Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Металлические конструкции, включая сварку. Аттестационные тесты
.pdf
такое расположение сварных швов, при котором максимально сокращается
min
2,1 tkf
необходимость кантовки конструкции при ее изготовлении и
обеспечивается свободный доступ к местам наложения швов с учетом
выбранного способа и технологии сварки. Доступность для выполнения
автоматической и полуавтоматической сварки обусловливается габаритом
сварочных головок и тракторов и положением швов в пространстве;
предельные размеры стенок и полок балок, свариваемых сварочным
трактором и сварочной головкой.
Чтобы уменьшить сварочные напряжения и деформации, следует
стремиться к наименьшему объему сварки в конструкции, применяя швы
наименьшей толщины, полученные по расчету или по конструктивным
соображениям. Необходимо избегать пересечений швов, близкого их
расположения друг к другу, образования швами замкнутых контуров и швов,
ориентированных поперек направления действующих в стержне
растягивающих напряжений.
Сварные стыки балок, колонн т. п. следует выполнять без накладок, встык,
с двусторонней сваркой встык, полным проплавлением либо односторонней
сваркой с подваркой корня шва или на подкладках, с выведением концов шва
на технологические планки с последующей их обрезкой и зачисткой. Толщина
стыковых швов принимается равной меньшей из толщин стыкуемых
элементов.
Наибольший катет углового шва в зависимости от толщины соединяемых
элементов может быть принят
(t
– наименьшая из толщин
min
свариваемых элементов). Наибольший катет вдоль обушка уголка может
быть доведен до 1,2t
min
(t
– толщина полки уголка).
min
Кромки прокатных профилей имеют закругления, и наибольшую толщину
углового вдоль этой кромки рекомендуется принимать на некоторую
величину (мм) меньше толщины полок. Принимают при толщине уголка не
более 6мм, катет сварного шва у пера уменьшается на 1мм. При толщине
уголка от 7мм до 16мм катет сварного шва у пера уменьшается на 2мм.
При толщине уголка большей 16мм, катет сварного шва у пера
уменьшается на 4мм. Минимальный катет шва в конструкциях,
работающих на статическую нагрузку при автоматической и
полуавтоматической сварке – 3мм, при ручной сварке – 4мм. При действии
22
динамических нагрузок – 6мм. Швы имеют градацию 1мм. Кроме того,
наименьший катет однопроходных угловых швов ограничен в зависимости
от толщины более толстого из свариваемых элементов. Наибольшее
значение катета углового шва в зависимости от толщины соединяемых
элементов может быть принято не более 1,2t
min
(t
- наименьшей толщины
min
соединяемых элементов).
При ручной сварке за один проход может быть выполнен шов толщиной до
8мм; более толстые швы (20—25мм) получают путем многократного
провара соединяемых элементов стыка. Применение таких швов
нежелательно.
Швы различной толщины сваривают током разной силы, поэтому для
упрощения сварочных работ в одной отправочной марке желательно иметь
не более двух-трех различных толщин швов. Наименьшая длина угловых швов
из-за большой концентрации напряжений в начале и в конце шва должна
быть не менее 4kf или не менее 40мм при действии статических нагрузок и
при действии динамических нагрузок 60мм или 6kf и не более 85βfk
Это
f.
ограничение не относится к швам, в которых усилие, воспринимается швом,
возникает на всем его протяжении, например поясные швы в балках.
Напуск листов в соединение внахлест для уменьшения влияния сварочных
напряжений должен быть не менее пяти толщин наиболее тонкого из
соединяемых элементов.
В конструкциях из сталей с временным сопротивлением R
n
<520МПа,
u
воcпринимающих статические нагрузки, соотношение катетов фланговых и
лобовых швов следует принимать 1:1. В конструкциях, работающих на
динамические и вибрационные нагрузки, а также в конструкциях так
называемого северного исполнения и из сталей с R
n
>520МПа для
u
уменьшения концентрации напряжений рекомендуется принимать пологие
угловые швы с соотношением катетов 1:1,5, причем больший катет должен
быть направлен вдоль усилия. При соединении листов разной толщины или
ширины рекомендуется делать односторонний или двухсторонний скос
кромок с уклоном не более 1:5, причем больший катет должен быть
направлен вдоль усилия.
4.Сварные швы разделяют по протяженности на сплошные и прерывистые.
Сплошной шов выполняется на протяжении всего сварного соединения.
23
Прерывистые сварные швы выполняются на отдельных участках
соединения (шпонка), длина которых постоянна для всего соединения, затем
участки без сварных швов и после них снова участок сварного шва, затем
пропуск и т.д. Прерывистые сварные швы могут быть цепными или
шахматными.
Сплошные и прерывистые сварные швы
Ответ №11
1.По условиям работы сварного соединения сварные швы, длина, катет
которых определяются расчетом, называются рабочими. Рабочие швы
непосредственно воспринимают нагрузки, действующие на соединение.
Конструктивные (нерабочие) предназначены только для скрепления частей
или деталей изделия. Связующие соединяющие швы чаще называют
нерабочими швами. При изготовлении ответственных изделий для
уменьшения сварных напряжений выпуклость на рабочих швах снимают
пневматическими бор-машинками, специальными фрезами или пламенем
аргонодуговой горелки (выглаживание).
2.По форме наружной поверхности стыковые швы могут быть
нормальными (плоскими), выпуклыми или вогнутыми. Соединения,
образованные выпуклыми швами лучше работают при статических
нагрузках. Однако чрезмерный наплыв приводит к лишнему расходу
электродного металла и поэтому выпуклые швы неэкономны. Плоские и
вогнутые швы лучше работают при динамических и знакопеременных
нагрузках, так как нет резкого перехода от основного металла к сварному
шву.
3.По месту выполнения сварных швов: заводские, монтажные. Условное
обозначение сварных швов различно. Монтажные сварные швы, которые
выполняются на строительной площадке, на чертеже обозначаются
24
крестом, а заводские – штрихом.
4.Прерывистые швы имеют ограничения применяемости. Каждый участок
сварного шва (шпонка) создает концентрацию напряжений, поэтому их
можно применять только при действии статической нагрузки.
Ответ №12
1.Болты в основном применяются при монтаже металлических
конструкций в следствие простаты установки и отсутствия сложной
механизации. Недостатками болтовых соединений являются: повышенная
металлоемкость по сравнению со сварными соединениями; присутствие
ослабления сечения соединяемых элементов отверстиями под болты и
повышенная деформативность соединения.
2.Класс прочности обозначается наверху на шляпке болта выпуклыми
цифрами. Самые распространенные классы: 4.6; 5.6; 8.8. Первая цифра в
обозначении умноженная на 10 обозначает минимальное временной
сопротивление стали болта в кН/см2. Произведение цифр обозначает предел
текучести материала болта в кН/см2. Вторая цифра умноженная на 10
обозначает соотношение предела текучести и временного сопротивления в
процентах.
3.Обычные болты изготавливают следующих классов по точности
изготовления:
С – грубые (черные);
В – нормальные;
А – повышенной точности.
Длина нарезной части болта примерно равна 2,5 диаметра. Необходимую
длину болта подбирают из условия, чтобы гладкая часть стержня болта
была на 3-5мм меньше толщины пакета соединяемых болтами элементов.
Высота головки болта 0,6 диаметра, диаметр головки 1,7 диаметра, размер
под клюՇ 1,5 диаметра. Размеры гайки такие же, как и размеры головки.
Однако высота гайки на 2-5мм больше головки болта.
Болты группы С применяются на монтаже и устанавливаются по
конструктивным или иным причинам. Эти болты устанавливаются в
отверстия на 2-3мм большие, чем диаметр самого болта. Отверстия под
болты продавливаются или просверливаются отдельно в каждом
25
соединяемом элементе. Такая разница в диаметрах отверстия и болта
позволяет легко устанавливать их в соединении, но при работе соединения
наблюдаются значительные перемещения и болты не одновременно
вступают в работу. Болты изготавливают холодной или горячей
штамповкой малоуглеродистой стали круглого сечения. Отверстия в
элементах дополнительной обработке не подвергаются.
Болты группы В устанавливаются в результате расчета в отверстия на 1-
1,5мм большие, чем диаметр болта. За счет меньшей разнице диаметров
отверстий и болтов, такие соединения менее деформативные. Однако
требуют более точного производства отверстий. Болты изготавливаются
из малоуглеродистой стали круглого поперечного сечения с последующей
обточкой опорной головки и части стержня, прилегающего к ней, и имеют
только минусовые допуски.
Болты класса А устанавливают в отверстия, просверленные на проектный
диаметр в собранных элементах в кондукторах или их диаметр больше
диаметра болта на 0,25-0,3мм. Болты изготавливаются обточкой
шестигранной горячекатаной малоуглеродистой или низколегированной
стали. При работе соединений наблюдаются незначительные деформации и
практически все болты одновременно вступают в работу.
4. Болты и заклепки располагаются по рискам в прокатных профилях в один,
два ряда, в шахматном порядке. Расстояние между центрами отверстий
соседних болтов вдоль продольного усилия называется шагом, поперек –
дорожкой. Расстояние от края элемента до риски и первого болта
определяется условием размещения гайки и условием ее закручивания. А
также условием прочности на выкол элемента. Минимальное расстояние
между соседними центрами отверстий определяется прочностью металла
элементов соединения. Максимальные расстояния между центрами
отверстий и от края элемента принимается по условию, чтобы не
возникали значительные зазоры между соединяемыми элементами, в
которых может скапливаться грязь и влага, способствующие коррозии. В
сжатых элементах появляется возможность потери местной
устойчивости в промежутках между соседними болтами.
26
а – в один ряд; б – в шахматном порядке; в – в два ряда
Количество болтов принимается минимальным, но не менее требуемого по
расчету. В одном узле должно быть минимальное количество болтов разных
диаметров.
Ответ 13
1. Болты и заклепки располагаются по рискам в прокатных профилях в один,
два ряда, в шахматном порядке. Расстояние между центрами отверстий
соседних болтов вдоль продольного усилия называется шагом, поперек –
дорожкой. Расстояние от края элемента до риски и первого болта
определяется условием размещения гайки и условием ее закручивания. А
также условием прочности на выкол элемента. Минимальное расстояние
между соседними центрами отверстий определяется прочностью металла
элементов соединения. Максимальные расстояния между центрами
отверстий и от края элемента принимается по условию, чтобы не
возникали значительные зазоры между соединяемыми элементами, в
которых может скапливаться грязь и влага, способствующие коррозии. В
сжатых элементах появляется возможность потери местной
устойчивости в промежутках между соседними болтами.
а – в один ряд; б – в шахматном порядке; в – в два ряда
Количество болтов принимается минимальным, но не менее требуемого по
расчету. В одном узле должно быть минимальное количество болтов разных
27
диаметров.
bmbtbt
ARN
cb
b
n
min
2.При условии действия внешней силы на соединение, параллельно
продольной оси болтов, болты рассчитываются на растяжение по формуле
где N – внешнее расчетное усилие;
Rbt - расчетное сопротивление материала болта на растяжение;
Abm - площадь сечения болтов нетто (по впадинам резьбы).
Число болтов в соединении определяется по формуле
где γ
– коэффициент условия работы болтового соединения (γ
с
=1,1 при
с
расчете стыков колонн и стыков с накладками, γс=1,05 для стержневых
конструкций покрытия и перекрытия);
N
- наименьшее расчетное усилие, воспринимаемое одним болтом.
bmin
3. При стыковании разнотолщинных элементов устанавливаются
компенсирующие накладки, при этом расчетное число болтов увеличивается
на 10%.
Стыкование соединений выполняется с применением накладок.
