3.2 Расчет стыковых сварных швов

Сварные швы встык рассчитывают по тем же формулам, что и основное сечение, только напряжения сравнивают не с расчетным сопротивлением основного металла , а с расчетными сопротивлениями сварных швов .

Рис.3. Стыковое соединение

Чтобы сечение в месте соединения не было ослаблено, шов должен быть полным и качественным без подрезов и непроваров с полной заваркой концов. Наплавы сварного шва расчетом не учитывается. При действии осевой силы напряжение в прямом стыковом шве проверяют по формуле

(1)

где - расчетное сопротивление стыкового соединения растяжению или сжатию;

– длина сварного шва;

– толщина свариваемых частей.

Чтобы сделать стыковой шов при меньших расчетных сопротивлениях сварного шва растяжению равнопрочным основному металлу соединяемых элементов, его можно выполнить косым.

Рис. 4. Косой стыковой шов

В этом случае напряжения в шве:

(2)

(3)

где - расчетное сопротивление стыкового сварного соединения сдвигу.

Угол между направлением продольной силы и косым швом должен быть не более 65 (практически он делается с заложением 1:2). При таком угле стык можно не проверять на прочность.

В приведенных формулах:

– наименьшая толщина свариваемых элементов;

– расчетная длина шва, равная фактической длине за вычетом 2t (учитывающих образования кратера и не провары у концов шва). При выводе шва на подкладки можно указанные 2t не вычитать.

При действии изгибающего момента и поперечной силы напряжения в шве:

(4)

(5)

где – момент сопротивления шва, равный моменту сопротивления соединяемых элементов;

– поперечная сила, действующая в соединении;

– статический момент сечения шва.

При действии одновременно осевой силы и изгибающего момента напряжения в шве будут суммироваться:

(6)

Если сварное соединение встык работает только на срез, то

(7)

В сварных швах встык, работающих одновременно на изгиб и срез, должны быть проверены приведенные напряжения по формуле:

. (8)

3.3 Расчет угловых сварных швов

Угловые швы располагают в углах, образованных гранями соединяемых элементов. Катетом шва называется размер наименьшего из его катетов.

Рис. 5. Угловой сварочный шов

Фланговые угловые швы

Под воздействием продольного усилия работают на срез. Поверхность среза располагается примерно по биссектрисе углового шва, имея высоту .

Расчетная площадь среза швов

(9)

где – расчетный катет углового сварного шва;

- расчетная длина шва (суммарная).

Коэффициент зависит от формы шва, глубины провара, способа сварки и принимается: от 0,7 до 1,15 по нормам проектирования.

Напряжения в угловых фланговых швах по металлу шва проверяют по формуле

(10)

или

(11)

по металлу границы сплавления:

(12)

где – расчетное сопротивление угловых швов срезу по металлу шва;

- расчетное сопротивление угловых швов срезу по металлу границы сплавления;

- суммарная расчетная длина швов;

– коэффициенты глубины провара;

- коэффициенты условий работы шва;

- коэффициент условий работы соединения конструкции.

Лобовые угловые швы

При действии изгибающего момента на прямоугольный элемент, прикрепленный угловыми швами, напряжения в швах определяют так же, как условные напряжения по поверхности среза.

(13)

где – расчетная длина одного шва.