2. Расчетные сопротивления, кгс/см

Допускаемое усилие на точку при сварке стали толщиной s обыкновенного качества согласно нормам, принятым в Австралии, следующее:

0,40 0.50 0.60 0.80 1,00 1.2 1,6 2.0 2,5 3,0 4,0 39 52 68 105 148 196 230 445 635 835 1280

Р, КРО

0.30 28

швах в функции [о1

Допускаемые напряжения при расчете проплавных электроэаклепок не должны превышать 0,5 а, при работе конструкций под статической нагрузкой

Допускаемые напряжения и ра-

3. Допускаемые напряжения в свлрных Счегные сопротивления В КОНСТРУК-

ЦИЯХ, работающих под переменными нагрузками, см. гл. 4,

РАСЧЕТ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ОСНОВНЫХ ТИПОВ НА СТАТИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ

При действии продольной силы в стыковых соединениях, выполненных дуговой сваркой, контактной, электронно-лучевой и т, д., распределение напряжений по длине и толщине шва принимают равномерным. Напряжения в стыковых соединениях при сжатии и растяжении

N Is

р . сж>

где N - продольная сила в соединении; / - длина шва; s - наименьшая толщина элементов; [о]р, сж - допускаемое напряжение стыкового соединения при напряжении сжатия или растяжения.

При огсутствии вывода концов шва за пределы стыка рекомендуется расчетную длину шва принимать на 10 мм меньше его полной длины.

Сварные стыковые соединения, работающие на изгиб, рассчитывают по фор-муле, установленной для целого сечения. При одновременном действии напря-

жений Oji, оу а X расчет производят по формуле

4. Допускаемые напряжения для сталей, кгс/мм

Напряжение в угловых и косых швах

К - катет углового шва; р = 0,7 -f- 1 - коэффициент, учитывающий глубину проплавления; [т] - допускаемое напряжение в угловом шве.

При одновременном действии в одном и том же сечении углового шва срезывающих напряжений в двух направлениях равнодействующая этих напряжений

-PKIT. (б)

Для сварных нахлесточных соединений из двух фланговых швов, направленных вдоль усилия,

Р ,7,

Tgg А,. (7)

В комбинированном соединении

где L -полная длина угловых швов нахлесточного соединения.

Сварные швы, прикрепляющие уголок, рассчитывают с учетом усилий, передаваемых фланговыми швами. При напряжениях в лобовом и фланговых швах, равных т, полная требуемая длина швов, прикрепляющих уголок,

требуемая длина обоих фланговых швов, приваривающих уголок, Ьф = = L-/лоб Длина шва, примыкающего к обушку равнобокого уголка, = = 0,7 1фл. Длина противоположного флангового шва 1 = 0,3 1ф;,. Длина флангового шва /а может быть более требуемой.

Сварные швы, прикрепляющие элемент и расположенные в плоскости его действия, рассчитывают на изгибающий момент М по одному из трех способов,

1, По полярному моменту инерции, предполагая, что элемент может поворачиваться вокруг геометрического центра соединения (рис. 1, о). При этом расчетное напряжение

Т тах>

где J - полярный момент инерции; Jp = Jy+ Jz\ Jy - момент инерции соединения относительно оси Y -Y; /г - момент инерции относительно оси Z - Z; г - расстояние от центра до наиболее удаленной точки шва.

MPl;QP

Рис, 1. Схемы для определения напряжений по способам:

а - полярного момента инерции; б - осевого момента инерции; в - расчленения соединения на составляющие

2. По осевому моменту инерции, предполагая, что напряжения в швах пропорциональны расстоянию до нейтральной оси элемента (рис. 1,6). При этом

т = --у (ЬО)

Если вместе с М на соединения в направлении К - К действует поперечная сила С. то напряжения

- Q U1)

где h - длина вертикального шва. Результирующие напряжения

(12)

При действии сил О и Л (в направлении Z -Z ) результирующие напряжения

(13) (14)

L - длина периметра швов, входящих в соединение.

3. По принципу расчленения соединения на составляющие. Часть момента воспринимается вертикальными швами, другая часть - горизонтальными. Расчетные напряжения

т = ;т1. (15)

р/с/12/6 + pi<(/i +А;)

где /г + /( -расстояние между швами (рис. 1, в).

При действии М, Q к N результирующие напряжения

(16)

Напряжения элемента двутаврового профиля, приваренного швами, расположенными в плоскости перпендикулярной к оси элементов.

(17)

где Jjc - момент инерции швов, расположенных по периметру, с учетом коэффициента р.

При действии Л1 и Q напряжения на уровне верхнего листа

(М /1в\2

\J x 2

(18)

где /ib и Sb - соответственно высота и толщина вертикального листа.

В соединении, показанном на рис. 2, напряжения можно определять, условно предполагая, что они достигают одинаковых значений т в вертикальных и горизонтальных угловых швах, а также в стыковых швах.

При этом

----7*11-

где а - длина продольного углового шва; - площадь сечения горизонтального листа; Sj- - толщина горизонтального листа.

Для элемента с открытым профилем (двутавр, тавр), приваренным по контуру угловыми швами, работающими на кручение.

- наибольший катет шва.

(20)

где К

а равно 0,3 для двутаврового и 1,0 - для уголкового профиля;

V - коэффициент, зависящий от отношения Ki/ai; может быть приближенно принят равным 0,33; Kt и а,- - соответственно катет и длина г-го шва.

Рис. 2. Схема для расчета соединений балок при изгибе

Рекомендуемый диаметр точек при контактной сварке приведен в табл. 5. Для практических целей используют следующее выражение:

(21)

Рекомендуемые параметры сварных точечных соединений низкоуглеродистых и легированных сталей приведеныв табл.6.

Соединение, сваренное точечной контактной сваркой, работающее на продольное усилие, рассчитывают по условию, что усилие на одну точку

(22)

где N - продольное усилие в соединении; f - число точек,

5. Минимальный диаметр ядра точки d, mn

ii. Рекомендуемые параметры точечных соединений, мм

Н с;

0,5 0,8 1,0 1.2

1,5 2.0 3.0

Минимальная ширина нахлестки или отбортовки

I 01

< . и

&о О

S X X

10 10 12 14

16 14 20 24

о-я о

Рекомендуемое расстояние между

I 3 m *

S я к в о

20 22 24 2-4 37 42

6 8 8 8 8 10 16

g S S

s

15 18

20 22 25 8u 40 50

is у: 1- о S

a я -x

J. и о

Z i-

I 3- X

Ш <u о

5 6 7

9 10 12

Допускаемые усилия на точку опрелеляются при расчете ее на срез, В точке с одной плоскостью среза расчетные напряжения

в точке с двумя плоскостями среза

2N nd

г !

to!.

(24)

где d - диаметр ядра точки; tJ 1 -допускаемое напряжение при срезе, которое можно принимать равным 0,4 i Ор или на основе результатов экспериментов. При расчете точки на отрыв нормальное напряжение

4N nd

(25)

I Сто ] принимают, как правило, на основе данных экспериментов enie более низким, чем при испытании на срез.

При работе i точек (рис, 3, а) для передачи момента усилия на точку

где у - расстояние от точки до нейтральной оси.

При совместном действии М а Q результирующее усилие на точку (рис, 3,5) /Vp==l/yy2 yV - Q- Соединение (рис. 3, в) может быть рассчитано по формуле

(27,

max>

где fi - расстояние от f-й точки до геометрического центра соединения. Напряжения в паяных соединениях встык

(28)

где i о 1р -допускаемое напряжение паяных швов при растяжении (сжатии); F - площадь сечения основного элемента.

Напряжения в паяных соединениях внахлестку (рис. 4, а)

т = --т I.

где I т 1 - допускаемое напряжение при срезе в паяном шве; F = la - площадь спая; / и с - соответственно длина и ширина спая.

4 >

4 . 4

а) S)

Рис. 3. Схемы для расчета элементов, соединенные точками:

а - на изгиб: б - на изгиб и поперечную силу; в - на изгиб по способу Jp

Рис. 4. Схемы для расчета паяных соединений

В соединениях труб (рис. 4, б) напряжение

I т I.

(30)

В изгибаемых элементах (рис. 4, в) в спае под действием силы Q касательные напряжения

x-f=£T. (31,

где Q-расчетная поперечная сила; S = ру-статический момент площади горизонтального листа относительно центра тяжести сечения; у - расстояние от центра горизонтального листа до центра тяжести сечения; / - момент инерции всего сечения элемента; Sb - толщина вертикального листа.

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ

При проектировании сварных металлоконструкций следует руководствоватьгя следующими общими положениями:

- выбирать рациональные системы и схемы конструкций на основе оптимизации;

- правильно назначать вид материалов: сталей, цветных сплавов,