Таблица несущей способности сварных швов: Таблицы несущей способности сварных швов

Содержание

Несущая способность угловых швов

Пояснительная записка

Таблицы несущей способности сварных швов составлены на основании НиТУ 121-55 при расчете конструкций по предельному состоянию. Расчетные сопротивления швов приняты как произведения нормативных сопротивлений на соответствующие коэфициенты однородности (с округлениями ) в соответствии с табл. 12 (13) НИТУ 121-55

Таблицы составлены  для угловых (валиковых) швов (лобовых, фланговых и втавр) Работающих на напряженное состояние сжатия растяжение и среза.

Таблицы составлены на 6 случаев сочетания марок стали со сваркой определенными электродами в соответствии с табл. 12(13) НИТУ 121-55

Сварные швы рассчитаны по формуле на сжатие, растяжение и срез угловых швов.


Таблица №1

Несущая способность сварных швов при сварке электродами типа Э34 В конструкциях из стали марок СТ.0; СТ.2; Ст.3; СТ.4;

Толщ.шва

Длина шва, мм

4мм 6 8 10 12 14 16 18 20
10мм 0,252т 0,378т 0,504 0,630 0,756 0,882 1,008 1,134 1,260
60 1,51т 2,27 3,02 3,78 4,54 5,29 6,05 6,80 7,56
70 1,76 2,65 3,53 4,41 5,29 6,17 7,06 7,94 8,82
80 2,02 3,02 4,03 5,04 6,05 7,05 8,05 9,07 10,08
90 2,27 3,40 4,54 5,67 6,80 7,94 9,07 10,21 11,34
100 2,52 3,78 5,04 6,30 7,55 8,82 10,08 11,34 12,60
110 2,77 4,16 5,54 6,93 8,32 9,70 11,09 12,47 13,85
120 3,02 4,54 6,05 7,56 9,07 10,58 12,10 13,61 15,12
130 3,28 4,91 6,55 8,19 9,83 11,47 13,10 14,74 16,38
140 3,53 5,29 7,06 8,82 10,58 12,35 14,11 15,88 17,54
150 3,78 5,67 7,56 9,45 11,34 13,23 15,12 17,01 18,90
160 4,03 6,05 8,06 10,08 12,10 14,11 16,13 18,14 20,16
170 4,28 6,43 8,57 10,71 12,85 14,99 17,13 19,28 21,42
180
4,54 6,80 9,07 11,34 13,61 15,88 18,14 20,41 22,68
190 4,79 7,18 9,58 11,97 14,36 16,76 19,15 21,55 23,94
200 5,04 7,56 10,08 12,60 15,12 17,64 20,15 22,68 25,20
210 5,29 7,94 10,58 13,23 15,88 18,52 21,17 23,81 26,45
220 5,54 8,32 11,09 13,86 16,63 19,40 22,18 24,95 27,72
230 5,80 8,69 11,59 14,49 17,39 20,29 23,18 26,08 28,98
240 6,05 9,07 12,10 15,12 18,14 21,17 24,19 27,22 30,24
250 6,30 9,45 12,60 15,75 18,90 22,05 25,20 28,35 31,50
260 6,55 9,83 13,10 16,38 19,66 22,93 26,21 29,43 32,76
270 6,80 10,21 13,61 17,01 20,41 23,81 27,22 30,62 34,02
280 7,06 10,58 14,11 17,64 21,17 24,70 28,22 31,75 35,28
290 7,31 10,96 14,52 18,27 21,92 25,58 29,23 32,89 36,54
300 7,56 11,34 15,12 18,90 22,58 26.46 30,24 34,02 37,80
310 7,81 11,72 15,62 19,53 23,44 27,34 31,25 35,15 39,05
320 8,06 12,10 16,13 20,16 24,19 28,22 32,26 36,29 40,32
330 8,32 12,47 16,63 20,79 24,95 29,11 33,25 37,42 41,58
340 8,57 12,85 17,14 21,42 25,70 29,99 34,27 38,56 42,84
350 8,82 13,23 17,64 22,05 26,46 30,87 35,28 39,69 44,10
360 9,07 13,61 18,14 22,68 27,22 31,75 36,29 40,82 45,36
370 9,32 13,99 18,65 23,31 27,97 32,63 37,30 41,95 46,52
380 9,58 14,36 19,15 23,94 28,73 33,52 38,30 43,09 47,88
390 19,66 24,57 29,48 34,39 39,31 44,23 49,14
400 20,16 25,20 30,24 35,28 40,32 45,36 50,40
410 20,66 25,83 31,00 36,16 41,33 46,49 51,66
420 21,17 26,46 31,75 37,04 42,34 47,63 52,92
430 21,67 27,09 32,57 37,93 43,34 48,76 54,18
440 22,18 27,72 33,26 38,81 44,35 49,90 55,44
450 22,68 28,35 34,02 39,69 45,36 51,03 56,70
460 23,18 28,98 34,78 40,57 46,37 52,16 57,98
470 23,69 29,61 35,53 41,45 47,38 53,30 59,22
480 24,19 30,24 36,28 42,34 48,38 54,43 60,48
490 30,87 37,04 43,22 49,39 55,57 61,74
500 31,50 37,80 44,10 50,40 56,70 63,00

Таблица №2

Несущая способность сварных швов при сварке электродами типа Э42 и автоматическая сварка под слоем флюса в конструкциях из стали марок СТ.0;

Толщ.шва

Длина шва, мм

4мм 6 8 10 12 14 16 18 20
10мм 0,336т 0,504т 0,672 0,840 1,008 1,175 1,344 1,512 1,580
60 2,02т 3,02 4,03 5,04 6,05 7,06 8,06 9,07 10,08
70 2,35 3,53 4,70 5,88 7,06 8,23 9,41 10,58 11,76
80 2,59 4,03 5,38 6,72 8,06 9,41 10,75 12,10 13,44
90 3,02 4,54 6,05 7,56 9,07 10,58 12,10 13,61 15,12
100 3,35 5,04 6,72 8,40 10,08 11,76 13,44 15,12 16,80
110 3,70 5,54 7,39 9,24 11,09 12,94 14,78 16,63 18,48
120 4,03
6,05
8,06 10,08 12,10 14,11 16,13 18,14 20,16
130 4,37 6,55 8,74 10,92 13,10 15,29 17,47 19,66 21,84
140 4,70 7,06 9,41 11,76 14,11 16,46 18,82 21,17 23,52
150 5,04 7,56 10,08 12,60 15,12 17,64 20,16 22,58 25,20
160 5,38 8,06 10,75 13,44 16,13 18,82 21,50 24,19 26,88
170 5,71 8,57 11,42 14,28 17,14 19,99 22,85 25,70 28,56
180 6,05 9,07 12,10 15,12 18,14 21,17 24,19 27,22 30,24
190 6,38 9,58 12,77 15,96 19,15 22,34 25,54 28,73 31,92
200 6,72 10,08 13,44 16,80 20,16 23,52 26,86 30,24 33,60
210 7,06 10,58 14,11 17,64 21,17 24,70 28,22 31,75 35,28
220 7,39 11,09 14,78 18,48 22,18 25,87 29,57 33,26 36,96
230 7,73 11,59 15,46 19,32 23,18 27,05 30,91 34,78 38,84
240 8,06 12,10
16,13
20,16 24,19 28,22 32,26 36,29 40,32
250 8,40 12,60 16,80 21,00 25,20 29,40 33,60 37,80 42,00
260 8,74 13,10 17,47 21,84 26,21 30,59 34,94 39,31 43,68
270 9,07 13,61 18,14 22,68 27,22 31,75 36,29 40,82 45,36
280 9,41 14,11 18,82 23,52 28,22 32,93 37,63 42,34 47,04
290 9,74 14,62 19,49 24,36 29,23 34,10 38,98 43,85 48,72
300 10,08 15,12 20,16 25,20 30,24 35,28 40,32 45,36 50,40
310 10,42 15,62 20,83 26,04 31,25 36,46 41,66 46,87 52,08
320 10,75 16,13 21,50 26,88 32,25 37,63 43,01 48,38 53,76
330 11,09 16,63 22,18 27,72 33,26 38,81 44,35 49,90 55,44
340 11,42 17,14 22,85 28,56 34,27 39,98 45,70 51,41 57,12
350 11,75 17,64 23,52 29,40 35,28 41,16 47,04 52,92 58,80
360 12,10 18,14 24,19 30,24 36,29 42,34 48,38 54,43 60,48
370 12,43 18,65 24,86 31,08 37,30 43,51 49,73 55,94 62,16
380 12,77 19,15 25,54 31,92 38,30 44,69 51,07 57,46 63,84
390 26,21 32,76 39,31 45,86 52,42 58,97 65,52
400 26,88 33,60 40,32 47,04 53,76 60,48 67,20
410 27,55 34,44 41,33 48,22 55,10 61,99 68,88
420 28,22 35,28 42,34 49,39 56,45 63,50 70,56
430 28,90 36,12 43,34 50,57 57,79 65,02 72,24
440 29,57 36,95 44,35 51,74 59,14 65,53 73,92
450 30,24 37,80 45,35 52,92 60,48 68,04 75,60
460 30,91 38,65 46,37 54,10 61,82 69,55 77,28
470 31,58 39,48 47,38 55,27 63,17 71,06 78,96
480 32,26 40,32 48,38 56,43 64,51 72,58 80,64
490 41,16 49,39 57,62 65,86 74,09 82,32
500 42,00 50,40 58,80 67,20 75,60 84,00

Таблица №3

Несущая способность сварных швов при сварке электродами типа Э42 , Э42А  и автоматическая сварка под слоем флюса в конструкциях из стали марок СТ.2;

Толщ.шва

Длина шва, мм

4мм 6 8 10 12 14 16 18 20
10мм 0,392т 0,588т 0,784 0,980 1,176 1,372 1,568 1,764 1,960
60 2,35т 3,52 4,70 5,88 7,06 8,28 9,41 10,58 11,78
70 2,74 4,11 5,49 6,86 8,23 9,60 10,98 12,35 13,72
80 3,14 4,70 6,27 7,84 9,41 10,98 12,54 14,11 15,68
90 3,53 5,29 7,06 8,82 10,58 12,35 14,11 15,88 17,64
100 3,92 5,88 7,84 9,80 11,76 13,72 15,68 17,64 19,60
110 4,31 6,47 8,52 10,78 12,94 15,09 17,25 19,40 21,56
120 4,70 7,06 9,41 11,76 14,11 16,46 18,81 21,17 23,52
130 5,10 7,64 10,19 12,74 15,29 17,64 20,38 22,93 25,48
140 5,43 8,23 10,98 13,72 16,45 19,21 21,95 24,70 27,44
150 5,88 8,82 11,76 14,70 17,64 20,58 23,52 26,46 29,40
160 6,27 9,41 12,54 15,68 18,82 21,95 25,09 28,22 31,35
170 6,68 10,00 13,33 16,66 19,99 23,32 26,66 29,99 33,32
180 7,06 10,58 14,11 17,64 21,17 24,70 28,22 31,75 35,25
190 7,45 11,17 14,90 18,52 22,34 26,07 29,79 33,52 37,24
200 7,84 11,76 15,68 19,60 23,52 27,44 31,36 35,28 39,20
210 8,28 12,35 16,46 20,59 24,70 28,81 32,93 37,04 41,16
220 8,62 12,34 17,25 21,56 25,87 30,18 34,50 38,31 43,12
230 9,02 13,52 18,03 22,54 27,03 31,58 36,06 40,57 45,09
240 9,41 14,11 18,82 23,52 28,22 32,93 37,63 42,34 47,04
250 9,80 14,70 19,60 24,50 29,40 34,30 39,20 44,10 49,00
260 10,19 15,29 20,38 25,48 30,58 35,57 40,77 45,86 50,95
270 10,58 15,88 21,17 26,46 31,75 37,04 42,34 47,63 52,92
280 10,98 16,48 21,95 27,44 32,93 38,42 43,30 49,39 54,88
290 11,37 17,05 22,74 28,42 34,10 39,79 45,47 51,15 56,84
300 11,76 17,64 23,32 29,40 35,08 41,16 47,04 52,92 58,80
310 12,15 18,23 24,30 30,38 36,46 42,53 48,61 54,68 60,75
320 12,54 18,82 25,03 31,36 37,63 43,90 50,18 55,45 62,72
330 12,94 19,40 25,87 32,34 38,81 45,28 51,74 58,21 64,63
340 13,32 19,99 26,66 33,32 39,98 46,65 53,31 59,98 66,54
350 13,72 20,58 27,44 34,30 41,16 48,02 54,88 61,74 68,68
360 14,11 21,17 28,22 35,22 42,34 49,39 56,45 63,50 70,55
370 14,50 21,75 29,01 36,25 43,51 50,75 58,02 65,27 72,52
380 14,90 22,34 29,79 37,24 44,69 52,14 59,58 67,03 74,03
390 30,58 38,22 45,85 53,51 61,19 68,80 76,44
400 31,36 39,20 47,04 54,88 62,72 70,56 78,40
410 32,14 40,18 48,21 56,25 64,29 72,32 80,35
420 32,93 41,18 49,39 57,52 65,85 74,09 82,32
430 33,71 42,14 50,57 59,00 67,42 75,85 84,29
440 34,50 43,12 51,74 60,37 68,99 77,62 86,24
450 35,28 44,10 52,92 61,74 70,56 78,56 88,20
460 36,05 45,08 54,10 63,11 72,13 81,14 90,10
470 36,85 46,08 55,27 64,48 73,70 82,90 92,12
480 37,53 47,04 56,45 65,85 75,25 84,57 94,08
490 48,02 57,62 67,23 76,88 85,44 96,64
500 49,00 58,80 68,50 78,40 87,18 98,20

Таблица №4

Несущая способность сварных швов при сварке электродами типа Э42 , Э42А  и автоматическая сварка под слоем флюса в конструкциях из стали марок СТ.3; СТ.4;

Толщ.шва

Длина шва, мм

4мм 6 8 10 12 14 16 18 20
10мм 0,420т 0,630т 0,840 1,050 1,260 1,470 1,680 1,890
60 2,52т 3,78 5,04 6,30 7,56 8,82 10,08 11,34 12,60
70 2,94 4,41 5,88 7,35 8,82 10,29 11,76 13,23 14,70
80 3,36 5,04 6,72 8,40 10,08 11,76 13,44 15,12 16,80
90 3,78 5,67 7,36 9,45 11,34 13,23 15,12 17,02 18,90
100 4,20 6,30 8,40 10,50 12,60 14,70 16,80 18,90 21,00
110 4,62 6,93 9,24 11,55 13,86 16,17 18,48 20,79 23,10
120 5,04 7,56 10,08 12,60 15,12 17,64 20,16 22,68 25,20
130 5,46 8,19 10,92 13,65 16,38 19,11 21,84 24,57 27,30
140 5,88 8,82 11,76 14,70 17,64 20,58 23,52 26,46 29,40
150 6,30 9,45 12,60 15,75 18,90 22,05 25,20 28,35 31,50
160 6,72 10,08 13,44 16,80 20,16 23,52 26,88 30,24 33,60
170 7,14 10,71 14,28 17,85 21,42 24,99 28,56 32,13 35,70
180 7,56 11,34 15,12 18,90 22,68 26,46 30,24 34,02 37,80
190 7,98 11,97 15,96 19,95 23,94 27,03 31,92 35,91 39,90
200 8,40 12,60 16,80 21,00 25,20 29,40 33,60 37,80 42,00
210 8,82 13,23 17,64 22,05 26,46 30,87 35,08 39,69 44,10
220 9,24 13,86 18,48 23,10 27,72 32,34 36,96 41,58 46,20
230 9,66 14,49 19,32 24,15 28,98 33,81 38,64 43,47 48,30
240 10,08 15,12 20,16 25,20 30,24 35,28 40,32 45,36 50,40
250 10,50 15,75 21,00 26,25 31,50 36,75 42,00 47,25 52,50
260 10,92 16,38 21,84 27,30 32,76 38,22 43,68 49,14 54,60
270 11,34 17,01 22,68 28,35 34,02 39,69 45,35 51,03 56,70
280 11,76 17,64 23,52 29,40 35,08 41,16 47,04 52,92 58,80
290 12,18 18,27 24,36 30,45 36,54 42,63 48,72 54,81 60,90
300 12,60 18,90 25,20 31,50 37,80 44,10 50,40 56,70 63,00
310 13,02 19,54 26,04 32,55 39,06 45,57 52,08 58,59 65,10
320 13,44 20,15 26,88 33,60 40,32 47,04 53,76 60,48 67,20
330 13,85 20,79 27,72 34,55 41,58 48,51 55,44 62,37 69,30
340 14,28 21,41 28,56 35,70 42,84 49,98 57,12 64,26 71,40
350 14,70 22,05 29,40 35,75 44,10 51,45 58,80 66,15 73,50
360 15,12 22,68 30,24 37,80 45,36 52,92 60,48 68,04 75,60
370 15,54 23,31 31,08 38,85 46,62 54,39 62,16 69,93 77,70
380 15,96 23,94 31,92 39,90 47,88 55,86 63,84 71,82 79,80
390 32,76 40,95 49,14 57,33 65,52 73,71 81,90
400 33,60 42,00 50,40 58,80 67,20 75,60 84,00
410 34,44 43,05 51,56 60,27 68,88 77,49 86,10
420 35,28 44,10 52,92 61,74 70,56 79,38 88,21
430 36,12 45,15 54,18 63,21 72,24 81,27 90,30
440 36,96 46,20 55,44 54,58 73,92 83,16 92,40
450 37,80 47,25 56,70 55,15 75,60 85,05 94,50
460 38,64 48,30 57,96 57,62 77,28 85,94 95,57
470 39,48 49,35 59,22 69,09 78,95 88,83 98,70
480 40,32 58,40 60,48 70,56 80,64 90,72 100,80
490 51,45 61,74 72,03 82,32 92,51 102,90
500 52,50 63,00 73,50 84,00 94,50 105,00

Таблица №5

Несущая способность сварных швов при сварке электродами типа Э50А , Э55А  и автоматическая сварка под слоем флюса в конструкциях из стали марок НЛ1

Толщ.шва

Длина шва, мм

4мм 6 8 10 12 14 16 18 20
10мм 0,504т 0,756т 1,008 1,260 1,512 1,764 2,012 2,268 2,520
60 3,02т 4,34 6,05 7,56 9,07 10,58 12,10 13,61 15,12
70 3,53 5,29 7,06 8,82 10,58 12,35 14,11 15,88 17,64
80 4,03 6,05 8,06 10,08 12,10 14,11 16,13 18,14 20,16
90 4,54 6,80 9,07 11,34 13,61 15,88 18,14 20,41 22,68
100 5,04 7,56 10,08 12,60 15,12 17,64 20,16 22,68 25,20
110 5,54 8,32 11,09 13,86 16,63 19,40 22,18 24,95 27,72
120 6,05 9,07 12,10 15,12 18,14 21,17 24,19 27,22 30,24
130 6,55 9,83 13,10 16,38 19,56 22,93 26,21 29,48 32,76
140 7,06 10,58 14,11 17,64 21,17 24,70 28,22 31,75 35,28
150 7,56 11,34 15,12 18,90 22,58 26,46 30,24 34,02 37,80
160 8,06 12,10 16,13 20,18 24,19 28,22 32,26 36,29 40,32
170 8,57 12,85 17,14 21,42 25,70 29,99 34,27 38,56 42,84
180 9,07 13,61 18,14 22,68 27,22 31,75 36,29 40,82 45,36
190 9,58 14,36 19,15 23,94 28,73 33,52 38,30 43,09 47,88
200 10,08 15,12 20,16 25,20 30,24 35,28 40,32 45,35 50,40
210 10,58 15,88 21,17 26,46 31,75 37,04 42,34 47,63 52,92
220 11,09 16,63 22,18 27,72 33,26 38,81 44,35 49,90 55,44
230 11,59 17,39 23,18 28,98 34,78 40,57 46,37 52,18 57,96
240 12,10 18,14 24,19 30,24 35,29 42,34 48,38 54,43 60,48
250 12,60 18,90 25,20 31,50 37,80 44,10 50,40 56,70 63,00
260 13,10 19,66 26,21 32,76 39,31 45,86 52,42 58,97 65,52
270 13,61 20,41 27,22 34,02 40,82 47,63 54,43 61,24 58,04
280 14,11 21,17 28,22 35,28 42,34 49,39 56,45 63,50 70,55
290 14,62 21,92 29,23 36,54 43,85 51,16 58,45 65,77 73,08
300 15,12 22,68 30,24 37,80 45,36 52,92 60,48 68,04 75,60
310 15,62 23,44 31,25 39,06 46,87 54,68 62,50 70,31 78,12
320 16,13 24,19 32,25 40,32 48,38 56,45 64,51 72,58 80,64
330 16,63 24,92 33,26 41,58 49,90 58,21 66,53 74,84 83,16
340 17,14 25,70 34,27 42,84 51,41 59,98 68,54 77,11 85,68
350 17,64 26,46 35,28 44,10 52,92 61,74 70,56 79,38 88,20
360 18,14 27,22 36,29 45,36 54,43 63,50 72,58 81,65 90,72
370 18,65 27,97 37,30 46,62 55,94 65,27 74,59 83,92 93,24
380 19,15 28,73 38,30 47,88 57,46 67,03 76,61 86,18 95,75
390 39,31 49,14 58,97 68,80 78,62 88,45 98,28
400 40,32 50,40 60,48 70,58 80,64 90,72 100,80
410 41,33 51,66 61,99 72,32 82,66 92,99 103,32
420 42,34 52,92 63,50 74,09 84,67 95,26 105,84
430 43,34 54,18 65,02 75,85 86,69 97,52 108,36
440 44,35 55,44 66,53 77,62 88,70 99,79 110,88
450 45,36 56,70 68,04 79,38 90,72 102,08 113,40
460 46,57 57,98 69,55 81,14 92,74 104,33 115,92
470 47,38 59,22 71,06 82,91 94,75 106,50 118,44
480 48,38 60,49 72,58 84,67 96,77 108,86 120,96
490 61,74 74,09 86,44 98,78 111,13 123,48
500 63,00 75,50 88,20 100,80 113,40 125,00