Предпочтительнее соединение выполнять двумя накладками
(симметричными), а в случае соединения одной накладкой (несимметричной)
количество болтов увеличивается на 10%. Стыки фасонного проката
выполняются при помощи накладок, угловых и листовых. При использовании
угловых накладок при стыковании уголков в накладке обушок фрезеруют для
плотного прилегания. Площадь накладок должна быть на 10-20% больше
площади соединяемых элементов
28
4.Работа на сдвиг является основным видом работы большинства
соединений, при чем в разных соединениях она имеет свои особенности.
Расчет ведут исходя из возможного вида разрушения соединения по срезу
болта при толстых соединяемых листах или по смятию поверхности
отверстия при тонких листах:
а) расчетное усилие, воспринимаемое одним болтом по срезу;
sbbsb
AnRN
где Rbs - расчетное сопротивление болтов срезу;
γ
- коэффициент условий работы соединения.
b
Для болтов грубой и нормальной точности в многоболтовом соединении
коэффициент условия работы равен γb=0,9; для болтов повышенной
точности γ
2
d
A
4
=1,0;
b
- площадь сечения болта по неразрезной части;
d – диаметр стержня болта;
n
– число расчетных срезов одного болта (рис. 61).
ср
Работа болта на срез и смятие
Расчетное усилие, которое может быть воспринято одним болтом по
смятию элементов, рассчитывается по формуле
tdRN
bbpbp
29
где Rbp – расчетное сопротивление смятию элементов, соединяемых
болтами;
d – диаметр стержня болта по ненарезной части;
Σt наименьшая суммарная толщина элементов, сминаемых в одном
направлении;
γ
- коэффициент условий работы соединения.
b
Для болтов грубой и нормальной точности в многоболтовом соединении
коэффициент условия работы равен γb=0,9; для болтов повышенной
точности γ
=1,0.
b
Ответ №14
1.Расчетное усилие, которое воспринимает одна поверхность трения,
соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом,
определяется по формуле
AR
bhbbh
Q
bh
h
где Rbh=0,7Run – расчетное сопротивление растяжению высокопрочного
болта;
Run – наименьшее временное сопротивление материала болта;
μ – коэффициент трения;
γ
– коэффициент условия работы соединения, который зависит от
b
количества болтов n в соединении, и принимается равным значениям
при n<5 γb=0,8;
при 5≤n≤10 γb=0,9;
при n>10 γb=1,0.
А
– площадь поперечного сечения нетто болта по нарезке (табл. 18);
bh
γ
– коэффициент надежности, зависящий от вида нагрузки (статические
h
или динамические), способа натяжения болтов и разности номинальных
диаметров отверстий и болтов.
Количество болтов определяется по формуле
n
kQ
cbh
где N – расчетное усилие в элементе;
30
k - число плоскостей трения (определяется аналогично числу срезов);
u
cu
нт
R
cy
нт
R
γ
- коэффициент условий соединения.
c
2.Проверку прочности соединений выполняют при коэффициенте условий
работы равном единице, то есть γc=1. При действии статической нагрузки
в расчетах принимают площадь поперечного сечения, соединяемых
элементов, следующей:
если площадь нетто составляет А
≥0,85A, то
netto
принимают к расчету площадь А (без учета ослаблений);
если площадь нетто составляет А
<0,85A, то
netto
принимают к расчету площадь 1,18А;
3.Площадь нетто А
это площадь поперечного сечения болта по впадине
netto -
резьбы.
4.Эффективность работы высокопрочных болтов повышается за счет
увеличения шероховатости соединяемых элементов (силы трения) или
создания гладких поверхностей (молекулярная сила притяжения).
Ответ №15
1.При центральном растяжении внешняя продольная сила N проходит через
центр тяжести поперечного сечения элемента, создавая равномерно
распределенные напряжения по всему поперечному сечению. Центральное
растяжение испытывают подвески, тяги, раскосы.
Расчет центрально растянутых элементов производят по первой группе
предельных состояний: на прочность
для конструкций, эксплуатация которых возможна после
достижения металлом предела текучести по временному расчетному
сопротивлению
γu =1,3 – коэффициент надежности по временному сопротивлению;
для обычных условий
где А
= А- А
нт
– площадь поперечного сечения нетто, рассчитываемого
осл
31
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]