3.1.3. Расчет стыковых соединений

Сварные стыковые соединения листовых деталей, как правило, следует проектировать прямыми с полным проваром и с применением выводных планок. В монтажных условиях допускается односторонняя сварка с подваркой корня и сварка на остающейся стальной подкладке.

При действии на соединение статической нагрузки первоначальная концентрация напряжений в стыковом сварном шве не оказывает влияние на его прочность, так как из-за развития пластических деформаций происходит релаксация напряжений в точках концентрации. Поэтому расчет стыковых сварных соединений при действии осевой нагрузки N, проходящей через центр тяжести соединения, выполняется в предположении, что распределение напряжений в поперечном сечении сварного шва равномерно.

Расчет сварных стыковых соединений на центральное растяжение или

сжатие производится по формуле

где t – расчетная толщина шва, равная толщине наиболее тонкого из соединяемых элементов (местное утолщение в виде валика сварного шва в расчет не принимается); в том случае, если невозможно обеспечить полный провар по толщине свариваемых элементов путем подварки корня шва, например, при односторонней сварке или использовании остающейся стальной подкладки, в формуле вместо t следует принимать 0,7t;

l_w – расчетная длина шва, равная полной ширине соединяемых элементов за вычетом 2t, учитывающих низкое качество шва в зонах зажигания (непровар) и прерывания (кратер) сварочной дуги. При условии выполнения шва с применением выводных технологических планок расчетная длина принимается равной полной его длине (см. рис. 3.1);

R_wy – расчетное сопротивление сварного стыкового соединения, принимаемое согласно табл. 2.6;

γ_с – коэффициент условий работы, учитывающий возможные отклонения принятой расчетной модели от реальных условий работы элементов конструкций, соединений, а также изменения свойств материала вследствие влияния температуры, влажности, длительности воздействия, его многократной повторяемости и других факторов, не отражаемых непосредственно в расчетах (принимается по [4, табл. 1]). В большинстве случаев (не оговоренных в таблице) γ_с = 1.

Расчет сварных стыковых соединений растянутых элементов конструкций из стали с соотношением R_u/γ_u > R_y, эксплуатация которых возможна и после достижения металлом предела текучести, а также из стали с пределом текучести R_yn > 44 кН/см² в формуле вместо R_wy следует принимать R_wu/γ_u и производить расчет по формуле

где γ_u – дополнительный коэффициент надежности, учитывающий повышенную опасность при расчете конструкций с использованием расчетного сопротивления R_u и принимаемый для стали равным γ_u = 1,3;

R_wu – расчетное сопротивление сварного соединения по временному сопротивлению (см. табл. 2.6).

Расчетное сопротивление проката по временному сопротивлению R_u принимается по табл. 2.3.

Расчет сварных стыковых соединений выполнять не требуется при соответствующем выборе и применении сварочных материалов согласно табл. 2.5, полном проваре соединяемых элементов и физическом контроле качества соединений при растяжении.

Сварные стыковые соединения, выполненные без физического контроля качества, при одновременном действии в одном и том же сечении шва нормальных σ_wx и σ_wy и касательных τ_wxy напряжений следует проверять по формуле