Расчет швов на прочность
В сварных соединениях некоторые швы являются рабочими, а некоторые — связующими (рис. 51, 52). Рабочими называются такие швы, которые воспринимают всю нагрузку от внешних усилий. При разрушении рабочего шва все сварное соедине-
|
Рис. 51. Швы рабочие |
Рис. 52. Швы связующие
ние должно также разрушиться. Связующими называются швы, которые служат для соединения двух или нескольких элементов конструкции (например, полос), несущих основную нагрузку. Наплавленный металл связующих швов деформируется вместе с основным металлом элементов соединения, связанным данным швом. Если связующий шов разрушится, то соединение может продолжать работать, так как нагрузка продолжает восприниматься работающими элементами из основного металла. На прочность рассчитываются только рабочие швы.
Прочность сварного соединения характеризуется величиной напряжений, возникающих в нем под влиянием действующих усилий. Чтобы соединение было прочным, фактические напряжения в нем при работе должны быть в несколько раз ниже тех, при которых металл шва разрушается. Принимаемые при расчете напряжения называются допускаемыми и обозначаются буквой R.
Величина допускаемых напряжений регламентируется соответствующими нормами, принятыми для тех или иных конструкций, в зависимости от их назначения, применяемого металла, условий работы и пр.
Допускаемое напряжение всегда ниже предела упругости данного материала. Отношение предела прочности аь к допускаемому напряжению R называется запасом прочности, т. е.
R ‘
Для строительных сварных конструкций из мало - и среднеуглеродистых сталей запас прочности принимается обычно трех-четырех - кратным.
При расчете на прочность стыковых швов пользуются формулой
N = R-S • /,
где N — действующее усилие, кгс;
R — допускаемое напряжение на растяжение в шве, кгс/см2; S — толщина металла в расчетном сечении, см;
I — длина шва, см.
Например, имеем: R = 1300 кгс/см2; S = 1 см; I — 20 см; такой шов может безопасно работать при наибольшем усилии на него, равном:
N = 1300-1 -20 = 26000 кг, или 26 т.
Прочность лобовых валиковых швов можно рассчитать по формуле
N = 0,7-h-Rl-l,
где h — высота катета шва, см;
/?х — допускаемое напряжение на срезывание в шве, кгс/см2; I — длина шва, см.
Прочность фланговых валиковых швов рассчитывается по формуле
N = 2-0,7. h-Rvl.
|
Таблица 16 Механические свойства наплавленного металла
|
|
* До 25—30 кгс-м/см2 для покрытия УОНИ-13/55. |
|
N |
На рис. 53 показаны схемы обозначений швов при расчете их на прочность по приведенным выше формулам.
Пример. Рассчитать вали- ковый фланговый шов. Действующее усилие N = 10000 кгс; каТет шва h — 0,8 см; принимая допускаемое напряжение на срезывание для стали = 1100 кгс/см2, определяем по формуле необходимую длину шва, равную:
10000
/=
2-0,7-h-R, 2-0,7-0,8.1100 = 8,1 см, или 81 мм.
В табл.16 приводятся значения механических свойств наплавленного металла, получаемых при различных способах сварки малоуглеродистой стали.
В табл. 17 даны допускаемые напряжения в стальных сварных строительных конструкциях.
|
ІЇЇШТЇЇТШЇЇЇЇТП |
|||
|
N |
1 1 |
N |
|
|
в) Рис. 53. Схемы обозначений при расчете швов ка прочность: |
а — стыкового, б—валикового лобового, в — валикового флангового
|
Таблица 17 Допускаемые напряжения в стальных сварных строительных конструкциях
|
|
Примечание. I — при учете только основных нагрузок, И — при учете как основных,, так и дополнительных нагрузок (например от ветра). |
