Методическое пособие

к обязательной контрольной работе

по предмету: «Расчёт и проектирование

сварных конструкций»

Преподаватель: /Сметанин В.Г./

Обязательная контрольная работа

Задание:

Произвести расчёт и проектирование сварного шва, выполненного с помощью лобового и двух фланговых швов. Катет шва принять равным толщине полки уголка, т.е. (для швеллеров , где – толщина стенки швеллера). Сварка ручная ( ), швы не выводятся на планки.

Коэффициент перегрузки ;

Коэффициент условия работы ;

Материал элементов узла – Сталь класса прочности С…/… ;

Нормативная сила, действующая на узел кН, распределяется между элементами поровну и приложена в центре тяжести каждого элемента.

Основные конструктивные требования к угловым швам.

1. Расчётная длина угловых швов кратера и непровара у краёв листа дожна быть:

– шов выводится на временные планки;

– шов выполнен без выводных планок;

2. Минимальная расчётная длина угловых швов из-за трудности обеспечения хорошего провара при малой длине должна быть:

- при катете шва см;

- при катете шва см;

3. Максимальная расчётная длина швов для обеспечения более равномерной передачи усилия по их длине должны быть:

4. Коэффициент катета шва зависит от способа сварки:

- для ручной и многопроходной (более трёх) автоматической и полуавтоматической;

- для двух и трёхпроходной полуавтоматической;

- для однопроходной полуавтоматической;

- для двух и трёхпроходной автоматической;

- для однопроходной автоматической;

5. Расчётная длина фланговых швов и расчётные усилия в несимметричных сечениях обратно пропорциональна их расстоянию от центра тяжести сечения.

Таблица 1

Тип профилей	Схема приварки	Распределение длин и усилий
		на обушке	на пере
Уголок равнобокий
Уголок неравнобокий
Швеллер

Нормативное сопротивление прокатной стали на растяжение « »

Таблица 2

Класс прочности стали	С 38/23	С 44/29	С 46/33	С 52/40	С 60/45	С 70/60
Нормативное сопротивление,	21	26	29	34	38	44

Нормативное сопротивление сварных угловых швов при срезе « »

Таблица 3

Класс прочности стали	С 38/23	С 44/29	С 46/33	С 52/40	С 60/45	С 70/60
Нормативное сопротивление,	15	18	20	22	24	28

Для выполнения пункта 5 – использовать приложение.

Пример № 1.

1. Задание

Произвести расчёт и проектирование сварного шва, выполненного с помощью лобового и двух фланговых швов. Катет шва принять равным толщине полки уголка, т.е. . Сварка двухпроходная полуавтоматическая ( ), швы не выводятся на планки.

Коэффициент перегрузки ;

Коэффициент условия работы ;

Материал элементов узла – Сталь класса прочности С 52/40 ;

Нормативная сила, действующая на узел кН, распределяется между элементами поровну и приложена в центре тяжести каждого элемента.

Рис. 1

2. Определение расчётной нагрузки на один уголок:

3. Определение расчётного сопротивления (сталь класса прочности с52/40)

для материала узла: ;

для материала сварного шва: .

4. Определение требуемой площади поперечного сечения одного уголка:

5. Подбор по ГОСТу номера уголка и проверка прочности.

Выписываем из таблиц сортамента ближайшие номера неравнобоких уголков:

№ 6,3/4,0 (d=4мм);

№ 5,6/3,6 (d=5мм);

Принимаем: № 6,3/4,0 (d=4мм);

Производим проверочный расчёт при принятом номере уголка:

Вывод: принятый номер уголка не удовлетворяет условию прочности и перенапряжение составляет:

Принимаем: № 5,6/3,6 (d=5мм);

Производим проверочный расчёт при принятом номере уголка:

Вывод: принятый номер уголка удовлетворяет условию прочности и недонапряжение составляет:

6. Определение расчётной длины лобового шва:

7. Определение общей расчётной длины угловых швов,

приняв катет шва :

8. Определение расчётной длины фланговых швов:

общая:

на обушке:

на пере:

9. Определение рабочих длин швов:

лобового:

флангового на обушке:

флангового на пере:

общая:

10. Проверка конструктивных требований к угловым швам.

Минимальная расчётная длина угловых швов:

Максимальная расчётная длина фланговых швов:

Вывод: угловые швы не удовлетворяют конструктивным требованиям по минимальной расчётной длине.

Рекомендации:

1. Приварить уголок большей кромкой;

2. Приварить уголок только фланговыми швами.

Пример № 2.

1. Задание

Произвести расчёт и проектирование сварного шва, выполненного с помощью лобового и двух фланговых швов. Катет шва принять равным толщине полки уголка, т.е. . Сварка однопроходная полуавтоматическая ( ), швы не выводятся на планки.

Коэффициент нагрузки ;

Коэффициент условия работы ;

Материал элементов узла – Сталь класса прочности С 46/33 ;

Нормативная сила, действующая на узел кН, распределяется между элементами поровну и приложена в центре тяжести каждого элемента.

Рис. 2

2. Определение расчётной нагрузки на один уголок:

3. Определение расчётного сопротивления (сталь класса прочности С46/33)

для материала узла: ;

для материала сварного шва: .

