СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ РАСЧЕТА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

С УГЛОВЫМИ ШВАМИ

 

 Белов В.А., Богомолов А.И. (МГСУ, г.Москва, РФ)

 

Перенасыщенность наплавленным металлом сварных отечественных конструкций в сравнении с зарубежными аналогами делает актуальной проблему совершенствования расчета сварных соединений с угловыми швами. Как известно, в сварных конструкциях преобладают именно угловые швы.

 Почти треть из них по объему наплавленного металла и трудоемкости относится к расчетным угловым швам.

Важнейшей характеристикой рационально спроектированного сварного соединения с угловыми швами является равнопрочность его наиболее опасных сечений.

На основании работ [1,2] проведенных МИСИ им. В.В. Куйбышева совместно с рядом организаций, предложен метод расчета сварных соединений с угловыми швами по двум сечениям изложенный в документе [3], действующим и на сегодняшний день.

В работе [4] предложена уточненная методика, позволяющая правильно выбирать сварочные материалы. При выборе сварочного материала для конкретной свариваемой стали необходимо стремиться к использованию материалов с более высокими прочностными характеристиками. Это позволит в ряде случаев перейти к однослойным швам и минимальным катетам. С другой стороны повышать несущую способность шва имеет смысл только до определенного предела, который определяется равенством несущих способностей сечений по металлу шва и металлу границы сплавления.

Для выбора оптимального сварочного материала предложена формула:

R_wfопт = R_wzb_zg_wz  / b_fg_wf

По ней также можно установить более слабое из рассматриваемых сечений, по которому и следует рассчитывать геометрические параметры угловых швов.

В развитие существующего нормативного метода предлагается расчет сварных соединений с угловыми швами по трем сечениям: сечению по металлу шва и по двум границам сплавления:

 N/b_f  K_f  L_w  Ј R_wf g_wf g_c

           N/b_z1  K_f  L_w Ј R_wz1 g_wz g_c

          N/b_z2  K_f  L_w Ј R_wz2 g_wz g_c

       Расчет по трем сечениям позволяет учитывать соотношение геометрических параметров и прочностных характеристик сечения по металлу шва с сечениями по границам сплавления с основным и прикрепляемыми элементами.

Последнее обстоятельство позволяет перейти к разнокатетным швам с меньшим катетом в сторону основного элемента.

В дальнейшем может быть составлена таблица значений   в зависимости от катета, положения шва в пространстве и вида сварки, но уже на данном этапе предлагается формула для определения соотношения катетов:

Kf2/Kf1 =b_z-Ц b_z²-1 , или

В табличной форме:

 

Предлагаемый метод расчета по трем сечениям предусматривающий использование разнокатетных угловых швов позволяет значительно сократить объем наплавленного металла, а значит и повысить надежность конструкции в целом.

Литература.

1. А. А. Казимиров, С. А. Островская, В.М. Барышев, В. С. Игнатьева, В. А. Белов, А. М. Петров, В. Г. Кравченко, Л. Н. Лифшиц.Изменение расчетной высоты углового шва в зависимости от формы проплавления. Автоматическая сварка, 1978, №3.

2. А. А. Каземиров, С. А. Островская, В. М. Барышев, В. С. Игнатьева,   В.А.Белов, А.М. Петров, В. Г. Кравченко, Л. Н. Лившиц. Оптимизация размеров угловых швов в сварных конструкциях из сталей с пределом текучести не более 45 кг/мм2. Автоматическая сварка, 1979,№7.

3. СниП II-23-81* Стальные конструкции. Нормы проектирования. ЦИТП Госстроя СССР, М.,1988.

4. В. А. Белов, Уточненная методика расчета сварных соединений. Механизация строительства, 1997, №7.