29. Розрахунок і конструювання кутових швів. Які зварні шви, і як розраховуються в складених балках і колонах.

розрахункова схема кутового з’єднання

Кутовий зварний шов наплавлюється у куті, який утворюється гранями з’єднуваних елементів. У перерізі кутовий зварний шов має форму рівнобічного трикутника, сторона якого дорівнює катету зварного шва. Руйнування зварного шва може відбутись у двох площинах: 1-площина наплавленого металу, яка проходить по бісектрисі кута з’єднувальних елементів; 2-площина сплавлення, яка проходить між наплавленим металом і з’єднувальним елементом. Розрахункова ширина площадки руйнування по площині наплавленого металу дорівнює

Розрахункова ширина площадки руйнування по ширині сплаву дорівнює . Коефіціенти приймаються за нормами проектування в залежності від виду зварки, марки матеріалів для зварювання.

Під дією внутрішніх зусиль в кутових швах виникають лише дотичні напруження.

Дотичні напруження, що виникають в шві від дії повздовж. сили:

-перевірка дотичних напружень, що виникають по площині, що прох. по бісктрисі кута.

- по площині межі сплавлення

розрахункова довжина зварного шва.

n-кількість зварних швів

- характеристики міцності зварного шва, відповідно по площині наплавленого металу і по площині сплавлення.Прийм. за нормами проектування.

- коеф. умов роботи зварного з’єднання. Прийм. За нормами проектування.

Дотичні напруження, що виникають в зварному шві від поперечної сили:

-по площині наплавленого металу

-по площині межі сплавлення.

Дотичні напруження, що виникають від дії момента.

Оскільки напружений стан кутових зварних з’єднань характеризуються наявністю тільки дотичних напружень, то апроксимація складного напруженого стану виконується як геом. сума компонентів напруженого стану.

Конструктивні вимоги до кутових зварних швів:

1. Катети кутових зварниз зєднань приймають за розрахунком, але не менше за конструктивно мінімальний катет, який гарантує достатнє проплавлення елементів . Також він не повинен бути більший максимально допустимого катета, який дорівнює 1,2 від товщини найтоншого елемента зєднання.

2. Розрахункова довжина шва не пов. бути меншою чотирьох катетів, або 40мм.

В складених балках розраховуються шви з’єднання стінки з поличкою і торцевого опорного ребра з стінкою.

Поясні шви у випадку рівномірно розподіленого навантаження, а також зосереджених сил, прикладених до поясу в місцях розташування ребер жорсткості (коли =0), розраховують на повздовжнє зусилля зсуву поясу відносно стінки, що припадає на одиницю довжини балки:

, де -момент інерції перерізу балки брутто;

- статичний момент площі перерізу , що зсувається відносно нейтральної осі.

Коли , зварні шви розраховують на рівнодіючу Т, що виникає від двох зусиль – Т ,і від вертикального :

Необхідний катет шва визначазмо з умови міцності:

Кутові шви, що прикріплюють опорне ребро до стінки, мають бути розраховані на дію опорної реакції. При цьому враховують, що розрахункова довжина кутових швів не повинна перевищувати , і водночас висоти стінки , а тому мінімально можливий катет знаходимо за формулою: ,

Де -коеф. для розрахунку кутового шва по металу шва; -розрах. опір кутових швів зрізуванню по металу шва; - коеф. умов роботи кутового шва; n – к-сть швів.

Отримане значення беруть не менше, ніж за таблицею 3.дод.3 і перевіряють виконання умови

, якщо ця умова не виконується, то необхідний катет шва визначазмо з умови міцності:

В колоні розраховуються шви сполучення траверси з стержнем колони, і консольного ребра з стінкою колони.

При сполученні траверси з стержнем колони катет визнач за ф-лою: , а довжину швів визначаємо для визначення висоти траверси:

При розрахунку кутових швів з’єднання ребра оголовка з стінкою, мінімальний катет визначаємо за формулою:

, з довжини швів визначаємо висоту ребра:

Перевіряємо напруження в швах від сумісної дії перерізуючої сили F і згинального момента М.

;

Рівнодіюча напружень: