ордена трудового красного знамени
центральный
научно-исследовательский институт
строительных конструкций им. кучеренко
(цнииск им. кучеренко) госстроя ссср
Пособие
по расчету и конструированию
сварных соединений
стальных конструкций
(к главе СНиП II-23-81)
Утверждено
приказом ЦНИИСК
им. Кучеренко
от 28.11.83
№ 372/л
Москва
Стройиздат 1984
Рассмотрены
вопросы расчета и конструирования сварных соединений с угловыми швами, позволяющими
сократить расход основных видов ресурсов при сварке строительных стальных
конструкцийбез ущерба для надежности и
несущей способности соединений и конструкций в целом.
Даны примеры
расчета соединений.
Для
инженерно-технических работников проектных организаций и заводов-изготовителей
строительных конструкций.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Пособие
составлено к главе СНиП II-23-81. В Пособии
приведен ряд новых решений, направленных на экономию основных видов ресурсов,
расходуемых при выполнении сварочных работ. Основное внимание уделено рациональному
проектированию сварных соединений с угловыми швами, которые составляют по массе
наплавленного металла около 90 % от общего количества сварных швов. Поэтому
наибольший эффект может быть получен от оптимизации размеров этих
швов.
Новые нормы проектирования
дают возможность сократить удельный расход наплавленного металла в строительных
стальных конструкциях на 35-40 %.
Текст из главы СНиП II-23-81 отмечен в Пособии вертикальной чертой, в
скобках указаны соответствующие номера пунктов и таблиц главы СНиП.
Пособие
разработано ЦНИИСК им. Кучеренко (канд. техн. наук В.М.
Барышев, при участии инж. Ю.А. Новикова).
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. При
проектировании сварных соединений следует:
принимать
минимально необходимое количество и минимальные размеры сварных швов;
предусматривать
применение высокопроизводительных механизированных способов сварки;
предусматривать
применение эффективных сварочных материалов (электродов, электродных проволок,
защитных газов, флюсов);
предусматривать
такое расположение и размеры сварных швов, при которых максимально
сокращалась бы необходимость кантовки конструкций при их изготовлении, а также
уменьшились бы размеры соединяемых деталей;
обеспечивать
свободный доступ к местам наложения швов и удобное пространственное положение с
учетом выбранного способа и технологии сварки и принятого метода неразрушающего
контроля шва.
1.2. Сокращение массы
наплавленного металла при проектировании сварных соединений и элементов
конструкций достигается путем повышения расчетных сопротивлений соединений с
угловыми швами за счет применения эффективной технологии сварки и электродных
материалов; соблюдения требований по назначению минимально допустимых катетов
угловых швов, устанавливаемых в зависимости от наибольшей толщины свариваемых
элементов, вида сварки и механических свойств стали; применения односторонних
угловых швов в поясах сварных двутавров, при приварке ребер жесткости, диафрагм
и других деталей, а также уменьшения количества деталей в элементах конструкций
или их размеров (применения односторонних ребер жесткости, исключения фасонок в
решетчатых конструкциях или уменьшения их размеров в связи с повышением
расчетных сопротивлений соединений с угловыми швами и др.).
1.3. При
проектировании сварных соединений следует учитывать, что увеличение сечений
швов по сравнению с регламентированными в главе СНиП
II-23-81 не только не повышает работоспособность конструкций, но в
ряде случаев снижает ее.
2. РАСЧЕТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ СВАРНЫХ
СОЕДИНЕНИЙ
2.1 (3.4). Расчетные
сопротивления сварных соединений для различных видов соединений и напряженных
состояний следует определять по формулам, приведенным в табл. 3 СНиП II-23-81.
2.2. Расчетные сопротивления сварных соединений, определенные по
формулам, которые приведены в главе СНиП
II-23-81, обеспечиваются при соблюдении следующих
условий:
подготовка материалов,
сборка конструкций, сварка и контроль качества осуществляются в соответствии с
требованиями главы СНиП III-18-75; сварочные
материалы для стыковых соединений соответствуют прочности свариваемой стали и
условиям эксплуатации конструкций и применяются в соответствии с табл. 1
прил. 1;
сварочные
материалы для расчетных угловых швов применяются в соответствии с табл. 2
прил. 1 с учетом условий эксплуатации конструкций,
указанных в табл. 1 прил. 1.
2.3. Расчетные сопротивления стыковых соединений,
выполняемых всеми видами дуговой сварки, принимаются равными расчетным
сопротивлениям стального проката при условии физического контроля качества швов
в растянутых элементах и соблюдении требований п. 13.42 главы СНиП
II-23-81 об обеспечении полного провара соединяемых элементов путем
двухсторонней сварки, односторонней с подваркой корня шва или односторонней
сварки на подкладке.
В случаях, когда
в стыковых соединениях невозможно обеспечить полный провар элементов,
рекомендуется принимать Rwy=0,7Rу.
2.4. Несущая способность сварных соединений с угловыми швами зависит
от ориентации шва относительно направления усилия, действующего на соединение.
Однако учет этой зависимости существенно усложняет расчет соединения, в связи с
чем расчетные сопротивления соединений с угловыми швами в
главе СНиП II-23-81приняты для наименее благоприятной ориентации (флангового
шва) и независимыми от величины угла между продольной осью шва и направлением
силового вектора, действующего на него.
2.5. Предельным состоянием для сварных соединений с угловыми
швами является опасность разрушения. В связи с этим их расчетные сопротивления
установлены по временному сопротивлению металла: для металла шва-в зависимости от нормативного сопротивления металла
шва Rwf= f (Rwun);для металла
границы сплавления - в зависимости от нормативного сопротивления основного
металла Rwz = f (Run).
Числовые значения
расчетных сопротивлений сварных соединений с угловыми швами приведены в табл. 2
и 3 прил. 1.
3. РАСЧЕТ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
3.1. Расчет сварных стыковых соединений на центральное
растяжение и сжатие следует проводить в соответствии с п. 11.1
главы СНиП II-23-81.
3.2. С целью повышения эффективности использования наплавленного
металла в соединениях с расчетными угловыми швами предусмотрено применение
электродных материалов, обеспечивающих повышенные прочностные
свойства металла шва. При этом возникает необходимость проверки прочности
соединений по двум опасным сечениям: по металлу шва и по металлу границы
сплавления.
3.3 (11.2). Сварные соединения с угловыми швами при действии продольной
и поперечной сил следует рассчитывать на срез (условный) по двум сечениям:
по металлу шва
N / (βf kf lw) ≤
Rwf γwf γc; (1) [120]
по металлу
границы сплавления
N / (βz kf lw) ≤
Rwz γwz γc. (2) [121]
где lw - расчетная
длина шва, принимаемая меньше его полной длины на 10 мм; βf и βz -коэффициенты, принимаемые при сварке элементов из стали: с пределом
текучести до 580 МПа (5900 кгс/см2)
по табл. 1 (34); с пределом текучести свыше 580 МПа (5900
кгс/см2) независимо от вида сварки,
положения шва и диаметра сварочной проволоки βf=
0,7 и βz = 1; γwf и γwz -коэффициенты условий
работы шва, равные 1 во всех случаях, кроме конструкций, возводимых в
климатических районах I1, I2, II2 и II3, для которых γwf = 0,85 для металла шва с нормативным сопротивлением Rwun= 410 МПа (4200 кгс/см2) и γwz = 0,85
для всех сталей.
При сварке с
использованием технологических приемов, направленных на повышение
производительности наплавки, которые сопровождаются снижением глубины
проплавления (например, сварка при удлиненном вылете электрода, при прямой
полярности постоянного тока, с применением дополнительного присадочного
материала и т.п.), значения коэффициентов рекомендуется принимать βf= 0,7 и βz = 1.
3.4 (11.2). Для угловых
швов, размеры которых установлены в соответствии с расчетом, в элементах из
стали с пределом текучести до 285 МПа (2900 кгс/см2)
следует применять электроды или сварочную проволоку согласно табл. 2
прил. 1 настоящего пособия, для которых расчетные
сопротивления срезу по металлу шва Rwf должны быть
более Rwz,а при
ручной сварке не менее чем в 1,1 раза превышают расчетные сопротивления срезу
по металлу границы сплавления Rwz, но не превосходят
значений Rwz βz / βf
1,1 Rwz< Rwf≤
Rwz βz / βf; (3)
в элементах из
стали с пределом текучести свыше 285 МПа (2900 кгс/см2) допускается применять электродные материалы, для которых выполняется
условие
Rwz< Rwf≤
Rwz βz / βf. (4)
Таблица 1 (34)
Комментарии (0)
Чтобы оставить комментарий вам необходимо авторизоваться