Соединения в тавр

Рис. 4.9

Под действием нормальной силы (а) работа соединения аналогична соединению лобовыми швами, а поперечной (б) – фланговыми. Расчет выполняется по приведенным выше формулам.

При действии изгибающего момента в швах напряжения распределяются неравномерно. Проверка прочности соответственно по наплавленному металлу и по границе сплавления производится по формулам :

;

W_f, W_z – моменты сопротивления поперечного сечения шва по наплавленному металлу и по границе сплавления

;

где n – количество швов (обачно n=2)

При совместном действии нормальной и поперечной силы с изгибающим моментом выполняют геометрическое сложение касательных напряжений, вызванных этими усилиями. Проверка прочности производится по формулам:

;

где

При соединении угловыми швами несимметричных профилей, необходимо чтобы линия действия сил нагружения шла через центр тяжести соединения.

Рис. 4.10

Если катеты швов по перу и обушку одинаковые, то

Для равнополочных уголков:

;

где ℓ_w наибольшая длина, которая определяется по формулам:

;

Конструктивные требования при проектировании соединений с угловыми швами.

Основные требования приведены в СНиП II-23-81* п. 12.6-12.3.

При определении размера и формы угловых швов необходимо придерживаться таких наиболее важных требований:

1. Катеты угловых швов принимаются в соответствии с расчетом, но обязательно не меньшими, чем значения, которые приведены в табл. 38, СНиП II-23-81*.

Наименьшие значения приняты с целью обеспечения достаточной глубины проплавления и качества соединения в зависимости от типа соединения, вида сварки, прочности стали и толщины соединяемых элементов.

2. Катет углового шва не должен превышать 1,2 t_min, где t_min – наименьшая толщина элементов, которые соединяются.

3. Соотношение сторон шва чаще всего принимают 1:1. При соединении элементов разной толщины можно использовать швы с неравными катетами. Больший катет примыкающий к более толстому элементу не должен превышать 1,2 t_min.

4. При динамических нагружениях с целью уменьшения концентрации напряжений рекомендуется применять пологие или вогнутые швы.

5. Расчетная длина шва не должна быть меньше чем 4К_f или 40 мм.

6. Расчетная длина фланговых швов не должна превышать 85β_fΚ_f за исключением швов, у которых обеспечена передача усилия по всей длине шва (например, соединение поясов со стенкою в сварных двутаврах).

7. Чтобы смягчить концентрацию напряжений на концах шва, рекомендуется заводить угловые швы за концы соединяемых элементов на 10-20 мм.

Если соединение элементов выполняется с помощью накладок (таким способом часто пользуются на монтаже), то необходимо выполнять требования к размерам накладок и нахлесток (напусков).

Рис. 4.11

1. Суммарная площадь сечения накладок не должна быть меньше сечения основных элементов;

2. Размер напусков не должен быть меньшим чем 5t_min (где t_min – толщина наиболее тонкого элемента)

3. Форма накладок должна обеспечивать плавный переход усилий с одного элемента на другой. Особенно это касается конструкций, на которые действуют динамические нагрузки.

4. При близком размещении сварних швов расстояния между ними не должно быть меньше чем 50 мм. Это уменьшает остаточные напряжения от термического воздействия каждого шва.