Сварные конструкции (часть 1) (Сварные конструкции), страница 4

Таблица 2.1

Расчетные сопротивления сталей строительных конструкций, МПа

В табл. 2.2 приводятся расчетные сопротивления для сварных соединений.

Расчетные сопротивления R основного металла различных алю­миниевых сплавов, применяемых в строительстве, при сжатии, ра­стяжении, изгибе имеют следующие значения, МПа:

Таблица 2.2

Расчетные сопротивления сварных соединений в строительных конструкциях, МПа

Расчетные сопротивления для швов алюминиевых конструкций приведены в табл. 2.3.

Таблица 2.3

Расчетные сопротивления R, МПа, швов алюминиевых сплавов

Примечание. Цифры, указанные в числителе, относятся к сварке плавящимся электродом, в знаменателе — вольфрамовым.

В основу расчета машиностроительных конструкций и соедине­ний положены допускаемые напряжения, которые устанавливаются в зависимости от следующих факторов:

1. от свойств материалов — при улучшении механических
   свойств допускаемое напряжение повышается;

2. от степени точности расчета прочности — чем точнее произ­водится расчет прочности и полнее учитываются нагрузки, действующие на конструкцию, тем меньше принимаемый коэффици­ент запаса прочности, а следовательно, выше допускаемое напря­жение;

3. от рода усилий (растяжение, сжатие, изгиб и срез);

4. от качества технологического процесса — это обстоятель­ство имеет особенно большое значение при установлении допускае­мых напряжений в сварных соединениях;

5. от характера нагрузок — при переменных нагрузках допу­скаемое напряжение понижается по сравнению со статическими.

Допускаемые напряжения при растяжении [σ]_р обычно назы­вают основными. Допускаемые напряжения при других видах усилий определяются как производные от [σ]_р.

При сжатии коротких элементов, в которых продольный изгиб не может иметь места, допускаемое напряжение [σ]_сж принимается равным [σ]_р. При сжатии длинных элементов [σ]_сж принимается равным [σ]_рφ, где φ — коэффициент продольного изгиба, зависящий от гибкости сжатого элемента (см. гл. 18).

Для стальных конструкций допускаемые напряжения на изгиб [σ]_и принимаются равными [σ]_р. При срезе допускаемое напря­жение принимается в зависимости от теории прочности, положен­ной в расчет. Обычно допускаемое напряжение на срез [τ] = (0,5÷0,6) [σ]_р.

Как правило, при cтатических нагрузках допускаемое напря­жение [σ]_р = σ_т/n₂, где n₂ — коэффициент запаса прочности, при­нимаемый обычно равным 1,4—1,6. При переменных нагрузках допускаемое напряжение принимают равным [σ]_рγ, где коэффи­циент γ≤1 (см. гл. 4).

Допускаемые напряжения в швах машиностроительных кон­струкций устанавливаются в зависимости от допускаемых напряже­ний основного металла. Это положение позволяет проектировать сварные соединения, равнопрочные основному металлу, не произ­водя определений величин усилий, действующих в них; кроме того, при конструировании соединений в этом случае нет необходимости учитывать многие переменные величины, влияющие на выбор коэффициентов запаса прочности разрабатываемой конструкции (степень точности расчета и т. п.).

С технологической стороны такой способ установления допу­скаемых напряжений в сварных соединениях вполне оправдан, так как при сварке автоматом под флюсом, в среде защитных газов, контактным способом и в других случаях механические свойства швов зависят в значительной степени от механических свойств основного металла.

Наиболее существенными факторами, влияющими на механиче­ские свойства соединений и швов, а следовательно, и на значе­ния допускаемых напряжений в них, являются качество выполне­ния и вид технологического процесса сварки.

Сварные соединения сталей, выполненные дуговой сваркой, по определению допускаемых напряжений делят на две группы.

К первой группе относятся швы низкоуглеродистых сталей обыкновенного качества и низколегированных, у которых механи­ческие свойства швов и околошовной зоны соответствуют свойст­вам основного металла.

Ко второй группе относят швы сталей со специальными свой­ствами: высокопрочных, коррозионноустойчивых и т. д., у кото­рых свойства швов или металла околошовной зоны ниже свойств основного металла.

Рекомендуемые допускаемые напряжения для швов первой груп­пы приведены в табл. 2.4.

Таблица 2.4

Допускаемые напряжения для швов соединений низкоуглеродистых сталей обыкновенного качества и низколегированных

При сварке низкоуглеродистой стали марки СтЗ, для которой допускаемое напряжение [σ]_р = 160 МПа, допускаемые напря­жения в швах, выполненных автоматической сваркой или электро­дами Э42А, будут следующие: [σ]_р = 160 МПа, [σ']_сж = 160 МПа; [τ'] = 100 МПа, где [τ'] — допускаемое напряжение в шве при срезе.

При стыковой контактной сварке, а также при стыковой сварке трением и холодным способом в соединении могут быть приняты те же допускаемые напряжения, что и в стыковых соединениях при сварке дуговым методом, при условии, если технологический процесс отработан и позволяет получить стабильные высокие механические свойства соединений.

Для соединений, выполняемых точечной контактной и шовной сваркой, допускаемые напряжения среза в точке устанавливаются и зависимости от свойств металла и отработки технологического процесса. В точках и швах допускаемые напряжения среза для низкоуглеродистых и некоторых низколегированных сталей могут быть приняты 0,4 от допускаемых напряжений [σ]_р основного ме­талла и 0,3 [σ] _р при отрыве.