Расчет сварного стыкового соединения на действие

Расчет сварного стыкового соединения на действие нормальных и касательных
напряжений
Исходные данные:
Нагрузка:
- Нормальная сила N = 3 тс = 3 / 0,001 = 3000 кгс;
- Изгибающий момент Mx = 1 тс м = 1 / 0,00001 = 100000 кгс см;
- Изгибающий момент My = 0,2 тс м = 0,2 / 0,00001 = 20000 кгс см;
- Поперечная сила на одну стенку сечения Q x = 2 тс = 2 / 0,001 = 2000 кгс;
- Поперечная сила на одну стенку сечения Q y = 2 тс = 2 / 0,001 = 2000 кгс;
Физические характеристики:
- Модуль сдвига G = 810000 кгс/см2;
- Модуль упругости E = 2100000 кгс/см2;
Прочность:
(Вид металла - Труба; Сталь и толщина металла - Сталь ВСт3кп по ГОСТ 10705-80 ; До 10 мм):
- Предел текучести стали Ryn = 2300 кгс/см2;
- Временное сопротивление стали разрыву Run = 3800 кгс/см2;
- Расчетное сопротивление растяжению, сжатию, изгибу по пределу текучести R y = 2200 кгс/см2;
- Расчетное сопротивление растяжению, сжатию, изгибу по временному сопротивлению R u = 3550
кгс/см2;
- Расчетное сопротивление стали сдвигу Rs = 1276 кгс/см2;
Коэффициенты надежности и условия работы:
- Коэффициент условия работы gc = 1 ;
- Коэффициент надежности в расчетах по временному сопротивлению gu = 1,3 ;
Основные характеристики сечений:
- Высота сечения h = 14 см;
- Ширина сечения b = 7,3 см;
- Толщина стенки t = 0,5 см;
- Толщина полки tf = 0,7 см;
Характеристики сечения ветви:
- Высота сечения hb = 14 см;
- Ширина сечения bb = 7,3 см;
- Толщина стенки tb = 0,5 см;
- Толщина полки tfb = 0,7 см;
- Площадь сечения Ab = 16,4 см2;
- Момент инерции Jxb = 541 см4;
- Момент инерции Jyb = 44,9 см4;
- Момент сопротивления нетто Wx1b = 77,3 см3;
- Момент сопротивления нетто Wx2b = 77,3 см3;
- Момент сопротивления нетто Wy1b = 12,3 см3;
- Момент сопротивления нетто Wy2b = 12,3 см3;
Параметры сварного соединения:
- Длина шва l = 40 см;
Характеристики сечения сварного соединения:
(Сечение ветви - из сортамента; Характеристики сечения - Двутавры нормальные с параллельными
гранями полок по ГОСТ 26020; 14Б2; Сечение - одноветьевое):
- Площадь сечения Aw = 16,4 см2;
- Момент инерции Jwx = 541 см4;
- Момент инерции Jwy = 44,9 см4;
- Момент сопротивления W wx1 = 77,3 см3;
- Момент сопротивления W wx2 = 77,3 см3;
- Момент сопротивления W wy1 = 12,3 см3;
- Момент сопротивления W wy2 = 12,3 см3;
- Координата x точки шва, наиболее удаленной от центра тяжести расчетного сечения швов,
относительно главных осей x = 3,650407 см;
- Координата y точки шва, наиболее удаленной от центра тяжести расчетного сечения швов,
относительно главных осей y = 6,998706 см;
Результаты расчета:
1) Расчетное сопротивление сварных соединений
Шов - стыковой.
Шов работает на - сжатие.
Расчетное сопротивление стыковых сварных соединений сжатию, растяжению и изгибу по пределу
текучести:
Rwy = Ry =2200 кгс/см2 .
Расчетное сопротивление стыковых сварных соединений сжатию, растяжению, изгибу по временному
сопротивлению:
Rwu = Ru =3550 кгс/см2 .
Расчетное сопротивление стыковых сварных соединений:
Rws = Rs =1276 кгс/см2 .
Коэффициент условия работы по п. 2.14 СНиП II-7-81 "Строительство в сейсмических районах":
mkp=1 .
2) Расчет сварного стыковые соединения при одновременном действии в одном и том же сечении
нормальных и касательных напряжений
Сварка - с выводом концов шва за пределы стыка.
Расчетная длина шва:
lw = l =40 см .
Wwx = min(Wwx1 ; Wwx2)=min(77,3;77,3) = 77,3 см3 .
Wwy = min(Wwy1 ; Wwy2)=min(12,3;12,3) = 12,3 см3 .
Нормальные напряжения в сварном соединении:
swx = N/Aw+Mx/Wwx=3000/16,4+100000/77,3 = 1476,58789007 кгс/см 2 .
Нормальные напряжения в сварном соединении:
swy = N/Aw+My/Wwy=3000/16,4+20000/12,3 = 1808,94308943 кгс/см2 .
Касательные напряжения в сварном соединении:
twxy = ; Qx2+Qy2 /Aw=; 20002+20002 /16,4 = 172,46506858 кгс/см2 .
; swx2+swy2-swx swy+3 twxy2 =; 1476,5882+1808,9432-1476,588 · 1808,943+3 · 172,46512
=1694,33054764 кгс/см2 r 1,15 Rwy gc=1,15 · 2200 · 1=2530 кгс/см2 (66,96958686% от предельного значения) условие выполнено (формула (33); п. 11.4 ).