Соединения, работающие на изгибающий момент, нормальную и перерезывающую силы

07.07.2016

Соединение элементов, работающих на изгибающий момент (например, листов стенки составной балки), выполняют прямым или косым стыковым швом или с помощью пары сплошных накладок, приваренных угловыми швами без шва в стык (рис. III—34).
Соединения, работающие на изгибающий момент, нормальную и перерезывающую силы

Швы в стык, работающие на изгиб, рассчитывают как целое сечение по расчетным сопротивлениям, установленным для таких соединений.
Если расчетное сопротивление растяжению стыкового шва меньше расчетного сопротивления стали свариваемых элементов, то прямой стыковой шов не равнопрочен соединяемым элементам. Такие швы допустимы только в местах пониженных значений изгибающих моментов, там, где напряжения в соединяемых элементах не превосходят расчетного сопротивления растяжению стыкового шва. В других случаях прямой стык следует заменить косым. Вследствие усовершенствования технологии сварки повысилось качество сварных соединений и их расчетные сопротивления. Требуемый для равнопрочности угол между косым швом и продольной осью листа возрос до 67°, а обрезки стыкуемых листов сильно уменьшились. Стоимость этих обрезков (которые можно использовать для изготовления мелких деталей) меньше, чем стоимость постановки усиливающих накладок. Работают же косые стыковые швы лучше, чем прямые с накладками.
Перекрытие стыка парными накладками без сварки листов в стык делается просто, что особенно важно при изготовлении конструкций в малооборудованных мастерских, а работают такие соединения при статических нагрузках вполне удовлетворительно. К недостаткам их относятся увеличение расхода металла (основного и наплавленного) и плохая работа стыка при динамических и вибрационных нагрузках.
Угловые швы, прикрепляющие накладки, рассчитывают по моменту сопротивления Wш этих швов, расположенных с одной стороны стыка. Например, для случая, представленного на рисунке III—34, а, когда обе накладки приварены только лобовыми швами, напряжения в швах проверяют по формуле:
Соединения, работающие на изгибающий момент, нормальную и перерезывающую силы

где kшhш и lш=lн — расчетная высота и расчетная длина одного лобового шва.
Из этой формулы определяют требуемую высоту швов
Соединения, работающие на изгибающий момент, нормальную и перерезывающую силы

и по ней назначают толщину накладок. Иногда накладки приваривают по контуру (рис. III—34,б). В этом случае момент сопротивления Wш швов, расположенных с одной стороны стыка, находят по приближенной формуле:
Соединения, работающие на изгибающий момент, нормальную и перерезывающую силы

где kшhш— расчетная высота шва.
Остальные обозначения показаны на рисунке III—34,б.
Назначив длину накладок lш и их толщину δн, а также определив необходимый момент сопротивления швов по действующему в стыке моменту M,
Соединения, работающие на изгибающий момент, нормальную и перерезывающую силы

можно определить требуемую длину фланговых швов lф:
Соединения, работающие на изгибающий момент, нормальную и перерезывающую силы

и требуемую ширину накладок:
Соединения, работающие на изгибающий момент, нормальную и перерезывающую силы

Если наложению фланговых швов мешают выступающие полки поясов, края накладок скашивают (рис. III—34,в).