ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ УСИЛЕНИИ

Пример 1.

Требуется рассчитать необходимое усиление сварных швов соединения. Усиление осуществляется путем увеличения длины сварных швов (рис. 8.1а). Материал конструкции - сталь марки Вст3пс6. Электроды марки Э42. Сварка ручная. Действующее усилие на стык N = 350 кН.

Решение.

Усиление выполняется путем наварки дополнительных лобовых швов l2

Расчетное сопротивление углового шва срезу по металлу шва Rwf = 180 МПа = 18 кН/см2.

Коэффициент условий работы γC= 1.

При ручной сварке βf = 0,7; γwf = 1 (см. СНиII II-23-81),

Принимаем длину лобового шва, равной длине стыковой накладки l2 -20см.

Расчетная длина лобового шва lw2 - l2 - 1= 20 - 1 = 19 см.

Длина одного флангового шва l1 = 17 см.

Расчетная длина одного флангового шва lw1 = l1 - 1 = 17 - 1 = 16см.

Катеты существующих фланговых швов Kf = 0,6 см

Определяем значение продольной силы, воспринимаемой всеми существующими фланговыми сварными швами

N1= Rwf·γwf·γC·βf·KfΣlw1= 18×1×1×0,7×0,6×16×2 = 242 кН < N = 350 кН, т.е. несущая способность сварного соединения недостаточна.

Усилие, приходящееся на дополнительный лобовой шов усиления составит:

N2 = N - N1 = 350 - 242 = 108 кН

Требуемый катет дополнительного лобового сварного шва равен

По конструктивным требованиям толщина сварного шва при наибольшей толщине свариваемых элементов10 мм не может быть меньше 5 мм. Окончательно принимаем лобовые сварные швы толщиной 5 мм.

Пример 2.

Рассчитать необходимое усиление сварных швов прикрепления элемента, тлеющего сечение в виде двух спаренных уголков размером 75×75×6 мм. Существующие сварные швы выполнены длиной 190 мм, имеют катеты, равные 4 мм.

Материал конструкции -сталь марки Вст3пс6. Электроды Э42. Сварка ручная. Усилие в стержне на момент усиления N = 350 кН. Усиление произвести за счет увеличения толщины сварных швов (рис. 8.1б).

Решение.

Согласно СНиП II-23-81 имеем:

расчетное сопротивление углового шва срезу по металлу шва Rwf = 18 кН/см2;

коэффициент условий работы γC= 1;

При ручной сварке γwf= 1; βf = 0,7.

Длина швов сварных по обушку и перу l0 = lп = 19 см

Определим расчетные длины сварных швов по обушку и перу.

lw0 = lwn =l- 1 = 19 - 1 = 18 см

Усилия, приходящиеся соответственно на сварные швы по перу и обушку для двух уголков, равны:

N0 = 0,7×N= 0,7×350 = 245 кН;

Nn = 0,3×N= 0,3×350 = 105 кН.

Определяем необходимый катет сварного шва по перу и обушку

Оставляем принятую первоначальную толщину сварного шва по перу, равную 4 мм.

Толщина сварного шва по обушку с учетом округления должна быть равна 6 мм.

Таким образом, усиление сварного шва выполняется увеличением толщины, существующего шва по обушку путем наплавки дополнительного металла толщиной, равной 6 - 4 = 2 мм.

Пример 3.

Изгибаемый элемент из прокатного двутавра 40Б1 по ТУ 14-2-24-72 в результате длительной эксплуатации получил равномерную коррозию (рис. 8.2а) с уменьшением толщины стенки полок на1 мм (по 0,5 мм с каждой стороны). Материал конструкции - сталь марки Вст3кп2.Требуется рассчитать усиление для восстановительного ремонта элемента.

Решение.

Расчетное сопротивление стали марки Вст3кп2 Ry = 22,5 кН/см2; коэффициент условий работы γС = 1.

Рис. 8.1. К расчету усиления сварных швов

а - усиление сварных швов путем увеличения их длины; б - то же, путем увеличения их толщины;