Расчет с угловыми швами на действие момента в плоскости перпендикулярной плоскости расположения шва
Консоль двутаврового профиля прикрепляется угловым швом путем обварки по периметру профиля. Размеры поперечного сечения показаны на рис. 1
Изгибающий момент $M = 75$ кНм. Материал консоли - листовая сталь марки 15ХСНД $R_ { yn } = 345$ МПа, $R_ { un } = 490$ МПа. Сварка выполняется полуавтоматом в углекислом газе проволокой диаметром 2 мм марки Св-08Г2С в нижнем положении $R_ { wf } = 215$ МПа, $\beta _ { f } = 0,9$. Коэффициенты условий работы $\gamma _ { wf } =\gamma _ { c } = 1$.
Необходимо определить катет углового шва.
Решение
Сечение, по которому следует производить расчет сварного соединения для указанного сочетания стали, сварочной проволоки и способа сварки - по металлу шва. Расчет должен выполняться по формуле $M / W_ { f } \leqslant R_ { wf } \gamma _ { wf } \gamma _ { c } $.
Момент сопротивления расчетного сечения периметра швов
$W_ { f } =I_ { f } / y_ { max } $,
где момент инерции расчетного сечения $ I_f \approx \beta _f \left[ { \frac { 2h_w^3 k_f } { 12 } +2b_f k_f \left( { \frac { h+k_f } { 2 } }\right)^2+2(b_f -t_w )k_f \left( { \frac { h_w -k_f } { 2 } }\right)^2 }\right]; $ $y_ { max } =h / 2 + k_ { f } $.
Для углового шва $k_ { f } = 10$ мм:
$I_ { f } = 0,9 { \ { } 2 \cdot 24^ { 3 } \cdot 1/12 + 2 \cdot 18 \cdot 1 [25,6 + 1) / 2]^ { 2 } + 2 (18 - 0,6) 1 [(24 - 1) / 2]^ { 2 } { \ } } = 11946 см^ { 4 } $;
$y_ { max } = 25,6 / 2 + 1 = 13,8 см; W_ { f } = 11946,9 / 13,8 = 866 см^ { 3 } $.
Напряжение в шве:
$\tau _ { f } =М / W_ { f } = 75 \cdot 10^ { 3 } / 866 = 86,6$ МПа;
$\tau _ { f } / R_ { wf } = 86,6 / 215 = 0,4$.
Таким образом, при $k_ { f } $ = 10 мм напряжение условного среза в соединении $\tau _ { f } $ в 0,4 раза ниже расчетного сопротивления $R_ { wf } $. Следовательно, катет углового шва в соединении должен быть принят $k_ { f } $ = 4 мм.
Рис. 1. К примеру расчета сварного соединения с угловыми швами на действие момента в плоскости, перпендикулярной плоскости расположения швов
$b_ { f } = 18 см; t_ { f } = 0,8 см; t_ { w } = 0,6 см; h_ { w } = 24 см; h = 25,6 см$
$l_ { 1 } = 30$ см; $l_ { 2 } = 20$ см
Проверка прочности соединения при $k_ { f } $ = 4 мм показывает правильность расчета:
$I_ { f } = 4764 см^ { 4 } ; y_ { max } = 13,2 см; W_ { f } = 361 см^ { 3 } ; \tau _ { f } =M / W_ { f } = 75 \cdot 10^ { 3 } / 361 = 208 < 215$ МПа.
Далее:
Онлайн калькуляторы и программы расчета конструкций
Чертеж бункера
Общий план работы над чертежами КМД
Векторное поле
Гармонические поля
Примеры рабочих чертежей металлоконструкций КМД
Работа конструктора над чертежом
Чертеж колонны промышленного здания
Чертеж связи из уголков по фермам
Технологичность конструкций при монтаже
5 категорий сложности конструкций при разработке КМД
Специальные векторные поля
Инвариантное определение дивергенции
Поток векторного поля через поверхность
Тематическая подборка для проектирования строительных конструкций
Огравление $\Rightarrow $