Стальные колонны. 2

Министерство образования и науки Российской Федерации

Ангарская государственная техническая академия

                                                                          Кафедра «Автоматизация технологических процессов»

Контрольная работа

по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация»

на тему: Стальные колонны

                                                                                                                               Выполнил: Кулагина Александра Юрьевна

                                                 студентка гр ГСХ 08-1

                                                                                   Проверил: Кузьменко Наталья Викторовна

                                                                                                             Ангарск 2012

Содержание

1. Конструкции стальных колонн…………………………………………………………3

2. Колонны стальные сварные сплошностенные и сквозные…………………………...5

    2.1. Определение размеров колонн и привязка их к разбивочным осям…………….5

    2.2. Компоновка сечений колонн……………………………………………………… 6

    2.3 Опирание балок, стропильных ферм и подкрановых балок на колонны………...6

    2.4. Подкрановые траверсы колонн…………………………………………………….6

    2.5. Проем в стенке колонны для прохода……………………………………………..8

    2.6. Базы колонн………………………………………………………………………….9

    2.7. Соединительные планки составных колонн……………………………………….9

    2.8. Стальные колонны одноэтажных производственных зданий……………………10

    2.9. Фахверк……………………………………………………………………………...11

3. Производство строительно-монтажных работ. Монтаж стальных колонн………….11

4. Оборудование для производства стальных колонн и трубопроводов……………….15

5. Сертификат соответствия………………………………………………………………..33

6. Литература………………………………………………………………………………...34

Стальные колонны зданий с мостовыми кранами состоят из стержня, являющегося основной несущей частью колонны, и базы (башмака), посредством которой колонна опирается на фундамент и закрепляется на нем.

Стержень колонны выполняют различно в зависимости от нагрузки, приходящейся на колонну, и ее высоты. На рис. 1,а показана сплошная колонна постоянного сечения из прокатного или сварного двутавра. Для опирания подкрановой балки имеется
сварная консоль. На рис. 1,б изображена сплошная колонна переменного сечения, надкрановая часть которой выполнена в виде двутавра, а подкрановая часть — сложной формы.

На рис. 1,в приведена сквозная колонна переменного сечения, надкрановая часть которой имеет двутавровое сечение, подкрановая состоит из двух ветвей — наружной, шатровой-
швеллерного сечения и внутренней, подкрановой, двутаврового. Ветви подкрановой части колонны соединены между собой решеткой из уголков, а иногда и горизонтальными диафрагмами из листовой стали, а вверху под подкрановой балкой — траверсой.

Колонны такой конструкции, предназначенные для установки в среднем ряду, с опиранием подкрановых балок с двух сторон имеют обе ветви подкрановой части двутаврового сечения, соединенные между
собой решеткой из уголков и траверсой под подкрановыми балками. Надкрановая часть колонны двутаврового сечения в этом случае опирается на сере-
дину траверсы.
На рис. 1,г показана сквозная колонна, имеющая раздельные ветви —постоянного сечения шагровую и подкрановую, соединенные между собой горизонтальными планками из листовой стали.

Базы колонн выполняют различно в зависимости от размеров и конструкций колонн, а также от характера действующих на колонну нагрузок. Наиболее распространены базы с опорными
плитами, приваренными к нижнему торцу колонны,
непосредственно закрепляемыми на фундаменте
с помощью анкерных болтов (рис. 2, а) и с при- варенными к полкам ветвей колонны консольными анкерными траверсами (рис. 2, б). В первом случае верхняя поверхность фундамента располагается ниже уровня пола на 40 см. во втором —на 100 см. После установки, выверки и закрепления  колонн на фундаментах их базы обетонируют, чтобы
предохранить от коррозии. 
 

Колонны стальные сварные сплошностенные и сквозные

Стальные колонны могут быть трех типов:
-постоянного по высоте сечения:
-ступенчатые:
-раздельные.
Колонны постоянного по высоте сечения (т. е. без изменения габарита сечения, но при этом площадь сечения колонны может меняться по высоте колонны в зависимости от расчетных усилий) применяются:
-в зданиях без мостовых кранов;
-в зданиях с кранами с опиранием подкрановых балок на консоли;
-в многоэтажных зданиях;
-в рабочих площадках и фахверке зданий.

