Черт. 13. Схема расчетных сечений сварного углового шва при расчете на срез

4.87.Расчет по прочности сварных соединений с угловыми швами при действии момента в плоскости, перпендикулярной плоскости расположения швов, следует выполнять для двух сечений по формулам:

по металлу шва

; (208)

по металлу границы сплавления

. (209)

В формулах (208) и (209):

W_f - момент сопротивления расчетного сечения по металлу шва:

W_z— то же, по металлу границы сплавления.

4.88.Расчет по прочности сварных соединений с угловыми швами при действии момента в плоскости расположения этих швов следует выполнять для двух сечений по формулам:

по металлу шва

; (210)

по металлу границы сплавления

, (211)

где I_fx, I_fy- моменты инерции расчетного сечения по металлу шва относительно его главных осей;

I_zx, I_zy— то же, по металлу границы сплавления;

х, у — координаты точки шва, наиболее удаленной от центра тяжести расчетного сечения швов, относительно главных осей этого сечения.

4.89.Прочность сварных стыковых соединений при одновременном действии в одном и том же сечении нормальных и касательных напряжений следует проверять по формуле (161), в которой следует принимать: s_x = s_wxиs_y=s_wy— нормальные напряжения в сварном соединении по двум взаимно перпендикулярным направлениям;t_xy=t_wxy— касательное напряжение в сварном соединении; R_y = R_wy .

4.90.При расчете по прочности сварных соединений с угловыми швами при одновременном действии продольной и поперечной сил и момента должны быть выполнены условия:

t_f £ R_wf m ; (212)

t_z £ R_wz m , (213)

где t_f,t_z— напряжения в расчетном сечении соответственно по металлу шва и по металлу границы сплавления, равные геометрическим суммам напряжений, вызываемых продольной и поперечной силами и моментом.

4.91.Расчет по прочности сварных соединений угловыми швами прикрепления листов пояса между собой и к стенке изгибаемых балок следует выполнять по формулам:

при отсутствии местного давления:

по металлу шва

; (214)

по металлу границы сплавления

, (215)

где n — число угловых швов;

при воздействии на пояс местного давления:

по металлу шва

; (216)

по металлу границы сплавления

, (217)

где q— давление от подвижной вертикальной нагрузки, определяемое по пп. 2.11— 2.13 и обязательному приложению 5*.

4.92.Сварные швы, соединяющие отдельные листовые детали сечения составных сплошностенчатых сжатых элементов, следует рассчитывать на условную поперечную силу, принимаемую постоянной по всей длине элемента и определяемую по формуле

, (218)

где W— момент сопротивления сечения элемента брутто в проверяемой плоскости (ослабление листовых деталей перфорациями допускается не учитывать);

l — длина составного элемента;

j— коэффициент продольного изгиба при расчете по устойчивости элемента в проверяемой плоскости.

Те же сварные швы в сжато-изогнутых составных элементах следует рассчитывать на поперечную силу Q₁,равную сумме поперечных сил —условнойQ_fic,определяемой по формуле (218), и фактической.

Если в сечении составного элемента имеются две параллельно расположенные листовые детали и более, то прикрепление каждой из них следует рассчитывать на поперечную силу Q_i,определяемую по формуле

, (219)

где t_i— толщина прикрепляемой листовой детали;

n — число параллельно расположенных листовых деталей.

4.93.При прикреплении к узлам главных ферм составных сплошностенчатых элементов, отдельные части сечения которых непосредственно не прикрепляются к узловым фасонкам, сварные швы присоединения неприкрепляемой части сечения к прикрепляемой следует рассчитывать на передачу приходящегося на нее усилия, принимая при этом коэффициенты условий работы m равными:

m = 0,8 — при отношении площади прикрепляемой части сечения A_vко всей площади сечения элемента А до 0,6;

m = 0,9 — при отношении А_v/А свыше 0,6 до 0,8;

m = 1,0 — при отношении А_v/А свыше 0,8.

Расчетную длину сварного шва при этом следует принимать равной длине перекрытия элемента узловой фасонкой фермы.

4.94.Расчетное усилие N_b, которое может быть воспринято одним болтом, следует определять по формулам:

на срез

N_b = R_bs m_bl A n_s ; (220)

на смятие

N_b = R_bp m_bl d S t ; (221)

на растяжение

N_b = R_bt A_bn , (222)

где

R_bs, R_bp, R_bt— расчетные сопротивления болтовых соединений;

d— диаметр стержня болта;

— площадь сечения стержня болта;

А_bn— площадь сечения болта нетто; для болтов с метрической резьбой значение А_bnследует принимать по ГОСТ 22356—77*:

St— наименьшая суммарная толщина элементов, сминаемых в одном направлении;

n_s— число расчетных срезов одного болта;

m_bl— коэффициент условий работы соединения, который следует принимать по табл. 81.

Таблица 81

Характеристика соединения	Коэффициент условий работы соединения mbl
Многоболтовое в расчетах на срез и смятие при болтах:
повышенной точности	1,0
нормальной и грубой точности	0,9

4.95.Числоnболтов в соединении при действии продольной силы N,проходящей через центр тяжести соединения, следует определять по формуле

, (223)

где N_b,min -меньшее из значений расчетного усилия для одного болта, вычисленных по формулам (220) и (221);

m, m_b - коэффициенты условий работы, принимаемые соответственно по табл. 60* и 82.

Таблица 82

Характеристика стыка или прикрепления	Коэффициент условий работы mb болтов
Стык элемента или его ветви, все части сечения которых перекрыты односторонними накладками	0,9
Стык элемента или его ветви с двухсторонними накладками при наличии части сечения, непосредственно неперекрытой	0,9
Прикрепление элемента в узле одиночной фасонкой	0,9
Прикрепление части сечения через:
один лист	0,9
два листа и более	0,8
прокладку, прикрепленную за пределами соединения не менее чем на 1/4 полного усилия, которое может быть воспринято ее сечением	0,9
Прикрепление выступающей полки швеллера, уголка или горизонтального листа коробчатого сечения угловым коротышом	0,7

4.96.При действии в плоскости соединения изгибающего момента распределение усилий на болты следует принимать пропорционально расстояниям от центра тяжести соединения до рассматриваемого болта.

4.97.Болты, работающие на срез от одновременного действия продольной силы и момента, следует проверять на усилие, определяемое как равнодействующее усилий, найденных отдельно от продольной силы и момента.

4.98.Болты, работающие одновременно на срез и растяжение, допускается проверять отдельно на срез и на растяжение.

4.99.Болты, соединяющие стенки и пояса составных балок, следует рассчитывать по формулам:

при отсутствии местного давления

; (224)

при воздействии на пояс местного давления q

, (225)

где а — шаг поясных болтов;

N_b,min -меньшее из значений расчетного усилия для одного болта, определяемых по п. 4.94;

S - статический момент брутто пояса балки относительно нейтральной оси;

I - момент инерции сечения брутто балки относительно нейтральной оси; коэффициент условий работы, определяемый по табл. 60*.

4.100*.Расчетное усилие Q_bh,которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом (одним болтоконтактом), следует определять по формуле

, (226)

где Р - усилие натяжения высокопрочного болта;

m- коэффициент трения, принимаемый по табл. 57*;

g_bh -коэффициент надежности, принимаемый по табл. 83*.

Таблица 83*

Число	Значения коэффициента надежности gbhпри обработке контактных поверхностей* способом
высоко­проч­ных болтов в соеди­нении	песко­струй­ным или дробе­струй­ным	дробе­струй­ным с на­несе­ни­ем фрикционного грунта или клеефрикци­онного покры­тия	газо­плазмен­ным	сталь­ными щетками	дробе­метным	дробе­мет­ным с газоплаз­менным нагревом пверхно­сти металла в зоне отверстия до 250-300 °С
2 - 4	1,568	1,250	1,956	2,514	1,441	1,396
5 - 19	1,362	1,157	1,576	1,848	1,321	1,290
20	1,184	1,068	1,291	1,411	1,208	1,189

* Число обрабатываемых контактных поверхностей (одна или обе) следует принимать по табл. 57*.

