2.7. Расчет сварного шва. Длина сварного шва расчет
2.3.5 Расчет сварных соединений
2.3.5.1 Стыковые соединения
Для большинства сварных соединений преобладающим является нагрузка с малым общим числом циклов, поэтому основным расчетом является расчет по номинальным напряжениям.
Стыковые швы на прочность рассчитываются по номинальному сечению без учета усиления шва. Тавровые и угловые швы с глубокой проплавкой также можно рассматривать в качестве стыкового шва.
В качестве расчетного сечения берется сечение по границе наплавленного и основного металла (см. рис. 2.32), так как это оно меньше по площади поперечного сечения, чем площадь шва, и в то же время, оно ослаблено термическим влиянием сварки.
| Рис. 2.32. Расчетное сечение стыкового шва |
Типовые схемы для расчета стыковых швов с нагрузками, действующими в плоскости соединения, показаны в табл. 2.2.
Таблица 2.2
Схемы для расчета стыковых швов
| Растяжение (сжатие) | |
| l – длина шва; s – толщина соединяемых деталей. Допускаемая сила (растягивающая или сжимающая): . | |
| Поперечный изгиб | |
| , где W – момент сопротивления расчетного сечения; для случая поперечного изгиба: . | |
| Продольный изгиб | |
| , где W – момент сопротивления расчетного сечения; для случая продольного изгиба: . | |
Напряжение от одновременного действия изгибающего момента и растяжения (сжатия):
2.3.5.2 Угловые соединения
| а | б | в | г |
| Рис. 2.33. Виды угловых швов | |||
Максимальная длина лобового шва не ограничивается. Длину фланговых швов следует принимать не более 50k, где k – длина катета шва. Принимается kmin = 3 мм, если толщина металла s 3 мм. Перекрытие нахлесточных элементов должно быть не менее 4s.
Форма поперечного сечения углового шва бывает нормальной (в виде равнобедренного треугольника) (рис. 2.34а) или улучшенной (в виде вогнутого треугольника с основанием большим, чем высота) (рис. 2.34б), обеспечивающая плавное сопряжение наплавленного металла с основным.
| а | б | Рис. 2.35 Форма поперечного сечения углового шва |
| Рис. 2.34. Форма сечения угловых швов | ||
Расчет прочности угловых швов всех типов производится на срез по критическому, т.е. наименьшему сечению, проходящему через биссектрису прямого угла (рис. 2.35). Чем глубже проплавление, тем больше площадь сечения. Для разных видов сварки принимается разный коэффициент проплавления :
= 0,7 – при ручной сварке с любым количеством проходов;
= 0,7 – при многопроходной автоматической, полуавтоматической сварке;
= 0,8 – при 2- и 3-проходной полуавтоматической сварке;
= 0,9 – при 2- и 3-проходной автоматической сварке;
= 1,1 – при однопроходной автоматической сварке;
Площадь расчетного (критического) сечения:
Расчет угловых швов при нагружении силой в любом направлении:
,
или .
При действии поперечной силы в плоскости соединения расчетные схемы показаны в табл. 2.3.
Таблица 2.3
Схемы для расчета угловых швов
при действии поперечной силы в плоскости стыка
| Лобовой шов | Фланговый шов | Комбинированный шов |
При нагружении моментом в плоскости соединения расчетные схемы показаны в табл. 2.4.
При нагружении моментом в плоскости, перпендикулярной плоскости соединения, расчетная схема показана на примере нагружения комбинированного шва (табл. 2.5).
Таблица 2.4
Схемы для расчета угловых швов при действии момента в плоскости стыка
| Лобовой шов | Фланговый шов | Комбинированный шов | |
| Рисунок | |||
| Расчетная схема |
|
|
|
| ; ; ; ; | ; ; ;
. | ; ; ;
| |
| (∙)О – центр тяжести сечения всех сварных швов; –полярный момент инерции расчетного сечения; , – расстояние от центра тяжести сечения всех сварных швов до центра тяжести отдельных швов. | |||
Таблица 2.5
Схема для расчета угловых швов при действии момента в плоскости, перпендикулярной плоскости соединения
| Схема соединения | Схема для расчета момента сопротивления сечения сварного шва | Распределение напряжений в сечении сварного шва |
| Комбинированный шов разбит на 4 простых шва: А1–А4. Максимальное напряжение в сечении швов, вызываемое изгибающим моментом: . Момент сопротивления сечения шва относительно оси x: , где – момент инерции сечения шва; . Момент инерции составного сечения шва:
Моменты инерции сечений простых швов: ; , где – расстояние от осиx до центра тяжести швов А1 и А2. | ||
studfiles.net
2.7. Расчет сварного шва.
Размеры рёбер жёсткости.
Ширину ребра принимаем не менее:
Считаем толщину :
Окончательно принимаем размеры ребер 1006 мм, которые привариваются двусторонними швами катетом.Рёбра не привариваются к верхнему поясу .Соединение с нижним поясом выполняется через прокладку , приваренную к ребру. Прокладка к нижнему поясу не приваривается . Расстояние м/д рёбрами жёсткости и заводским вертикальным стыком стенки должно быть не менее.
2.8. Расчет опорного ребра.
Ребро загружено опорной реакцией Q=1236,62 кН.
1. Определяем площадь опорного ребра при
2. Задаемся шириной ребра и определяем:
3. Назначаем сечение опорного ребра 20014мм,=28
4. Проверяем опорную стойку на устойчивость:
где
гибкость:
тогда (стр. 80-[2] СНиП)
Значит, прочность ребра обеспечена. Торец ребра, опирающийся на опорный столик, должен быть пристроган.
5. Определяем катет сварного шва , прикрепляющего опорное ребро к стенке балки , по формуле (3.87)[2]. Принимаем полуавтоматическую сварку, проволоку марки Св-10НМА –с
6. Принимаем конструктивно к=6мм (см. табл. 2.9.[2])
Прикрепление верхнего и нижнего поясов к опорному ребру выполняется конструктивными швами 8мм ручной сваркой. Верхние поясные швы выполняются с полным проваром : (принимаем) и не провариваются.
Нижние поясные швы с катетом (=0,9), автоматическая сварка в лодочку проверяем по формуле
S- статический момент сдвигаемой части пояса брутто относительно сдвигающей оси .
S=
.
7. Расчёт поясных швов.
С учётом требований
- сдвигаемое усилие в поясе на единицу длины, вызываемое силой Q.
,
Принимаем с учётом требований табл 2.9
Где f = 1.3; F1 = 1.1 * 400 =440 кН;
J1f= 2805,9+ 40 * 3,23 /12= 2915 см4; (2805,9 см4 – момент инерции рельса КР100)
3. Статический расчёт поперечной рамы.
Для определения максимальных усилий (изгибающих моментов, продольных и поперечных сил), необходимых для подбора сечений элементов стального каркаса, расчет сопряжений, узлов и других деталей выполняется статический расчет рамы.
3.1.Расчетная схема рамы
Для упрощения расчета каркаса, представляющего собой пространственный блок, его расчленяем на отдельные плоские системы – поперечные рамы. В процессе разработки компоновочной части проекта устанавливается схема поперечной рамы, которая преобразовывается в расчетную схему (рис. 3.1) с соответствующими сечениями (рис. 3.2).
Геометрические оси колонн на этапе статического расчета рамы допускается принимать проходящими посередине сечения. При шарнирных сопряжениях ригелей с колоннами за геометрическую ось ригеля принимают линию, соединяющую опорные шарниры ригеля, а при жестких сопряжениях за геометрическую ось ригеля принимают ось нижнего пояса.
Сопряжения колон рам с фундаментами принимаем жесткими. Тип их сопряжения с ригелями назначаем также жестким, т. к. применяемые краны имеют гибкий подвес, режим их работы – весьма тяжелый.
Эксцентриситет верхней части колонны по отношению к оси нижней части колонны
е1=(вн– вв)/2 = (1,5-0,5)/2 = 0,5
Эксцентриситет приложения крановых давлений
е2= вн / 2 = 1,5/2 = 0,75
3.2. Сбор нагрузок
Сбор нагрузок на раму выполняется в два этапа. На первом этапе определяется интенсивность нормативных и расчетных распределенных и сосредоточенных нагрузок в зависимости от климатического района строительства, типа и грузоподъемности кранов и принятого типа ограждающих конструкций. На втором этапе производится непосредственное определение нагрузок, приложенных к поперечной раме.
studfiles.net
Расчет сварных швов.
Для сварки узлов фермы применена полуавтоматическая сварка проволокой Св-08ГА d=1,4-2мм,kf, min=5мм,kf, mах=7,2мм.,,,
2200·0.9=1980<2115·1.05=2220.75
проверка прочности соединения выполняется по металлу границы сплавления.
Rwf=2200кг/см2 табл.1* [56]
Rwz=0.45*Run/m=4700*0.45=2115кг/см2; табл.1* [2]
Run=4700кг/см2- для сталиС345, табл;51* [2]
| Номер стержня | Усилие в стержне(кгс) | Доля усилия на обушок | Усилие на обушки кг | Катет шва см | Полная длина шва на 2 обушка (см) | Длина на 1 обушок | Доля усилия на перо | Усилие на перья кг | Катет шва. см | Полная длина шва на 2 пера(см) | Длина на 1 перо | |||||||||||||
| Обушок | Перо | |||||||||||||||||||||||
| | 34480.0 | 0.7 | 24136.0 | 1.2 | 10.2 | 5.1 | 0.3 | 10344.0 | 1.2 | 4.4 | 2.2 | |||||||||||||
| B2 | 134300.0 | 0.7 | 94010.0 | 1.2 | 39.6 | 19.8 | 0.3 | 40290.0 | 1.2 | 17.0 | 8.5 | |||||||||||||
| B3 | 134300.0 | 0.7 | 94010.0 | 1.2 | 39.6 | 19.8 | 0.3 | 40290.0 | 1.2 | 17.0 | 8.5 | |||||||||||||
| B4 | 201450.0 | 0.7 | 141015.0 | 1.2 | 59.3 | 29.7 | 0.3 | 60435.0 | 1.2 | 25.4 | 12.7 | |||||||||||||
| В5 | 201450.0 | 0.7 | 141015.0 | 1.2 | 59.3 | 29.7 | 0.3 | 60435.0 | 1.2 | 25.4 | 12.7 | |||||||||||||
| 0.0 | 0.7 | 0.0 | 1.2 | 0.0 | 0.0 | 0.3 | 0.0 | 1.2 | 0.0 | 0.0 | ||||||||||||||
| h2 | 75540.0 | 0.7 | 52878.0 | 1.2 | 22.3 | 11.1 | 0.3 | 22662.0 | 1.2 | 9.5 | 4.8 | |||||||||||||
| h3 | 176270.0 | 0.7 | 123389.0 | 1.2 | 51.9 | 26.0 | 0.3 | 52881.0 | 1.2 | 22.3 | 11.1 | |||||||||||||
| Н3 | 0.0 | 0.7 | 0.0 | 1.2 | 0.0 | 0.0 | 0.3 | 0.0 | 1.2 | 0.0 | 0.0 | |||||||||||||
| P1 | 110960.0 | 0.7 | 77672.0 | 1.2 | 32.7 | 16.3 | 0.3 | 33288.0 | 1.2 | 14.0 | 7.0 | |||||||||||||
| P2 | 87900.0 | 0.7 | 61530.0 | 1.2 | 25.9 | 12.9 | 0.3 | 26370.0 | 1.2 | 11.1 | 5.5 | |||||||||||||
| P3 | 62980.0 | 0.7 | 44086.0 | 1.2 | 18.6 | 9.3 | 0.3 | 18894.0 | 1.2 | 8.0 | 4.0 | |||||||||||||
| P4 | 38039.0 | 0.7 | 26627.3 | 1.2 | 11.2 | 5.6 | 0.3 | 11411.7 | 1.2 | 4.8 | 2.4 | |||||||||||||
| Р5 | 13110.0 | 0.7 | 9177.0 | 1.2 | 3.9 | 1.9 | 0.3 | 3933.0 | 1.2 | 1.7 | 0.8 | |||||||||||||
| 0.0 | 0.7 | 0.0 | 1.2 | 0.0 | 0.0 | 0.3 | 0.0 | 1.2 | 0.0 | 0.0 | ||||||||||||||
| C1 | 17630.0 | 0.7 | 12341.0 | 1.2 | 5.2 | 2.6 | 0.3 | 5289.0 | 1.2 | 2.2 | 1.1 | |||||||||||||
| C2 | 17630.0 | 0.7 | 12341.0 | 1.2 | 5.2 | 2.6 | 0.3 | 5289.0 | 1.2 | 2.2 | 1.1 | |||||||||||||
| 0 | 0 | 0 | 0 | 1.2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |||||||||||||
| 0 | 0.0 | 0.7 | 0.0 | 1.2 | 0.0 | 0.0 | 0.3 | 0.0 | 1.2 | 0.0 | 0.0 | |||||||||||||
studfiles.net
