Т а б л и ц а 4.2. Материалы для сварных соединений стальных конструкций

П р и м е ч а н и е: 1. Для проволок Св-08Г2С следует принимать кН/см²икН/см², кроме угловых швов с катетоммм. 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 сплавленияA_wz = _z k_f l_w

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 коэффициентови- 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,бможно 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,иво 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 xиy- коэффициенты точкиАсварного 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 моментадолжны 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)

М е т а л л и ч е с к и е к о н с т р у к ц и и

Учебное пособие

для студентов специальности

(часть п)