1 Виды сварных соединений и швов

сварные соединения по своей конструкции могу быть

1)в стык, когда один лист примыкает к другому, а место соединения закрывается швом; *

2) нахлестанные, достоинства проще в обработку элементов под сварку менее экономичны, чем стыковые, отличаются высокой концентрацией напряжений, что нежелательно при динамических и повторно переменных нагрузках.

3) комбинированные два листа свариваются в стык, для усиления к ним приваривается накладка

4) угловые, в которых свариваются элементы, расположенные под углом

Сварные швы подразделяются по ряду признаков.

По конструкции: стыковые (прямые и косые) и угловые (фланговые и лобовые)

по назначению: рабочие (передающие усилия) и конструктивные (связуюшие), по протяженности (сплошные, прерывистые), по месту производства (заводские, монтажные)

по положению в пространстве (нижнее, потолочные, вертикальные, горизонтальные)

по форме шва при сварке с обработанными кромками (V, X, К, U обратные)

2. Проверка жесткости элементов балок Влияние изотермических характеристик сечения балок на их жесткость

Проверка деформативности (жесткости) балок относится ко второй группе предельных состоянии и направлена на предотвращение условий, затрудняющих их нормальную эксплуатацию. Суть проверки максимальный прогиб балок f_max. не должен превышать предельных значений f_u (зависит от назначения балки), установленных нормами проектирования (СНиП «Нагрузки и воздействия» f_max следует определять от нормативных нагрузок. При невыполнении проверки на жесткость необходимо увеличить сечение балки и снова определить f_max.

Билет №14

1.Работа и расчет сварных соединений в стык на осевую силу.

прочность стыкового шва зависит от прочностных характеристик основного металла и металла шва. Разделка кромок под сварку не влияет на статическую прочность соединения и может не учитываться. Исследования показали, что зоны шва, примыкающие к основному металлу испытывают концентрацию напряжений, которая зависит от формы шва и характера перехода шва к основному металлу. При статической нагрузке, первоначальная концентрация напряжений в сварном стыковом шве не оказывает влияния на его прочность из за развития пластических деформаций. Происходит релаксация напряжений в точках концентрации При сварке встык наплавленный металл заменяет основной металл в месте соединения. А потому расчет стыкового шва производится по тем же формулам, что и основного металла, но напряжение в шве сравнивается с расчетным сопротивлением сварного шва.

1) при действии силы, проходящей через центр тяжести

шва считается, что напряжение в шве распределяется

равномерно по сечению 1-1.

σ = N/A<R_у*γ_с

σ_w = N/A_w=N/1_w*t_min<R_wy*γ_c

1_w =b-2t_min,- расчетная длина шва 2t_min можно не

учитывать, если вывести шов за пределы соединяемых

элементов с помощью подкладок.

R_wy - расчетное сопротивление сварного стыкового шва

растяжению, принимается по СНиП

а) R_wy= R_y, расчетное сопротивление стыкового шва = расчетному сопротивлению основного металла в том случае, если для контроля используется физические методы, те. те способы, которые позволяют заглянуть внутрь сварного шва

б) при обычных методах контроля R_wy = 0,85 R_y. При действии сжимающих напряжений R_wy = R_y. Если прочность соединений не обеспечена, те условие не выполняется, можно сделать шов косым угол > 67 градусов. Обычно косые швы делают с заложением 1:2, при этом, тип электрода должен соответствовать марке стали, l_w = b/sina

σ_w= N*sina/l_w*t_min < R_wy*γ_c

τ_w= N*cosa/l_w*t_min < R_ws*γ_c

√(σ_w²+3τ_w²)<l,15R_wy*γ_c

2. Классификация балок, балки с гибкой стенкой,

перфорированной, гофрированной, бистальная балка,

анализ конструктивных форм.

по статической схеме различают: однопролетные

(разрезные), многопролетные (неразрезные), консольные.

по типу сечения: прокатные или составные (сварные,

клепаные, болтовые).

Бистальные балки: состоят из двух марок сталей.

Наиболее напряженные участки поясов выполнены из стали повышенной прочностиR_y=R_y1, а стенка и

малонапряженные участки поясов - из малоуглеродистой стали R_у=R_у2.

В зависимости от нормы предельной интенсивности пластических деформаций и расчетного критерия:

1) Подкрановые балки, для которых расчеты на прочность выполняют по критерию предельных напряжений в поясе. При расчетном сопротивлении стали поясов R_f=R_u/y_u<R_y.

2) Балки, воспринимающие подвижные и вибрационные нагрузки (балки рабочих площадок, бункерных и разгрузочных эстакад) – е_ip.lim=0,1% (предельные пластические деформацин),

3) балки, работающие на статические нагрузки (перекрытий и покрытий, ригели рам, фахверки)-е_ip.lim=0,2%

4) балки группы 3, не подверженные локальным воздействиям, не имеющие продольных ребер жесткости, обладающие повышенной и местной устойчивостью -

е_ip.lim=0,4%

Балки замкнутого сечения: применяют при необходимости увеличения жесткости в поперечном направлении Наличие двух стенок ставит задачу уменьшения их толщины при обеспечении местной устойчивости -либо искривление стенки, либо постановка различных связей в форме диафрагм, стяжных болтов.

Балки с гибкой стенкой уменьшение относительной толщины стенки приводит к снижению расхода материала на стенку и концентрации металла в поясах, что выгодно по условиям работы на изгиб. На первой стадии работы, гибкая стенка – плоская протяженность этой стадии коротка и заканчивается переходом в закритическую стадию, где не соблюдается линейная зависимость между деформациями стенки и нагрузкой. Развиваются зоны выпучивания. В третьей стадии развиваются пластические деформации в стенке и поясах, нарастает прогиб, интенсивность роста прогиба к концу этой стадии резко повышается и в отсеках балки образуется пластический механизм - балка приходит в предельное состояние с появлением чрезмерных остаточных деформаций

Учет особенностей работы привел к необходимости разработки» балки с поперечными ребрами -двусторонними или односторонними. Балки с гофрированной стенкой: при выборе конструктивного решения приходится учитывать не только особенности напряженно-деформированного состояния балки под нагрузкой, но и требования технологичности Стенки с треугольными гофрами наиболее просты и технологичны, а стенки с волнистыми гофрами более устойчивы Практикуется применение полос из готового профнастила

Изготовление целесообразно вести на заводах, организуя участки с прессами

Особенности работы и конструкции: особенность напряженного состояния стенок и поясов, нормальные напряжения развиваются в стенках лишь у поясов и падают практически до нуля, поскольку жесткость тонкой стенки поперек гофров очень мала, касательные напряжения развиваются по высоте стенки почти равномерно.

Дольше работают в упругой стадии, чем балки с гибкой стенкой той же толщины

Проектируют обычно двутаврового сечения с поясами из листов Область применения: в подкрановых конструкциях, когда требуется повышенная жесткость балок на кручение

Балки с перфорированной стенкой, отверстия в стенке меняют картину напряженного состояния в сечениях балки. Если распределение нормальных напряжений в поясах балки по середине отверстия близко к линейному, то в угловых зонах у отверстий эпбры нормальных напряжений криволинейны, что вызвано концентрацией напряжений При циклических или ударных воздействиях, особенно в условиях низких температур, когда развитие пластических деформаций сковано, в углах отверстий могут появиться трещины, конструктивные решения: с наклонным резом стенки, с тавром на нижнем поясе, со вставками, ассиметричные, с криволинейными вырезами

Билет №15