Виды сварных соединений и швов. Работа и расчет стыковых швов на осевые усилия и изгиб. Работа соединений с фланговыми и лобовыми швами, страница 3

где - катет шва,  и - коэффициенты глубины проплавления шва, принимаемые в зависимости от вида сварки и положения сварного шва; - расчетная длина шва, принимаемая меньше его фактической длины на 10 мм за счет возможного непровара и кратеров на концах шва;  и - коэффициенты условий работы сварных соединений, принимаемые в соответствии с требованиями норм проектирования;  и  - расчетные сопротивления материала соответственно в сечении по металлу шва и в сечении по металлу границы сплавления.

Обычно нет необходимости делать обе проверки. Достаточно сравнить произведения  и  и, выбрав меньшее из них, сделать проверку по соответствующей формуле (8.5) или (8.6).

Конструктивные требования к сварным соединениям

При назначении размеров сварных швов и конструировании узлов сварных металлоконструкций необходимо знать требования, выполнение которых обеспечивает соответствующее качество сварных соединений.

1. Чтобы уменьшить сварочные напряжения и деформации, следует стремиться к наименьшему объему сварки в конструкциях, применяя швы с минимально возможным катетом, избегать пересекающихся, замкнутых и близко расположенных швов.

2. Стыковые соединения стальных листов следует осуществлять прямыми двусторонними швами с выводами на планки. В монтажных условиях допустима односторонняя сварка с подваркой корня шва.

3. При соединении листов различной толщины (или ширины) их размеры в месте стыка должны быть одинаковыми во избежание резкого изменения сечения. Для этого в более толстом (или широком) листе устраивают скос с уклоном не более 1 : 5 (рис. 8.4,а). Стыки без скосов по толщине допустимы при разности толщин не более 4 мм и не более 1/8 толщины более тонкого листа. Для сталей с пределом текучести до 590 МПа указанные ограничения составляют соответственно 2,5 мм и 1/12 толщины элемента.

Рис. 8.4. К конструированию сварных соединений

4. Максимальный катет угловых швов в целях недопущения пережога свариваемых элементов и уменьшения усадочных напряжений и деформаций должен быть не более 1,2t_min, где t_min - толщина более тонкого элемента.

5. Минимальный катет угловых швов для уменьшения возможных непроваров в стальных конструкциях необходимо назначать в соответствии с требованиями строительных норм в зависимости от марки стали и толщины более толстого элемента, а в алюминиевых - не менее 4 мм (при сварке элементов t4 мм). Если вследствие разной толщины элементов это требование противоречит п. 4, допускается устройство неравнокатетных швов (рис. 8.4,б), у которых катет, примыкающий к более тонкому элементу, должен удовлетворять п. 4, а примыкающий к более толстому - настоящему пункту.

6. Неравнокатетные (пологие) угловые швы применяют в стальных конструкциях, подвергающихся динамическим воздействиям или работающих в условиях отрицательных температур ниже - 40⁰С. Для уменьшения концентрации напряжений при переходе силового потока с одного элемента на другой рекомендуются пологие швы с отношением катетов 1 : 1,5, при этом большой катет должен быть расположен вдоль передаваемого швом усилия. Более плавного перехода силового потока достигают также устройством швов вогнутой формы (рис. 8.4,б).

7. Минимальная расчетная длина фланговых швов l_w,min должна быть не менее 4k_f , или 40 мм, так как на работе более коротких швов сильно сказывается не учитываемое расчетом влияние эксцентриситета и возникающего по этой причине дополнительного изгибающего момента.

8. Максимальная расчетная длина фланговых швов l_w,max не должна превышать  в соединениях стальных элементов и  - в соединениях алюминиевых конструкций. В противном случае вследствие неравномерного распределения фактических напряжений по длине шва (см. рис. 8.2) его концевые участки окажутся перенапряженными, а средние - недонапряженными. Это ограничение не распространяется на соединения, в которых усилие, воспринимаемое швом, возникает на всем его протяжении.