Усилие натяжения Р высокопрочного болта следует определять по формуле

P = R_bh A_bh m_bh , (227)

где R_bh— расчетное сопротивление высокопрочного болта растяжению, определяемое по формуле (139);

m_bh— коэффициент условий работы высокопрочных болтов при натяжении их крутящим моментом, равный 0,95.

4.101.Число n высокопрочных болтов в соединении при действии продольной силы N,проходящей через центр тяжести соединения, следует определять по формуле

, (228)

где m — коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 60*;

Q_bh— расчетное усилие на один болтоконтакт, определяемое по формуле (226);

n_s — число контактов в соединении.

4.102. При действии в плоскости соединения изгибающего момента или продольной силы с изгибающим моментом усилие, приходящееся на рассматриваемый высокопрочный болт, следует определять согласно указаниям пп. 4.96 и 4.97.

4.103.Высокопрочные болты, соединяющие стенки и пояса составных балок, следует рассчитывать по формулам:

при отсутствии местного давления

; (229)

при воздействии на пояс местного давления q

, (230)

где n_s— число контактов в соединении;

Q_bh— расчетное усилие, воспринимаемое одним болтоконтактом и определяемое по формуле (226); остальные обозначения те же, что и в п. 4.99.

4.104.В случае, если совместная работа проезжей части и поясов главных ферм обеспечивается специальными горизонтальными диафрагмами, расчет прикрепления продольных балок к поперечным следует выполнять на поперечную силу и момент с учетом требований п. 4.74; при этом усилия в болтах, прикрепляющих вертикальные уголки к стенке поперечной балки, необходимо определять как для фланцевых соединений.

Расчет болтовых и фрикционных соединений прикреплений балок проезжей части пролетных строений с решетчатыми главными фермами допускается выполнять только на поперечную силу, вводя дополнительный коэффициент условий работы m_bсогласно табл. 84.

Таблица 84

Характеристика прикре­пления и места расположения болтов	Особенности конструкции узла	Коэффици­ент условий работы mb
Во всех пролетных строениях
Вертикальные уголки прикрепления поперечной балки к узлу решетчатой главной фермы:
болты в полках уголков, прикрепляемых к ферме	Конструкция не способна воспринимать опорный момент	0,85
	Конструкция способна воспринимать опорный момент	0,9
то же, к поперечной балке	Независимо от конструкции	0,9
Совместная работа проезжей части и поясов главных ферм не обеспечивается
Вертикальные уголки прикрепления продольной балки к поперечной:
болты в полках уголков, прикрепляемых к поперечной балке	Конструкция не способна воспринимать опорный момент	0,7
	Конструкция способна воспринимать опорный момент	0,9
то же, к продольной балке	Независимо от конструкции	0,9

4.105.Расчет по прочности стыковых накладок растянутых элементов ферм и поясов сплошных балок следует выполнять с введением для накладок коэффициента условий работыm= 0,9.

4.106.Листы узловых фасонок следует проверять на прочность прикрепления растянутых и сжатых элементов по контуру, соединяющему центры отверстий периферийных болтов прикрепления указанных элементов, по формуле

N £ 0,675 t R_y m S(0,212a_i + 1)l_i , (231)

где N- продольное усилие в элементе;

t- толщина узловой фасонки;

m- коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 60*;

l_i - длинаi-го участка проверяемого контура узловой фасонки;

a_i - угол между направлениемi-го участка проверяемого контура и осью элемента (0£a_i£p/2), рад.

4.107. Прочность узловых болтов-шарниров допускается проверять в предположении работы болта на изгиб как свободно лежащей балки, нагруженной сосредоточенными силами по оси пакетов, соприкасающихся с болтом, принимая расчетные сопротивления по табл. 48*.