МК_Справочник_том_1

Рис.3.2. Нахлесточные соединения à – фланговые швы; á – лобовой шов

161

Таблица 3.2. Сварные соединения, наиболее часто применяемые при изготовлении и монтаже металлоконструкций

Стыковое

162

2

vñâ

Рис.3.3. Положения сварных швов в пространстве

à – расположение: 1 – нижнее; 2 – вертикальное; 3 – потолочное; á – то же, горизонтальное на вертикальной плоскости; â – положение элементов при сварке “в лодочку”

При проектировании металлоконструкций типы сварных швов назначаются с учетом методов сварки, толщины свариваемых элементов, положения в пространстве и технологии сварки.

Стыковые сварные соединения находят широкое применение в конструкциях различного назначения: резервуарах и газгольдерах, корпусах доменных печей, воздухонагревателей и атомных реакторов, бункерах и силосах, различного рода оболочках, колоннах и подкрановых балках промышленных зданий, магистральных и технологических трубопроводах и т.д.

Стыковые соединения особенно целесообразны в сосудах различного назначе- ния, так как хорошо обеспечивают плотность швов, удобны для выполнения неразрушающих методов контроля качества, экономичны, характеризуются менее резким изменением геометрической формы и меньшей концентрацией напряжений.

При выборе стыковых швов следует учитывать, что площадь поперечного сечения шва с двумя симметричными скосами двух кромок (тип соединения С25, ГОСТ 8713-79*, ГОСТ 5264-80*) примерно в 2 раза меньше площади сечения шва со скосом одной кромки (тип соединения С21). Второе преимущество шва с двумя скосами двух кромок – симметричность сечения, что уменьшает деформации при сварке.

Для сварных соединений при толщине деталей более 30 мм применяют главным образом швы с криволинейным скосом двух кромок (тип соединения С23). Некоторое повышение трудоемкости обработки кромок в этом случае компенсиру-

165

ется значительным уменьшением объемов сварочных работ и количества наплавленного металла.

Тавровые соединения применяются для прикрепления взаимно перпендикулярно расположенных элементов, например в колоннах, балках, фермах и других конструкциях.

При воздействии статических нагрузок тавровые соединения выполняют, как правило, без разделки кромок, с предусмотренным конструктивным непроваром. Обеспечение полного проплавления тавровых соединений усложняет процесс сварки, удорожает изготовление конструкции и поэтому может применяться только в обоснованных случаях, например при проектировании поясных швов балок под подвижную нагрузку, так как непровар в корне шва приводит к заметному снижению усталостной прочности.

Односторонние угловые швы в соответствии со СНиП II-23-81* допускается применять в тавровых соединениях конструкций группы 4 (пп.7.2, 7.3, 13.12, 13.26), при этом катеты сварных швов следует принимать по табл.38* указанного СНиП.

В настоящее время значительно расширена область применения односторонних угловых швов в колоннах и балках для сооружений, строящихся в климатических районах II4 è II5, а также для конструкций, находящихся в отапливаемых зданиях, независимо от района их строительства, эксплуатируемых в неагрессивной или слабоагрессивной средах.

Односторонние угловые швы, помимо конструкции группы 4, рекомендуется применять:

при выполнении поясных швов центрально сжатых, внецентренно сжатых и сжато-изгибаемых колонн конструкции группы 3 с толщиной стенки до 12 мм;

∙при выполнении механизированной сваркой поясных швов балок с толщиной стенок до 10 мм конструкции группы 2 (за исключением балок с гибкими стенками), нагрузка на которые передается через ребра жесткости или настил, опирающихся на пояса балок, симметрично относительно åå поперечного сечения;

∙для прикрепления промежуточных ребер жесткости (в том числе односторонних) и диафрагм в конструкциях групп 2 и 3;

∙для приварки промежуточных ребер жесткости (в том числе односторонних) и диафрагм в конструкциях группы 1, за исключением подкрановых балок, рас- считываемых на выносливость с количеством циклов нагружения 2·106 и более.

При применении односторонних поясных швов в колоннах и балках минимальные катеты швов должны соответствовать требованиям табл.38 СНиП II-23-81*.

Âсварных двутаврах с односторонними поясными швами в узлах крепления связей, балок, распорок и других элементов, передающих усилия в плоскостях стенок двутавров, следует применять двусторонние поясные швы, выходящие за кон-

туры прикрепляемых элементов (узлов) на длину 30Êf с каждой стороны (Êf ïî ï.12.9, òàáë.38*, ÑÍèÏ II-23-81*).

Âмонтажных условиях допускается односторонняя сварка с подваркой и выборкой корня шва или сварка на остающейся подкладке. Применение прерывистых швов, а также электрозаклепок, выполняемых ручной сваркой с предварительным сверлением отверстий, допускается только в конструкциях группы 4. Рас-

стояния в свету между участками прерывистых швов должны быть не более 15 S в сжатых элементах и не более 30 S – в растянутых и неработающих элементах (S – наименьшая толщина соединяемых элементов).

Нахлесточные соединения применяются при сварке ферм, днищ и щитков кровли резервуаров, настилов технологических площадок и т.д. Для соединений этого типа допустима меньшая точность выполнения технологических операций. В

166

отличие от стыковых соединений нахлесточные имеют более высокую концентрацию напряжений и низкую усталостную прочность.

Качество всех выполненных сварных швов определяется внешним осмотром по всей их длине с целью выявления трещин, прожогов, незаваренных кратеров, свищей, сужений, усадочных раковин, пор, шлаковых и неметаллических включений, выходящих на поверхность. Подрезы основного металла, если в проекте нет дополнительных требований, допускаются глубиной не более 0,5 мм при толщине металла 4–10 мм и не более 1 мм при толщине свыше 10 мм.

Выбор методов и объемов неразрушающего контроля качества сварных соединений осуществляется проектной организацией, которая указывает их в конструкторской документации, согласованной c заводом-изготовителем и монтажной организацией. Контроль неразрушающими методами следует проводить по государственным стандартам на соответствующие методы контроля или по отраслевым стандартам, а при их отсутствии по методическим инструкциям, действующим в отрасли промышленности, для которой разрабатывается данный проект сооружения.

При изготовлении и монтаже металлоконструкции не рекомендуется применение комбинированных соединений, в которых часть усилий воспринимается сварными швами, а часть – болтами.

Жесткие сварные узлы из обычных строительных сталей, в которых действующие усилия передаются в направлении толщины проката листовых элементов (рис.3.4) склонны к образованию трещин. Последние могут выходить на поверхность металла в околошовной зоне соединения или по линии сплавления. Для предупреждения этих трещин при проектировании указанных узлов следует применять стали с гарантированными z-свойствами или стали электрошлакового переплава. В тех случаях, когда это невозможно, следует отдавать предпочтение тавровым и угловым соединениям, свариваемым с неполным проплавлением; сварку этих соединений следует выполнять на малой погонной энергии за несколько проходов.

ных сталей с пределом текуче- сти до 400 МПа при разнице толщин, не превышающей зна- чений, указанных в табл.3.3, производится так же, как деталей одинаковой толщины. Конструктивные элементы подготовленных под сварку кромок следует выбирать по большей толщине.

Допускаемая разность толщин деталей, свариваемых из сталей с пределом текучести более 400 МПа, должна быть не менее 1/12 толщины более тонкого листа и не превышать 2,5 мм. При этом скос кромок следует выполнять механическим способом.

167

Таблица 3.3. Допустимая наибольшая разность толщин деталей, свариваемых встык без скоса кромок

3.2.2. Обозначения швов сварных соединений. Основные и дополнительные обозначения швов сварных соединений выполняются в соответствии с ГОСТ 2.312-72* над или под полками линий-выносок, которые заканчиваются односторонними стрелками (рис.3.5). Видимые швы обозначают над полками, а невидимые – под полками. Независимо от способа сварки видимые швы на чертежах изображают сплошными линиями, а невидимые – штриховыми. Стандартом определены вспо-

168

Таблица 3.5. Вспомогательные знаки для обозначения швов сварных соединений

При разработке чертежей КМ стальных конструкций, вследствие специфических требований проектирования, обозначения швов сварных соединений рекомендуется выполнять в соответствии с СН 460-74 (разд.5), условные изображения швов сварных соединений представлены в табл.3.6. Обозначения швов сварных соединений по указанному документу в этом случае допускается использовать без выносных линий, помещая их непосредственно над или под изображением соответствующего сварного шва вне зависимости от того, является ли сварной шов видимым или невидимым.

169

Таблица 3.6. Условные изображения швов сварных соединений, применяемых при проектировании строительных металлоконструкций

Ï ð è ì å ÷ à í è ÿ :

170