Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Металлические конструкции, включая сварку. Аттестационные тесты
.pdf
Ответ №3
1.Сортаментом называется каталог одного вида профиля с указанием
формы, размеров, геометрических характеристик, массы, расположенных в
порядке возрастания основных размеров. В сортаменте указываются
допуски, отклонения по форме, размерам, условия поставки. Сортамент
представляется в виде ГОСТ, технических условий.
2.Прокаты поставляются металлургическими заводами в виде листового и
профильного проката. Листовой прокат представляет собой листы или
полосы, изготавливаемые горячим и холодным прокатом. Профильный
прокат бывает сортовой и фасонный. К сортовому прокату относятся
круглые, квадратные и уголковые профили. К фасонному прокату относят
двутавровые, швеллерные, трубные профили.
3.Вторичные профили бывают сварными и гнутыми. Сварные
представляют собой составные профили, выполненные из прокатных
профилей. Например, сварная двутавровая балка, выполненная из трех
листов. Гнутые профили также изготавливают из листа. Отличие от
составного состоит в том, что профиль изготавливают из тонколистового
проката холодным гнутьем в процессе прокатки. Например, холодногнутый
швеллер.
4.Наиболее часто применяется листовой прокат, его объем составляет
более 50-60% массы всего сооружения.
Ответ №4
1.Предельное состояние - это состояние, при котором конструкции
перестают удовлетворять заданным эксплуатационным требованиям или
требованиям монтажа, и, следовательно, нормальная эксплуатация
становится невозможной.
2.Под нормальной эксплуатацией понимают эксплуатацию без ограничений
в соответствии с технологическими условиями, предусмотренными
нормами и заданиями на проектирование и учитывающими безопасную
работу людей, оборудования и сохранность ограждающих конструкций.
3.Первая группа предельных состояний включает предельные состояния,
ведущие к полной непригодности к эксплуатации или потери ими несущей
способности.
Вторая группа включает состояния, затрудняющие нормальную
12
эксплуатацию или снижающие долговечность.
fn
n
f
m
c
n
y
R
n
y
R
с
m
ff
Расчет по первому предельному состоянию должен гарантировать
недопущение этого предельного состояния. Это обеспечивается условием:
наиболее вероятное внешнее усилие (N)) не превышает вероятную
наименьшую несущую способность (Ф).
Внешнее усилие определяется
где
- коэффициент надежности по уровню ответственности;
- коэффициент надежности по нагрузке;
- нормативное внешнее воздействие;
- коэффициент сочетания нагрузок;
- коэффициент перехода от внешнего воздействия к усилию.
Несущая способность определяется
где
- геометрическая характеристика;
- нормативное сопротивление материала;
- коэффициент условий работы;
- коэффициент надежности по материалу.
Вторая группа предельных состояний наступает, если возникающие
перемещения больше допустимых по условию нормальной эксплуатации
f - возникающие перемещения;
[f] - предельные перемещения, допускаемые условиями нормальной
эксплуатации.
4.Действуют нагрузки: постоянные, временные, особые.
Постоянные нагрузки – направление, место и время приложение нагрузки
неизменны. Например, собственный вес, давление грунтов.
Временные условно разделяют на кратковременные и длительные. Нагрузки
действуют в отдельные периоды эксплуатации и монтажа. Например, к
13
кратковременным нагрузкам относятся атмосферные воздействия, навал
f
n
с
m
судов, волновые, ледовые нагрузки. К длительным временным нагрузкам
относятся давление жидкостей, газов, нагрузка от складируемых
материалов.
Особые нагрузки появляются в исключительных случаях: взрывы, аварии,
землетрясения.
Ответ №5
1.Коффициент надежности по нагрузке
учитывает возможное
отклонение нагрузок в неблагоприятную сторону от нормативного
значения, которое может произойти вследствие изменчивости или
отступлений от условий нормальной эксплуатации.
2.Коэффициент надежности по уровню ответственности
учитывает
экономические, социальные и экологические последствия наступления
первого предельного состояния.
3.Коэффициент условия работы
учитывает упрощение принятой
расчетной схемы, по сравнению с действительной работой, коррозию,
начальные несовершенства.
4.Коэффициент сочетания
учитывает вероятное физически возможное
наиболее неблагоприятное сочетание нагрузок, вызывающее максимальное
усилие в каждом элементе здания сооружения.
В нормах установлены следующие сочетания нагрузок:
основное (действуют постоянная, длительно временная и
кратковременная нагрузка);
особое (действуют постоянная, длительно временная,
кратковременная и одна из особых нагрузок).
Расчет ведется на действие каждой нагрузки отдельно, а затем
определяют наиболее неблагоприятное сочетание, то есть создающее
наибольшее усилие в элементе.
Ответ №6
1.Относительное удлинение в строительных сталях 14-26%.
2.Коэффициент надежности по материалу
учитывает изменчивость
свойств стали и минусовые допуски на размеры.
14
3.Нормативное сопротивление стали по текучести (
n
y
R
n
u
R
m
n
y
y
R
R
m
n
u
u
R
R
) принимается
равным минимальному сопротивлению по текучести с обеспеченностью
0,95. Нормативное временное сопротивление (
) принимается равным
минимальному временному сопротивлению с обеспеченностью 0,95.
4.Расчетные сопротивления определяются делением нормативного на
коэффициент надежности по материалу
Ответ №7
1.Для соединения строительных металлоконструкций в основном
применяют сварку, болты и заклепки. Тип соединения влияет на
металлоемкость, трудоемкость изготовления и монтаж конструкций. В
настоящее время в основном применяют сварку и болты, только в
ответственных конструкциях при действии динамических, вибрационных
нагрузок применяют заклепки (глубинные высоконапорные затворы).
2.По конструктивному признаку различаются стыковые и угловые сварные
швы. Стыковые швы наиболее рациональны, имеют меньшую концентрацию
напряжений, и наиболее экономичны по затрате материалов, но при ручной
сварке при толщине более 8мм и автоматической более 20мм требуют
разделки кромок и зазоры для полного проплавления по всей толщине сечения.
Кроме того, для соединения необходимо точно резать соединяемые
элементы. Стыковые швы в начале и в конце сварного шва имеют низкое
качество: непровар (вначале) и кратер (в конце), которые создают
концентрацию напряжений. Для исключения данных дефектов применяются
технологические накладки (стальные или медные), которые позволяют
начинать и заканчивать стыковой шов вне соединения, то есть получается
длина сварного шва по всей ширине соединения. Технологические накладки
после выполнения сварного шва отрезают от соединения.
При автоматической сварке принимаются меньшие разделки кромок
соединяемых элементов вследствие большего проплавления.
3.По расположению в пространстве сварные швы разделяются на: нижние
(1), вертикальные или горизонтальные (2), потолочные (3).
15
cwy
ш
ш
R
l
min
4.Виды сварных соединений: встык (а), внахлестку (б), торцевые (в), угловые
(г), тавровые (д).
Ответ №8
1.Стыковые швы бывают прямые (а) и косые (б).
2.При действии осевой силы растяжения N напряжение в прямом стыковом
шве проверяют по формуле
где
N=350кН – действующая расчетная сила;
Lш =b-2t
δ
=0,7t
min
= 300-2 x 6=288мм=0,288м- длина сварного шва;
min
=0,7 х 6=4,2мм=0,0042м – величина катета сварного шва при
min
условии непровара;
Rwy-= 0,8 х Ry =0,85 х 335=268Мпа - расчетное сопротивление сварного
16
стыкового шва, которое принимается при растяжении при визуальном
22
min
/268000/289352
0042,0288,0
350
мкНRмкН
х
кН
l
cwy
ш
ш
контроле (0,85 Ry – расчетное сопротивление стали соединяемых
элементов).
Прочность соединения не обеспечена, так как вышеприведенное условие не
выполняется
3.Достоинства:
высокая прочность соединения;
экономия металла до 20% из-за отсутствия дополнительных
соединенных элементов (например, накладок, прокладок) и отверстий по
сравнению с болтовыми соединениями;
газо- и водонепроницаемость соединения из-за высокой плотности
соединения;
компактность и простота конструктивной формы;
снижение трудоемкости изготовления до 20% из-за автоматизации и
механизации процесса сварки.
Недостатки:
повышенная концентрация напряжений, обусловленная наличием в
швах дефектов: подрезов, непроваров, пор, шлаковых включений;
механическая неоднородность сварных швов;
остаточные сварочные напряжения и деформации.
4. При односторонней сварке стыкового соединения необходимо
производить подварку корня сварного шва или варить на подкладке, чтобы
металл не растекался и полностью заполнил зазор между соединяемыми
элементами..
подварка корня
Ответ №9
1.При выполнении стыкового соединения с помощью косого стыкового
сварного шва, напряжения определяются по формулам
17
cwy
ш
ш
R
l
min
sin
cws
ш
ш
R
l
min
cos
ммxt
b
l
ш
4121242462
707.0
300
2
sin
min
22
min
/268000/143002
0017304.0
45.247
0042,0412,0
707.0350sin
мкНRмкН
х
кНx
l
cwy
ш
ш
22
min
/194300/143002
0017304.0
45.247
0042.0412.0
707.0350cos
мкНRмкН
x
x
l
cws
ш
ш
yws
RR 58,0
где
- длина сварного шва без
технологических накладок;
δ
min
=0.7t
=0.7x6=4.2мм – катет сварного стыкового с непроваром;
min
Rwy-= 0,85 х Ry =0,85 х 335=268Мпа - расчетное сопротивление сварного
стыкового шва, которое принимается при растяжении при визуальном
контроле (0,85 Ry – расчетное сопротивление стали соединяемых
элементов).
194300кН/м
2
=0,58х335=194,3Мпа - расчетное сопротивление сварного
стыкового шва на срез.
Прочность соединения обеспечена, так как вышеприведенные условия
выполняются.
2.При ручной сварке при толщине соединяемых элементов более 8мм и при
автоматической сварке при толщине более 20мм требуются разделки
кромок. Существуют следующие разделки кромок соединяемых элементов:
X-образная (а,б), V – образная (в), U – образная (г), K- образная (д).
18
а) б)
в) г)
д)
3. Стыковой шов, работающий на растяжение, принимается равнопрочным
основному металлу только при физическом методе контроле качества
сварного шва, который выполняется с применением или ренгена, или
ультрафиолетового света, или т.п. и признанным годным к эксплуатации.
То есть расчетное сопротивление сварного стыкового шва Rwy принимается
при растяжении при физическом контроле равным R
, а при визуальном
y
контроле 0,85 Ry.
Стыковой шов, работающий на сжатие или срез, проверке
физическим методом может не подвергаться, так как наличие источников
концентрации напряжений оказывает меньшее влияние. Поэтому для них
расчетные сопротивления сварного шва равны сопротивлению основного
металла (Rwy = Ry).
4.Стыковые швы в начале и в конце сварного шва имеют низкое качество:
непровар (вначале) и кратер (в конце), которые создают концентрацию
напряжений. Если применить технологические накладки (стальные или
медные), чтобы начинать и заканчивать стыковой шов вне соединения, то
19
получается длина сварного шва по всей ширине соединения. Технологические
cwfwf
wff
R
lk
накладки после выполнения сварного шва отрезают от соединения.
Ответ №10
1.Угловые (валиковые) сварные швы, расположенные вдоль действующего
усилия, называются фланговыми, поперек (перпендикулярно) – лобовыми.
Фланговые сварные швы вызывают большую неравномерность
распределения напряжений по ширине и длине соединения, так как кроме
непосредственной передачи усилия с элемента на элемент концы сварного
шва испытывают дополнительные усилия из-за разной напряженности
соединяемых элементов, имеющих разную ширину, и их неодинаковых
деформаций.
Фланговые сварные швы работают одновременно на срез и изгиб.
Разрушение шва начинается с конца и может происходить по шву или по
основному металлу (на границе сплавления с металлом сварного шва),
особенно если наплавленный металл прочнее основного.
Лобовые швы передают усилия равномерно по ширине элемента, но
неравномерно по толщине шва из-за резкого искривления силового потока
при переходе усилия с одного элемента на другой. Особенно велики
напряжения в корне шва. Неравномерность распределения напряжений
приводит к снижению качества соединения. Нормальный угловой шов имеет
форму прямоугольного равнобедренного треугольника с криволинейной
гипотенузой. Обычно наплыв выпуклого шва составляет 0,1 размера его
катета. В конструкциях, воспринимающих динамические нагрузки, с целью
уменьшения концентрации напряжений в угловых лобовых швах применяют
пологие швы с отношением катета 1/1,5 или вогнутые швы.
2.Рассматривается возможность разрушения сварного углового шва от
условного среза по одному из двух сечений:
по металлу сварного шва (сечение 1) по биссектрисе
по металлу границы сплавления с основным металлом (сечение 2)
20
cwzwz
wfz
R
lk
)
f
я
w
l
f
k
wzwf
;
wf
R
n
uwz
RR 45,0
wfwff
R
wzwzz
R
cwfwf
wff
R
lk
мм
хххмкНxхх
кН
Rk
l
cwfwfff
w
8,2
110000001/18000067,02
425
2
2
f
f
k
f
k
f
k
w
l
где
,
- коэффициент глубины проплавления шва при разрушении по шву
и по границе сплавления с основным металлом, принимаемые в зависимости
от вида сварки и положения шва по нормам;
- расчетная длина шва, принимаемая меньше его фактической длины на
10мм, за счет непровара и кратера на концах шва;
- катет шва, принимается равным минимальной толщине свариваемых
элементов;
- коэффициенты условий работы сварного соединения, (равные 1
для соединений, работающих при отрицательной температуре более -40ºС);
- расчетное сопротивление срезу металла шва;
- расчетное сопротивление срезу металла границы сплавления
шва.
При выполнении расчета предварительно определяется какая из двух
проверок (по шву или по границе сплавления) будет иметь меньшее значение,
то есть сравнивают две величины
и
.
При ручной сварке разрушение углового шва всегда происходит по шву (по
биссектрисе). Поэтому проверку выполняют
Откуда длина сварного углового шва равна
где
=0,7мм - коэффициент глубины проплавления шва при разрушении по
шву;
Выбираем из двух толщин: для пера прокатного уголка
=8-2=6мм- и
=10мм ;
Окончательно принимаем катет шва
=6мм;
=60мм как минимально допускаемый.
3.В конструкции со сварными соединениями предпочтительнее
механизированный способ сварки. Поэтому необходимо предусматривать
21
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]