32. Виды сварных соединений. Работа и расчет сварных соединений.Расчет стыковых швов

Основным видом соединений металлических конструкций является сварка. В строительстве главным образом применяется электродуговая сварка: ручная, автоматическая, полуавтоматическая.

Сварные швы классифицируют по конструктивному признаку, назначению, положению, протяженности и внешней форме.

По конструктивному признаку швы разделяют на стыковые и угловые (валиковые).

Швы могут быть рабочими или конструктивными (связующими); заводскими или монтажными; сплошными или прерывистыми (шпоночными).

По положению в пространстве во время выполнения сварных швов они бывают: нижними, вертикальными, горизонтальными и потолочными

Угловые швы, действующие параллельно осевому усилию, называют фланговыми, а перпендикулярно усилию – лобовыми.

Стыковые швы наиболее рациональны. Имеют наименьшую концентрацию напряжений, но требуют дополнительной разделки кромок. Разделка кромок регламентирована ГОСТ (V, U, X, K – образные швы).

Различают следующие виды сварных соединений (рис. 8.3): стыковые, внахлестку, угловые и тавровые (впритык), комбинированные. Определение каждого из перечисленных видов сварных соединений регламентировано в ГОСТ.

Детали стыкового соединения: угол раскрытия шва, зазор, притупление. Для угловых швов: катет шва ( обозначается ), корень шва.

Сварные соединения выполняют следующих типов: встык, внахлестку, комбинированные и втавр – угловыми швами.

Прочность сварных швов характеризуется их расчетным сопротивлением. Сварные швы рассчитывают по прочности из условий предельного состояния первой группы.

1. Расчет сварных соединений встык

Для стыковых швов, расположенных перпендикулярно оси элемента при сжатии и растяжении

,откуда .

При действии на стыковое соединение изгибающего момента

, где - момент сопротивления шва.

При действии изгибающего момента и поперечных сил

,

где и - нормальные напряжения в сварном соединении по двум взаимно перпендикулярным направлениям; - напряжение от среза.

Для стыковых косых швов:

В направлении, перпендикулярном к шву

или ;

вдоль шва (срез)

или

Расчетное сопротивление стыковых швов определяют по пределу текучести или по временному сопротивлению стали соединяемых элементов независимо от вида сварки (табл. 9.1), например: при сжатии ; при растяжении и изгибе с визуальным контролем качества шва , а при физических методах контроля - ; при сдвиге и т.д.

2. Расчет сварных соединений угловыми швами

Для угловых швов (фланговых и лобовых) расчет сварных соединений выполняется на срез (условный) по двум сечениям:

По металлу шва

или ;

по металлу границы сплавления

или .

При выполнении условия расчет сварного углового соединения выполняется по сечению металла шва.

При действии изгибающего момента на прямоугольный элемент, приваренный угловыми швами к конструкции, проверку нормальных напряжений в швах производят по формулам:

по металлу шва

;

или по металлу границы сплавления

,

где - число сварных швов; - расчетная длина одного шва; - коэффициенты, принимаемые по СНиП в зависимости от вида сварки, положения шва и диаметра сварочной проволоки; - расчетное сопротивление сварных соединений угловыми швами при срезе соответственно по металлу шва и металлу границы сплавления; - коэффициенты условий работы шва, равные 1 во всех случаях, кроме конструкций возводимых в районах , для которых при и - для всех сталей.

При действии на угловые швы изгиба и среза суммарные напряжения проверяют по формулам:

или ,

где ; .