Расчет стыковых швов

Расчет стыковых швов на действие продольного усилия

Материал для сварки выбирается по табл. 55 СНиП II–23–81* в зависимости от климатического района, марки стали или класса прочности конструкции.

При действии на стыковое соединение только продольной силы в сварном шве возникают только нормальные напряжения ( ), постоянные по ширине соединения (см. рис. 9).

Условие прочности стыкового шва:

,

где ,

– площадь стыкового шва,

– длина стыкового шва, которая принимается:

– при наличии выводных планок,

– при отсутствии выводных планок;

t_min – минимальная толщина соединяемых элементов, принимается равной меньшему из значений t₁ и t₂;

– расчетное сопротивление металла шва по пределу текучести, принимаемое:

– при сжатии (всегда) и при растяжении, если есть контроль качества шва физическими методами,

– при растяжении, если нет контроля качества шва физическими методами.

Расчет угловых швов

Разрушение сварного углового шва может произойти по двум сечениям – по металлу шва и по металлу границы сплавления, следовательно, для сварного углового шва необходимо записать два условия прочности:

условие прочности сварного углового шва по металлу шва:

,

где – суммарная площадь среза углового шва по металлу шва;

условие прочности сварного углового шва по металлу границы сплавления:

,

где – суммарная площадь среза углового шва по металлу границы сплавления.

В этих формулах приняты следующие обозначения:

– суммарная длина шва;

– катет шва;

и – коэффициенты, учитывающие глубину проплавления углового шва по металлу шва и по металлу границы сплавления соответственно, принимаются для сталей с пределом текучести до 530 МПа по табл. 34 СНиП II–23–81* в зависимости от вида сварки, положения шва и диаметра сварочной проволоки, а для сталей с пределом текучести свыше 530 МПа =0.7, =1;

– расчетное сопротивление условному срезу углового шва по металлу шва, принимается по табл. 56 СНиП II–23–81* в зависимости от сварочного материала;

– расчетное сопротивление условному срезу углового шва по металлу границы сплавления, определяемое

,

– принимается по табл. 51* СНиП II–23–81* в зависимости от класса свариваемой стали;

и – коэффициенты условия работы углового шва по металлу шва и металлу границы сплавления соответственно, для конструкций, эксплуатируемых в нормальных климатических условиях (при температуре свыше -40ºС), при статических нагрузках = = 1, в других условиях = = 0.85.

Для того чтобы не делать двойной расчет, можно определить, какое сечение является менее прочным, и сделать расчет только для него. Менее прочное сечение определяется сравнением произведений и . Расчет ведется только для того случая, где данное произведение меньше. Как правило, металл шва менее прочен.

Для того чтобы правильно выбрать сварочный материал, необходимо учесть следующее соотношение между расчетными сопротивлениями металла шва и металла границы сплавления: для сталей с пределом текучести до 285 МПа

,

а для сталей с пределом текучести свыше 285 МПа

.

Конструктивные требования к сварным соединениям

1. Длина шва должна удовлетворять условию , для того чтобы шов работал по всей длине, иначе работать будут только концевые участки шва.

2. Катеты углового шва принимаются в отношении 1:1.

3. Стыковые швы рекомендуется принимать прямые.

4. Запрещается выполнять замкнутый контур из угловых швов.

5. Приварка ребер жесткости к балке, поясов к стенке балки может осуществляться односторонними швами.

6. Односторонние швы не допускаются при сварке конструкций первой группы и конструкций, работающих на динамические нагрузки.

7. Минимальный катет шва = 4 мм, максимальный катет шва = 1.2 .

8. Минимальная длина сварного шва = 4 см.

9. Катет шва принимается по расчету, но обязательно согласовывается с табл. 38 СНиП II–23–81*.