Таблица №6

Несущая способность сварных швов при сварке электродами типа Э50А , Э55А  и автоматическая сварка под слоем флюса в конструкциях из стали марок НЛ2

Толщ.шва

Длина шва, мм

4мм 6 8 10 12 14 16 18 20
10мм 0,560т 0,840т 1,120 1,400 1,680 1,960 2,240 2,520 2,800
60 3,36т 5,04 6,72 8,40 10,08 11,76 13,44 15,12 15,80
70 3,92 5,88 7,84 9,80 11,76 13,72 15,68 17,64 19,60
80 4,48 6,72 8,96 11,20 13,44 15,68 17,32 20,16 22,40
90 5,04 7,56 10,08 12,60 15,12 17,64 20,16 22,68 25,20
100 5,60 8,40 11,20 14,00 16,80 19,60 22,40 25,20 28,00
110 6,16 9,24 12,32 15,40 18,48 21,56 24,64 27,72 30,80
120 6,72 10,08 13,44 16,80 20,16 23,52 26,88 30,24 33,50
130 7,28 10,92 14,56 18,20 21,84 25,48 29,12 32,75 36,40
140 7,84 11,76 15,58 19,50 23,52 27,44 31,36 35,88 39,20
150 8,40 12,60 16,80 21,00 25,20 29,40 33,60 37,80 42,00
160 8,96 13,44 17,82 22,40 26,88 31,36 35,84 40,32 44,80
170 9,52 14,28 19,04 23,80 28,56 33,32 38,08 42,84 47,60
180 10,08 15,12 20,16 25,20 30,24 35,28 40,32 45,36 50,40
190 10,64 15,96 21,28 26,60 31,92 37,24 42,35 47,88 53,20
200 11,20 16,80 22,40 28,00 33,60 39,20 44,80 50,40 56,00
210 11,76 17,64 23,52 29,40 35,28 41,16 47,04 52,92 58,80
220 12,32 18,48 24,54 30,80 36,95 43,12 49,28 55,44 61,60
230 12,88 19,32 25,75 32,20 38,64 45,08 51,52 57,96 64,40
240 13,44 20,16 26,80 33,60 40,32 47,04 53,76 60,48 67,20
250 14,00 21,00 28,00 35,00 42,00 49,00 56,00 63,00 70,00
260 14,56 21,84 29,12 36,40 43,68 50,96 58,24 65,52 72,80
270 15,12 22,68 30,24 37,80 45,36 52,92 60,48 68,04 75,60
280 15,68 23,52 31,36 39,20 47,04 54,88 62,72 70,56 78,40
290 16,24 24,36 32,48 40,60 48,72 56,84 64,96 73,08 81,20
300 16,80 25,20 33,50 42,00 50,40 58,80 67,20 75,60 84,00
310 17,36 26,04 34,72 43,40 52,08 60,76 69,44 78,12 86,80
320 17,92 26,88 35,84 44,80 53,76 62,72 71,68 80,64 89,60
330 18,48 27,72 36,96 46,20 55,44 64,68 73,92 83,16 92,40
340 19,24 28,56 38,08 47,60 57,12 66,64 76,16 85,68 95,20
350 19,60 29,40 39,20 49,00 58,80 68,60 78,40 88,20 98,00
360 20,16 30,24 40,32 50,40 60,48 70,56 80,64 90,72 100,80
370 20,72 31,08 41,44 51,80 62,16 72,52 82,68 93,24 103,60
380 21,28 31,32 42,55 53,20 63,83 74,48 85,12 95,76 106,40
390 43,68 54,60 65,52 76,44 87,36 98,28 109,20
400 44,80 56,00 67,20 78,40 89,60 100,80 112,00
410 45,92 57,40 68,88 80,36 91,84 103,32 114,80
420 47,04 58,80 70,56 82,32 94,08 105,84 117,60
430 48,16 60,20 72,24 84,28 96,32 108,36 120,40
440 49,28 61,60 73,92 86,24 98,56 110,88 123,20
450 50,40 63,00 75,60 88,20 100,80 113,40 126,00
460 51,52 64,40 77,28 90,16 103,04 115,92 128,80
470 52,64 65,80 78,96 92,12 105,28 118,44 131,60
480 53,76 67,20 80,64 94,08 107,52 120,96 134,40
490 68,60 82,32 96,04 109,76 123,48 137,20
500 70,00 84,00 98,00 112,00 126,00 140,00

Расчет стыковых сварных швов на прочность, общие положения

Таблица 530.1 (Таблица Г.1 из приложения). Материалы для сварки, соответствующие стали

Расчет стыковых сварных швов

Общие положения, принимаемые при расчете металла сварного шва, ни чем не отличаются от общих положений, принимаемых при расчете элементов конструкций, в данном случае стальных. Т.е. для того, чтобы рассчитать сварное соединение, нужно сначала определить, в каком напряженно-деформированном состоянии находится свариваемый элемент конструкции.

От напряженного состояния материала зависит значение принимаемого расчетного сопротивления материала шва, которое следует принимать по следующей таблице:

Таблица 530.2. Расчетные сопротивления сварных соединений (согласно СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции»)

Примечание: Общие указания, относящиеся к расчету угловых швов, приводятся отдельно.

Расчет стыковых сварных швов на прочность (по первой группе предельных состояний) выполняется по следующим формулам:

1. Прямых при центральном растяжении (рисунок 529.1.а)) или сжатии:

σw = N/lwt ≤ Rwyγc (530.1)

где N — продольная растягивающая (или сжимающая) сила приложенная без эксцентриситета;

γс — коэффициент условий работы элементов конструкций и соединений, принимаемый по следующей таблице:

Таблица 530.3. Коэффициенты условий работы элементов и соединений стальных конструкций (согласно СП 16.13330.2011 «Стальные конструкции»)

2. Прямых при действии изгибающего момента:

σw = М/Ww ≤ Rwyγc (530.2)

где Ww = tlw2/6 —  момент сопротивления рассматриваемого сечения;

М — значение изгибающего момента для рассматриваемого сечения, определяемое по эпюре «М». 

3. Прямых при действии нормальных и касательных напряжений (плоское напряженное состояние)

σw = 0.87(σ2 — σσ + σ2 + 3тwху2)1/2 ≤ Rwyγc (530.3)

а также

тwху ≤ Rwsγc (530.4)

4 Прямых при чистом сдвиге

По формуле (530.4)

5. Косых

Нормативные документы рекомендуют проектировать стыковые сварные соединения листовых деталей как правило прямыми швами (для полного провара используются выводные планки), чтобы уменьшить расход металла при изготовлении конструкций, поэтому никаких отдельных формул для расчета косых стыковых швов не приводится.

Как правило наклонное сечение косого стыкового шва не совпадает с главными площадками напряжений, т.е. материал шва находится в плоском напряженном состоянии и его следует рассчитывать по формулам (530.3) и (530.4).

При центральном растяжении или сжатии также должны соблюдаться следующие условия:

σw = Nsina/lwt ;≤ Rwyγc (530.5)

тw = Ncosa/lwt ≤ Rwsγc (530.6)

Объемное напряженное состояние при расчете стальных элементов конструкций и их соединений как правило не рассматривается.

Расчетные сопротивления сварных соединений

Сварные соединения

Напряженное состояние

Условное обозначение

Расчетные сопротивления сварных

соединений

Стыковые

Сжатие. Растяжение и изгиб при автоматической, механизированной или ручной сварке с физическим контролем качества швов

По пределу текучести

Rwy

Rwy = Ry

По временному сопротивлению

Rwu

Rwu = Ru

Растяжение и изгиб при автоматической, механизированной или ручной сварке

По пределу текучести

Rwy

Rwy= 0,85Ry

Сдвиг

Rws

Rws = Rs

С угловыми швами

Срез (условный)

По металлу шва

Rwf

По металлу границы сплавления

Rwz

Rwz = 0,45 Run

П р и м е ч а н и я: 1. Для швов, выполняемых ручной сваркой, значения Rwunследует принимать равными значениям временного сопротивления разрыву металла шва, указанным в ГОСТ 9467-75*.

2. Для швов, выполняемых автоматической или механизированной сваркой, значения Rwunследует принимать по табл.1.18.

3. Значения коэффициента надежности по материалу шва wmследует принимать равными: 1,25 – при значенияхRwunне более 490 МПа; 1,35 – при значенияхRwun = 590 МПа и более.

– сварочные материалы с пониженной прочностью и повышенной пла-

стичностью; используют технологические приемы сварки, направленные на снижение остаточных сварочных напряжений; не применяют порошковую проволоку.

Расчетные сопротивления сварных соединений для различных видов соединений и напряженных состояний определяются по табл. 2.6.

Таблица 2.7

Нормативные и расчетные сопротивления металла швов сварных соединений

Сварочные материалы

Rwun, МПа

Rwf,МПа

Тип электродов по ГОСТ 9467-75

Марка проволоки

Э42, Э42А

Св-08, Св-08А

410

180

Э46, Э46А

Св-08ГА

450

200

Э50, Э50А

Св-10ГА, Св-08Г2С,

Св-08Г2СЦ,

ПП-АН8, ПП-АН3

490

215

Э60

Св-08Г2С*, Св-08Г2СЦ*,

Св-10НМА, Св-10Г2

590

240

Э70

Св-10ХГ2СМА, Св-08ХН2ГМЮ

685

280

Э85

835

340

* Только для швов с катетом k8мм в конструкциях из стали с пределом текучести 440 МПа и более.

Прочностные характеристики металла швов сварных соединений с угловыми швами приведены в табл. 2.7.

Глава 3

БАЛКИ И БАЛОЧНЫЕ КОНСТРУКЦИИ

3.1. Балочные клетки

При проектировании конструкции балочного покрытия рабочей площадки цеха выбирают систему несущих балок, называемую балочной клеткой.

Рис. 3.1. Типы балочных клеток:

а– упрощенный;б– нормальный;в– усложненный

В рабочих площадках производственных зданий применяют три типа балочных клеток: упрощенный, нормальный и усложненный (рис. 3.1). В упрощенной балочной клетке нагрузки передаются через настил на балки настила, опирающиеся на стены или другие несущие конструкции. Нормальный тип включает главные балки и опирающиеся на них балки настила, непосредственно поддерживающие настил. В усложненном типе добавляются вспомогательные балки, укладываемые на главные, на них опираются балки настила и настил. Для уменьшения трудоемкости изготовления балочной клетки, балки настила и вспомогательные балки обычно принимают прокатными. В качестве настила используются стальные листы или железобетонные плиты.

Тип балочной клетки устанавливается в зависимости от значения технологических нагрузок, расстояний между колоннами (пролета и шага) и обосновывается технико-экономическими расчетами.

Пространственная неизменяемость и жесткость рабочей площадки обеспечиваются связями между колоннами в продольном и поперечном направлениях, связями между балками, распорками.

Расчет сварных соединений (Лекция №25)

При изготовлении металлических конструкций часто применяется сварка с помощью электрической дуги.

   Впервые электрическая дуга была открыта русским ученым проф. В. В. Петровым в 1802 г. Обнаружив плавление металла в пламени полученной им электрической дуги, проф. Петров указал на возможность использования этого явления в технике. Однако электрическая дуговая сварка была изобретена лишь в конце XIX века русскими инженерами Н. Н. Бенардосом (1882 г.) нашим земляком и Н. Г. Славяновым (1888 г.) и получила впоследствии широкое распространение во всем мире.

   Сущность электросварки по методу Славянова заключается в том, что, расплавляя электрической дугой материал электрода (сталь), заполняют им стык соединяемых элементов, также прогреваемых дугой до температуры плавления. В результате, после остывания расплавленного металла, образуется шов, прочно соединяющий стыкуемые элементы. Схема сварки показана на Рис.1. Электрическая дуга горит между металлическим электродом и свариваемым металлом, расплавляя электрод и кромки соединяемых элементов металла, между которыми образуется так называемая сварочная ванна.


Рис.1. Технологическая схема сварки.

 

   Для защиты плавящегося металла от попадания вредных включений из окружающего воздуха на поверхность электрода наносится толстая защитная обмазка, выделяющая при плавлении электрода большое количество шлака и газов, благодаря чему плавящийся металл изолируется от окружающего воздуха.

   Этим обеспечивается высокое качество металла сварного шва, механические свойства которого могут резко ухудшиться под влиянием кислорода и азота воздуха (при отсутствии обмазки или при тонкой обмазке). С той же целью автоматическая сварка производится под слоем флюса, защищающим плавящийся металл от попадания кислорода и азота воздуха.

   При правильном выборе конструкции соединений, материалов и технологии сварки сварные соединения по надежности не уступают заклепочным при действии как статических, так и динамических нагрузок (в том числе ударных и знакопеременных). В то же время электросварка имеет ряд преимуществ перед клепкой, из которых важнейшими являются меньшая трудоемкость сварочных работ и отсутствие ослабления сечений соединяемых элементов отверстиями. Это дает значительную экономию средств и металла, помимо экономии, получаемой за счет большей компактности соединений. Большие экономические выгоды, приносимые электросваркой, и даваемое ею упрощение конструкций привели в последнее время к постепенному вытеснению заклепочных соединений сварными.

   Значительное развитие электросварка получила в СССР благодаря трудам советских ученых Патона, Вологдина, Никитина, Хренова и др., разработавших новые методы сварки, обеспечивающие высокую прочность соединений.

   Методы расчета сварных соединений тесно связаны с технологией сварки, причем для многих видов соединений расчет носит весьма условный характер. Вообще методику расчета сварных соединений нельзя еще считать установившейся.

   Что касается норм допускаемых напряжений для материала швов, то они принимаются различными в зависимости от способа сварки (ручная и автоматическая), а также от состава и толщины защитной обмазки электродов.

В таблице приведены допускаемые напряжения для сварных швов в конструкциях из стали марки ст. 3 по существующим нормам.

Таблица. Допускаемые напряжения при сварке.

   При проверке прочности сварных швов учитывается возможный непровар в начале шва и образование кратера в конце. Поэтому расчетная длина шва принимается меньшей, чем действительная или проектная на 10 мм.

   Необходимо отметить, что наиболее простым и надежным видом соединения является соединение встык, образуемое путем заполнения зазора между торцами соединяемых элементов наплавленным металлом. Соединение встык осуществляется, в зависимости от толщины соединяемых элементов, по одному из типов, показанных на Рис.2. Проверка прочности производится на растяжение или сжатие по формуле:


Рис.2. Расчетная схема сварного соединения.

 

Здесь —условная рабочая площадь сечения шва, где расчетная длина шва , а высота шва h принимается равной толщине свариваемых элементов t.

   Поскольку допускаемое напряжение для сварного шва ниже, чем для основного металла, стремятся к увеличению длины стыкового шва. С этой целью применяют соединение встык с косым швом (Рис.3). Исследования таких соединений, произведенные Институтом электросварки Академии наук УССР, показали, что равнопрочность их с основным металлом всегда обеспечивается.

Проверка прочности косых швов производится и по нормальным и по касательным напряжениям, возникающим по сечению шва mn:


Рис.3. Расчетная схема косого сварного соединения.

 

Имея в виду, что получим:

(10.10)

 

Здесь расчетная длина шва по техническим условиям принимается равной .

   Как установлено опытом, наиболее рациональным углом наклона шва к линии действия сил является . Недостатком соединения косым швом является неудобство центрировки стыкуемых элементов при сварке, поэтому его применяют редко.

   Иногда соединение листов производится внахлестку или встык с перекрытием накладками. Это вызывает необходимость сваривать листы, не лежащие в одной плоскости, что осуществляется при помощи так называемых валиковых (или угловых) швов — лобовых или торцевых (перпендикулярных к направлению действующей силы) и боковых или фланговых (параллельных ей).

   Валиковый шов в сечении имеет довольно неопределенную форму (Рис.104). В теоретических расчетах на прочность сечение шва принимается в виде равнобедренного треугольника (очерченного пунктиром) с расчетной высотой ).


а) технология. б) расчетная схема
Рис.4. Сварное соединение внахлестку:

 

   Соединения торцевыми(лобовыми) швами показаны на рис.5. Разрушение таких швов происходит по наиболее слабому сечению AB, как это установлено опытами.

Рис.5. Сварное соединение торцевыми швами.

 

   Как это видно из рис. 4 б, полное напряжение, возникающее в сечении АВ, может быть разложено на нормальную и касательную составляющие. Поскольку сопротивление стали сдвигу ниже, чем при растяжении, расчет лобовых швов производится условно на срез в предположении равномерного распределения касательных напряжений по площади сечения АВ. Имея в виду, что на восприятие силы Р в этих соединениях (Рис.5) работают два лобовых шва, верхний и нижний, получим:

   Так как площадь сечения шва , а расчетная длина , то условие прочности примет вид:

   В действительности, материал шва испытывает сложное напряженное состояние, причем напряжения по сечению АВ распределяются неравномерно. Исследования, произведенные методами теории упругости и подтвержденные экспериментально, показали, что в углах шва имеет место высокая концентрация напряжений.

   Если учесть, что, вследствие укорочения швов при остывании, в зоне сварки возникают дополнительные напряжения и в основном металле, ведущие к переходу его в хрупкое состояние, то следует иметь в виду, что концентрация напряжений может явиться причиной появления трещин в основном металле соединения.

   Поэтому такое соединение не может быть рекомендовано, особенно при переменной или ударной нагрузке. Значительно надежнее работа соединения встык без накладок.

   Соединение фланговыми (или боковыми) швами показано на Рис.6 а. Разрушение шва, показанное на Рис.6 б, происходит на значительном его протяжении путем срезывания наплавленного металла в направлении, параллельном шву по наиболее слабой плоскости АВ.


Рис.6. Соединение фланговыми швами- а) и его разрушение б)

 

Условие прочности для двух симметрично расположенных швов имеет вид:

Если стык перекрыт двухсторонними накладками, число швов удвоится и условие прочности примет вид:

   Отсюда обычно определяют необходимую расчетную длину фланговых швов. Проектная же длина каждого шва принимается равной .

   Как показали опыты, разрушение фланговых швов происходит по типу разрушений пластичных материалов со значительными остаточными деформациями. Это делает работу фланговых швов более благоприятной, чем работу лобовых швов. Однако следует иметь в виду, что у концов фланговых швов также имеет место высокая концентрация напряжений.

   При проектировании часто стремятся обеспечить большую надежность соединения, применяя вместо сварки встык, или в дополнение к ней, перекрытие стыка накладками, которые привариваются фланговыми или торцевыми швами, а иногда и теми и другими вместе. Как уже указывалось, при переменных и ударных нагрузках такое «усиление» стыка может принести больше вреда, чем пользы.

   Что касается расчета такого комбинированного стыка, то при одновременном применении лобовых и фланговых швов считают, что сопротивление соединения равно сумме сопротивлений всех швов, т. е. , где сопротивление торцевого шва при расчетной длине равно , а сопротивление двух фланговых швов , причем , где b — ширина накладки. В результате подстановки получаем:

.

   Зная длину торцевого шва, определяют длину фланговых швов .При двухсторонних накладках число швов удваивается, т. е. правую часть полученного соотношения следует удвоить.

   Так как торцевые швы более жестки, то при совместной работе с фланговыми они перегружаются, что ведет к неравномерной работе соединения. Если учесть, что в таком соединении и термические напряжения достигают больших значений, то устройства такого стыка следует избегать.

Иногда при соединении внахлестку, в дополнение к фланговым швам, применяют прорезные швы, осуществляемые путем наплавки металла в узкую прорезь, сделанную в одном из соединяемых элементов параллельно действующему на соединение усилию.


Рис.7. Комбинация фланговых и прорезных швов

 

При длине прорезного шва и ширине прорези d сопротивление такого шва срезу равно:

где — усилие, приходящееся на прорезной шов.

В комбинированном соединении с фланговыми швами для записи расчетного условия принимают, что или

   Задавшись размерами одного из швов (обычно флангового), находят необходимую длину другого. При этом ширина прорези d принимается равной двойной толщине прорезанного металла, длина — не более двадцати толщин.

   Недостатками соединения с прорезными швами являются: 1) ослабление сечения прорезями вследствие неизбежного непровара и 2) высокая концентрация напряжений в основном металле в зоне сварки, ведущая к появлению трещин около углов прорезного шва; поэтому такое соединение может применяться лишь в крайних случаях, при условии хорошо продуманной технологии сварочных работ.

   В заключение заметим, что в том случае, когда приходится прибегать к соединению внахлестку, лучше всего ограничиться одними фланговыми швами, избегая комбинированных соединений.


Дальше…

Пример 3.1. Расчет стыка балки с накладками

 

 

Необходимо законструировать стык с накладками в балке перекрытия. Балка выполнена из двутавра 45Б2 по СТО АСЧМ 20-93. Материал накладок: сталь С255. Изгибающий момент в балке в месте расположения стыка: М=250кНм. Поперечная сила в балке в месте расположения стыка: Q=60 кН.

Решение.

