Сварные конструкции. Расчет и проектирование

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ БАЛОК НА УСТАЛОСТНУЮ ПРОЧНОСТЬ И ПУТИ ЕЕ ПОВЫШЕНИЯ

Радикальным путем повышения усталостной прочности является устранение концентрации напряжений.

При испытаниях сварных балок под статической наг­рузкой установлено, что остальные сварные балки обладают необходимой прочностью, однако распределение напряже­ний в них по поперечному сечению происходит неравномер­но. В широких горизонтальных листах балок двутаврового профиля напряжения у оси больше, чем по кромкам. При наличии прерывистых поясных швов сечение балкн не ра­ботает как одно целое. В зоне кромок вертикального листа наблюдается концентрация напряжений. При непрерывных
швах она значительно меньше. Концентрация напряжений имеет место и в случае приложения к поясу балки сосредото­ченной силы (колеса крана). Чем больше жесткость пояса балки с приваренным к нему рельсом, тем на большую зону

°)

теж»*

А

• І 'Н—ь

Рис. 9.13. Конструктивное оформление балок, работающих под переменными нагрузками

вертикального листа распределяется сосредоточенная сила и тем меньше концентрация напряжений. Поясные швы двутавровых балок в случае смещения оси кранового пути относительно оси балки нередко работают неудовлетвори­тельно.

без обработки с обработкой

а.'Ю<и20МПа б.'&СибОМЛа

<1111'Iі I I'll!'!! 1ГГТТТ’ I

рн F13

TVT'I-Ч’- ’Ті тттттттттттш

без ообовык швов с лобовыми швами с плавным періодом

Рис. 9,14, Пределы выносливости свариых балок

Сварные балки хорошо работают под переменными на­грузками при условии, если рационально выбраны формы конструкций и технологический процесс сварки. Эти балки должны быть выполнены таким образом, чтобы уменьшить возможность образования в них концентраторов напряже­ний. Все стыки элементов по длине должны быть сварены стыковыми швами без применения накладок. На рнс. 9.13, а показаны примеры стыков горизонтальных листов с плав­ным изменением нх толщины и ширины. На рис. 9.13, б — рациональные обрывы накладок. Ребра жесткости целесооб­разно приваривать так, как это показано на рис. 9.13, в. К растянутому поясу и в растянутой зоне вертикального листа на длине о=(0,1. . .0,2) Л, ребра жесткости не реко­мендуется приваривать вовсе (6«0,5а).

На рис. 9.14 приведены примеры сварных балок из ннзкоуглеродистой стали и их пределы выносливости при пульсирующих нагрузках. Испытания показали, что при­менение накладок, приваренных к поясам угловыми шва­ми, значительно снижает усталостную прочность конструк­ции. Наибольшей усталостной прочностью обладают балки без стыков и с косыми механически обработанными стыко­выми соединениями.