Алюминиевые конструкции
Как и другие металлические конструкции, конструкции из алюминиевых сплавов отличаются высокой транспортабельностью, быстротой монтажа, долговечность. По сравнению со сталью, алюминиевые сплав в разы легче, а за счет уменьшения собственного веса достигается ряд преимуществ:
- уменьшаются расчетные усилия в несущих конструкциях, что особенно важно при больших пролетах;
- уменьшают расходы на логистику, за счет уменьшения перевозимого объема материала;
- уменьшается расход топлива на возведение конструкций, так как применяется менее мощная техника;
- увеличивается полезная площадь помещений.
Помимо перечисленных достоинств алюминиевые сплавы обладают высокой антикоррозионной стойкостью, которая может быт дополнительно увеличена за счет оксидирования. В результате эксплуатационные расходы на содержание объекта уменьшаются.
В условиях завода алюминиевым конструкциям могут быть приданы нужные формы, а также текстура, рисунок. Их алюминиевых сплавов изготавливаются различные детали, которые могут использоваться для создания пластики фасада. Сам алюминий является хорошим проводником тепла, он имеет высокую отражательную способность, по плотности его обгоняют лишь магний и бериллий. Ключевыми характеристиками алюминия является низкая прочности и высокая пластичность, но его прочность может быть увеличена за счет легирования другими элементами, к примеру, магнием, медью, цинком или кремнием.
Достичь тех же значений, что и у стали, за счет легирования алюминия в любом случае невозможно, его значение модуля упругости почти в три раза меньше, чем у стали, также невысок и предел выносливости. Для производства используются литейные и деформируемые алюминиевые сплавы. В строительстве применяются деформируемые сплавы, их прессование, прокатка, волочение, ковка и штамповка.
Для классификации алюминиевых сплавов используется их подразделение на группы по принципу входящих в состав элементов. В маркировке используется цифровое обозначение, где первое значение показывает основу сплава, а второе - композицию легирования
Алюминиевый сплав – это сплав, в котором основным компонентом является алюминий, а легирующими элементами выступают медь, кремний, цинк, в редких случаях титан, литий
Рисунок 1. Особенности сварки алюминия и его сплавов. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Особенности болтовых соединений в конструкциях из алюминиевых сплавов
В отличие от стали, которая характеризуется высокой прочностью и жесткостью, алюминиевые конструкции не так прочны, поэтому имеют свои особенности выполнения болтовых соединений. При конструировании узлов сопряжения необходимо предусмотреть возможность для удобного выполнения работы. В рамках расчета определятся необходимое число болтов и оптимальное расстояние между ними. Чтобы сэкономить материал в малонагруженных соединениях расстояния между отверстиями в элементах увеличивают, а в нагруженных наоборот делают минимальными, чтобы уменьшить расход на соединяющие элементы.
Для соединения алюминиевых конструкций используют:
- алюминиевые болты нормальной или повышенной точности;
- обычные стальные болты;
- высокопрочные болты;
- алюминиевые болты с обжимными кольцами.
Рисунок 2. Достоинства алюминиевых сплавов. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Помимо болтов, для соединения конструкций используются заклепки и сварка. Каждый из вариантов рассчитывается согласно принятой и утвержденной методике. Стоит отметить, что в отличие от стальных конструкций в алюминиевых конструкциях расстояния между центрами отверстий меньше, а расстояния от отверстия до края элемента больше.
Чтобы избежать коррозии в соединении стальные болты проходят дополнительную обработку, их оцинковывают или кадмируют.
Расчет ведется по тем же методикам, что и для стальных конструкций, но используются расчетные значения сопротивлению срезу для алюминия.
Для увеличения прочности соединений применяются клеевые составы.
При использовании стальных высокопрочных болтов в болтовых соединениях алюминиевых конструкций материалы будут иметь различные коэффициенты линейного расширения. Изменение температуры в этой ситуации может привести к дополнительным напряжениям, которые необходимо учитывать при назначении болтового предварительного напряжения.