 

 

Расчетное сопротивление стали по Приложение 3:

Ry=240 Н/мм2 = 24,0 кН/см2.

Коэффициент условия работы по Приложение 3: γс = 1,0.

Расчет накладок и сварных швов по поясам балки

Примем толщину накладки t1= 16 мм = 1,6 см.

Высота балки (см. сортамент): Н = 450 мм.

Расстояние между осями накладок:

h = H + t1 = 450 + 16 = 466 мм = 0,466 м.

Усилие, действующее на одну накладку:

N = M/h = 250 / 0,466 = 536,5 кН.

Требуемая площадь одной накладки:

A = N / Ry γс = 536,5 / 24,0×1,0 =22,35 см2.

Требуемая ширина накладки:

bтр = A / t1 = 22,35 / 1,6 = 14 см.

Ширина накладок по конструктивным соображениям принимается на 20 мм больше или меньше ширины полки балки. Ширина полки балки равна 200мм (см. сортамент). Тогда ширина накладки примем b1 = 160 мм.

Толщина полки балки (см. сортамент) : tf =14мм.

Минимальный катет шва по Приложению 41 : kf = 4 мм.

Максимальный катет шва согласно конструктивным требованиям:

kf = 1,2t =1,2 x 14 = 16,8 мм.

Принимаем катет шва kf = 8 мм.

По Приложению 43 принимаем проволоку Св – 08А, диаметр проволоки принимаем равным d = 2мм.

По Приложению 43 принимаем электрод Э42.

Коэффициент условия работы соединения: γwf = 1,0.

Расчетное сопротивление угловых швов срезу по металлу шва по Приложение 7:

Rwf = 180,0 Мпа =18 кН/см2.

Значение βfПриложению  42: βf = 0,7.

Несущая способность металла сварного шва длиной 1 см:

βf kf Rwf γwf γс = 0,7х0,8х18,0х1,0х1,0 = 10,08 кН.

Значение βс по Приложению 42: βс = 1,0.

Временное сопротивление стали разрыву по Приложение 3:

 

Run = 370  Мпа = 37 кН/см2.

Расчетное сопротивление угловых швов срезу по металлу границы сплавления по Приложение 6:

Rwс = 0,45 Run = 0,45×37 = 16,65 кН/см2.

Несущая способность металла зоны сплавления длиной 1 см:

βс kf Rwс γwf γс = 1,0х0,8х16,65х1,0х1,0 = 13,32 кН.

Требуемая суммарная расчетная длина одного фланговогошва с каждой стороны стыка:

lwl = N / βf kf Rwf γwf γс = 536,5 / 2 x 10,08 = 26,6 см.

Конструктивная длина шва равна расчетной длине плюс 1 см.

Конструктивная длина шва: L1 = 27 + 1 = 28 см.

Длина шва больше 5 минимальных толщин и меньше 85 βf kf = 85 x 0,7 x 0,8 = 47,6 см.

Для уменьшения влияния концентрации напряжений необходимо оставлять непроваренной часть стыковой накладки у зазора на длине Δ = 5 см. Необходимая длина каждой накладки с учетом конструтивных требований составляет:

Ll = 2l1 + Δ = 2×28 + 5 = 61 см.

Расчет накладки и сварных швов по стенке балки

Накладки на стенку конструктивно принимают шириной 100 -150 мм. Суммарная толщина накладок (в случае применения двух накладок) должна быть не менее толщины стенки.

Толщина стенки балки (см. сортамент): tw = 9 мм.

Принимаем ширину накладки b2 = 200 мм, толщину t2 = 10 мм и длину L2 = 300 мм.

Площадь сечения накладки: А2 = L2t2 = 30×1,0 = 30 см2.

Расчетное соротивление сдвигу по Приложению 1:

Rs = 0,58Ry = 0,58×24,0 = 13,92 кН/см2

Проверка условия: Q/ А2 Rs γс ≤ 1; 60/30х13,92х1,0 = 0,14 < 1

Условие выполнено, принятое сечение накладки по стенке балки удовлетворяет условию прочности на срез.

Принимаем катет шва kf = 6 мм.

Несущая способность металла сварного шва длиной 1 см:

βf kf Rwf γwf γс = 0,7х0,6х18,0х1,0х1,0 = 7,56 кН.

Несущая способность металла зоны сплавления длиной 1 см:

βс kf Rwс γwf γс = 1,0х0,6х16,65х1,0х1,0 = 9,99 кН.

Минимальную несущую способность имеет маталл сварного шва; несущая способность 1 см шва.

βf kf Rwf γwf γс = 9,99 кН.

Расчетная длина шва равна длине свариваемого участка ща вычетом 1 см.

Расчетная длина шва: lw2 = L2 – 1 см = 30 – 1 = 29 см.

Усилие, воспринимаемое одним швом расчетной длиной lw2:

N = 7,56х29 = 219,24 кН.

Проверка условия: t = Q/2N < 1; 60/2х219,24 = 0,14 < 1

Условие выполнено.

 

Примеры:

 

на прочность, на срез, онлайн

Сварное соединение образуется в результате проведения технологической операции, в результате которой образуются межатомные связи между расплавленным металлом деталей. Необходимым условием плавления служит нагрев детали или ее пластическая деформация. Сварной шов получается достаточно прочным, если все работы были выполнены согласно разработанной технологии, а также были проведены верные расчеты соединений. Перед тем, как познакомиться с конкретными примерами расчета сварного шва, определимся, что подразумевается под этим понятием.

В тривиальной классификации швы делятся на рабочие и связующие. Внешние механические нагрузки приходятся именно на рабочие швы. Разрушение этого соединения ведет к полному разрушению конструкции. Связующие швы обеспечивают одновременную стыковку составляющих конструкции. Они испытывают нагрузки при деформации основного металла. Эти нагрузки существенно ниже тех, что приходятся на рабочие швы. Разрушение связующего шва не повлияет на целостность всего соединения, поэтому на прочность рассчитывают именно рабочие швы.

Сами соединения также классифицируются, в зависимости от метода стыковки деталей. Различают стыковые, нахлесточные, угловые, тавровые и торцевые соединения. Если сварка и является самым надежным способом соединения деталей, то некоторых недостатков она не лишена. К достоинствам можно отнести равномерное распределение прочности, экономию материала, эстетичный внешний вид. Но стесненном пространстве выполнять сварку практически невозможно. К тому же не каждый металл обладает хорошей свариваемостью. При воздействии механических нагрузок напряжения концентрируются именно на зоне сварного шва.

Нормативные документы

Основным документом, определяющим нормы проектирования стальных конструкций, являются строительные нормы и правила (СНиП) СНиП II-23-81, утвержденные приказом ЦНИИСК им. Кучеренко от 28.11.83 № 372/л. В этом документе одной из глав приведены правила расчета сварных соединений.

Однако данный документ носит обобщенный характер и касается не только сварочных работ, но и других видов соединений, поэтому «справочником» профессионального сварщика выступает пособие по расчету и конструированию сварных соединений стальных конструкций, разработанное тем же институтом. В пособии рассмотрены теоретические и практические вопросы расчета сварных соединений с угловыми швами. Правильные расчеты способны обеспечить экономию расходных материалов при высоких показателях прочности и надежности.

Расчетные сопротивления сварных соединений

Для разных соединений, а также разных напряженных состояний определены формулы расчета сопротивлений. Они приведены в виде таблицы. Согласно данным из этой таблицы, Для стыковых сварных соединений при сжатии, растяжении и изгибе определены следующие формулы расчета сопротивлений.

Ручная сварка:

  • По пределу текучести – Rwy = Ry.
  • По временному сопротивлению – Rwu = Ru.

Полуавтоматическая сварка:

  • По пределу текучести – Rwy = 0,85 Ry.
  • При деформации сдвига – Rws = Rs.
  • Для угловых швов Rwf=0,55*(Rwunwm).

Здесь Rwy — расчетное сопротивление стыковых сварных соединений сжатию, растяжению и изгибу по пределу текучести, Ry — расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу по пределу текучести, Rwu — расчетное сопротивление стыковых сварных соединений сжатию, растяжению, изгибу по временному сопротивлению, Ru — расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу по временному сопротивлению, Rws — расчетное сопротивление стыковых сварных соединений сдвигу, Rs — расчетное сопротивление стали сдвигу, Rwf — расчетное сопротивление угловых швов срезу (условному) по металлу шва, Rwun — нормативное сопротивление металла шва по временному сопротивлению.

Для швов, полученных в режиме ручной дуговой сварки, Rwun принимает значение временного сопротивления разрыва и определяется ГОСТом. Для автоматической и полуавтоматической сварки эти значения берутся из таблицы настоящего СНиП. Коэффициент надежности γwm равен 1,25 или 1,35, в зависимости от показателя Rwun.

Теоретическая база

Произвести расчет сварных соединений – это значит определить границы предельно допустимой нагрузки, исходя из технических свойств материала и самого шва. Для стыковых соединений нагрузки центрального сжатия и растяжения рассчитываются по формуле: N/tlw ≤ Rwyγc.

N – предельная нагрузка.

t – минимальная толщина заготовок.

lw – расчетная длина шва. Чтобы определить расчетную длину необходимо общую длину шва уменьшить на величину 2t.

γc – коэффициент условий работы. Параметр указан в отдельной таблице СНиП II-23-81.

Угловые швы испытывают продольные и поперечные нагрузки. Расчет производится на два среза, один из которых представляет собой сечение по металлу, а другой – по границе сплавления. В первом случае необходимо пользоваться формулой:

N/(βfkflw) ≤ Rwfγwfγc, где коэффициент βf берется равным 0,7, kf – катет углового шва, lw – расчетная длина, коэффициенты условий работы γ равны единице, кроме некоторых климатических районов, где он составляет 0,85. Более точные значения коэффициентов при различных параметрах катетов швов берутся из таблицы:

Вид сварки при диаметре сварочной проволоки d, мм Положение шва Коэффициент Значения коэффициентов βf и βz при катетах швов, мм
3-8 9-12 14-16 18 и более
Автоматическая при d = 3 — 5 В лодочку βf 1,1 0,7
βz 1,15 1
Нижнее βf 1,1 0,9 0,7
βz 1,15 1,05 1
Автоматическая и полуавтоматическая при d = 1,4 — 2 В лодочку βf 0,9 0,8 0,7
βz 1,05 1
Нижнее, горизонтальное, вертикальное βf 0,9 0,8 0,7
βz 1,05 1
Ручная; полуавтоматическая проволокой сплошного сечения при d < 1,4 или порошковой проволокой В лодочку нижнее, горизонтальное, вертикальное, потолочное βf 0,7
βz 1

 

Угловые швы после расчета размеров должны свариваться электродами или проволокой. Расчетные сопротивления были приведены выше. Они касаются элементов из стали с высшей степенью текучести до 285 МПа. Значение Rwf  должно превышать значение Rwz. При ведении ручной дуговой сварки Rwf превышает Rwz в 1,1 раза. Однако этот показатель не должен быть более Rwzβz / βf. Для сталей с пределом текучести более 285 МПа справедливо следующее соотношение:

Rwz < Rwf ≤ Rwzβz / βf.

