Металлоконструкции ГПМ. Часть 1. Расчёт соединений МК при их статическом нагружении. Методические рекомендации к практическим работам

Таблица 4 Значения нормативного сопротивления металла шва проволок для сварки

* При сварке проволокой Св-08Г2С значение Rwun следует принимать равным 590 МПа только для угловых швов с катетом kf ≤ 8 мм в конструкциях из стали с пределом текучести 440 МПа и более.

4 УЧЁТ УСЛОВИЙ РАБОТЫ И НАЗНАЧЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ

При расчѐте конструкций и соединений следует учитывать: коэффициенты надѐжности по назначению γn, принимаемые согласно

с учѐтом степени ответственности зданий и сооружений при проектировании конструкций;

коэффициент надѐжности γu = 1,3 для элементов конструкций, рассчитываемых на прочность с использованием расчетных сопротивлений

Ru;

коэффициенты условий работы γc и коэффициенты условий работы соединения γb, принимаемые по табл. 6 и 8.

10

регулируемого натяжения из стали марки 40Х «селект», при этом расчетные сопротивления Rbs и Rbt следует определять как для болтов класса 10.9, а расчѐтное сопротивление Rbp как для болтов класса точности В и С.

Высокопрочные болты по ТУ 14-4-1345-85 допускается применять только при их работе на растяжение.

11

П р и м е ч а н и я :

1. Коэффициенты условий работы γc < 1 при расчѐте одновременно учитывать не следует.

2. В случаях, не оговоренных в настоящих нормах, в формулах следует принимать γс = 1.

12

5 РАСЧЁТ СОЕДИНЕНИЙ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

5.1 СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Цель: выработать навыки расчѐтов сварных соединений встык и внахлѐст при решений прямых и обратных задач.

Теоретические положения В зависимости от целей, преследуемых конструктором, а также от

технологических возможностей соединения сварные соединения могут быть выполнены как стыковыми (рис. 1), так и угловыми (рис. 2).

СВАРНОЕ СТЫКОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ

При стыковом соединении элементов металлоконструкции при их центральном растяжении или сжатии расчѐт сварных соединений производим по формуле:

выполнен шов. В том случае, если сделан вывод концов шва за пределы стыка, то длина шва равна полной длине шва. Если Вывод шва за пределы стыка отсутствует, то длина шва уменьшается на величину 2t.

В том случае если:

–применяются сварочные материалы согласно прил. 2;

–обеспечен полный провар соединяемых элементов

–осуществляется физический (приборный) контроль качества растянутых швов.

расчѐт сварных стыковых соединений можно не проводить.

Если одно из вышеуказанных требований не выполнено, то расчѐт обязателен.

В том случае, если проведѐнный расчѐт показал невозможность соединения элементов встык с помощью прямого шва, то можно использовать косые швы, расположенные не перпендикулярно прилагаемой силе, а под углом.

Угол наклона шва выбирается из диапазона 45 70 В этом случае проверка должна осуществляться как по нормальным,

так и по касательным напряжениям:

13

При этом заключительный этап расчѐта связан с проверкой непревышения суммарным действием нормальных и касательных напряжений допустимых напряжений:

г

Рис. 1 Стыковые соединения элементов металлоконструкции

а – необработанный шов; нагрузка перпендикулярна сварному шву; стыкуемые элементы одинаковой ширины и толщины; б – стыковой шов, выполненный на подкладном листе; нагрузка перпендикулярна сварному шву; в – стыковой необработанный шов; стыкуемые элементы разной ширины или разной толщины; г – швы при стыковании элементов одинаковой различной толщины и ширины; д – стыковой шов труб, выполненный с помощью подкладного кольца; е – соединение прокатных профилей

14

накладками; е – крепление продольными швами; ж – фасонка прямоугольной

или трапециевидной формы, приваренная к поясу балки с обваркой по контуру

СВАРНОЕ СОЕДИНЕНИЕ С УГЛОВЫМИ ШВАМИ

В случае сварных соединений с угловыми швами при действии продольной и поперечной сил расчѐт следует проводить на условный срез по двум сечениям (рис. 20)

по металлу шва (сечение 1)

N / (βfkflw) ≤ Rwfγwfγc;

(5)

по металлу границы сплавления (сечение 2)

N / (βzkflw) ≤ Rwzywzγc,

(6)

где lw - расчѐтная длина шва, принимаемая меньше его полной длины на

Rwun = 410 МПа и γwz = 0,85 – для всех сталей.

:

Рис. 3. Схема расчетных сечений сварного соединения с угловым швом

1 - сечение по металлу шва; 2 - сечение по металлу границы сплавления

16

Таблица 7 Значения коэффициентов βf и βz при нормальном режиме сварки

П р и м е ч а н и е . Значения коэффициентов соответствуют нормальным режимам сварки.

18

Примеры расчѐта

N=350 кН. Коэффициент условий работы с=0,9. Материал листа – ВСт3пс2. Марка электрода – Э42. Контроль сварного соединения выполняется визуальным способом. Вывод шва за сварное соединение отсутствует.

Решение

Всвязи с тем, что качество сварного шва проверяется визуально (без применения технических средств контроля), расчѐт соединения обязателен.

Всоответствии с табл. П.1.2 расчѐтное сопротивление листового

проката для стали ВСт3пс2 Ry=230 МПа

Так как контроль визуальный, расчѐтное сопротивление шва в соответствии с табл. 3 определяется по формуле

Rwy = 0,85 Ry

Rwy = 0,85 230 = 195,5 МПа

Проверка шва осуществляется по формуле (1).

В связи с тем, что вывод шва за пределы стыка отсутствует, то длина шва должна быть уменьшена на величину 2t. Тогда расчѐтная формула примет вид:

350 103 195,5 0,9 6 10 3 0,3 2 6 103 t

202,5 МПа 176 МПа

Условие не выполняется. Для обеспечения соединения элементов необходимо либо изменить материал соединяемых листов, либо использовать кошѐй стыковой шов. В связи с тем, что по условию задачи материал изменѐн быть не может, используем косой стыковой шов.

b:c=2:1 (где с – размер шва вдоль соединяемых листов), что соответствует углу примерно в 63 .

19