4. Определение требуемой площади поперечного сечения одного уголка:

5. Подбор по ГОСТу номера уголка и проверка прочности.

Выписываем из таблиц сортамента ближайшие номера неравнобоких уголков:

№ 7,5/5 (d=5мм);

№ 8/5 (d=5мм);

Принимаем: № 7,5/5 (d=5мм);

Производим проверочный расчёт при принятом номере уголка:

Вывод: принятый номер уголка не удовлетворяет условию прочности и перенапряжение составляет:

6. Определение расчётной длины лобового шва:

7. Определение общей расчётной длины угловых швов,

приняв катет шва :

8. Определение расчётной длины фланговых швов:

общая:

на обушке:

на пере:

9. Определение рабочих длин швов:

лобового:

флангового на обушке:

флангового на пере:

общая:

10. Проверка конструктивных требований к угловым швам.

Минимальная расчётная длина угловых швов:

Максимальная расчётная длина фланговых швов:

Вывод: длина сварных угловых швов удовлетворяет конструктивным требованиям.

Пример № 3.

1. Задание

Произвести расчёт и проектирование сварного шва, выполненного с помощью лобового и двух фланговых швов. Катет шва принять равным толщине полки уголка, т.е. . Сварка двухпроходная полуавтоматическая ( ), швы не выводятся на планки.

Коэффициент перегрузки ;

Коэффициент условия работы ;

Материал элементов узла – Сталь класса прочности С 44/29 ;

Нормативная сила, действующая на узел кН, распределяется между элементами поровну и приложена в центре тяжести каждого элемента.

Рис. 3

2. Определение расчётной нагрузки на один уголок:

3. Определение расчётного сопротивления (сталь класса прочности С44/29)

для материала узла: ;

для материала сварного шва: .

4. Определение требуемой площади поперечного сечения одного уголка:

5. Подбор по ГОСТу номера уголка и проверка прочности.

Выписываем из таблиц сортамента ближайшие номера уголков:

№ 7 (d = 7 мм);

№ 7,5 (d = 7 мм);

Принимаем: № 7 (d = 7 мм);

Производим проверочный расчёт при принятом номере уголка:

Вывод: принятый номер уголка не удовлетворяет условию прочности и перенапряжение составляет:

Принимаем: № 7,5 (d = 7 мм);

Производим проверочный расчёт при принятом номере уголка:

Вывод: принятый номер уголка удовлетворяет условию прочности и недонапряжение составляет:

6. Определение расчётной длины лобового шва:

7. Определение общей расчётной длины угловых швов,

приняв катет шва :

8. Определение расчётной длины фланговых швов:

общая:

на обушке:

на пере:

9. Определение рабочих длин швов:

лобового:

флангового на обушке:

флангового на пере:

общая:

10. Проверка конструктивных требований к угловым швам.

Минимальная расчётная длина угловых швов:

Максимальная расчётная длина фланговых швов:

Вывод: длина угловых швов удовлетворяет конструктивным требованиям.

Пример № 4.

1. Задание

Произвести расчёт и проектирование сварного шва, выполненного с помощью лобового и двух фланговых швов. Катет шва принять равным толщине полки уголка, т.е. , где – толщина стенки швеллера. Сварка ручная ( ), швы не выводятся на планки.

Коэффициент перегрузки ;

Коэффициент условия работы ;

Материал элементов узла – Сталь класса прочности С 38/23 ;

Нормативная сила, действующая на узел кН, распределяется между элементами поровну и приложена в центре тяжести каждого элемента.

Рис.1

2. Определение расчётной нагрузки на один уголок:

3. Определение расчётного сопротивления (сталь класса прочности С38/23)

для материала узла: ;

для материала сварного шва: .

4. Определение требуемой площади поперечного сечения одного уголка:

5. Подбор по ГОСТу номера уголка и проверка прочности.

Выписываем из таблиц сортамента ближайшие номера неравнобоких уголков:

№ 33; ; ;

№ 36; ; ;

Принимаем: № 33;

Производим проверочный расчёт при принятом номере швеллера:

Вывод: принятый номер уголка не удовлетворяет условию прочности и перенапряжение составляет:

Принимаем: № 36;

Производим проверочный расчёт при принятом номере уголка:

Вывод: принятый номер уголка удовлетворяет условию прочности и недонапряжение составляет:

6. Определение расчётной длины лобового шва:

7. Определение общей расчётной длины угловых швов,

приняв катет шва принимаем :

8. Определение расчётной длины фланговых швов:

общая:

на обушке:

на пере:

9. Определение рабочих длин швов:

лобового:

флангового на обушке:

флангового на пере:

общая:

10. Проверка конструктивных требований к угловым швам.

Минимальная расчётная длина угловых швов:

Максимальная расчётная длина фланговых швов:

Вывод: сварные швы не удовлетворяют конструктивным требованиям по максимальной расчётной длине.

Рекомендации:

1. Приварить швеллер не кромкой, а стенкой;

2. Увеличить катет шва у обушка.

ПРИЛОЖЕНИЕ.