12. Проектирование сварных соединений

12.1. Рекомендации по проектированию сварных соединений приведены в Пособии [9], в котором даны иллюстративный материал, раскрывающий содержание рекомендаций, и примеры применения односторонних угловых швов в стальных конструкциях.

12.2. При проектировании сварных узлов, один из элементов которых испытывает растягивающие напряжения по толщине листа, следует принимать конструктивные решения тавровых и угловых соединений с уменьшенным риском возникновения слоистых трещин, для этого необходимо:

отказаться от применения одностороннего углового шва и перейти к двустороннему со сведением к минимуму концентрации деформаций в вершине сварного шва (рис. 21, а);

в тех случаях, когда это возможно, применять соединения без разделки кромок с минимально возможным объемом наплавленного металла взамен соединений с полным проплавлением (рис. 21, б);

применять при статических нагрузках соединения с разделкой кромок (h <= t/3) и неполным проплавлением, которые предпочтительнее соединений с полным проплавлением (рис. 21, в);

по возможности избегать применения V-образной разделки, применяя K-образную разделку (рис. 21, г);

во всех случаях, когда это возможно, применять тавровые соединения вместо угловых (рис. 21, д);

для снижения растягивающих напряжений по толщине листа применять нетиповые решения разделки кромок в угловых соединениях (рис. 21, е);

в угловом соединении с двумя прикрепляемыми элементами лист-прокладку перекрывать сварным швом до половины толщины прикрепляемых элементов (черт. 21, ж).

а)

б)

в)

г)

д)

е)

ж)

Рис. 21. Тавровые и угловые соединения,

в которых возможно возникновение слоистых трещин

в основном металле

Слева от стрелок

а - с односторонними швами без скоса кромок;

б, в - с двусторонними швами с двумя скосами одной кромки;

г - е - с односторонними швами со скосом одной кромки;

ж - с двумя прикрепляемыми через лист-прокладку элементами

Справа от стрелок показаны предпочтительные типы соединений

13. Проектирование болтовых соединений

ВИДЫ БОЛТОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ И УСЛОВИЯ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ

13.1. В строительных стальных конструкциях применяются расчетные соединения на болтах как с контролируемым, так и без контролируемого натяжения болтов. К соединениям с контролируемым натяжением болтов относятся:

фрикционно-срезные на высокопрочных болтах, при расчете которых учитывается вся совокупность сопротивлений трению, смятию и срезу;

фланцевые, при расчете которых учитываются сопротивления растяжению болтов (в необходимых случаях и другие сопротивления).

Фланцевые соединения на высокопрочных болтах применительно к стыкам ферм рассмотрены в разд. 27.

В соединениях без контролируемого натяжения могут использоваться болты различных классов прочности, в том числе и высокопрочные. В расчетах таких соединений учитываются сопротивления растяжению, смятию и срезу без учета сил трения.

13.2. Области применения соединений на болтах приведены в табл. 52. В расчетных соединениях, как правило, следует применять болты классов прочности 5.8, 8.8, 10.9 по ГОСТ 7798-70* и высокопрочные по ГОСТ 22353-77* и ТУ 14-4-1345-85. В соединениях, рассчитываемых на срез и смятие, диаметр гладкой части стержня применяемых болтов должен быть равен, как правило, номинальному диаметру резьбы, в связи с чем применение так называемых облегченных болтов (диаметр гладкой части стержня равен среднему диаметру резьбы) по ГОСТ 7798-70* и высокопрочных по ТУ 14-4-1345-85 не рекомендуется. Болты классов прочности 4.6, 4.8, 5.6, 6.6 имеют те же области применения, что и болты класса прочности 5.8. В качестве сборочных для сварных соединений могут применяться болты классов прочности не ниже 4.6 и не выше 8.8.

