Зварні з’єднання

1.12.1.1 При проектуванні сталевих конструкцій зі зварними з’єднаннями слід:

- застосовувати мінімально необхідну кількість зварних швів і призначати їх мінімальні розміри;

- забезпечувати вільний доступ до місць виконання зварних з’єднань з урахуванням вибраного виду і технології зварювання.

1.12.1.2 Основні типи, конструктивні елементи і розміри зварних з’єднань слід приймати згідно з ГОСТ 5264, ГОСТ 8713, ГОСТ 11533, ГОСТ 11534, ГОСТ 14771,ГОСТ 14776, ГОСТ 23518.

1.12.1.3 При виборі електродів чи зварювального дроту рекомендується враховувати групи конструкцій, наведені в додатку В.

1.12.1.4 Зварні стикові з’єднання листових деталей рекомендується, як правило, проектувати прямими з повним проваром, із застосуванням вивідних планок, які виготовляються з того самого прокату, що й основний метал. У монтажних умовах допускається одностороннє зварювання з підварюванням кореня шва. Зварювання на сталевій підкладці, що залишається, може бути застосована тільки для конструкцій 3-ї і 4-ї груп.

1.12.1.5 Розміри зварних кутових швів і конструкція з’єднання повинні задовольняти таким вимогам:

а) катет кутового шва k_f (рис. 1.12.1) повинен задовольняти вимогам розрахунку і бути, як правило, не меншим за зазначений у табл. 1.12.1;

катет шва у тавровому двосторонньому, а також у напустковому і кутовому з’єднаннях допускається приймати меншим за вказаний у табл. 1.12.1, але не меншим за 4 мм, при цьому розміри шва повинні забезпечувати його несучу здатність, що визначається розрахунком. Виробничим контролем повинна бути установлена відсутність дефектів, у тому числі технологічних тріщин;

б) катет кутового шва k_f (рис. 1.12.1, а) не повинен перевищувати 1,2 t, де t – найменша з товщин зварюваних елементів;

катет шва, прокладений вздовж закругленої крайки фасонного прокату товщиною t, як правило, не повинен перевищувати 0,9 t;

в) розрахункова довжина кутового шва повинна бути не меншою за 4 і не меншою ніж 40 мм;

г) режим зварювання слід обирати так, щоб форма шва (рис. 1.12.1, б, в) задовольняла таким умовам: для кутового шва – b / h ³ 1,3; для стикового однопрохідного шва – b / h ³ 1,5;

д) розрахункова довжина флангового шва повинна бути не більшою ніж за винятком швів, у яких зусилля діє вздовж усієї довжини шва (тут – коефіцієнт, що приймається за табл. 1.12.1.2);

е) розмір напустку повинен бути не менш ніж п’ять товщин найтоншого із зварюваних елементів;

ж) співвідношення розмірів катетів кутових швів слід приймати, як правило, 1:1; при різних товщинах зварюваних елементів допускається приймати шви з неоднаковими катетами; при цьому, катети, що прилягають до тоншого елемента у з’єднанні повинні задовольняти вимоги п. 1.12.1.5, б), а катети, що прилягають до товстішого елемента у з’єднанні – вимоги п. 1.12.1.5, а);

з) у зварних стиках елементів, що перекриваються накладками, флангові кутові шви слід не доводити до осі стику не менш як на 25 мм;

і) у конструкціях 1-ї і 2-ї груп кутові шви слід, як правило, виконувати без підсилення з плавним переходом до основного металу;

к) зварні стики з накладками слід виконувати за рис.1.12.2, а;

л) відстань між паралельними зварними з’єднаннями елементів конструкцій слід встановлювати не меншою за і 100 мм, де – товщина деталі; приварювання ребер жорсткості і елементів ґратчастих конструкцій необхідно виконувати відповідно до рис. 1.12.2, б.

Рисунок 1.12.1 ‑ Розміри зварних швів

1.12.1.6 При проектуванні зварних з’єднань у конструкціях, що сприймають рухомі, динамічні чи вібраційні навантаження, поряд із урахуванням вимог розділу 11 цих норм, як правило, слід:

- уникати перетинів зварних швів, розміщення їх у безпосередній близькості один від одного, від місцевої зміни форми і розмірів перерізу, від зон згину, продавлених отворів і вільних крайок, утворених гільйотинним різанням;

- кутові шви виконувати з плавним переходом до основного металу;

- флангові кутові шви, що прикріплюють елементи ґратки до фасонок, виводити на торець елемента на довжину 20 мм.

