При расчете сварных соединений необходимо учитывать вид соединения, способ сварки (автоматическая, полуавтоматическая, ручная) и сварочные материалы, соответствующие основному материалу конструкции (табл. 4.2).
Расчет стыковых сварных соединений при действии осевой силы 
, проходящей через центр тяжести соединения, выполняют по формуле
. Отсюда 
(4.1)
где 
- наименьшая из толщин соединяемых элементов; 
- расчетная длина шва, равная полной его длине, уменьшенной на 
, или полной его длине, если концы шва выведены за
пределы стыка (например, на технологические планки, см. рис.4.4,б); 
- расчетное сопротивление стыковых сварных соединений по пределу текучести (см.СНиП II-23-81*, прил.5); 
- коэффициент условия работы.
 |
Рис. 4.4. Виды сварных стыковых соединений
а – прямой стык; б – косой стык; в, г – при разной ширине соединяемых элементов;
д, е – при разной толщине соединяемых элементов; ж – однослойный с подваркой корня; 1 – технологические планки; 2 – подварочный шов
При отсутствии физических методов контроля расчетное сопротивление металла сварного соединения по нормам составляет 
.
Чтобы соединение было равнопрочным основному элементу, длина шва должна быть больше размера “b” (рис.4.5), поэтому в соединении применяют косой шов, который выполняют с наклоном реза 
при 
. Такой шов равнопрочен с основным металлом и не требует проверки прочности. При действии сдвигающей силы Q на стыковой шов, в шве возникают срезывающие напряжения 
.
Расчетное сопротивление при сдвиге соединения 
, где 
- расчетное сопротивление основного металла на сдвиг.
Если расчетное сопротивление металла шва в стыковомсоединении
меньше расчетного сопротивления основного металла, проверку выполняют по сечению металла шва.
Т а б л и ц а 4.2. Материалы для сварных соединений стальных конструкций
|
Сталь
|
Материал Внимание!
Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к
профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные
корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы.
|
Нормативное сопротивле- ние металла шва кН/см2
|
Расчетное сопротивление металла угло- вых швов
|
||||
|
Марка сварочной проволоки при сварке в углекислом газе или в его смеси с аргоном
|
Марка флюса при свар- ке под флюсом
|
Тип электрода при свар- ке по- крытыми электродами
|
|||||
|
С235, С245, С255, С275, С285, Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, 20 |
Св-08А Св-08ГА
|
АН-348А АН-60
|
Э42*, Э42А
Э46*, Э46А
|
41
45 |
18
20 |
||
|
С345, С345Т, С375, С390, С390Т, С390К, С440, 09Г2С, 16Г2АФ |
Св-08ГА* Св-10ГА* Св-08Г2С* Св-10Г2 Св-10НМА
|
АН-17-М АН-43 АН-47 АН-348-А*
|
-- Э50*, Э50А -- -- |
45 49
59 |
20 21,5
24 |
||
|
С345К |
Св-08ХГ2СДЮ Св-08Х1ДЮ |
АН-348-А |
-- |
49 |
21,5 |
||
,
, кН/см2
П р и м е ч а н и е: 1. Для проволок Св-08Г2С следует принимать 
кН/см2 и 
кН/см2, кроме угловых швов с катетом 
мм. 2. При соответствующем технико-экономическом обосновании для сварки конструкций допускается использовать материалы, не указанные в настоящей таблице. При этом свойства металла шва должны удовлетворять требованиям технических условий.
Использование данного материала уточнить по СНиП.
В отдельных случаях, например, при вибрационной нагрузке, рассчитывают и косые швы, разложив действующее усилие на перпендикулярное оси шва и действующее вдоль шва, находим (рис.4.5,б)
- перпендикулярно шву,
- вдоль шва,
где 
- расчетная длина косого шва.
