Сварные соединения. Расчет стыковых и угловых швов (на сдвиг)

Сварные соединения с угловыми швами при действии продольной и поперечной сил следует рассчитывать на срез (условный) по двум сечениям (рис. 20):

по металлу шва N /(b_f k_f l_w) £ R_wf g_wf g_c;

по металлу границы сплавления N /(b_z k_f l_w) £ R_wz g_wz g_c,

где l_w – расчетная длина шва, принимаемая меньше его полной длины на 10 мм;

b_f и b_z – коэффициенты, принимаемые при сварке элементов из стали: с пределом текучести до 530 МПа (5400 кгс/см²) – по табл. 34*; с пределом текучести свыше 530 МПа (5400 кгс/см²) независимо от вида сварки, положения шва и диаметра сварочной проволоки b_f = 0,7 и b_z = 1;

g_wf и g_wz – коэффициенты условий работы шва, равные 1 во всех случаях, кроме конструкций, возводимых в климатических районах I₁, I₂, II₂ и II₃, для которых g_wf = 0,85 для металла шва с нормативным сопротивлением R_wun = 410 МПа (4200 кгс/см²) и g_wz = 0,85 – для всех сталей.

Вид сварного соединения определяется взаимным расположением свариваемых элементов. Различают стыковые, угловые, тавровые нахлесточные соединения. Стыковые соединения наиболее рациональны по расходу присадочного металла и удобны для контроля качества сварного шва. Нахлесточные соединения просты в сборке, обеспечивают возможность подгонки размеров за счет регулирования величины нахлестки, не требуют подготовки кромок. Недостатками нахлесточных соединений являются изменение на­правления силового потока и возможность образо­вания щели между элементами. Угловые и тавровые соединения применяют при из­готовлении сварных стержней (двутавров, швеллеров) и других конструктивных элементов.

Распределение напряжений и расчет угловых швов. На долю угло­вых швов при изготовлении стальных конструкций приходится око­ло 70% наплавленного металла. В зависимости от ориентации угло­вого шва относительно линии действия внешнего усилия швы под­разделяют на лобовые и фланговые. Фланговыми называют сварные швы, параллельные линии действия внешнего усилия, а швы, пер­пендикулярные линии действия усилия, называют лобовыми.

Для угловых швов, размеры которых установлены в соответствии с расчетом, в элементах из стали с пределом текучести до 285 МПа (2900 кгс/см²) следует применять электроды или сварную проволоку согласно п. 3.4 настоящих норм, для которых расчетные сопротивления срезу по металлу шва R_wf должны быть более R_wz, а при ручной сварке – не менее чем в 1,1 раза превышать расчетные сопротивления срезу по металлу границы сплавления R_wz, но не превышать значений R_wz b_z / b_f; в элементах из стали с пределом текучести свыше 285 МПа (2900 кгс/см²) допускается применять электроды или сварочную проволоку, для которых выполняется условие R_wz < R_wf £ R_wz b_z / b_f. При выборе электродов или сварочной проволоки следует учитывать группы конструкций и климатические районы, указанные в табл. 55*.