1.12.1.7 При проектуванні таврових і кутових зварних з’єднань елементів сталевих конструкцій за наявності напружень розтягу, орієнтованих в напрямку товщини прокату, з метою зниження небезпеки розшаровування металу під зварним швом, як правило, слід:

- застосовувати сталі, рекомендовані для конструкцій 1-ї групи згідно з додатком В, з межею текучості до 390 Н/мм², а також сталі з гарантованими механічними властивостями у напрямку товщини прокату за ТУ 14-1-4431 і ТУ 14-227-237;

- застосовувати зварювальні матеріали зі зниженою міцністю і підвищеною пластичністю; використовувати технологічні прийоми зварювання, спрямовані на зменшення залишкових зварювальних напружень, не застосовувати порошковий дріт;

- заміняти кутові з’єднання тавровими, а в останніх забезпечувати відношення ширини звису до товщини елементів не меншою за 2; застосовувати розроблення крайок, що забезпечує зменшення об’єму наплавленого металу;

- відмовитись від використання однобічних кутових швів і перейти до двобічних.

Рисунок 1.12.2 ‑ Розміщення зварних швів

Таблиця 1.12.1 Мінімальні катети зварних швів

Вид з’єднання	Вид зварювання	Межа текучості сталі, Н/мм2	Мінімальний катет шва , мм, при товщині товстішого елемента у з’єднанні , мм
4…5	6…10	11…16	17…22	23…32	33…40	41…80
Таврове з двосторонніми кутовими швами; напусткове і кутове	Ручне	До 290
Понад 290 до 390
Понад 390 до 590
Механізоване	До 290
Понад 290 до 390
Понад 390 до 590
Таврове з односторонніми кутовими швами	Ручне	До 390
Автоматичне і механізоване	До 390
Примітки: 1. У конструкціях із сталі з межею текучості понад 590 Н/мм2, а також з усіх сталей при товщині елементів у з’єднанні понад 80 мм мінімальний катет кутових швів слід приймати за спеціальними технічними умовами. 2. У конструкціях 4-ї групи мінімальний катет односторонніх кутових швів слід зменшувати на 1 мм – при товщині товстішого елемента у з’єднанні до 40 мм і на 2 мм – при товщині товстішого елемента у з’єднанні понад 40 мм.

1.12.1.8 Для кутових швів, розміри яких визначені розрахунком, для елементів із сталі з межею текучості до 290 Н/мм² слід, як правило, застосовувати електродні матеріали, що задовольняють умовам: – при механізованому зварюванні; – при ручному зварювані; для елементів із сталі з межею текучості понад 290 Н/мм² допускається застосовувати електродні матеріали, що задовольняють умові (тут _f, _z – коефіцієнти, що залежать від технології зварювання і катета шва і визначаються за табл. 1.12.2).

Таблиця 1.12.2 Коефіцієнти і

Вид зварювання при діаметрі зварювального дроту d, мм	Положення шва	Коефіцієнт	Значення коефіцієнтів і при нормальних режимах зварювання і катетах швів, мм
3…8	9…12	14…16	Понад I6
Автоматичне при d = 3…5	В човник		1,1	0,7
	1,15	1,0
Нижнє		1,1	0,9	0,7
	1,15	1,05	1,0
Автоматичне та напівавтоматичне при d = 1,4…2	В човник		0,9	0,8	0,7
	1,05	1,0
Нижнє, горизонтальне, вертикальне		0,9	0,8	0,7
	1,05	1,0
Ручне, напівавтоматичне дротом суцільного перерізу при d < 1,4 або порошковим дротом	В човник, нижнє, горизонтальне, вертикальне, стельове		0,7
	1,0

1.12.1.9 Односторонні кутові шви в таврових з’єднаннях елементів із сталі з межею текучості до 390 Н/мм² слід, як правило, застосовувати в конструкціях, що експлуатуються в неагресивному або слабоагресивному середовищі (класифікація за СНиП 2.03.11) в опалюваних приміщеннях, окрім конструкцій у будівлях і спорудах, що належать до 1-го класу відповідальності, які зводяться в районах із сейсмічністю 8 балів і вище, а також конструкцій 1-, 2- і 3-ї груп у будівлях з мостовими опорними кранами режимів роботі 7К (у цехах металургійних виробництв) і 8К:

- для кріплення проміжних ребер жорсткості і діафрагм – у конструкціях усіх груп, окрім конструкцій 1-ї групи, що розраховуються на витривалість;

- для поясних кутових швів зварних двотаврів – у конструкціях 2- і 3-ї груп, окрім балок з умовною гнучкістю стінки , при товщині стінки t_w у колонах і стійках до 12 мм і в балках до 10 мм, при виконанні швів механізованим зварюванням з катетом шва ;

- для всіх конструктивних елементів – у конструкціях 4-ї групи.