Сварные стыковые соединения, выполненные без применения физических методов контроля качества, при одновременном действии в одном и том же сечении шва нормальных напряжений 
и 
, действующих по взаимно
 |
Рис. 4.5. К расчету стыковых швов
а – на продольную силу; б – на продольную силу стыка с косым швом; в – на изгиб
перпендикулярным направлениям «Х» и «У» и касательных напряжений
следует проверять по формуле:
(4.2)
Разрушение сварных соединений с угловыми лобовыми и фланговыми швами происходит как по металлу шва, так и по металлу границы сплавления (рис.4.6). В соответствии с этим расчет выполняют по одному из двух сечений: сечению 1 по металлу шва и сечению 2 – по металлу границы сплавления (рис.4.7), в зависимости от того какое сечение более опасно. Угловые швы всегда работают в условиях сложного напряженного состояния и срезывающее напряжение доминирует. Поэтому СНиП допускает производить расчет на срез, названный “условным” срезом.
Расчетная площадь сечения шва при разрушении по металлу шва равна 
, при разрушении по металлу границы сплавления Awz = 
z kf lw
Расчетным является сечение по металлу границы сплавления. В этом случае расчетная длина шва 
.
Если 
, то расчетным сечением является сечение по металлу
шва и напряжение 
. (4.3)
Если 
, то проверка прочности соединения выполняется по металлу границы сплавления, тогда:
(4.4)
где 
- усилие проходящее через центр тяжести соединения; 
- расчетная длина шва в сварном соединении, равная суммарной длине всех его участков за вычетом 1 см; 
и 
- коэффициенты, принимаемые по табл.4.3 и учитывающие проплавление металла при сварке. Физический смысл коэффициентов 
и 
- отношение минимальных размеров в сечении шва к катету шва (см. рис.4.7). При ручной сварке, когда глубина проплавления невелика и заштрихованную площадь на рис.4.7,б можно считать равносторонним прямоугольником, а 
.
Из формулы (4.3) и (4.4) можно определить катет шва “
”, который должен
быть не меньше величин, указанных в табл.4.4. СНиП. Однако, чем меньше
отношение катета шва (или толщина шва) к толщине свариваемого металла 
, тем более хрупким становится металл шва, что ведет к образованию
 |
Рис 4.6. К расчету угловых швов
а - на разрушение соединений с фланговыми швами; б – с лобовыми швами; в – работающих на изгиб
трещин. Поэтому СНиП диктует, что катеты угловых швов 
должны быть не более 
, где 
- наименьшая толщина соединяемых элементов.
Сварные соединения с угловыми швами при действии “
” в плоскости, перпендикулярной плоскости расположения швов, рассчитывают на срез:
 |
Рис. 4.7 Расчетные сечения шва
1 – по металлу шва;2 – по металлу границы сплавления
по металлу шва
(4.5)
по металлу границы сплавления
(4.6)
где 
и 
- моменты сопротивления расчетных сечений сварного соединения соответственно по металлу шва и металлу границы сплавления; 
и 
- коэффициенты условия работы шва, 
и 
во всех случаях, кроме конструкций, возводимых в климатических районах, указанных в СНиП 2.01.07-85; 
и 
- расчетные сопротивления металла шва и металла границы сплавления (см. табл.4.2 и прил.2).
При действии момента в плоскости расположения швов их рассчитывают на срез по формулам:
по металлу шва 
(4.7)
по металлу границы сплавления 
(4.8)
где x и y - коэффициенты точки А сварного соединения, наиболее удаленные от центра тяжести; 
и 
- моменты инерции расчетного сечения сварного соединения по металлу шва относительно его главных осей “x” и “y”; 
и 
- то же, по металлу границы сплавления.
При расчете сварного соединения с угловыми швами на одновременное действие продольной силы, поперечной силы 
и момента 
должны выполняться условия
и 
;
где 
и 
- напряжения в точке расчетного сечения сварного соединения соответственно по металлу шва и металлу границы сплавления, определяемые по формуле:
(4.9)
Поможем написать любую работу на аналогичную тему