Расчёт и проектирование сварных швов по СП 5.04-2020

Расчет сварных стыковых соединений при действии расчетного осевого усилия N_Ed, проходящего через центр тяжести соединения, следует выполнять по формуле

                                                     

- где t - наименьшая из толщин соединяемых элементов;

- lw - расчетная длина сварного шва, равная полной его длине, уменьшенной на 2t, или полной его длине, если концы шва выведены за пределы стыка.

Расчет сварного соединения с угловыми швами, при действии расчетного осевого усилия NEd, проходящего через центр тяжести соединения, следует выполнять на срез (условный) по одному из двух сечений (рисунок 4.1) по формулам:

при  по металлу шва ;                

при  по металлу границы сплавления ,    

где l_w - расчетная длина швов в сварном соединении, равная суммарной длине всех его участков за вычетом по 1 см на каждом непрерывном участке шва;

,  - коэффициенты, принимаемые по таблице 39 СП 5.04-2020.

Рисунок 4.1 – Сечения углового шва по металлу шва (f) и границе сплавления (z)

Расчёт и проектирование сварных швов по ТКП EN 1993-1-8. Расчетное сопротивление углового сварного шва можно считать достаточным, если в каждой точке по его длине равнодействующая всех сил, передаваемых сварным швом единичной длины, удовлетворяет следующему условию:

,                                                                                                              (3.3)

где F_{w , Ed} – расчетное значение внешних усилий, действующих на единицу длины сварного шва;

F_{w , Rd} – расчетное значение сопротивления на единицу длины сварного шва (формула 3.4).

Независимо от ориентации продольного сечения сварного шва относительно направления приложения силы расчетное сопротивление сварного шва единичной длины F_{w , Rd} следует определять по формуле

,                                                                                                            (3.4)

где f_{vw , d} – расчетное сопротивление сдвигу сварного шва, рассчитывается по формуле 3.5;

a – эффективная толщина сварного шва, таблица 3.5 [1].

Расчетное сопротивление сдвигу сварного шва f_{vw , d} следует определять по формуле

,                                                                                                         (3.5)

где f_u – номинальное значение предела прочности основного металла;

β _w – поправочный коэффициент для угловых сварных швов, таблица 3.6 [1].

Таблица 4.1 – Оценка категории и уровня качества сварных швов по ГОСТ 23118, ТКП 45-5.04-121-2009, СТБ 1133

Категории и уровни качества швов сварных соединений	Типы швов соединений и характеристика условий их эксплуатации
I — высокий	1 — поперечные стыковые швы, воспринимающие растягивающие напряжения sр ≥ 0,85 R y (в растянутых поясах и стенках балок, элементов ферм и т. п.); 2 — швы тавровых, угловых, нахлесточных соединений, работающие на отрыв, при растягивающих напряжениях, действующих на прикрепляемый элемент, sр ≥ 0,85 R y, и при напряжениях среза в швах tуш ≥ 0,85 Rwf; 3 — швы в конструкциях или в элементах конструкций, относящихся к 1 группе по классификации действующих нормативных документов, а также в конструкциях 2 группы в климатических районах строительства с расчетной температурой ниже минус 40 °С (кроме швов, отнесенных к типам 7—12);
II — средний	5 — расчетные угловые швы, воспринимающие напряжения среза tуш ≥ 0,75 Rwf, которые соединяют основные элементы конструкций 2 и 3 групп (кроме швов, отнесенных к типам 2 и 3); 6 — продольные стыковые швы, воспринимающие напряжения растяжения или сдвига 0,4 R ≤ s < 0,85 R; 7 — продольные (связующие) угловые швы в основных элементах конструкций 2 и 3 групп, воспринимающие растягивающие напряжения (поясные швы элементов составного сечения, швы в растянутых элементах ферм и т. д.); 8 — стыковые и угловые швы, прикрепляющие к растянутым зонам основных элементов конструкций узловые фасонки, фасонки связей, упоры и т. п.
III — низкий	9 — поперечные стыковые швы, воспринимающие сжимающие напряжения 10 — продольные стыковые швы и связующие угловые швы в сжатых элементах конструкций; 11 — стыковые и угловые швы, прикрепляющие фасонки к сжатым элементам конструкций; 12 — стыковые и угловые швы во вспомогательных элементах конструкций (конструкции 4 группы).
Условные обозначения: sр   — растягивающее напряжение металла шва; R у   — расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию и изгибу по пределу текучести; tуш — касательное напряжение металла углового шва; Rwf — расчетное сопротивление угловых швов срезу (условному) по металлу шва; s     — напряжение металла шва; R     — расчетное сопротивление металла шва.

Таблица 4.2 – Оценка уровня качества углового шва по его геометрии по ГОСТ 23118, ТКП 45-5.04-121, СТБ 1133

Наименование дефектов	Характеристика дефектов по расположению, форме и размерам	Допустимые дефекты по уровням качества
		Высокий	Средний	Низкий
1. Увеличение катета углового шва	h = К ф – К	h ≤ 1 мм + + 0,1 К	h ≤ 1 мм + + 0,15 К	h ≤ 1 мм + + 0,2 К
		Макс. 2 мм	Макс. 3 мм	Макс. 5 мм
2. Уменьшение катета углового шва	h = К – К ф	Не допускаются	Длинные дефекты не допускаются
			Короткие дефекты: h ≤ 0,З мм + 0,1 К
			Макс. 1 мм	Макс. 2 мм

 

 

Порядок выполнения работы.

Оценить уровень качества сварных соединений по ГОСТ 23118, ТКП 45-5.04-121-2009, СТБ 1133.

Рисунок 3.1 Образец №1. Вид сверху

 

Рисунок 3.2 Образец №1. Верхний сварной шов (№ - вид дефектов по СТБ ИСО 6520-1-2004)

 

 

 

Рисунок 3.3 Образец №1. Нижний сварной шов (№ - вид дефектов по СТБ ИСО 6520-1-2004)

 

Определить типы швов по таблице 4.1. Изучить и классифицировать основные дефекты сварных швов представленных на рисунках 3.1.-3.3 и образцах предложенных преподавателем. Занести полученные результаты в журнал ниже.

_________________________________________________________________________

 

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________

 

Сделать необходимые выводы 1 или 2.

 

1. Сварка изделия выполнена с недопустимыми дефектами по СТБ ИСО 6520-1-2004

____________________________________и изделие к использованию не допускается.

 

2. Сварка изделия выполнена с допустимыми дефектами и изделие к использованию допускается.