Односторонні кутові шви не слід застосовувати у з’єднаннях, що сприймають згинальний момент відносно поздовжньої осі шва.

Катети односторонніх швів слід приймати за розрахунком, але не меншими за вказані в табл. 1.12.1

1.12.1.10 Переривчасті кутові зварні шви допускається застосовувати у випадку надлишкової несучої здатності неперервного шва мінімального розміру при статичному навантаженні і розтягувальних напруженнях, що не перевищують 0,6 R_y, для з’єднань у конструкціях 4-ї групи, а також у конструкціях 3-ї групи, що реконструюються за умови їх експлуатації в неагресивних або слабоагресивних середовищах.

Розміри зварного шва повинні відповідати вимогам п. 1.12.1.5. Відстань між ділянками переривчатого зварного шва (рис. 1.12.3), як правило, не повинна перевищувати одного із значень: 150 мм, – у стиснутому елементі, – у розтягнутому елементі (t _min – товщина найтоншого елемента у з’єднанні). У конструкціях 4-ї групи відстань допускається збільшувати в 1,5 рази.

При накладенні переривчастого кутового шва необхідно передбачити ділянку шва на кінцях з’єднуваних елементів (рис. 1.12.3); довжина такої ділянки шва в елементах складеного перерізу повинна бути не меншою за 0,75 b, де b – ширина вужчої із з’єднуваних пластин.

Рисунок 1.12.3 ‑ Схема переривчатих кутових зварних швів: а – у напустковому з’єднанні; б – у тавровому з’єднанні.

1.12.1.11 Кутові зварні шви, розміщені вздовж периметрів отворів чи прорізів, допускається застосовувати у напусткових з’єднаннях у випадках, передбачених п. 1.12.10, для передачі зусиль у площині напустку, запобігання втраті стійкості елементів напустку чи конструктивних з’єднань елементів.

1.12.1.12 Пробкові шви, що заповнюють наплавленим металом усю площину круглих або щілинних отворів, допускається застосовувати у напусткових з’єднаннях у випадках, передбачених п. 1.12.10, лише для запобігання втраті стійкості елементів напустку або для конструктивних з’єднань елементів.

Товщина пробкового шва повинна бути: не меншою за товщину t просвердленого або прорізаного елемента, але не більшою за 16 мм; не меншою за , 0,45 d чи 0,45 b, де d – діаметр отвору, і b – довжина і ширина прорізу. При цьому діаметр отвору і ширина прорізу повинні задовольняти нерівності відповідно d ³ t + 8 мм і b ³ t + 8 мм. Відстань між центрами отворів чи поздовжніми осями прорізів повинна бути не меншою за 4 d або 4 b. Розрахунковий переріз шва допускається приймати таким, що дорівнює площі отвору чи прорізу.

1.12.1.13 Застосування комбінованих з’єднань, у яких частина зсувного зусилля сприймається фрикційним з’єднанням, а частина – зварними швами, допускається при спеціальному обґрунтуванні та за умови забезпечення передачі частини зсувного зусилля через тертя, що виникає на дотичних площинах з’єднуваних елементів від натягу високоміцних болтів, для чого зварювання повинно бути виконане після остаточного затягування болтів.

Розподіл розрахункового зусилля, що діє у комбінованому з’єднанні, між фрикційним і зварним з’єднаннями допускається приймати пропорційно до їхньої несучої здатності або приймати, що фрикційне з’єднання сприймає долю зусилля, обумовлену дією постійного навантаження, а зварне –змінного. Застосування інших болтових з’єднань у комбінованих з’єднаннях не допускається.

1.12.1.14 Розрахунок зварних стикових з’єднань при дії поздовжньої сили N, що проходить через центр ваги з’єднання, слід виконувати за формулою

, (1.12.1)

де t – найменша з товщин елементів у з’єднанні;

l_w – розрахункова довжина стикового шва, що дорівнює його геометричній довжині за вирахуванням 2 t. У випадку, коли кінці шва виведені за межі стика, розрахункова довжина шва приймається рівною його геометричній довжині.

