2.2. Задача 2.2. Расчет стыкового шва
2.2.1. Задание
Руководствуясь разделом 15.1 [1], проверить прочность стыкового шва стальных листов стенки балки высотой h, толщиной t при следующих данных:
- расчетные усилия – изгибающий момент М = 100 кНм, поперечная сила Q = 400 кН;
- конструкция 2-ой группы;
- расчетная отрицательная температура -57 ;
-
сечение прямоугольное
(рис.
2.9)
- сварка полуавтоматическая без физического контроля качества шва.
|
Рис. 2.9. Расчетная схема сварного шва |
2.2.2. Решение
1.
Выбираем материал листов и его расчетные
характеристики (табл. В.1 и В.5 [1]). Сталь
С345;
(лист при t
до
20 мм).
2. Выбираем материалы для полуавтоматической сварки (табл. Г.1 [1]).
Принимаем: флюс АН-47 по ГОСТ 9087-81 *;
проволоку Св-10НМА по ГОСТ 2246-70*.
3. Расчетные прочностные характеристики металла сварного стыкового шва (п. 3.4, табл. 3 [1])
при
сжатии;
при
растяжении;
при
срезе.
4. Соединение проверяем на прочность по приведенным напряжениям по формуле:
,
где |
|
– |
расчетная длина шва без вывода шва на подкладки,
|
|
|
– |
коэффициент условий работы. |
При заданных усилиях и параметрах шва
.
Прочность соединения обеспечена.
Примечание. Если условие прочности не выполняется, необходимо увеличить сечение соединяемых листов и повторить проверку прочности шва.
3. Конструирование и расчет болтовых соединений
Болтовые соединения широко используют при монтаже и укрупнительной сборке металлических конструкций. Различают болтовые соединения на обычных болтах, работающие на сдвиг, и сдвигоустойчивые соединения на высокопрочных болтах. В соединениях, работающих на сдвиг, усилия передаются через болты, в соединениях на высокопрочных болтах - за счет сил трения между соединяемыми элементами. В тех и других соединениях целью расчета является определение требуемого количества болтов для передачи заданного усилия или проверка прочности (экспертиза) соединения. Исходные данные к вариантам (I J K) задач 3.1, 3.2 приведены в табл. 3.1. Высокопрочные болты выполнены из стали 40Х «Селект», класс прочности 10.9.
Таблица 3.1. Задания к задачам 3.1, 3.2
I |
Уголки |
Толщине фасонки tф, - мм |
J |
N, кН |
Группа конструкции |
K |
Класс прочн. болта |
Расчетная температура,-
|
1 |
75x8 |
6 |
1 |
300 |
1 |
1 |
5,6 |
-30 |
2 |
80x8 |
8 |
2 |
320 |
2 |
2 |
8,8 |
-40 |
3 |
90x8 |
10 |
3 |
340 |
3 |
3 |
5,6 |
-46 |
4 |
100x8 |
12 |
4 |
360 |
4 |
4 |
8,8 |
-50 |
5 |
100x10 |
14 |
5 |
380 |
1 |
5 |
5,6 |
-60 |
6 |
125x8 |
10 |
6 |
300 |
2 |
6 |
8,8 |
-65 |
7 |
125x10 |
12 |
7 |
320 |
3 |
7 |
5,6 |
-54 |
8 |
140x10 |
14 |
8 |
340 |
4 |
8 |
8,8 |
-48 |
9 |
140x12 |
16 |
9 |
360 |
1 |
9 |
5,6 |
-42 |
0 |
160x10 |
18 |
0 |
380 |
2 |
0 |
8,8 |
-35 |
Примечание. В соединении на высокопрочных болтах соединяемые поверхности очищаются стальными щетками без консервации; регулирование натяжения болтов по моменту М (согласно п. 15.3.4 табл. 39 [1] коэффициент надежности ).