Таблица 52

────────────────┬───────────────────────────────────────────────────────────────────

Условия работы │ Область применения работающих на сдвиг болтовых соединений

соединений │ ("+" допускается, "-" не допускается)

├────────────────────────────────┬──────────────────────────────────

│ с контролируемым натяжением │ без контролируемого натяжения

│ болтов │ болтов <**>

├────────────────┬───────────────┤

│ фрикционные на │ фрикционно- │

│ высокопрочных │ срезные на │

│ болтах │ высокопрочных │

│ │ болтах <*> │

├────────────────┴───────────────┴──────────────────────────────────

│ Класс прочности болтов (по ГОСТ или ТУ)

├────────────────┬────────────────┬─────────────────┬───────────────

│ 110; 110ХЛ │ 110; 110ХЛ │ 110; 110ХЛ │ 5.8

│(ГОСТ 22353-77*,│(ГОСТ 22353-77*)│(ГОСТ 22353-77*);│(ГОСТ 7798-70*)

│ТУ 14-4-1345-85)│ │ 10.9; 8.8 │

│ │ │ (ГОСТ 7798-70*) │

├────────────────┴────────────────┴─────────────────┴───────────────

│ Разность номинальных диаметров отверстий и болтов дельта, мм

├────────────────┬───────┬────────┬───────┬─────────┬───────┬───────

│ 1 - 6 │ 1 │ 3 │ 1 │ 2 - 3 │ 1 │ 2 - 3

────────────────┼────────────────┼───────┼────────┼───────┼─────────┼───────┼───────

В конструкциях, │ + │ + │ - │ + │ - │ + │ -

непосредственно │ │ │ │ │ │ │

воспринимающих │ │ │ │ │ │ │

динамические │ │ │ │ │ │ │

нагрузки │ │ │ │ │ │ │

В многоболтовых │ + │ + │ - │ + │ - │ - │ -

соединениях │ │ │ │ │ │ │

конструкций из │ │ │ │ │ │ │

стали с пределом│ │ │ │ │ │ │

текучести │ │ │ │ │ │ │

св. 380 МПа │ │ │ │ │ │ │

(39 кгс/мм2) │ │ │ │ │ │ │

В соединениях, │ + │ + │ - │ - │ - │ - │ -

требующих │ │ │ │ │ │ │

расчета на │ │ │ │ │ │ │

выносливость │ │ │ │ │ │ │

В конструкциях, │ + │ - │ - │ - │ - │ - │ -

для которых │ │ │ │ │ │ │

перемещения │ │ │ │ │ │ │

сдвига в центрах│ │ │ │ │ │ │

соединений │ │ │ │ │ │ │

недопустимы, │ │ │ │ │ │ │

и в болтосварных│ │ │ │ │ │ │

соединениях │ │ │ │ │ │ │

В конструкциях, │ + │ + │ + │ + │ + │ + │ +

в которых пере- │ │ │ │ При │ При │ При │ При

мещения сдвига │ │ │ │ро > 0 │ ро > 0 │ро > 0 │ро > 0

в соединениях │ │ │ │ │ │ │

не ограничены │ │ │ │ │ │ │

В слабо нагру- │ + │ + │ + │ + │ + │ + │ +

женных соеди- │ │ │ │ При │ При │ При │ При

нениях (связей, │ │ │ │ро < 0 │ ро > 0 │ро < 0 │ро > 0

фахверка, │ │ │ │ │ │ │

прогонов и т.д.)│ │ │ │ │ │ │

--------------------------------

<*> При < 0 усилие, меньшее по абсолютной величине, должно восприниматься трением, где (значения T принимаются в соответствии с п. 11 .6).

<**> Отклонение диаметра и овальность отверстий +1,0 мм.

13.3. Для высокопрочных болтов, изготовленных по ГОСТ 22353-77*, допускается установка одной шайбы только под вращаемым элементом (головкой болта или гайкой) при разности номинальных диаметров отверстия и болта, не превышающей 4 мм, в конструкциях, изготовленных из стали с временным сопротивлением не ниже 440 МПа (4500 кгс/см2).

13.4. Резьба болта должна, как правило, располагаться вне плоскостей среза и отстоять от ближайшей из них не менее чем на 5 мм. Головки болтов следует располагать со стороны более тонкого элемента.

13.5. При размещении болтов, прикрепляющих одиночный уголок, в шахматном порядке отверстия, наиболее удаленные от конца уголка, следует располагать на риске, ближайшей к обушку.