При розрахунку зварних стикових з’єднань елементів із сталі з відношенням R_u / _u > R_y, експлуатація яких можлива і після досягнення металом межі текучості, а також із сталі з межею текучості R_yn > 440 Н/мм² у формулі (1.12.1) замість R_wy слід приймати R_wu / _u.

Розрахунок зварних стикових з’єднань виконувати не потрібно за умов застосування зварювальних матеріалів відповідно до додатку Ж, забезпечення повного провару з’єднуваних елементів та виконання контролю якості з’єднань при розтягу фізичними методами.

1.12.1.15 Зварні стикові з’єднання, виконані без контролю їх якості фізичними методами, при одночасній дії в розрахунковому перерізі шва нормальних _wx і _wy і дотичних _wxy напружень слід перевіряти за формулою (1.5.4), приймаючи в ній _x = _wx, _y = _wy, _xy = _wxy, R_y = R_wy.

1.12.1.16 Розрахунок зварного з’єднання з кутовими швами при дії поздовжньої сили N, що проходить через центр ваги з’єднання, слід виконувати на зріз (умовний) в одній з двох розрахункових площин (рис. 1.12.4) за формулами:

при – у площині наплавленого металу ; (1.12.2)

при – у площині металу межі сплавлення (1.12.3)

де l_w – розрахункова довжина кутового шва, що дорівнює його сумарній геометричній довжині за вирахуванням двох катетів шва або 1 см на кожну неперервну ділянку шва;

і – коефіцієнти, значення яких приймаються за табл. 1.12.2.

Рисунок 1.12.4 ‑ Поперечний розріз кутового шва із зазначенням умовних площин руйнування: 1 – площина наплавленого металу (металу шва); 2 – площина металу межі сплавлення

1.12.1.17 Розрахунок зварних з’єднань з кутовими швами при дії згинального моменту М у площині, перпендикулярній до площини розташування швів, слід виконувати на зріз (умовний) в одній з двох умовних площин (рис. 1.12.4) за формулами:

у площині наплавленого металу ; (1.12.4)

у площині металу межі сплавлення , (1.12.5)

де і – моменти опору розрахункових перерізів кутових швів у зварному з’єднанні відповідно за металом шва і за металом межі сплавлення.

1.12.1.18 Розрахунок зварних з’єднань з кутовими швами при дії згинального моменту М у площині розташування цих швів слід виконувати на зріз (умовний) в одній з двох умовних площин (рис. 1.12.4) за формулами:

у площині наплавленого металу ; (1.12.6)

у площині металу межі сплавлення (1.12.7)

де х і y – координати точки зварного з’єднання, яка найбільш віддалена від центра ваги О цього з’єднання (рис. 1.12.5); , – момент інерції розрахункового перерізу кутового шва у зварному з’єднанні за металом шва відносно його головних осей х – х і у – у; , – те саме, за металом межі сплавлення.

1.12.1.19 При розрахунку зварного з’єднання з кутовими швами на одночасну дію поздовжньої N і поперечної сил, а також згинального моменту М (рис. 1.12.5) повинні бути виконані такі умови:

і , (1.12.8)

де _f і _z – дотичні напруження в небезпечній точці розрахункового перерізу кутового шва у зварному з’єднанні відповідно у площині наплавленого металу і у площині металу межі сплавлення, що визначаються за формулою

. (1.12.9)

Рисунок 1.12.5 ‑ Розрахункова схема зварного з’єднання з кутовими швами

1.12.1.20 Напусткові зварні з’єднання елементів завтовшки до 4 мм допускається здійснювати точковим швом дуговим зварюванням з наскрізним проплавленням; при цьому несучу здатність однієї точки слід приймати такою, що дорівнює меншому з двох граничних значень:

- при зрізі ; (1.12.10)

- при вириві , (1.12.11)

де d – діаметр точкового шва у площині з’єднуваних елементів, що приймається за ГОСТ 14776; при застосуванні способу зварювання, який не регламентований ГОСТ 14776, значення d слід узгоджувати і приймати в установленому порядку; – при зварюванні елементів однакової товщини; – при зварюванні елементів з різними товщинами, що відрізняються у два і більше разів (при меншій різниці у товщинах значення коефіцієнту необхідно приймати за лінійною інтерполяцією); t –товщина найтоншого елемента у з’єднанні.

Поиск по сайту: