Конструкционная характеристика стали. Основы расчета стальных конструкций. Соединения стальных конструкций. Проектирование конструкций балочной клетки. Проектирование центрально сжатых стержней, страница 6

         Виды сварных швов – различают в связи с взаимным положением соединяемых деталей: стыковые – детали скрепляются своими гранями встык; угловые – детали скрепляются под углом или внахлестку. Для обеспечения качественной стыковой сварки кромки скрепляемых деталей обрабатываются в зависимости от их толщины и вида сварки (ручная – иная). На рис. 2 показаны формы обработки (разделки) кромок, применяемые по мере увеличения t и позволяющие различать швы: а – прямой; б – V- образный; в – u-образный; г – К-образный; д – Х-образный.

         Угловые швы выполняются без обработки кромок, но различаются по сечению – равнобокие (обычно), неравнобокие (иногда), а также по пространственному положению в момент производства сварных работ – нижние, горизонтальные (боковые), вертикальные, потолочные. Последние два вида швов наименее удобны в производстве, поэтому их нужно избегать при конструировании или применять специальные приемы (кантование) для придания шву более удобного при сварке положения – нижнего, в лодочку и т.п.

         Выбор электродов, их тип, производится по [1, табл. 55] в зависимости от группы конструкций [1, табл. 50], климатического района строительства и марки стали. Если в конструкции применяются разные марки стали, то тип электрода назначается по более прочной, т.к. в противном случае качественное соединение с этой более прочной сталью не получается.

         Все соединения рассчитываются только по прочности, т.е. только по первой группе предельных состояний.

   3.2. Расчет сварных швов.

         Стыковые швы в конструкции воспринимают те же напряжения, что и основной металл, поэтому, при проверке их прочности учитываются расчетное сопротивление сжатию, растяжению, изгибу - R_wy  (аналог R_y ) и срезу R_ws (аналог R_s), определяемые по [1, табл. 3]. Общий случай  

расчета рассмотрим на примере стыка пластин толщиной t₁ и t₂  ≥  t₁, по рис. 3,а.

   Если   t₂  > t₁, то у более толстой детали снимают фаску по схеме рис. 4.

         Действующие усилия – N,Q,M воспринимаются расчетным (рабочим) сечением стыкового шва, 3,б: толщина шва всегда равна толщине более тонкой детали; расчетная длина шва L_w = b – в случае применения выводных пластинок (желательно медных, латунных, необходимых для вывода концевых дефектов сварного шва за пределы его расчетной длины), L_w=b-2tl – при отсутствии выводных планок. Напряжение определяется обычным образом.

                           σ_N = N / A_w;  τ_Q = Q / A_w;  σ_М = М /W_w,

         где A_w=t₁L_w;     W_w=t₁L²_w /6. Так как шов испытывает сложное – напряженное состояние, то оценку его прочности производим по приведенным напряжениям σ_w, с учетом частичного допущения развития пластических деформаций [1, п. 5.14]

                               σ_w =  (σ_{N +} σ_М )² + 3τ_Q²  ≤ 1,15 R_ywγ_с                                              (8)

         Здесь и далее γ_с – коэффициент условий работы конструкций, к которой принадлежат стыкуемые детали [1, табл. 6].

         Если в практических расчетах встретятся случаи, когда N или М отсутствует, то в формуле (8) исчезнет соответствующее напряжение, но сложность напряженного состояния останется и вид (8) с частичной пластичностью, ее учитывает коэффициент 1,15, останется. Если N и М – одновременно отсутствуют, то напряженное состояние становится простым, пластичность не допускается, а оценки прочности примут вид:

         при N=М=0

                                           τ_w = τ_Q ≤ R_sγ_с;

         при Q=0

                                          σ_w = σ_N + σ_М ≤ R_yγ_с

         Угловые швы во всех случаях и от любых воздействий, кроме излома – изгибающий момент создает напряжения постоянные по длине шва, но переменные по его сечению (например, по рис. 5), работают только на срез.