Группы климатических районов, влияющих на коэффициент работы, назначены в одной из таблиц приложения к СНиП.

К понятию расчета сварного шва относится также определение момента сил, действующих перпендикулярно плоскости шва. Для соединений, в которых присутствуют угловые швы, данный показатель также рассчитывается по двум сечениям.

В сечении по металлу:

 

В сечении по границе сплавления:

M – рассчитываемый момент;

Wf – момент силы сопротивления сечения по металлу;

Wz – момент силы сопротивления сечения по границе сплавления.

Момент сил, действующих в плоскости шва, определяется следующим образом:

по металлу шва.

по границе сплавления:

Jfx и Jfy – моменты инерции сечения по металлу, взятые относительно главных осей этого сечения;

Jzx и Jzy – моменты инерции по границе сплавления;

x и y – координаты точки шва, которая максимально удалена от его центра тяжести.

Можно рассчитать результирующее действие продольных и поперечных сил, а также момент этой результирующей. Если геометрическую сумму напряжений в сечении по металлу обозначить, как τf, а в сечении по границе – τz, то необходимые условия расчета будут выглядеть следующим образом:

τf ≤ Rwfγwfγc;

τz ≤ Rwzγwzγc.

Для сварных стыковых соединений определено соотношение, согласно которому оцениваются нормальные напряжения в сварном шве. Но так как эта формула приведена для распределения нагрузки на балку, то величины напряжений по плоскостям балки следует заменить на нормальные напряжения в зоне шва по взаимно перпендикулярным направлениям. Получится следующее выражение:

Осталось рассмотреть еще одно соединение – тавровое. В ситуации, когда разделка кромок подразумевает неполный провар, расчет продольной нагрузки производится следующим образом:

 

Формулы приведены соответственно для двух сечений. Величина h показывает глубину разделки кромок.

Онлайн

Несмотря на то, что в СНиП приложением предоставляются примеры расчета основных сварных соединений, читать данный документ может только профессиональный квалифицированный мастер с техническим образованием. Запоминать все формулы и параметры нет необходимости, так как существуют онлайн калькуляторы, позволяющие провести расчеты по заданным параметрам. Например, можно провести расчет сварного шва на срез онлайн, выбрав тип соединения.

  • Стыковое соединение с прямым и косым швом. Параметры ввода: угол скоса, толщина детали, предельно допустимые напряжения растяжения или сжатия. Калькулятор рассчитает предельно допустимые усилия.
  • Hахлесточное соединение. Параметры ввода: катет шва, периметр угловых швов, допускаемое напряжение на срез. Результат – допускаемое усилие.
  • Tавровое соединение. Параметры ввода: катет шва, толщина и ширина элемента, допускаемое напряжение шва на срез. Результат – допускаемое усилие.

Возможности калькуляторов ограничены видами сварных швов. Некоторые программы могут производить расчеты для следующих случаев:

  • тавровое соединение, обеспечивающее лучшую передачу усилий;
  • соединение с накладками;
  • пробочное соединение;
  • соединение с прорезями;
  • соединение, на которое действует изгибающий момент.
Таблица несущей способности стальных решеток

для пешеходов и грузовиков


F v — Равномерно распределенная нагрузка.
F p — сосредоточенная нагрузка стальной решетки.

Меры предосторожности

  • F p означает удельную нагрузку в кН.
  • F v означает равномерно распределенный груз кН / м 2 .
  • Цифры разных цветов в таблице означают разные значения.
    • Черный — для пешеходных участков.
    • Оранжевый означает, что пешеходная зона не используется.
    • Зеленый означает, что пол из стальных решеток выдерживает 3 тонны грузовых автомобилей.
    • Красный означает, что стальной решетчатый пол выдерживает 9 тонн грузовых автомобилей.
  • Расстояние между опорами (Относится к расстоянию между стальными опорами, исключая центр одной опоры и центр другой.)
  • Коэффициент перевода кг в кН: 10 кН = 1 тонна, 1 кН = 100 кг.

Все значения в таблице представлены для шага опорных стержней 34,3 мм. Пожалуйста, уточняйте допустимую нагрузку производителей при использовании настила с разным шагом несущих планок или свяжитесь с нами.

Таблица 1: несущая способность стальные решетки несущей полосы (от 25 до 50 × 2, от 25 до 70 × 3 мм)
Расстояние между опорами (мм) 25 × 2 30 × 2 35 × 2 40 × 2 50 × 2 25 × 3 30 × 3 35 × 3 40 × 3 50 × 3 60 × 3 70 × 3
F p F v F p F v F p F v F p F v F p F v F p F v F p F v F p F v F p F v F p F v F p F v F p F v
300 5.35 86,37 7,64 124,37 10,31 169,29 13,36 221,11 20,56 345,48 8,02 129,56 11,46 186,56 15,46 253,93 20,04 331,66 30,84 518,22 43,66 746,24 58,49 1015,72
400 3.56 48,58 5,09 69,96 6,87 95,22 8,91 124,37 13,71 194,33 5,35 72,88 7,64 104,94 10,31 142,84 13,36 186,56 20,56 291,50 29,11 419,76 38,99 571,34
500 2.67 31,09 3,82 44,77 5,15 60,94 6,68 79,60 10,28 124,37 4,01 46,64 5,73 67,16 7,73 91,41 10,02 119,40 15,42 186,56 21,83 268,65 29,24 365,66
600 2.14 21,59 3,06 31,09 4,12 42,32 5,35 55,28 8,22 86,37 3,21 32,39 4,58 46,64 6,19 63,48 8,02 82,92 12,34 129,56 17,46 186,56 23,39 253,93
700 1.78 15,86 2,55 22,84 3,44 31,09 4,45 40,61 6,85 63,46 2,67 23,80 3,82 34,27 5,15 46,64 6,68 60,92 10,28 95,18 14,55 137,06 19,50 186,56
800 1.53 11,96 2,18 17,49 2,95 23,81 3,82 31,09 5,87 48,58 2,29 17,93 3,27 26,24 4,42 35,71 5,73 46,64 8,81 72,88 12,47 104,94 16,71 142,84
900 1.33 8,40 1,91 13,82 2,58 18,81 3,34 24,57 5,14 38,39 2,00 12,60 2,87 20,73 3,87 28,21 5,01 36,85 7,71 57,58 10,92 82,92 14,62 112,86
1000 1.07 6,12 1,70 10,58 2,29 15,24 2,97 19,90 4,57 31,09 1,61 9,18 2,55 15,87 3,44 22,85 4,45 29,85 6,85 46,64 9,70 67,16 13,00 91,41
1100 0,88 4.60 1,52 7,95 2,06 12,59 2,67 16,45 4,11 25,70 1,33 6,90 2,27 11,92 3,09 18,89 4,01 24,67 6,17 38,55 8,73 55,51 11,70 75,55
1200 0,74 3,54 1.27 6,12 1,87 9,72 2,43 13,82 3,74 21,59 1,11 5,31 1,91 9,18 2,81 14,58 3,64 20,73 5,61 32,39 7,94 46,64 10,63 63,48
1300 0,63 2,79 1,08 4.81 1,70 7,65 2,23 11,41 3,43 18,40 0,95 4,18 1,62 7,22 2,55 11,47 3,34 17,12 5,14 27,60 7,28 39,74 9,75 54,09
1400 0,54 2,23 0,93 3,85 1.46 6,12 2,06 9,14 3,16 15,86 0,81 3,35 1,40 5,78 2,20 9,18 3,08 13,71 4,74 23,80 6,72 34,27 9,00 46,64
1500

Несущая способность

Введение

Строительные нагрузки передаются колоннами, несущими стенами или другим несущим элементом фундамента.А фундамент — это нижняя часть конструкции, которая передает нагрузки на нижележащий грунт, не вызывая разрушения грунта или чрезмерного поселок. Таким образом, слово фундамент относится к грунту под конструкцией как а также любые промежуточные нагрузки член.

Если почва у поверхности имеет достаточную несущую способность, чтобы выдерживать структурные нагрузки, это возможно использовать основание, такое как опора или плот.Если почва возле поверхность не способна выдерживать нагрузки конструкции, сваи или опоры используется для передачи нагрузок на грунт, лежащий на большей глубине, способной поддерживая такие нагрузки.

В фундаменты подразделяются на мелкие и глубокие в соответствии с глубина строительства.

Подшипник Емкость и устойчивость фундаментов

Способность почвы к выдерживать нагрузку от структурного фундамента без нарушения сдвига известна как его несущая способность .

Стабильность фундамента зависит от:

  1. Несущая способность грунт под фундамент.
  2. Осадка почвы под фундамент.

Таким образом, есть два условия независимой устойчивости, которые должны выполняться, так как сдвиг сопротивление грунта обеспечивает несущую способность и уплотнение свойства определяют поселение.

Подшипник Вместимость

Поддерживающая способность почвы относится к как его несущая способность. Его можно определить как наибольшую интенсивность давление, которое конструкция может оказывать на почву, не вызывая разрушение почвы при сдвиге или чрезмерная осадка. Считайте, что опора размещена на глубине D ниже поверхности земли давление покрывающих пород в основании опора q o = γD . Давление полное

у основания фундамента из-за от собственного веса опоры, веса надстройки и из-за вес грунта над основанием известен как общее давление интенсивность. Разница в интенсивностях общего давления после конструкция конструкции и исходное давление покрывающих пород известны как чистое давление .

Максимальная несущая способность почвы можно определить аналитическими методами (т.е., по несущей способности теории) и полевых испытаний, или приблизительные значения могут быть взяты из Строительные нормы и правила, основанные на опыте.

Ultimate Несущая способность q u

Максимальная несущая способность q u определяется как наименьшее интенсивность брутто давления, которая может вызвать разрушение опоры при сдвиге грунт непосредственно под фундаментом и рядом с ним.

Три были идентифицированы различные виды отказов, которые показаны на На фиг.1 они хорошо описаны применительно к ленточному фундаменту

В случае из общее разрушение при сдвиге , развитые поверхности сплошного разрушения между краями подошвы и поверхностью земли, как показано на рис.2. По мере увеличения давления до значения q u состояние пластического равновесия достигается первоначально в почве вокруг края основания постепенно расширяются вниз и наружу.В конечном итоге состояние пластического равновесия полностью развивается во всем почва над поверхностями разрушения. Пучкование поверхности земли происходит на обе стороны основания, хотя окончательное движение скольжения произойдет только с одной стороны, что сопровождается наклоном опоры. Этот режим отказа типичен для грунтов с низкой сжимаемостью (т.е. плотных или жестких грунтов) и Расчетная кривая давления имеет общий вид, показанный на рис.2, предельная несущая способность четко определена.

