5.5.4. Розрахунок кутових швів на одночасну дії згину та зрізу

Найбільш напружена точка шва – це точка А. В ній одночасно діють максимальні значення _w i _w .

Міцність шва перевіряється за результуючими напруженнями , які визначаються як геометрична складова від _w та _w .

_w виникають від дії згинаючого моменту M = F e.

_w виникають від дії поперечної сили Q = F.

Умови міцності:

– по МШ;

– по ММС;

де

– по МШ;

– по МMC;

– по МШ;

– по МMC.

5.5.5. Конструктивні вимоги до кутових швів

Довжина кутового шва, отримана за розрахунком, називається розрахунковою. Вона повинна бути кратною 10мм.

Довжина шва, яка вказується на кресленнях металоконструкцій, називається конструктивною. Вона дорівнює розрахунковій +10мм на непроварювання і кратер.

Розрахункова довжина повинна задовольняти умові:

l_{w, min}  l_w  l_{w, max} ,

де l_{w, min} = 40 мм або 4 k_f ; l_{w, max} = 85 _f k_f .

Епюра  вздовж кутового шва реально має вигляд:

Кінці шва перенапружені, середина недонапружена. При l_w > l_w,max середня частина шва виключається з роботи, а кінці шва втрачають міцність, що недопустимо. Це обмеження не стосується кутових швів, в яких зусилля діє по всій довжині (наприклад, поясні шви складених балок).

l_w,min введене для запобігання концентрації зварних напружень.

Катет кутового шва приймається кратним 1 мм і повинен бути:

k_{f, min}  k_f  k_{f, max} .

k_{f, min} – визначається за вимогами [5];

k_f,max залежить від типу зварного з'єднання.

При з'єднаннях елементів впритул

k_f,max= 1,2 t_min ,

де t_min – менша із товщин з'єднуваних елементів (t₁ або t₂).

При напусткових з'єднаннях з обрізними кромками k_f,max обмежується товщиною елемента t : k_{f, max} = t.

У прокатних профілях:

Шов біля обушка – приклад з'єднання впритул, тоді k_{fс, max} = 1,2 t_min (де t_min – менша з товщин: t_а або t_р).

Шов біля пера – приклад напусткового з'єднання, при цьому:

t_a  6 мм k_{ft, max} = t_a – 1мм;

t_a = 7…16 мм k_{ft, max} = t_a – 2мм;

t_a > 16 мм k_{ft, max} = t_a – 4мм.

Це пов’язано з тим, що внутрішня кромка пера має певний радіус заокруглення і покласти шов на повну товщину t_a практично не вдається.

5.6. Болтові з'єднання. Загальна характеристика

Болтові з'єднання використовують під час монтажу конструкцій, а також в конструкціях, які сприймають динамічні навантаження.

Переваги перед зварюванням:

1. зручність та простота постановки болтів;

2. виконання з'єднання не потребує спеціального обладнання.

Недоліки:

1) підвищена металомісткість завдяки необхідності застосування допоміжних елементів (див. складену балку);

2) послаблення перерізів отворами під болти;

3) підвищена деформативність з'єднання.

За принципом роботи з'єднання поділяють на 2 види:

1. на звичайних болтах:

• грубої точності (клас точності С);

• нормальної точності (клас точності В);

• підвищеної точності (клас точності А);

2. на високоміцних болтах.

Для болтів грубої і нормальної точності, а також високоміцних болтів діаметри отворів на 2…3 мм більші від діаметру болтів. Для болтів підвищеної точності діаметри отворів відрізняються не більше, ніж на +0,3 мм від діаметру болта.

Конструкція болта: