= 535/(24 . Сечение не ослаблено отверстиями.

Принимаем два равнополочных уголка 90×7; А

9.11. Подбор сечения элементов ферм, работающих на действие продольной силы и изгиб (внецентренное растяжение и сжатие)

Предельное состояние внецентренно растянутых элементов определяется чрезмерным развитием пластических деформаций в наиболее нагруженном состоянии. Их несущая способность определяется по формуле (см. гл.2).

Пример 9.3.Подобрать сечение растянутого нижнего пояса при действии на него внеузловой нагрузки в середине длины панели (рис.9.13,а

) F=10кН. Осевое усилие в поясе N=800кН. Расстояние между центрами узлов d=3м. Материал конструкции – сталь С245;Ry=24кН/см2. Коэффициент условий работы γс=0,95.

Рис. 9.13. К примеру 9.3 и 9.4

Подбираем сечение элемента из условия его работы на растяжение по формуле (9.9); Aтр=800/( 24 = 35,1см2.

Принимаем сечение из двух уголков 125х9; А=22 =44см2; моменты сопротивления для обушка Wобx и пера Wпx равны:

Wобx = 327 /3,4 = 192,4 см2; Wпx =327 /(12,5 – 3,4) = 72 см2

Момент с учетом неразрезности пояса М = ( Fd / 4)0.9 = ( 10 /4 )0.9 = 675 кН см.

Проверка несущей способности пояса: по табл.5 приложения для сечения из двух уголков n = 1, c = 1.6.

Пол формуле (9.10) для растянутого волокна (по обушку)

800 / (44 = 0,893 Читайте также: Как развальцевать трубку из нержавейки

Рис.9.14. Размещение фасонок в тяжелых фермах

Пояса тяжелых ферм имеют в разных панелях разные сечения, связанные общностью типа и условиями сопряжения стержней в узлах. Пред началом

подбора устанавливают тип сечения (Н-образное, швеллерное, коробчатое) и намечают места изменения сечения. В сварных Н-образных сечениях обычно

изменяется высота вертикалов; в крайнем случае, может меняться и их толщина при сохранении постоянства расстояния между наружными гранями сечения. Горизонталь из условия устойчивости и жесткости сечения должена иметь толщину не менее расстояния между вертикалями и не менее 12 мм.

Основой швеллерных сечений являются два швеллера, которые проходят через все сечения (см. рис. 9.11,д

Швеллерное сечение развивают путем добавления вертикальных листов.

Читать еще:  Какое строение имеет металлическая кристаллическая решетка?

После подбора сечений производят их проверку. Проверка сечений сжатых стержней ферм выполняется так же, как центрально-сжатых колонн (см. гл.8). Н-образных – как сплошных, швеллерных – как сквозных, с той разницей, что ширина “b

” сечений здесь является заданной, а не определяемой из условия равно устойчивости.

При учете жесткости узлов подбор сечений ферм выполняют как внецентренно сжатых или внецентренно растянутых элементов.

Раскосы ферм обычно принимают швеллерного (см. рис.9.11,д

Н-образного сечения (см. рис.9.11,а

или 9.11,
в
). Швеллерные сечения более выгодны при работе на продольный изгиб и поэтому часто применяются для длинных гибких раскосов, но они более трудоемки, по сравнению с

Ширину раскосов для простоты сопряжений на монтаже принимают на 2 мм меньше расстояние между гранями фасонок.

Конструкция легких ферм

Общие требования к конструированию. Чтобы избежать дополнительных напряжений от расцентровки осей стержней в узлах, их необходимо центрировать в узлах по осям, проходящим через центр тяжести (с округлением до 5 мм).

Угловые моменты, определяются как произведение нормальных усилий стержней и внешних узловых сил на их плечи до точки пересечения двух раскосов (рис.9.15).

Момент 1, распределяется между элементами фермы, сходящимися в узле пропорционально их погонным жесткостям. Если жесткость элементов решетки по сравнению с поясом мала, то момент

воспринимается в основном поясом фермы. При постоянном сечении пояса и одинаковых панелях момент в поясе .

Резку стержней решетки производят, нормально к оси стержня, для крупных стержней допускают косую резку с целью уменьшения размеров фасонки.

Чтобы уменьшить сварочные напряжения в фасонках, стержни решетки не

доводятся до поясов на расстояние мм, но не более 80 мм (здесь — толщина фасонки в мм). Между торцами стыкуемых элементов поясов ферм, перекрываемых накладками, оставляют зазор не менее 50 мм.

Толщину фасонок выбирают в зависимости от действующих усилий (табл.9.2) и принятой толщины сварных швов. При значительной разнице усилий в стержнях решетки можно принимать две толщины в пределах отправочного элемента. Разница толщин фасонок в смежных узлах не должна превышать 2 мм.

Размеры фасонок определяются необходимой длиной швов крепления элементов. Фасонки должны быть простого очертания, чтобы упростить их изготовление и уменьшить количество обрезков. Целесообразно унифицировать размеры фасонок и иметь на ферму один – два типоразмера. Стропильные фермы пролетом 18-24 м разбивают на два отправочных элемента с укрупнительными стыками в средних узлах. Стыки следует проектировать так, чтобы правая и левая полуфермы были взаимозаменяемыми.

При проектировании ферм со стержнями из широкополочных двутавров и тавров, из замкнутых гнуто сварных профилей или из круглых труб надо пользоваться специальными руководствами.

Таблица 9.2. Рекомендуемые толщины фасонок

Максимальное усилие, в стержнях решетки, кНДо 150160-250260-400410-600610-1010-1410-Более 1800
Толщина фасонки, мм

Фермы из одиночных уголков

В легких сварных фермах из одиночных уголков узлы можно проектировать без фасонок, приваривая стержни непосредственно к полке поясного уголка угловыми швами (рис.9.16). Уголки следует прикреплять обваркой по контуру. Допускается приварка уголка одним фланговым швом (у обушка) и лобовыми швами, а также центрация осей стрежней решетки на обушок пояса

Рис. 9 16. Узлы ферм из одиночных уголков

). Если для крепления стержней решетки к полке поясов не хватает

места, то к полке пояса приваривают планку (рис.9.16,б

), создающую в узле необходимое уширение.

Фермы из парных уголков

В фермах из парных уголков, составленных тавром, узлы проектируют на фасонках, которые заводят между уголками. Стержни решетки прикрепляют к фасонке фланговыми швам (рис.9.17). Усилие в элементе распределяется между швами по обушку и перу уголка обратно пропорционально их расстояниям до оси стержня. Разность площадей швов регулируется толщиной и длиной швов. Концы фланговых швов выводят на торцы стержня на 20 мм для снижения концентрации напряжения. Фасонки прикрепляют к поясу сплошными швами и

выпускают их за обушок поясных уголков на 10-15 мм.

Швы, прикрепляющие фасонку к поясу, при отсутствии узловых нагрузок рассчитывают на разность усилий в смежных панелях пояса (рис.9.16,в

В месте опирания на верхний пояс прогонов или кровельных плит

,
г
) фасонки не д оводят до обушков поясных уголков на 10-15мм.

Чтобы прикрепить прогоны, к верхнему поясу фермы приваривают уголок с отверстиями под болты (рис.9.17,в

). В местах опирания крупнопанельных плит верхний пояс стропильной фермы усиливают накладками мм, если толщина поясных уголков менее 10 мм при шаге ферм 6 м и менее 14 мм при шаге ферм 12 м.

В избежании ослабления сечения верхнего пояса не следует приваривать накладки поперечными швами.

При расчете узлов обычно задаются значением “ ” и определяют требуемую длину шва.

Фасонки ферм с треугольной решеткой конструируют прямоугольного сечения, с раскосной решеткой – в виде прямоугольной трапеции.

Для обеспечения плавной передачи усилия и снижения концентрации напряжений угол между краем фасонки и элементом решетки должен быть не менее 150 (рис.9.17,в

Стыки поясов необходимо перекрывать накладками, выполненными из

листов (рис.9.18) или уголка. Для того чтобы прикрепить уголковую накладку

необходимо срезать обушок и полку уголка. Уменьшение его площади сечения компенсируется фасонкой.

При установке листовых накладок в работу включается фасонка. Центр тяжести сечения в месте стыка не совпадает с центром тяжести сечения пояса, и оно работает на внецентренное растяжение (или сжатие), поэтому стык пояса

выносят за пределы узла, чтобы облегчить работу фасонок.

Для обеспечения совместной работы уголков их соединяют прокладками. Расстояние между прокладками должно быть не более 40i

для сжатых и 80
i
для растянутых элементов, где
i
— радиус инерции одного уголка относительно оси, параллельной прокладке. При этом в сжатых элементах ставится не менее двух прокладок.

Решения укрупнительного узла фермы при их поставке из отдельных отправочных элементов показаны на рис.9.19.

Конструкции опорных узлов зависит от вида опор (металлические или железобетонные колонны, кирпичные стены и т.д.) и способ сопряжения (жесткое или шарнирное ).

При свободном опирании ферм на нижележащую конструкцию возможное решение опорного узла показано на рис.9.20. Давление фермы через плиту

а – центрирование стержней; б – узел при раскосной решетке; в – прикрепление прогонов; г – прикрепление крупнопанельных плит

передается на опору. Площадь плиты определяется по несущей способности

где — расчетное сопротивление материала опоры на сжатие.

Плита работает на изгиб от отпора материала опоры аналогично плите базы колонны (см. гл.8).

Давление фермы на опорную плиту передается через фасонку и опорную стойку, образующие жесткую опору крестового сечения. Оси пояса и опорного раскоса центрируются на ось опорной стойки.

Швы, приваривающие фасонку и опорную стойку к плите, рассчитывают на

В опорной плите устраивают отверстия для анкеров. Диаметр отверстий делают в 2-2,5 раза больше диаметра анкеров, а шайбы анкерных болтов приваривают к плите.

Для удобства сварки и монтажа узла расстояние между нижним поясом и

опорной плитой принимают больше 150мм.

Аналогично конструируем опорный узел при опирании фермы в уровне верхнего пояса (рис.9.19.б).

Как согнуть уголок в кольцо своими руками

Нагревать металл необходимо до половины значения температуры его плавления, так, к примеру, алюминиевый уголок придется нагреть как минимум до 250⁰ С, а стальной профиль — до 600⁰ С. Для этого вам понадобится горелка на природном газе или бензиновая паяльная лампа, а лучше всего воспользоваться сварочным ацетиленовым резаком, если уголок большого размера.

С помощью болгарки и сварочного аппарата тоже можно согнуть стальной уголок в кольцо, но для этого необходимо произвести достаточно точные расчеты, разметить и расчертить удаляемые сектора, согнуть и заварить швы. К сожалению, как бы вы ни старались, в этом случае получиться круг в виде округлого многогранника.

Монтажный крепежный уголок очень прост в работе, не требует специальных навыков и оборудования. С его помощью создается угол между двумя элементами, а оно является связующим звеном. При креплении элементов на разные поверхности используются следующие метизы:

  1. Для соединения деревянных конструкций обычным равносторонним уголком применяют саморезы по металлу, шурупы, гвозди или винты с гайками. Он широко используется при монтаже кровли, возведении различных хозяйственных построек.
  2. Для соединения колон, деревянных столбов с фундаментом используют анкерный уголок. Крепление осуществляют саморезами. Для соединения деревянных элементов с бетоном, кирпичом, блоками также используют этот крепёж, только для этого в изделии просверлены специальные отверстия под анкеры.
  3. При соединении массивных панелей и конструкций применяют усиленный уголок. В его перфорации предусмотрено отверстие под анкеры, поэтому посредством этого крепежа можно осуществлять монтаж к бетонной стене и кирпичным поверхностям. Ребро жесткости дает дополнительное надежное крепление, их может быть несколько.
  4. При соединении деревянных элементов используют крепежи: Z-образный, ассиметричный или под 135 градусов. Крепление осуществляется саморезами, гвоздями, шурупами.
  5. В мебельной сфере применяются специальные уголки для крепления опоры из массива дерева к царге. С помощью этого элемента можно соединять ножки с крышкой стола, ножки стула с сидением, ножки кровати с основанием. Соединение осуществляется посредством царги. Такая конструкция подвержена большим нагрузкам. Кроме саморезов в этом варианте придется использовать винт и гайку для стяжки уголка с изделием.
  6. Самая простая форма в использовании крепежа — мебельная стяжка из металла или пластика — фиксируется всегда саморезами.

Сгибание уголка

Гибка уголков дает возможность получить продукт различных форм и параметров за счет механического воздействия. Полученные материалы активно используются в строительстве.

Способы сгибания уголка определяются применяемыми технологиями: различают холодную, горячую гибку, а также сгибание с помощью резки и сварки. Самым экономичным можно назвать «холодный» вариант, выполняемый на листогибочных вальцах и не требующий оборудования для подогрева металла. Конструкции из таких изделий прочнее, так как при холодной гибке не возникает дефектов металла, характерных для сварки; кроме того, такие изделия менее подвержены коррозии. Холодное сгибание бывает свободное (без специального оборудования) и на профилегибочном станке.

