Вопрос №10: Как определяются допускаемые напряжения при работе конструкций под переменными нагрузками?

Ответ: В нормативных документах предлагает­ся использовать метод, при котором допускаемые напряжения или расчетные сопротивления основного металла и сварных соединений, работающих под переменными нагрузками, опреде­ляются в зависимости от допускаемых напряжений (или расчет­ных сопротивлений) при статических нагрузках, путем умноже­ния последних на коэффициент γ≤l т.е.

допускаемое напряжение = [σ]_Рγ-

При этом учитывается эффективный коэффициент концентра­ции напряжений К_Э, найденный опытным путем при r= — 1, ха­рактеристика цикла г и ряд других факторов. При расчете свар­ных соединений строительных конструкций коэффициент γ равен

γ = 1/[(a К_Э±b)−( a К_Э b )r] ≤ 1

При определении характеристики цикла r=σ_min/σ_max напряжения принимают σ_тах и σ_min — соответственно наибольшее и наименьшее напряжения цикла по абсолютной величине, взятые со своими знаками: растяжение имеет знак плюс, сжатие − знак минус.

Коэффициенты а и b при подсчете γ принимаются в соответствии с данными табл. 1.

Коэффициенты К_Э принимаются различными для малоуглеродистых сталей, низколегированных сталей и цветных сплавов.(см. справочную литературу) Верхние знаки в знаменателе формулы берут, когда наибольшее по абсолютной величине напряжение является растягивающим, нижние знаки, когда наибольшее по абсолютной величине напряжение является сжимающим. Найденное напряжение сравнивается с расчетным напряжением.

Таблица 1 Значения а и б, устанавливаемые строительными нормалями

Материал	Вид конструкции	коэффициенты
		а	б
Сталь углеродистая	Подкрановые балки, фермы, балки рабочих площадок и элементы конструкций бункерных и загрузочных эстакад	0,75		0,3
Сталь низколегированная		0,8		0,3

Для углеродистой стали К_Э от 1,0 до 3,4; для низколегированной от 1,0 до 4,4 в зависимости от расчетного сечения.

Вопрос №11: Как рассчитать стыковое соединение, работающее на продольную силу?

Ответ:

Параметры стыкового шва:

I – расчетная длина шва

I_ш = I при выводе концов шва на технологические планки

I_ш = I- 10 мм , если шов не выведен на технологические планки

S – расчетная толщина шва

Расчетная площадь сечения шва

A = I _ш S

Условие прочности шва

σ _м = Р / I_ш δ ≤ [σ] _р

Допускаемое усиление шва

Р_ш = I_ш δ ≤ [σ] _р, при растяжении

Р_ш = I_ш δ ≤ [σ] _сж, при сжатии

[σ] _р, - допускаемое напряжение растяжения сварного соединения

[σ] _{сж –} допускаемое напряжение сжатия сварного соединения

Вопрос№12: Как рассчитываются лобовые, фланговые и косые швы?

Ответ:В зависимости от напряжения угловых швов по отношению к действующему усилию различают лобовые швы, фланговые, косые.

Лобовые швы направлены перпендикулярно усилию

Р= 2 [τ] β k l

Фланговые швы направлены параллельно усилию

Р= 2 [τ] β k l

Косые швы направлены к усилию под некоторым углом α

Р= [τ] β k l

Расчет прочности швов производится по опасной плоскости совпадающей с биссектрисой прямого угла α

β – коэффициент определяющий вид сварки

k - катет шва

l – длина шва

[τ] – допускаемое напряжение на срез для сварного соединения

Вопрос №13: Как определяются допускаемые усилия для комбинированного сварного соединения?

Распределение усилий в отдельных швах комбинированного соединения не одинаково. Расчет прочности производится согласно принципу независимости действия сил.

Р = Р_л + Р_фл

Р= [τ] (β k l_л + 2 β k l_фл

Если катеты всех швов одинаковы, то

Р= [τ] β k L

L – длина периметров швов

Вопрос №14: Как рассчитываются соединения при контактной точечной сварке, работающей на продольную силу?

Ответ: В соединениях контактной точечной сварки расчет прочности производится на срез.

Напряжение в односрезной точке

τ = 4 Р/π d²≤ [τ₀]

напряжение двусрезной точке

τ = 2 Р/π d²≤ [τ₀]

При работе сварной точке на отрыв

σ = 4Р/π d²≤ [σ₀],

где [τ₀] –допускаемое напряжение в точке при срезе;

Р – усилие, передаваемое на одну точку;

d – диаметр точки;

[σ₀] – допускаемое напряжение в точке при отрыве.

Вопрос №15: Каковы причины, вызывающие концентрацию напряжений в сварных конструкциях?

Ответ: Концентрацию напряжений в сварных швах вызывают следующие причины:

1. Технологические дефекты шва, газовые пузыри, шлаковые включения, трещины, не провары. Возле этих дефектов при нагружении силовые линии искривляются, в результате чего образуется концентрация напряжений;

2. Нерациональное очертание швов;

3. Нерациональные конструкции сварных соединений;

Коэффициенты концентрации напряжений при указанных причинах незначительны, но при большом числе и размеров дефектов прочность сварных соединений стыковых швов концентрация напряжений может быть сведена до минимума.