        Колонны ступенчатые являются наиболее рациональными в производственных зданиях с кранами грузоподъемностью более 20 т.
        Колонны раздельного типа применяются сравнительно редко, лишь в частных случаях:
-при низком расположении кранов большой грузоподъемности;
-при многоярусном расположении кранов;
-при реконструкции цехов (например, при увеличении числа пролетов).
        По типу поперечных сечений, колонны или отдельные участки колонн могут быть
сплошностенными, имеющими сплошную стенку между поясами, и сквозными, в которых пояса соединены решеткой или планками.

        Определение размеров колонн и привязка их к разбивочным осям

         Размеры поперечных сечений колонн должны определяться:
- исходя из условий обеспечения прочности, устойчивости и жесткости колонны и всего здания;
- в увязке с размещением подвижного и стационарного технологического оборудования, габаритов приближения и пролетов мостовых кранов, наличием проходов вдоль крановых путей;
- с учетом доступности для сварки как ручной, так и автоматической.
          Для определения ориентировочных размеров высоту сечения колонн рекомендуется принимать:
- для колонн постоянного сечения 1/15 — 1/20 высоты колонны;
- для верхней части ступенчатой колонны 1/6 — 1/10 высоты надкранового участка;
- для нижней части ступенчатых колонн 1/15 — 1/22 полной высоты колонны.
          Расстояние от разбивочной оси до наружной грани крайней колонны принимается 250 мм. При больших высотах колонн и значительных нагрузках — 500 мм.
          Расстояние от разбивочной оси здания до оси подкранового пути принимается:
для кранов грузоподъемностью до 50 т при отсутствии проходов — 750 мм и при наличии проходов вдоль крановых путей — 1000 мм;  для кранов грузоподъемностью 80 — 125 т — 1000 мм;  для кранов грузоподъемностью более 125 т — 1250 мм.

                 Компоновка сечений колонн.

         Сечения сплошностенных колонн обычно выполняют из широкополочных двутавров типа К или Ш, или сварного профиля двутаврового симметричного сечения из толстолистовой стали. Применение колонн двутаврового сечения с одной осью симметрии допускается, если изгибающий момент одного знака значительно больше изгибающего момента другого знака.           Компоновка сечения должна быть такой, чтобы все поперечное сечение колонны было включено в работу.
          Сечения сквазных колонн компонуют из двух ветвей. Сечения средних колонн — симметричные в виде широкополочных двутавров типа К или Ш, или сварных. В крайних колоннах для облегчения крепления стеновых панелей шатровая ветвь может быть выполнена швеллерного сечения. Соединительную решетку рекомендуется применять двухплоскостную из одиночных уголков. Решетка должна быть раскосная без стоек, чтобы в элементах решетки не возникали дополнительные усилия от обжатия поясов.

           Опирание балок, стропильных ферм и подкрановых балок на колонны.

           Опирание балок или стропильных ферм на колонну сбоку выполняют через опорные столики. Торец опорного ребра балки или фермы и верхнюю кромку столика строгают (фрезеруют). Для небольших опорных реакций столик выполняют из уголка со срезанной полкой; для опорных реакций 300 — 4000 кН (30 — 400 т) — из толстолистовой стали.

              Для опирания подкрановых балок (под краны небольшой грузоподъемности) или других конструкций в колоннах делают консоли, привариваемые к стержню колонны. Консоли для опирания подкрановых балок проектируются, как правило, одностенчатыми.
В месте опирания подкрановых балок на консоль стенка консоли укрепляется ребрами жесткости.
              Ребра в колонне принимаются такой же толщины, как и полки консоли.

             Подкрановые траверсы колонн.

             В ступенчатых решетчатых колоннах для прикрепления верхнего надкранового участка и опирания подкрановых балок в месте ступенчатого изменения сечения колонны ставят траверсы, проектируемые, как правило, одностенчатыми. Применение двухстенчатых траверс допустимо лишь в случаях, когда по действующим усилиям или по конструктивным соображениям нельзя применить одностенчатую траверсу. Конструкция траверсы должна обеспечивать доступность и удобство наложения сварных швов на все прикрепляемые элементы.

              Проем в стенке колонны для прохода.