Если нужно произвести гибку в домашних условиях, это предполагает определенный набор действий:

  • на подготовленную стальную полосу наносится разметка, по которой будет идти гибка;
  • заготовка закрепляется в тисках по нанесенной линии сгиба;
  • тяжелым молотком делается первый загиб;
  • затем заготовку передвигают к следующему месту сгиба и повторяют действие;
  • после этого размечают скобяные лапки и гнут в нужном направлении;
  • финальный этап – проверка на соответствие желаемым параметрам, исправление неточностей.

Для упрощения работы можно разогревать металл в месте сгиба газовой горелкой: материал будет пластичнее, и его проще будет обрабатывать.

Виды сгибания уголка

Уголок можно гнуть по радиусу, а также под углом 90⁰.

Сгибание по радиусу является довольно сложной операцией, поскольку любое гнутие является одновременно сжатием внутреннего и растяжением внешнего слоя материала. И для горячего, и для холодного способа гибки есть предельные величины возможных радиусов, которые зависят от размеров полок уголка и от его толщины. Так, допустимый радиус для равнополочного уголка – это минимальные 45 размеров ширины полки.

Получить желаемый радиус в «бытовых» условиях можно с помощью заготовленного шаблона. Металл нагревается, после чего выполняющий работу начинает равномерно огибать шаблон, одновременно правя горизонтальную полку. Нагревать объект нужно до 1/2 температуры его плавления (для стали это 600⁰С).

Что касается сгибания под 90⁰, то прежде всего надо сделать развертку в том месте, где предполагается сгиб. На одной полке в разные стороны от нормали отмечается 2 угла по 45⁰ каждый, они вырезаются пилой. После этого уголок аккуратно гнется, место разреза – сваривается.

Добавлено: 14.02.2020 14:12:18

Знакомьтесь: уголок усиленный!

Крепежный уголок — самый простой и надежный элемент крепления. С помощью него можно прикрепить полку на стене, образовать каркас кровати, установить стропильную систему крыши, сконструировать лестничный подъем, закрепить систему инженерных труб, сформировать короб для обшивки гипсокартонными листами.

В любом из этих вариантов, если на конструкцию воздействуют большие нагрузки, стоит важная задача — обеспечение надежности и прочности! Как вариант можно установить уголки непрерывным чередом; тогда это скажется и на стоимости работы, и на внешнем виде узла соединения. Для придания повышенной несущей способности в конструкцию уголка добавлено ребро жесткости. Этот элемент проходит посередине крепежа по обоим его стенкам.

Уголок крепежный усиленный является улучшенной версией стандартного уголка крепежного. Наличие в конструкции уголка ребра жесткости позволяет применять его при соединении несущих деревянных конструкций. Такие элементы обычно имеют большие габариты и вес в стропильной системе, и требуют более надежного крепежа.

Усиление швеллера на прогиб и изгиб

Одним из самых простых способов усиления швеллера является установка подпоры. Она позволит существенно разгрузить несущую балку без внесения существенных изменений в готовую конструкцию. Способ соединения должен в полной мере соответствовать типу нагружения: в случае постоянного действия поперечной силы можно выполнять любые соединения деталей способных обеспечить высокую надёжность и прочность, а вот при динамических — стоит использовать клёпаные и болтовые соединения.

В некоторых ситуациях установка подпорки невозможна из-за особенностей эксплуатации объекта. Следовательно, придётся увеличивать поперечное сечение путём приваривания стальных накладок или уголков в продольном направлении либо приварить еще один швеллер таким образом, чтобы получилась симметричная конструкция. Благодаря этому основная нагрузка сместится с точки возможного разрыва металла и распределится равномерно по площади балки новой формы.

Ещё одним способом усиления швеллера считается перераспределение нагрузки между всей конструкцией при помощи конструктивных изменений каркаса или его элементов. Это позволит снизить возникшие изгибающие напряжения и обеспечить необходимый запас прочности. Однако при этом не стоит забывать о проведении новых расчётов объекта, так как проблема может стать более серьёзной.

Как выбрать уголок металлический крепежный.

При выборе важно учитывать такие технические параметры:

  • Диаметр отверстий. Если фиксация будет осуществляться саморезами, то d=6мм, а для отверстий в 12 мм используют болты.
  • Толщину металла.
  • Количество крепежей, необходимых на заданную плоскость.

Касательно размеров, то выбор должен основываться областью применения. Если необходимо усилить конструкцию, обратите внимание на усиленный уголок, с ребрами жесткости.

Максимальные размеры такого крепежа составляют 100х100х100 мм. При работе с массивным брусом рекомендуется выбирать широкие крепежи. Подобрав уголок в соответствии с требуемыми техническими параметрами, удастся равномерно распределить нагрузку на соединение и предупредить образование трещин.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector