Розрахунок зварних з’єднань

Розрахунок зварних з’єднань виконується згідно [1] п. 11.1-11.5.

Перед початком розрахунку зварних з’єднань необхідно вибрати матеріали для зварювання (електроди, званий дріт, флюс) в залежності від групи конструкції, кліматичного району, марки салі та таблиці 55 [1] (див. додаток 2 табл. 1).

Розрахунок зварних стикових з’єднань на центральний розтяг або стиск виконується за формулою:

, (5)

де t – найменша товщина елементів, що з’єднуються;

l_w – розрахункова довжина шва, яка дорівнює його повній довжині, зменшеній на 2t або повній довжині, якщо кінці шва виводяться за границя стику;

R_wy – розрахунковий опір шва слід приймати

R_wy = R_ωu / γ_u

R_wu – розрахунковий опір за табл. 3 [1] (див. додаток 2 табл. 3);

γ_u – коефіцієнт надійності γ_u = 1,3 для елементів конструкцій, які розраховуються на міцність з використанням розрахункових опорів R_u;

γ_с – коефіцієнт умов роботи за [1] табл. 6 (див. додаток 1 табл. 4)

Розрахунок зварних з’єднань з кутовими швами при дії повздовжньої та поперечної сил розраховують на умовний зріз по двом перерізам (див. мал. 1):

по металу шва (переріз 1)

(6)

по металу межі сплавлення (переріз 2)

(7)

де l_w – розрахункова довжина шва, яка приймається на 10 мм менше її повної довжини;

β_f та β_z – коефіцієнти, які приймаються при зварюванні елементів зі сталі:

- з межею текучості до 530 МПа за табл. 34 [1] (див. додаток 2 табл. 4)

- з межею текучості більше 530 МПа:

β_f = 0,7; β_z = 1,0.

γ_wt та γ_wz – коефіцієнти умов роботи шва, які дорівнюють 1 у всіх випадках, крім конструкцій, які зводяться в кліматичних районах І₁, І₂, ІІ₂, ІІ₃, для яких γ_wt = 0,85 (для металу шва з нормативним опором R_wun = 410 МПа) та γ_wt = 0,85 (для всіх сталей);

R_βf – розрахунковий опір металу шва за [1] табл. 56 (див. додаток 2 табл. 2);

R_wt – розрахунковий опір по межі сплавлення R_wt = 0,45 R_un

Для зменшення званих напружень та деформацій необхідно приймати мінімальні об’єми зварювання в конструкції, приймаються найменші товщини швів, отримані за розрахунком або конструктивних міркувань, запобігати пересікання швів, близького їх розташування один до одного, створювання швами замкнутих контурів.

Мінімальні катети швів слід приймати за [1] табл.. 38 (див. додаток 2 табл. 5) в залежності від найбільшої товщини елементів, що зварюються, виду з’єднання, виду зварювання, межі текучості сталі.

Найбільший катет кутового шва приймається в залежності від найменшої товщини (t) елементів, що зварюються і може бути прийнятий k_ш≤1,2t.

В одній відправній маці бажано мати не більше двох-трьох різних товщин швів.

Найменша довжина кутового шва повинна бути не менш 4 k_ш і не менш 40 мм.

Найбільша довжина флангового шва із-за нерівномірності розподілу напружень повинна бути не більше 85βk_ш (або 60 hм) – для елементів ферм).

Мал. 1. Схема розрахункових перерізів зварного з’єднання з кутовим швом

1 – переріз по металу шва;

2 – переріз по металу межі сплавлення