Для соединения элементов металлических конструкций применяют сварку, клепку, постановку болтов и склеивание.
При изготовлении стальных строительных конструкций наиболее широко пользуются электрической дуговой (автоматической, полуавтоматической и ручной) сваркой (рис. III—1). Значительно реже применяют для изготовления стальных конструкций электрическую автоматическую сварку сопротивлением (контактную — точечную, линейную и стыковую), электрошлаковую и газовую (кислородно-ацетиленовую). Перспективна ультразвуковая сварка. Склеивание стальных конструкций находится еще в стадии поисков.
Клепку у нас используют очень редко, преимущественно в конструкциях, работающих при тяжелых динамических воздействиях, при. низких температурах и при резких колебаниях последних.
Болты применяют главным образом в сборно-разборных конструкциях и в монтажных соединениях. В последние годы получили широкое распространение болты из высокопрочной стали, затягиваемые весьма большим усилием. Такие болты вызывают сильное обжатие соединяемых элементов и развитие значительных сил трения между ними. За счет этих сил и передается усилие от одного элемента к другому. Соединение с высокопрочными болтами обладает такими же механическими свойствами, как и металл соединяемых частей, и не дает дополнительных деформаций. Высокопрочные болты применяют для монтажных соединений.
Преимущества сварных соединений:
— отсутствие ослаблений, что уменьшает расход стали на растянутые и изгибаемые элементы;
— компактность соединений; швы занимают меньше места, чем заклепки или болты, передающие те же силовые факторы, что позволяет уменьшить размеры соединительных накладок и узловых фасонок;
— возможность непосредственного соединения элементов в стык, впритык (тавром), в угол без соединительных накладок или уголков (рис. III—2), что уменьшает общий расход стали на сварные конструкции и упрощает изготовление их; плотность соединений;
— меньшие деформации, чем в соединениях с помощью заклепок и обыкновенных (невысокопрочных) болтов.
Недостатки сварных соединений:
— трудность исчерпывающего контроля их качества;
— малая вязкость соединения;
— значительные сварочные напряжения в некоторых случаях;
— неблагоприятное воздействие резких понижений температуры, очень низких температур и частых знакопеременных нагрузок.
Свойства клепаных соединений во многих случаях прямо противоположны свойствам сварных соединений; например, они обладают большей вязкостью, проверка качества их проста и не требует сложной аппаратуры.
К преимуществам болтовых соединений относятся простота постановки болтов (что особенно важно при монтаже конструкций) и возможность выполнения сборно-разборных соединений; к недостаткам — относительно большой сдвиг соединений на обыкновенных, особенно на черных, болтах. Чистые болты стоят дорого.
Высокопрочные болты обеспечивают полную монолитность соединений и такую же работу последних, как и основного металла.