1.2.1. Расчёт стыковых швов
Соединения встык осуществляют стыковыми швами, прямыми или под углом 45–600 (рис.1.1).
Расчет этих соединений согласно СНиП 11–23–81* не требуется выполнять при применении сварочных материалов по табл. 1 приложения, при полном проваре соединяемых элементов и физическом контроле шва. В остальных случаях стыковые соединения рассчитывают.
1. При центральном растяжении или сжатии (если стыковой шов расположен перпендикулярно оси элемента, т.е. прямой шов (рис.1,а) по формуле
,
(1.1)
где
N – продольная сила, кН; tх
=
–
площадь шва, см2;
t – наименьшая толщина соединяемых
элементов, см;
–
расчетная длина шва,
=
–
2t; см;
– полная длина шва, в случае вывода
концов шва за пределы стыка расчетная
длина шва
=
,
см;
–
расчетное сопротивление шва по пределу
текучести, кН/см2;
–
коэффициент условий работы принимается
по табл. 5 приложения.
22 2. При действии на стыковое соединение изгибающего момента по формуле
(1.2)
где
М – изгибающий момент, кН х см;
=
/6
– момент сопротивления шва, см3;
3. При одновременном действии изгибающего момента и поперечных сил
,
(1.3)
где
и
–
нормальные напряжения в сварном
соединении по двум взаимно перпендикулярным
направлениям,
кН/см2;
–
напряжение от среза, кН/см2.
При расчете стыковых косых швов (рис. 1.1, б) приложенную силу разделяют на две составляющие направленные:
– перпендикулярно шву
(1.4)
– вдоль шва (срез)
,
(1.5)
где
–
угол наклона шва к оси соединяемых
элементов.
Расчетное сопротивление стыковых швов определяют по пределу текучести или по временному сопротивлению стали соединяемых элементов независимо от вида сварки (табл. 2 приложения), но с учетом контроля качества шва.
Контроль качества шва может осуществляться визуально и физически. При физическом контроле качества применяют ультразвуковой метод, просвечивание рентгеновскими или гамма–лучами.
При расчете сварных
стыковых соединений элементов конструкций
из стали с отношением (
) >
,
эксплуатация которых возможна и после
достижения металлом предела текучести,
в расчетах вместо
следует
принимать (
), следовательно, формула для расчета
примет вид
,
(1.6)
где
–
коэффициент надежности в расчетах по
временному сопротивлению, принимают
равным 1.3.
36 Местная устойчивость элементов балок. Проверка местной устойчивости стенки от действия касательных нормальных и местных напряжений
Стенки и пояса балки при недостаточной их толщине могут потерять устойчивость и выпучиться раньше, чем произойдет потеря общей устойчивости и прочности балки. Это явление называется потерей местной устойчивости. Элементы балки (листы) могут потерять устойчивость под действием нормальных, касательных или (при больших сосредоточенных силах) сминающих напряжений, а также от совместного действия тех и других.
В целях повышения сопротивления выпучиванию жесткость элемента приходится усиливать, для чего или увеличивают толщину листа, или укрепляют его ребрами жесткости. В последнем случае требуется меньше металла, поэтому балки обычно проектируют с тонкими стенками, укрепленными ребрами жесткости. Ребра при потере местной устойчивости не выпучиваются, а остаются прямыми и делят стенку на отсеки (пластинки), которые теряют устойчивость независимо один от другого.
Стенки балки представляют пластинку, заключенную между полками и соседними поперечными ребрами жесткости.
Установку ребер жесткости увязывают с расстановкой поперечных балок, опирающихся на главную балку. Когда поперечные балки расстанавливаются на больших расстояниях, то кроме ребер под ними ставят еще и промежуточные ребра. Стенки высоких балок укрепляют как поперечными, так и продольными ребрами.
Устойчивость стенки следует проверять там, где налицо наибольшее сочетание напряжений. Поэтому в первую очередь устойчивость стенки проверяют в месте изменения сечения балки.
Ребра жесткости сварных балок обычно выполняют из полос и приваривают к стенке балки непрерывными швами минимальной высоты с обеих сторон друг против друга. Размеры их устанавливают по эмпирическим формулам.