6. Работа и расчет сварных соединений со стыковыми и угловыми швами.

Хорошо сваренные встык соединения имеют весьма небольшую кон­центрацию напряжений у начала наплава шва, поэтому прочность таких соединений при растяжении или сжатии в первую очередь зависит от прочностных характеристик основного металла и металла шва.

Стыковые швы работают на растяжение или сжатие.

В стыковом шве при действии на него центрально-приложенной силы N распределение напряжений по длине шва принимается равно­мерным, рабочая толщина шва принимается равной меньшей из толщин соединяемых элементов

Стыковые швы могут быть прямыми и косыми.

При действии осевой силы N (рис. а, б)

Стыковой прямой шов (рис.а)

Усл. прочности прям. стык. шва.

N-действ.усилие; t-толщина пластины; l_w-расчетная длина шва

при выполнение сварки технологических планок;

при сварке с помощью с помощью технологических планок

R_wy- расчетное сопротивление сварного шва растяжению или сжатию, R_wy=0,85*R_y

R_wy=R_y если выполняется физический контроль качества шва.

Стыковой косой шов (рис. б)

, -проекции силыN на оси и

При изгибе (рис в)

W_f- момент сопротивления сечения шва

Угловыми швами выполняется соединения внахлестку, и они могут быть как фланговыми-расположены вдоль или параллельно действующего усилия, так и лобовыми- перпендикулярно действующему усилию.

Угловые швы работают на условный срез.

При действии силы N, проходящей через центр тяжести соединения

1)Условие прочности по металлу шва

2) Условие прочности по металлу границы сплавления

Основные геометрические характеристики углового шва является длина и катет

l-геометрическая длина.; l_w –расчетная длина; k_f –катет шва; - учитывают вид сварки, положение шва

- расчетные катеты шов

R_wf, R_wz – расчетное сопротивление углового шва по металлу шва и по металлу границы сплавления

Прочность по сечению шва зависит от электрода; по границе сплавления - от марки стали.

При действии момента М

1)по металлу шва

2) по границы сплавления

У_fx,У_fy - моменты инерции; У_zx,У_zx -сечения швов

Х,У- координаты т-ки в которой находится напряжение.

При действии продольной силы N, поперечной силы Q и момента М

7. Стыки, сопряжения и узлы опирания балок.

Различают два типа стыков балок: заводские и монтажные.

Заводские стыки представляют собой соединения отдельных частей какого-либо элемента балки (стенки, пояса), выполняемые из-за недо­статочной длины имеющегося проката. Их расположение обусловлено длиной проката или конструктивными соображениями (стык стенки не должен совпадать с местом примыкания вспомогательных балок, с реб­рами жесткости и т.п.). Чтобы ослабление сечения балки заводским стыком было не слишком велико, стыки отдельных элементов обычно располагают в разных местах по длине балки, т. е. вразбежку.

Монтажные стыки выполняются при монтаже, они необходимы тог­да, когда масса или размеры балки не позволяют перевезти и смонти­ровать ее целиком. Расположение их должно предусматривать членение балки на отдельные отправочные элементы, по возможности одинаковые (в разрезной балке стык располагают в середине пролета или симмет­рично относительно середины балки), удовлетворяющие требованиям транспортирования и монтажа наиболее распространенными средст­вами.

В монтажных стыках удобно все элементы балки соединять в одном сечении. Такой стык называется универсальным. Стыки прокатных балок (заводские и монтажные) выполняют, как правило, сварными.

Стыки прокатных балок

а — встык; 6 — встык с накладками; в — только накладками

Заводские стыки поясов и стенки составных сварных балок осуществляют соединением листов до сборки их в балку. В последнее вре­мя монтажные стыки сварных балок, чтобы избежать сварки при мон­таже, иногда выполняют на высокопрочных болтах. Сопряжение балок со стальными колоннами осуществляется путем их опирания сверху или примыканием сбоку к колонне. Такое соедине­ние может быть или шарнирным, передающим только опорную реакцию ' балки, или жестким, передающим на колонну кроме опорной реакции еще и момент защемления балки в колонне.

Опирание балок на стены и железобетонные подкладки. При опирании балок на каменные стены и железобетонные подкладки обычно при­меняют специальные стальные опорные части, которые служат для рав­номерного распределения давления балки на большую площадь менее прочного, чем балка, материала опоры (камень, железобетон). Кроме того, опорные части должны обеспечить свободу деформации концов балки —поворот при прогибе балки, продольное смещение температур­ных и силовых деформаций, в противном случае в опоре возникнут не­желательные дополнительные напряжения. В соответствии с этими тре­бованиями применяют неподвижные и подвижные опорные части следу­ющих

Опорные части изготовляют из литой или толстолистовой стали. Площадь опирания плоских и тангенциальных опорных плит должна быть достаточной для передачи опорного давления балки на кладку стены или на бетон

Сопряжения балок. Сопряжения главных и второстепенных балок между собой бывают: этажные, в одном уровне верхних поясов и с по­ниженным расположением верхних поясов второстепенных балок

Этажное сопряжение является простейшим, но оно из-за возможного отгиба пояса главной балки может передавать лишь не­большие опорные реакции. Это сопряжение можно усилить, поставив под вспомогательной балкой ребро жесткости и пригнав его верхний торец к верхнему поясу главной балки для предотвращения отгиба.

Сопряжения в одном уровне и пониженное сопряжение способны пе­редавать большие опорные реакции. Неудобство сопряжения в одном уровне — необходимость выреза верхней полки и части стенки вспомогательной балки. Этот вырез ослабляет ее сечение и уве­личивает трудоемкость сопряжения; Избежать этих не­удобств можно, приварив на заводе к торцу вспомогательной балки ко­ротыш из уголка, и уже его сопрягать на монтаже болтами или сваркой с ребром жесткости главной балки.