JJ08 (2)

Dział Naukowo-Techniczny

Rys. 11. Montaż śrub „ślepych"

Zj

wykorzystanie ogranicza się do lekkich konstrukcji mostów w przemyśle zbrojeniowym, a także do konstrukcji radioteleskopów i wyposażenia stacji orbitalnych. W tym wyścigu o coraz większą wytrzymałość barierę stanowi (i to nie tylko dla stali) prawie niezmienny moduł Younga, bez podwyższenia którego dalsze zwiększanie wytrzymałości materiału staje się raczej niecelowe. Zastosowanie stali o wysokiej wytrzymałości jest bowiem ograniczone wymaganiami stanu granicznego użytkowania (strzałka ugięcia, wielkość przechyłu, homologiczność powierzchni). Pierwsze próby technologicznego przezwyciężenia tej bariery zostały już dokonane. Konsorcjum Nippon Steel w Japonii zyskało dobrą reputację dzięki opracowaniu nowej technologii produkcji blach, w wyniku czego otrzymano moduł Younga stali w kierunku walcowania wyższy o 30% w stosunku do technologii tradycyjnej. Temu ko-

Rys. 9. Śrubonity

rzystnemu efektowi towarzyszy jednak zmniejszenie wartości modułu sprężystości stali w kierunku prostopadłym do kierunku walcowania [21].

Techniki iączenia i ksztaitowanie węziów

Podstawowym sposobem łączenia stalowych kształtowników i blach w początkowym okresie było nitowanie. Wprowadzenie spawania, a następnie zgrzewania umożliwiło dowolne kształtowanie elementów i całych konstrukcji [1], Z biegiem lat

Rys. 10. Plastyczne nawiercanie otworów Flowdrill

spawanie stało się podstawowym sposobem łączenia stosowanym w wytwórni, rzadziej stosowanym do scalania elementów wysyłkowych na placu budowy. Do scalania elementów podczas montażu opracowano nowe typy łączników mechanicznych. Śrubowe połączenia zwykłe i pasowane wykonywano z zastosowaniem łączników o coraz większej wytrzymałości [13], Pojawiły się połączenia zakładkowe i doczołowe z wstępnie sprężonymi śrubami wysokiej wytrzymałości [39], W sprężonych połączeniach ciernych ulepszano sposoby wstępnego przygotowania przylegających

/y konstrukcje

^k *    stalowe

powierzchni w celu zwiększenia współczynnika tarcia i nośności do chwili pierwszego poślizgu. Oprócz śrub normalnych o dużej wytrzymałości coraz większą rolę zaczęły odgrywać śruby iniekcyjne oraz łączniki sprężające o kalibrowanej wartości sprężenia i z zakleszczeniem zaciskowym (tzw. śrubonity), mniej pracochłonne przy montażu niż śruby dokręcane kluczem dynamometrycznym (rys. 9) [48], Tendencją

Rys. 12. Lokalne spęcznianie profilu rurowego

obserwowaną w XX w. jest rozszerzenie asortymentu i zakresu stosowania łączników elementów stalowych i betonowych, nie tylko w konstrukcjach zespolonych, ale przede wszystkim w obiektach wykonywanych w technologii mieszanej (połączenia rozporowe, wklejane). Coraz większego znaczenia nabierają połączenia kombinowane, szczególnie w sytuacji rekonstrukcji sztywności i nośności węzłów podczas napraw i rehabilitacji obiektów budownictwa stalowego.

Rys. 13. Węzeł systemu MOSAG

W związku z rozwojem zastosowań lekkiego szkieletu stalowego, doskonaleniu podlegają sposoby łączenia kształtowników giętych i blach profilowanych na zimno. Bogaty asortyment łączników mechanicznych obejmuje wkręty nowej generacji, samogwintujące i samowiercące, a także gwoździe wstrzeliwane lub osadzane pneumatycznie. Opracowywane są nowe rozwiązania połączeń specjalnych zatrzaskowych i rozetowych [21].

Odrębną grupę rozwiązań stanowią węzły konstrukcji z rur. W odniesieniu do konstrukcji szkieletowych usunięto istotną barierę, jaką było wykonywanie śrubowych doczołowych połączeń montażowych rygli dwuteowych ze słupami z rur kwadratowych. Opracowano dwie technologie jednostronnego wykonywania takich połączeń. Jedną z nich jest technologia plastycznego nawiercania otworów z wewnętrznym wykonaniem gwintu (Flowdrill [19] - rys. 10), druga polega na zastosowaniu specjalnych śrub, tzw. „ślepych”, zakładanych jednostronnie (HUCK [20] - rys. 11). Nośność i sztywność węzłów ze słupami rurowymi jest istotnie redukowana w wyniku odkształceń ścianki przekroju rurowego. W Japonii opracowano technologię lokalnego spęczniania ścianki rury w obszarze węzła [49], Polega ona na lokalnym podgrzaniu strefy pogrubianej z jednoczesnym działaniem sil ściskających, co pozwala lokalnie zwiększyć grubość ścianki rury nawet dwukrotnie (rys. 12).

7(51)

Listopad 2001

32