Расчет сварного соединения на действие момента в плоскости угловых швов
Цель: Проверка режима расчета сварных соединений.
Задача: Выполнить проверку сварного соединения на угловых швах. Соединение нагружено изгибающим моментом, действующим в плоскости расположения швов.
Ссылки: Н. С. Москалев, Я. А. Пронозин. Металлические конструкции. Учебник / М.: Издательство АСВ, 2010. С. 88-89.
Соответствие нормативным документам: СНиП II-23-81*, СП 16.13330.2011, СП 16.13330.2017, ДБН В.2.6-163:2010, ДБН В.2.6-198:2014.
Исходные данные:
| Run = 370 МПа | Сталь С245 |
| М = 51 кНм | Усилие |
| l1 = 20 см | Геометрическая длина фланговых швов |
| l2 = 25 см | Геометрическая длина лобового шва |
| Rwf = 185 МПа | Сварка ручная электродами Э46 |
| kf = 8 мм | Катет шва |
Имя файла с исходными данными:
| Kristall1.8.doc — отчет |
Исходные данные КРИСТАЛЛ:
Сталь: C245
|
Коэффициент надежности по ответственности |
1 |
|
Коэффициент условий работы |
1 |
|
Группа конструкций по таблице 50* СНиП II-23-81* |
4 |
|
Свойства материалов сварки |
|
|---|---|
|
Нормативное сопротивление металла шва по временному сопротивлению, Rwun |
450000 кН/м2 |
|
Расчетное сопротивление угловых швов срезу по металлу шва, Rwf |
200000 кН/м2 |
|
Вид сварки |
Ручная |
|
Положение шва |
Нижнее |
|
Климатический район |
с температурой t > -40°C |
|
Тип |
Параметры |
|---|---|
|
|
Катет шва = 8 мм b = 200 мм h = 250 мм t = 20 мм tf = 24 мм
|
Усилия
N = 0 кН
My = 51 кНм
Qz = 0 кН
|
Проверено по СНиП |
Проверка |
Коэффициент использования |
|---|---|---|
|
п.11.2 формула (120) |
по металлу шва |
0.793 |
|
п.11.2 формула (121) |
по металлу границы сплавления |
0.659 |
Сравнение решений
|
Проверка |
по металлу шва |
по металлу границы сплавления |
|---|---|---|
|
Источник |
1760 кН/см2 / 1850 кН/см2 = 0,951 |
1231,5 кН/см2 / 1665 кН/см2 = 0,740 |
|
КРИСТАЛЛ |
0,793 |
0,696 |
|
Отклонение, % |
16,6 |
10,95 |
|
Уточненный ручной счет (см. комментарии) |
1636,178 кН/см2 / 2000 кН/см2 = 0,818 |
1135,787 кН/см2 / 1665 кН/см2 = 0,682 |
|
Отклонение, % |
3,06 |
3,37 |
Комментарии
Разница результатов объясняется неточностями, допущенными авторами примера, при построении расчетного сечения шва. Кроме того, для электродов Э46 в примере не верно используется расчетное сопротивление по металлу шва Rwf = 185 МПа, а в КРИСТАЛЛе и в нормативных документах Rwf = 200 МПа.
|
Расчетное сечение сварного шва |
Для правильного расчетного сечения сварного шва, приведенного на рисунке, определим моменты инерции шва относительно главных осей инерции: \[ I_{fx} =\frac{25^{3}\cdot 0,7\cdot 0,8}{12}+\frac{\left( {0,7\cdot 0,8} \right)^{3}\cdot 20}{6}+2\cdot 0,7\cdot 0,8\cdot 20\cdot \left( {\frac{25}{2}+\frac{0,8\cdot 0,7}{2}} \right)^{2}= 4388,31 \quad см^{4} \] \[ \begin{array}{l} I_{fy} =\frac{25\cdot \left( {0,7\cdot 0,8} \right)^{3}}{12}+25\cdot 0,7\cdot 0,8\cdot \left( {6,31-\frac{0,7\cdot 0,8}{2}} \right)^{2}+\frac{0,7\cdot 0,8\cdot 20^{3}}{6}+ \\ +2\cdot 0,7\cdot 0,8\cdot 20\cdot \left( {\frac{20}{2}-6,31} \right)^{2}=1561,086 \quad см^{4} \\ \end{array} \] \[ I_{zx} =\frac{25^{3}\cdot 1,0\cdot 0,8}{12}+\frac{\left( {1,0\cdot 0,8} \right)^{3}\cdot 20}{6}+2\cdot 1,0\cdot 0,8\cdot 20\cdot \left( {\frac{25}{2}+\frac{0,8\cdot 1,0}{2}} \right)^{2}=6368,5 \quad см^{4} \] \[ \begin{array}{l} I_{zy} =\frac{25\cdot \left( {1,0\cdot 0,8} \right)^{3}}{12}+25\cdot 1,0\cdot 0,8\cdot \left( {6,31-\frac{1,0\cdot 0,8}{2}} \right)^{2}+\frac{1,0\cdot 0,8\cdot 20^{3}}{6}+ \\ +2\cdot 1,0\cdot 0,8\cdot 20\cdot \left( {\frac{20}{2}-6,31} \right)^{2}=2202,01 \quad см^{4} \\ \end{array} \] |
Тогда проверки прочности шва запишутся как:
– по металлу шва:
\[ \sigma_{f} =\frac{510000}{4388,31+1561,086}\sqrt {13,3^{2}+13,69^{2}} =1636,178 \quad кН/см^{2} < 2000 кН/см^{2} \]
– по металлу границы сплавления:
\[ \sigma_{f} =\frac{510000}{6368,5+2202,01}\sqrt {13,3^{2}+13,69^{2}} =1135,787 \quad кН/см^{2} < 1665 кН/см^{2} \]