             Проем в стенке колонны для прохода вдоль подкрановых путей выполняется только в том случае, когда габариты мостовых кранов не позволяют организовать проход вдоль подкрановых путей вне стенки надкрановой части колонны. Размеры проема для прохода должны быть не менее 400 мм по ширине и 1800 мм по высоте.
Ослабленный проемом участок стенки должен быть усилен. Усиление стенки производят в зависимости от ширины стенки колонны. При ширине bo < 200 мм усиление выполняется из двух листов, привариваемых к стенке сварными швами с разделкой кромок (подварка корня сварного шва выполняется обязательно). При ширине bo &rt; 200 мм усиление выполняется из одного листа, привариваемого к стенке колонны угловыми швами. Для возможности установки листа «в вилку» он должен состоять из двух частей с последующей стыковкой частей между собой.

             Базы колонн.

          База является опорной частью колонны и предназначена для передачи усилия с колонны на фундамент. Конструкция базы должна соответствовать принятому в расчетной схеме колонны способу сопряжения ее с фундаментом (сопряжение шарнирное или жесткое) и иметь минимальное число деталей и количество сварных швов. Как правило, базы проектируются с учетом опирания колонн на заранее установленные, выверенные и подлитые опорные плиты, с верхней строганой (фрезерованной) поверхностью. Усилия от колонны на плиту передаются через фрезерованный торец колонны.
         Опорные плиты баз колонн, к которым крепятся вертикальные связи, должны быть приварены к специальным закладным элементам, заделанным в фундаменте.

             Соединительные планки составных колонн.

         Вертикальные связи по колоннам при наличии мостовых кранов проектируются двух типов: основные — выполняемые на всю высоту колонны, и дополнительные — располагаемые выше подкрановых балок.
          Основные вертикальные связи воспринимают все продольные усилия и обеспечивают неизменяемость каркаса в продольном направлении.
          Дополнительные связи рекомендуется устанавливать по краям температурных стыков, а также в тех панелях, где расположены поперечные связи покрытия. Дополнительные связи предназначены обеспечивать передачу продольных усилий с торцов здания и конструкций покрытия на продольные конструкции (подкрановые балки и распорки).
          Вертикальные связи по колоннам выполняются следующих типов:
- полураскосные;
- раскосные;
- крестовые;
- портальные.

     Стальные колонны одноэтажных производственных зданий (серия 1.424-4)

     Стальные колонны одноэтажных производственных зданий с применением прокатных широкополочных двутавров для зданий высотой от 10,8 до 18 метров с мостовыми кранами грузоподъемностью до 50 тонн (серия 1.424-4 выпуск 5).
       Колонны используются при возведении одноэтажных одно- и многопролетных производственных зданий с пролетами 18, 24, 30 и 36 метра с шагом колонн 12 метров с типовыми конструкциями покрытий из стального профилированного настила или железобетонных плит по серии 1.460-2, 1.460-4 и 1.460-5 и разрезным подкрановым балкам по серии 1.426-1, оборудованных мостовыми кранами легкого, среднего и тяжелого режимов работы грузоподъемностью до 50 тонн с проходами и без проходов вдоль подкрановых путей.
        Колонны являются ступенчатыми с нижней решетчатой частью и верхней сплошностенной частью двутаврового сечения. Верхние части колонн изготавливаются из широкополочных двутавров Ш, ветви нижних частей колонн — из балочных двутавров Б и широкополочных двутавров Ш по ГОСТ.
        Решетка нижних частей колонн выполнена двухплоскостной из прокатных уголков.
        Базы колонн выполнены раздельными для каждой ветви с опиранием фрезерованного торца ветви на заранее поставленные и выверенные опорные стальные плиты со строганой верхней плоскостью.

          Фахверк

       Схема фахверка определяется местом расположения стен здания — наружные или внутренние, торцовые, поперечные или продольные; материалом стен; конструкцией стен (панелей) — несущие, самонесущие, навесные; наличием проемов.
        Фахверк состоит из стоек, ригелей, элементов, передающих нагрузки с фахверка на каркас (ветровые фермы и т. д. ), и элементов, обеспечивающих устойчивость фахверка.
        Для обеспечения передачи горизонтальных усилий в узлы связей покрытия, стойки фахверка располагают по разбивочным осям здания. При небольшой высоте здания передача горизонтальных усилий на каркас осуществляется только в уровне покрытия (чаще на связи по нижним поясам фермы); при большой высоте зданий выполняются ветровые связи, устанавливаемые с шагом 10 — 15 м по высоте. В качестве ветровых связей используются тормозные конструкции путей мостовых кранов, торцевые переходные площадки.
           Наличие ригелей в схеме фахверка диктуется материалом и конструкцией стоек. Ригеля фахверка могут воспринимать только горизонтальную нагрузку (ветровые) и одновременно нагрузку от стен (несущие).
 

Производство строительно-монтажных работ - Монтаж стальных колонн

   Монтаж стальных каркасов зданий начинается с подъема и установки колонн, которые закрепляются на фундаментах анкерными болтами. Колонны высотой более 10м, кроме того, расчаливаются оттяжками. Разбивочные оси стальных колонн должны закрепляться на металлических деталях, забетонированных в теле фундаментов.

   Точная установка анкерных болтов при бетонировании фундаментов обеспечивается металлическими кондукторами, в которых сделаны отверстия, отвечающие проектному положению болтов.

   На боковых гранях колонны в трех местах по высоте наносятся вертикальные оси в виде рисок. Нижняя точка служит для центрирования колонны, верхняя — для выверки колонн в вертикальной плоскости. Средней точкой пользуются, если верхняя по какой-либо причине окажется недоступной для наблюдения.

   Подготовка стальных, как и железобетонных, колонн к подъему заключается в строповке и обстройке подмостями (люльками) и лестницами.

   Наиболее простой способ строповки — зацепление за верх колонны скобами со штырем. При этом способе легко центрировать колонны в момент установки  на опоры.  Расстроповка производится выдергиванием штыря с помощью пенькового каната (рис. 173). При установке колонны на фундамент, кроме  совмещения   осевых   рисок,   выверяется с помощью  прокладок и  клиньев положение опорного башмака колонны по высоте.

Рис. 3. Строповка стальной колонны. а — за верхушку; б — сбоку.

   Элементы каркаса монтируются гусеничными, стреловыми или козловыми кранами.

   Подготовка ферм к монтажу состоит из временного усиления их, подвески подмостей и строповки. Пояса ферм усиливаются прикреплением к ним металлических труб, бревен, пластин или специальных усилений из уголков и швеллеров.

   Для строповки ферм пользуются преимущественно универсальными траверсами. Подкрановые балки монтируются после установки, выверки и закрепления на фундаментах колонн данного ряда. Выверка подкрановых балок делается особенно точно.

   Монтаж прогонов осуществляется обычно тем же механизмом, что и монтаж основных конструкций.

   В процессе монтажа стального каркаса здания выверка конструкций должна производиться немедленно по окончании сборки каждого блока каркаса здания. Окончательное закрепление стальных конструкций каркаса производят после выполнения монтажных соединений и выверки отдельных его участков.

   Монтажные стыки в соответствии с проектом сваривают, заклепывают или закрепляют болтами. Наиболее распространенными являются стыки со сварными соединениями. При креплении узлов с помощью болтов или заклепок особенно тщательно выполняют крепление накладок, рассверловку отверстий, клепку и постановку болтов.

Оборудование для производства стальных колонн и трубопроводов.

Станки для пространственной термической резки труб с ЧПУ (труборезы), серия PCM.CP

Станок для пространственной термической резки труб с ЧПУ является идеальным оборудованием для пространственной фигурной резки труб, торцовки труб, соединения труб под разными углами и используется в таких сферах как строительство, буровая промышленность, мостостроение, судостроение, производство мачт и опор, нефтяных платформ и т.д.

Станки для пространственной резки труб являются высококачественным оборудованием нового поколения. При существующих технологиях резки труб возникает не мало трудностей в этой сфере. Сложность заключается не только в невысокой производительности, но и в том, что существующие станки не гарантируют необходимую точность резки.

Машины термической резки труб созданы с учетом предыдущего опыта в вопросах разработки программного обеспечения, аппаратных средств и электромеханического проектирования, применяя при производстве передовые международные технологии ЧПУ, WINDOWS интерфейс и 3 D софт, а также на основании современных разработок сетевых компьютеров и комплектующих к ним.

В станках для резки труб используется современная система многоосного позиционирования горелки и заготовки под контролем ЧПУ. Станки отличаются усовершенствованной структурой, высокой автоматизацией, простотой и удобством в управлении, и полностью отвечают потребностям пользователя. Что позволяет выполнять самую сложную работу легко и аккуратно.

Модельный ряд машин термической резки труб

Модельный ряд включает серии станков для обработки трубной продукции диаметрами 60–1500 мм с толщиной стенки трубы 3–50 мм, длина труб варьируется в пределах 1000–12000 мм.

PCM.CP-600 (диаметр труб 60–600 мм, длина труб 1000–12000 мм, толщина стенки труб 3–50 мм)

PCM.CP-1220 (диаметр труб 426–1220 мм, длина труб 1000–12000 мм, толщина стенки труб 3–50 мм)

PCM.CP-1420 (диаметр труб 520–1420 мм, длина труб 1000–12000 мм, толщина стенки труб 3–50 мм)

зависимости от толщины стенки трубы и потребностей Заказчика, любой из станков может комплектоваться плазменным источником резки ( American Hypertherm , США), системой газокислородной резки, либо и тем и другим одновременно.

Основные технические характеристики машины термической резки труб

Работа машины термической резки труб основывается на принципе пространственной кривой. Станок оборудован 5-осной системой регулирования движения резака и трубы, каждая из 5-и осей подвижности имеет определенную функцию. Необходимо только ввести подходящие параметры, плата движения в системе контроля следит за синхронностью работы сервомоторов на всех осях, в результате выполняется автоматическая фигурная резка трубы.

Профессиональный каталог образцов, легкое программирование и эксплуатация, разделка кромок под сварку обеспечивает точность и эффективность сварки. ЧПУ и программа совмещены, после введения параметров трубы, используя каталог образцов в ЧПУ без сложных программных расчетов, производится точный вырез по контуру изгиба. Выполнение данного процесса не требует применения офисного компьютера и специально обученного программиста.

Схема осей регулирования движения резака и трубы

Механизм управления продольным движением (ось X ). Обеспечивает продольную резку трубы. Достаточно большая величина хода позволяет осуществлять резку длинных труб без повторной фиксации и зажима детали.

Механизм изменения угла для разделки кромок (оси А, B ). Изменяет угол наклона газового резака при выполнении стыковых соединений и отводов.

Механизм подъема колонны (ось Z ). Регулирует подъем резака для обработки труб различных диаметров, также способен компенсировать погрешность при подъеме, вызванную изменением угла реза.

Поворотный механизм (ось Y ). Управляет разворотом детали, фиксируя положение резки точно над деталью.

Для труб малого диаметра (до 600 мм ), в стане для зажима и поворота трубы применяется трехкулачковый патрон, для труб большего диаметра используется роликовращатели.

Устройство станка для пространственной фигурной резки труб, модель PCM.CP-1220, длина трубы 12 м

1 – пульт управления, 2 – пневматическая система, 3 – платформа, 4 – вал роликоопор, 5 – поворотный механизм роликоопор (ось Y ), 6 – кабелеукладчик, 7 – механизм изменения угла для разделки кромок (оси А, B ), 8 – механизм подъема резака (ось Z ), 9 – механизм продольного движения резак а (ось X ), 10 – горизонтальная несущая балка, 11 – колонна, 12 – защитный кожух.

Основные типы резки труб

34

1 – раскрой конца трубы для углового и вертикального Т-образного соединения

2 – раскрой конца трубы для соединения двух труб

3 – раскрой конца трубы для соединения трех труб

4 – вырезка прямоугольных пазов

5 – резка трубы под углом

6 – вырезка овальных и круглых отверстий для центрового и внецентренного соединений труб

7 – вырезка прямоугольного отверстия

8 – раскрой концов трубы для тройного соединения

9 – раскрой конца трубы для соединения двух труб с плоскостью

10 – раскрой конца трубы для соединения с уголком

11 – раскрой конца трубы для соединения с изогнутой трубой

Установка стыковой сварки листа серии MP и MPX (с фрезерованием шва)

Установка стыковой сварки листа предназначена для автоматизированной газопламенной торцовки, разделки кромок листового проката, стыковой односторонней дуговой сварки листов под слоем флюса на медной подкладке, а также транспортировки сваренных карт, в моделях MPX добавлено фрезерование шва (для снятия усиления шва).

Установка стыковой сварки стальных листов использует метод дуговой сварки под флюсом (флюс поверх медного разделителя, краткое название – метод FCB) и является высокоэффективным сварочным станком, используемым при сваривании больших стальных листов. В комплект входит сварочная установка для стыковой сварки MPX, подающий вал, боковая стационарная рама.

Технические параметры установки стыковой сварки листа