Зєднання в тавр

Рис. 4.9

Під дією нормальної сили (а) робота зєднання аналогічна зєднанню лобовими швами, а поперечної (б) – фланговими. Розрахунок виконується за наведеними вище формулами.

При дії згинального моменту у швах напруження розподіляються нерівномірно. Умови перевірки міцності відповідно за наплавленим металом та за межею сплавлення:

;

W_f, W_z – моменти опору перерізу шва

;

де n – кількість швів (звичайно n=2)

При поєднанні нормальної та поперечної сили зі згинальним моментом виконують геометричне підсумування дотичних напружень, викликаних цими зусиллями.

Перевірка міцності має вигляд:

;

де

При зєднанні кутовими швами несиметричних профілів, треба щоб лінія дії навантаження йшла через центр ваги зєднання.

Рис. 4.10

Якщо катети швів по перу та обушку однакові, то

Для рівнополичкових кутників:

;

де ℓ_w найбільша довжина, яка знаходиться з формул:

;

Конструктивні вимоги при проектуванні зєднань на кутових швах

Основні вимоги вміщені в СНиП II-23-81* п. 12.6-12.3.

При визначенні розміру і форми кутових швів треба дотримуватись таких найважливіших вимог:

1. Катети кутових швів приймаються згідно з розрахунком, але обов'язково більшими, ніж значення, які вміщені у табл. 38, СНиП II-23-81*.

Найменші значення визначені з метою забезпечення достатньої глибини проплавлення і якості зєднання залежно від типу зєднання, виду зварювання, міцності сталі та товщини з'єднуваних елементів.

2. Катет кутового шва не повинен перевищувати 1,2 t_min, де t_min – найменша товщина елементів, що з'єднуються.

3. Співвідношення сторін шва найчастіше приймають 1:1. При зєднанні елементів різної товщини можна використовувати шви з нерівними катетами. Більший катет прилягає до товстішого елемента і не повинен перевищувати 1,2 t_min.

4. При динамічних навантаженнях з метою зменшення концентрації напружень рекомендується формувати пологі або вгнуті шви.

5. Розрахункова довжина шва не повинна бути меншою за 4К_f чи 40 мм.

6. Розрахункова довжина флангових швів не повинна перевищувати 85β_fΚ_f за винятком швів, у яких забезпечена передача зусилля по всій довжині шва (наприклад, зєднання поличок зі стінкою у зварних двотаврах).

7. Щоб пом'якшити концентрації напружень на кінцях шва, рекомендується заводити кутові шви за кінці з'єднуваних елементів на 10-20 мм.

Якщо зєднання елементів виконується за допомогою накладок (таким способом часто користуються при монтажному зварюванні), то є вимоги до розмірів накладок і напусків.

Рис. 4.11

1. Сумарна площа перерізу накладок не повинна бути меншою за переріз основних елементів;

2. Розмір напусків не повинен бути менший за 5t_min (де t_min – товщина тоншого елемента)

3. Форма накладок повинна забезпечувати плавний перехід зусиль з одного елемента на другий. Особливо це стосується конструкцій, на які діють динамічні навантаження.

4. При близькому розміщенні зварних швів відстань між ними не повинна бути меншою за 50 мм. Це зменшує залишкові напруження від термічної дії кожного шва.

Комбіновані зєднання

Комбінованими називають такі зєднання, в яких присутні різні види швів. Якщо зєднання виконується за допомогою лобових і флангових швів приймається, що шви працюють сумісно. Тому розрахунок виконують за сумарною площею швів обох видів, підставляючи у формули загальну довжину швів з одного боку стику.

Рис. 4.12