Расчет сварных соединений

Элементы стальных конструкций часто соединяют между собой при помощи сварки. Сварка может вестись с применением сварочных автоматов, полуавтоматов и вручную. На строительных площадках обычно применяют ручную электродуговую сварку покрытым металлическим электродом. На заводах при производстве металлических конструкций сварку выполняют, механизированными способами, используя сварочные автоматы и полуавтоматы.

Прочность металла электродов и электродной проволоки для автоматизированной сварки должна соотноситься с прочностью свариваемого металла. Для элементов испытывающих сложное напряженное состояние или работающих при низких температурах следует повышать пластичность сварного шва за счет применения соответствующих сварочных материалов см. табл. 55* СНиП II-23-81*.

Расчет стыковых сварных швов при действии на них осевой силы (растягивающей или сжимающей) и проходящей через центр тяжести сечения, выполняют по формуле

                                                                    (2.1)

где l_w – расчетная длина шва, l_w = l – 2 t; t – расчетная толщина шва, равная меньшей толщине соединяемых элементов; R_wy – расчетное сопротивление стыкового шва. При ручной или полуавтоматической сварке и при визуальном контроле качества шва, в швах работающих на растяжение –  R_wy = 0,85 R_y,   в остальных случаях R_wy = R_y.

Расчет угловых сварных швов при действии на них осевой силы (растягивающей или сжимающей сварное соединение) ведется в следующей последовательности: в случае, если выполняется условие

        β _f R_wf /(0,45β _z R_un) < 1,                                             (2.2)

расчет соединений с угловыми швами на растяжение или сжатие производят по металлу шва, по формуле (2.3) в других случаях см. п. 11.2 СНиП II-23-81*

      τ_wf = N /(β _f k_f l_w) ≤ R_wf γ _с,                                           (2.3)

где β _f, β _z – коэффициенты, принимаемые по табл. 34* СНиП II-23-81* (для ручной сварки β _f = 0,7); k_f – высота катета шва (принимается не менее значений указанных в табл. 38* СНиП II-23-81*); l_w – расчетная длина шва, принимается равная фактической длине шва за вычетом 10 мм; R_wf – расчетное сопротивление углового сварного шва (табл. 56* СНиП II-23-81*).

Ниже приведены некоторые расчетные сопротивления угловых сварных швов:

электроды Э42, Э42А – R_wf = 180МПа;

электроды Э46, Э46А – R_wf = 200 МПа;

электроды Э50, Э50А – R_wf = 215 МПа.

В настоящем Практикуме будут рассмотрены только сварные соединения, выполняемые ручной дуговой сваркой покрытым металлическим электродом. Тип электрода будет задаваться.