В режиме местного сдвига выход из строя происходит значительное сжатие грунта под фундаментом и лишь частичное развитие состояния пластического равновесия. В Поверхности разрушения поэтому не достигают поверхности земли и только незначительно происходит вспучивание. Опрокидывания фундамента не ожидается. Местный сдвиг разрушение связано с грунтами высокой сжимаемости и, как указано на рис.2, характеризуется наличием относительно крупных населенных пунктов. (что было бы неприемлемо на практике) и тот факт, что окончательный несущая способность четко не определена.

Происходит отказ от сдвига при штамповке при сжатии грунта под подошвой, сопровождающемся стрижка в вертикальном направлении по краям основания. Там есть отсутствие выпуклости поверхности земли от краев и наклона опора.Относительно крупные населенные пункты также характерны для этого режима. и снова предельная несущая способность точно не определена. Пробивные ножницы разрушение также произойдет в грунте с низкой сжимаемостью, если фундамент находится на значительной глубине. Как правило, режим отказа зависит от сжимаемость грунта и глубина фундамента относительно его широта.

Чистая предельная несущая способность q nu

Чистая предельная опора мощность — это минимальная интенсивность чистого давления, вызывающая разрушение при сдвиге почва.

q nu = q u — q o

q u = q nu + q o

Чистая безопасная несущая способность q n s

Чистая безопасная несущая способность представляет собой чистую предельную несущую способность, деленную на желаемый коэффициент безопасности Ф.

Сейф Несущая способность q с

Безопасная несущая способность составляет максимальное давление, которое почва может безопасно выдержать без риска сдвига неудача.

Допустимая несущая способность

Допустимая несущая способность максимальное давление, которое считается безопасным как в отношении сдвига провал и расчет.

Когда термин несущая способность используется без какого-либо префикса, его можно понять как относящийся к окончательной несущая способность.

ТЕОРИИ НАПРЯЖЕННОСТИ ПОДШИПНИКОВ

В широком смысле Существует два подхода к анализу устойчивости фундаментов. В первый из них известен как традиционный подход, который генерирует из работа Кулона (1977).Это основано на предположении определенного форма поверхности восхищения. Другой подход, вытекающий из работы Ранкина (1857 г.) и Коттера (1903 г.) основывается на предположении одновременное разрушение в каждой точке определенной зоны грунтового массива. Этот здесь называется подходом теории пластичности. Однако обнаружено, что быть достаточно хорошим согласием между двумя подходами

Теория несущей способности Терзаги

Допущения : На основе теории Прандтля (1920) пластического разрушения металла при жестком пуансоны Терзаги вывел общее уравнение несущей способности.Все почвы покрывается в этом методе двумя случаями, которые обозначаются как общий сдвиг и местные разрушения сдвига. Общий сдвиг — это случай, когда испытание на нагрузку кривая для рассматриваемой почвы переходит в идеально вертикальную конечное состояние при относительно небольшом осадке, как показано кривой 1 на Рис 3. Местный сдвиг — это случай, когда осадки относительно большие и нет определенного вертикального предела кривой, как на кривой 2 в Рис.3. (Почва рыхлая

относительно общего сдвига отказ). При анализе были сделаны следующие допущения.

  1. Фундамент непрерывный.
  2. Вес почвы над базовый уровень фундамента заменяется эквивалентной надбавкой (рис.4), где — удельный вес грунта.
  3. Сопротивление сдвигу грунт выше уровня основания фундамента не принимается во внимание.
  4. Основание фундамента грубый.
  5. Поверхность разрушения состоит из прямой ac и логарифмической спирали dc или cg .
  6. Почвенный клин abc под основанием опоры находится в упругом состоянии и перемещается вместе с опора.
  7. базовый угол клина abc равно.
  8. Принцип pf суперпозиция действительна.

Приложение нагрузки (Рис. 4) имеет тенденцию вдавливать клин почвы abc в грунт с боковым смещением зон II (зоны радиального сдвига) и зоны III (плоские зоны сдвига). Движение этого клина почвы вниз сопротивляется пассивному давлению почвы и сцеплению, действующему вдоль поверхности клиньев ac , bc как он движется.Учитывая равновесие клина abc , Терзаги представил следующее выражение несущей способности для общего сдвига сбой:

где

знак равно связывает пассивное давление почвы в зоны II и III по размеру основания и углу разрушения зона I (рис.4). Ценности определяются с помощью φ -круг или логарифмическая спираль.

Предлагается, чтобы окончательный Несущая способность для условий локального разрушения при сдвиге может быть вычислена на основе следующие параметры почвы

Таблица 1 Несущая способность Факторы для общих условий сдвига

и условия местного сдвига

ф

с

к

N г

N c

q

N г

0

5.7

1,0

0,0

5,7

1,0

0.0

5

7,3

1,6

0,5

6.7

1,4

0,2

10

9,6

2.7

1,2

8,0

1,9

0,5

15

12.9

4,4

2,5

9,7

2,7

0.9

20

17,7

7,4

5,0

11.8

3,9

1,7

25

25,1

12.7

9,7

14,8

5,6

3,2

30

37.2

22,5

19,7

19,0

8,3

5.7

34

52,6

36,5

35,0

23.7

11,7

9,0

35

57,8

41.4

42,4

25,2

12,6

10,1

40

95.7

81,3

100,4

34,9

20,5

18.8

45

172,3

173,3

297,5

51.2

35,1

37,7

48

258,3

287.9

780.1

66,8

50,5

60,4

50

347.6

415.1

1153,2

81,3

65,6

87.1

Факторы формы

Уравнение 1 — подшипник уравнение емкости для длинномерного ленточного фундамента. Его также можно использовать для прямоугольное основание с длиной L, равной или превышающей 5-кратную ширину B т.е. Терзаги рекомендовал использовать уравнение 1 для круглые и квадратные опоры со следующими модификациями.

Для круглой опоры

Для насыщенной глины можно принять равным нулю, а значит:

За несвязные почвы ( c = 0,0 )

Ограничения:

(я) Прочность почвы на сдвиг выше базовый уровень опоры пренебрегали.

(ii) Эта теория дает консервативные значения для опор глубиной больше нуля.

(iii) Подразделение несущей способности Задача в двух типах сдвига является произвольной, поскольку два случая не могут охватить широкий спектр условия.

Теория несущей способности Мейерхофа.

Предположения : Несущая способность фундаментов мелкого заложения был получен Мейерхофом (1951) с учетом учитывать сопротивление почвы сдвигу над уровнем основания основания. Он предположил, что механизм отказа похож на механизм Терзаги, но распространяется вплоть до поверхность земли, как показано на рис. 6.

Следующие предположения являются Сделано в анализе:

1. Основа непрерывный

2. В Поверхность разрушения состоит из прямой и логарифмической спирали.

3. В грунтовый клин ABC под основанием фундамента находится в упругом состоянии.

4. В действует принцип наложения.

Мейерхоф расширил предыдущий анализ пластического равновесия для от поверхностного ленточного фундамента до мелкого и глубокого фундамента.в Механизм выхода из строя показан на фиг.6. по две основные зоны с каждой стороны центральной зоны, ABC, зоны радиального сдвига BCD и зоны смешанного сдвига BDEF. Учитывается сопротивление почвы сдвигу выше уровня фундамента. в этом анализе. Несущая способность фундаментов мелкого заложения с черновой баз выражается как:

где N c, q и Nγ являются общие коэффициенты несущей способности, которые зависят от глубины и формы фундамента а также шероховатость и угол внутреннего трения.

Для расчета коэффициентов несущей способности угол наклона эквивалентной свободной поверхности и должны быть определены напряжения и действующие на эту поверхность. Мейерхоф вычислили значения

q а также Nγ для разных углов а также . Эти значения для неглубокого ленточного фундамента показаны на Рис.7. Общее решение, данное уравнением. 5 слишком утомительно для рутины применение.Чтобы упростить решение и избежать оценки эквивалентные напряжения свободной поверхности, коэффициенты несущей способности суммируются давать:

Для несвязных грунтов несущая способность ленточного фундамента дана по

куда № γq смотря как как на γ , так и на № к , первое важнее на больших глубинах, последнее более важно на небольшой глубине.Ценности № γq зависит от коэффициента давления грунта К S . Ценности № γq для двух значений (30 o и 40 o ) показаны на рисунке 8 и Рис. 9.

Для прямоугольных, квадратных и круглых фундаментов, Meyerhof изменил коэффициенты несущей способности полосы. N C , N q и Nγ умножив их на эмпирический коэффициент формы λ .Ценности λ для различных значений глубина, соотношение ширины и показано на рис.10.

Ограничения:

Несущая способность, рассчитанная по теории Мейерхофа, равна оказалось выше, чем наблюдаемая несущая способность в песках при больших глубины.

Несущая способность Skemptnn (1951) для глин

Скемптон (1951) рекомендовал следующие факторы формы и глубины, а также значения N, для поверхности на основе глин.

(i) Опоры поверхности (D = 0)

N C ≈ 5 для ленточного фундамента

N C ≈ 6 для квадратного или круглого фундамента

(ii) На глубине D

(iii) В любом глубина, для прямоугольной опоры,

Подшипник Бринча Хансена Теория емкости

Теория, чем-то похожая на синдром Терзаги был предложен Хансеном (1961).

Максимальная несущая способность согласно этой теории дается

Ценности коэффициентов несущей способности, а также приблизительные значения формы, глубины и коэффициенты наклона приведены в таблицах 2. и 3. Таблица 3 предоставляет уравнения для коэффициентов глубины, формы и наклона для использования в уравнении 9. за более точные вычисления

ТАБЛИЦА 2 Несущая способность Факторы

N C , N q и Nγ для использования в Уравнение9

φ С к
0 5,14 1,00 0,00
5 6,48 1.57 0,09
10 8,34 2,47 0,47
15 10,97 3,94 1,42
20 14,83 6.40 3,54
25 20,72 10,66 8,11
30 30,14 18,40 18.08
35 46,13 33.29 40,69
40 75,32 64,18 95,41
45 133,89 134,85 240,85
50 266.89 318,96 681,84

Стол 3 Факторы формы, наклона и глубины

для использования в уравнении Хансена Eq. 9

Египетский свод правил механики грунтов и фундаментостроения (шесть выпуск 2001 г.)

На основе вышеупомянутый анализ, Египетский свод правил механики грунтов и Компания Foundation Engineering предложила общее уравнение несущей способности.Это уравнение включает в себя факторы, наиболее влияющие на расчет несущая способность.

Для вертикальной центрической нагрузки.

В предельная несущая способность определяется по следующей формуле:

Несущая способность неглубокого фундамента

Несущая способность неглубокого фундамента
  • Несущая способность способность грунта выдерживать нагрузку от фундамента, не вызывая разрушение при сдвиге или чрезмерная осадка.

  • знак несущей способности (B.C) и единицы давления тонна / м 2 , КН / м 2 , кг / см 2 , фунт / фут 2 и т. Д. Подшипник давление

Определения :

1. Окончательный BC (q ult )

Это валовое давление в основание фундамента, при котором грунт разрушается при сдвиге.Он не используется для дизайн, потому что он имеет большую ценность

2. Сеть конечная BC (q u net )

Это чистое увеличение давления у основания фундамента причина отказа

q u чистая = q ult — γ DF

Где:

γ DF = Избыточное давление на уровне фундамента

q ult = Окончательный B.C

q u net = Чистый окончательный BC

3. Сеть безопасная несущая способность (q n.s ):

Это давление, при котором фундамент спроектирован.

q н.с =

Где:

F.S = коэффициент безопасность равна от (2 до 5)

4. Безопасно Несущая способность (q с ):

Это означает полную безопасность Несущая способность, использованная в конструкции.

q с = Q нс = q нс + γD

знак равно + γD

5. Сеть безопасное расчетное давление q н.п.

Это чистое давление, которое почву разносят без увеличения допустимой осадки.


6. Сеть допустимое количество до н.э. q n.all

Это чистое давление, которое могут использоваться для проектирования фундамента, что гарантирует отсутствие разрушение при сдвиге или оседание в пределах предела, чтобы выбрать допустимый Б.C (q — всего ).

Если чистый безопасный расчет давление более безопасного B.c

q н.п. > q н.с

q все = Q н.с

Если чистый сейф B.C больше, чем чистое безопасное расчетное давление допустимое значение B.C равно чистому безопасному расчетное давление.

q н.с > q п.п

q все = Q н.п.

где:

q н.с = Сетевой сейф B.C

q н.п. = Чистое расчетное давление

q все = Допустимая чистая BC (Расчетная допустимая B.C)

Разрушение при сдвиге :

Провал почвы при уровень фундамента из-за прочности на сдвиг произошел при увеличении фундамента нагрузки или уменьшили сопротивление грунта сдвигу.

Произошел отказ сдвига на многих этапах:

I) I этап : Грунт в упругом корпусе и ведет себя как часть фундамента, и за счет увеличения нагрузки выполнила область I, которая называется активной зоной.

II) II этап : На этом этапе нагрузка на фундамент воздействует на активную зону и соседний грунт. Так выполним область, которая называется дугой зоны логарифмической спирали.

III) III этап : При увеличении нагрузки выполняется третья часть кривой, в которой почва в пассивном случае это заставило противостоять неудаче.

Почва разваливается при нагрузке на фундамент увеличился и стал больше, чем сопротивление почвы или B.C. почвы. Увидеть Рисунок 1).

В этом случае есть трехкомпонентный, чтобы противостоять разрушению почвы.

Я) (P p ) γ = Компонент, произведенный по весу зоны сдвига II, III.

II) (P p ) c = Компонент, создаваемый когезионным напряжением.

III) (P p ) q = Компонент, произведенный за счет надбавки q.

Несущая способность Терзаги Теория :

Предположения Терзаги:

Провал для Теория Терзаги, представленная на рис. (2):

1. В основание ступни шероховатое, чтобы предотвратить смещение при сдвиге.

2. В основание — неглубокий фундамент, т.е. глубина фундамента меньше ширины ступни

D f ≤ B

3. Сдвиг сила выше уровня основания стопы незначительна. т.е. C = 0 выше (F.L).

4. Рассмотрим только добавку, которая произведена как равномерное давление q = γD F на уровне фундамента.

5. В нагрузка на фундамент вертикальная и равномерная.

6. В стопа длинная полоска стопы.

Как упоминалось ранее.

q ult = (P p ) γ + (P p ) c + (P p ) q

(P p ) γ = Компонент, образованный когезионным напряжением.

(P p ) c = Компонент, произведенный за дополнительную плату q = γD F

(P p ) q = Компонент, произведенный по весу почвы в зоне II, III.

q ult = C N c + q N q + 0,50 γ B N γ

N c , N q , N γ = Безразмерный коэффициент несущей способности зависит от угла сдвига сопротивление φ.

N q =

а = e

с =

N γ =

К п = = Коэффициент пассивного давления грунта.

Несущая способность A.R.E Уравнение :

:

1. .

2.

3.

4. .

d d …

Я. Под сосредоточенной вертикальной центральной нагрузкой

q ult = CN c λ c + qN q λ q + γ 2 BN γ λ γ

Где:

q ult = Максимальная несущая способность.

C = когезионный стресс.

q = Более давление нагрузки выше (F-L)

= Γ 1 D F

γ 1 = Удельный вес почвы над (F-L)

γ 2 = Удельный вес грунта у основания фундамента

B = Ширина фундамент

N c , N q , N γ = Несущая способность (B.C) коэффициенты зависят от φ (угол внутреннего трения)

к = e πtanφ . загар 2 (45 + )

NC = (Nq — 1) детская кроватка φ

Nγ = (Nq — 1) tanφ

Nc, Nq, Nγ = F (φ ) См. Таблицу (1)

λ С , λ q , λ γ =

факторы зависят от формы фундамента Форма размер [B, L].

Фонд λ С — λ д λ γ

Полоса

1.0

1,0

Прямоугольный

1 + 0.3 Б / Л

1 0,3 бут. / Л

Площадь & Круг 1.3 0,7

Таблица (2) Значение коэффициента формы

D F = Глубина фундамента, показать рис. (4)

Рис. (4), Варианты глубины фундамента

II. Эксцентриковая вертикальная нагрузка:

1. Эксцентриситет в направлении L = e L

A = площадь =

Коэффициенты формы становятся

λ C , λ q , λ γ = F (B / L )

2. Эксцентриситет в направлении B = e B , как указано ранее.

B = B 2e B

A = B . L

А коэффициент формы стал

λ C , λ q , λ γ = F (B / L)

qu = CN c λ C + qN q λ q + γB N γ λ γ

3. Эксцентриситет по направлению (B, L).

B = B 2e B

L = L 2e L

И коэффициент формы становится

λ С , λ q , λ γ = F (B / L )

А = В .L

III. Центральный наклонный

В футляре наклонной нагрузки R, результат может быть проанализирован на двух составляющих H и V, где:

1. От с увеличением угла δ значение несущей способности уменьшалось, где δ = tan -1 H / V.

2. ЧАС ≤

Где A = Площадь фундамента

3. ДО Н.Э уравнение становится

q ult = C N C λ C i C + q N q λ q i q + γB N γ λ γ i γ

Где:

i C , i q , i γ = Факторы наклона

i q =

и γ =

i C = i q

H = Горизонтальная составляющая нагрузки

В = Вертикальный компонент стопы

φ = угол внутреннего трения

Особый случай :

Когда φ = 0

cotφ = α

i q = i γ = I C = 1

Когда C = 0

i q =

знак равно

и γ =

знак равно

i C = i q

IV. Эксцентрик наклонный на ноге наклонный и эксцентриситет, поэтому мы делаем это так, как упоминалось ранее во II и III.


V. Влияние поверхности земли наклон:

Несущая способность почвы уменьшаются, когда ступня лежит близко от наклона поверхности земли. Увидеть Рис. (4).

Из рис (5) обратите внимание, что

1. В снижение надбавки с q до q , так что значение Nq станет Nq.

2. В Поверхность, созданная для противодействия разрушению, L уменьшается и становится L поэтому Nc уменьшится до Nc .

N γ = как и раньше

Где:

, = B.C множители в случае наклонной GS эта функция

F (b / B, D / B, β, φ).Увидеть Таблица (3) и уравнение B.C становится

q ult = Cλ C + q λ q + γB N γ λ γ

Таблица (3) Из кода

Стол (3)

Пример :

Рассчитайте допустимое значение B.C (q все ) за доплату фундамент 36 м колес. глубина фундамента 1,5 м для грунта C φ, где φ = 10 o , C = 4 т / м 2 и удельный вес грунта 1,8 т / м 3 , и сравните результаты, если есть уклоны засыпки при β = 60 o , b = 0.

Решить :

1. φ = 10 o из таблицы …………….. N c = 8.5

N q = 2,5

N γ = 0,5

2.

3. q = γD F = 1,8 1,5 = 2,7 т / м 2

4.q ult = CN C λ C + qN q λ q + γB N γ λ γ

знак равно 4 8,5 1,15 + 2,7 2,5 1.15+ 1.8 3 0,5 0,85

= 49,16 т / м 2

q n ult = 49,16 2,7 = 46,46 т / м 2

q все = = 15.48 т / м 2

= 1,5 кг / см 2

Для наклона:

Φ = 10

β = 60 o

= = 0,5 ……………………….. Из таблицы

= 0

= 6,33

= 0.5

= 0,5

q ult = Cλ C + qλ q + γBN γ λ γ

= 4 6,33 1,15 + 2,7 0,5 1,15 + 1,8 3 0,5 0,85

= 32,96 т / м 2

q net ult = 32,96 2,7 = 30,27

q , все = 30.3/3 = 10,1 т / м 2

= 1 кг / см 2

% уменьшение =

VI. Влияние уровня грунтовых вод (G. W. T):

q ult = CN C λ C + qN q λ q + γBN γ λ γ

1.) G.W.T под G.S и выше основания

д = γDF = γ сб . dw + γ переходник . h2

γB = γ sub . В

2.) G.W.T под уровень фундамента:

а.Если dw>, это означает, что вода далека от плана разрушения при сдвиге и его эффект так

q = γD F

γB в случае сухого или насыпного грунта.

б. Если dw <и (G.W.T) лежит между основанием и планом разрушения при сдвиге.

q = γ 1 D F

γD = [γ sub + Fw (γ 1 — γ sub )]

где:

Fw = коэффициент зависят от φ и, как показано на рис. (6).

Рис (6)

VII. Эффект многослойности:

Чтобы вычислить B.C для Multi слой почвы для стопы (Б. Л).

1. Рассчитайте BC для первого слоя, используя свойства этого грунта (q 1all ).

2. Рассчитайте B.C для второго слоя (q 2all ), используя свойства второго слоя γ2, φ2, C2, где B- становятся (B + h) и = DF + h2.После этого рассчитайте эквивалент до н.э.

q 2equ =

3. Сравните значения q 1all и q 2equ

Если q 1all > q 2equ

дизайн q все = q 2equ

Если q 1all 2equ

Дизайн q все = q 1 все

Пример :

Как показано на рис. B.C при F.L для слоя глины = 1,0 кг / см2 под глинистой почвой лежит органическая глинистая почва на высоте 3,0 м под (F.L) пшеницей B.C = 0,2 кг / см2 определить допустимую B.C, если стопа

а. Полоска (В = 2).

б. Квадратный фут (2 2) м

Решить :

а.для лапки:

q экв =

знак равно = 0,5 кг / см 2

q 1 все = 1 кг / см 2 q экв = 0,5 кг / см 2

q все конструкции = 0,5 кг / см 2

б. Для квадрата:

q экв =

знак равно = 1.25 кг / см 2

q все = 1 кг / см 2 q экв = 1,25 кг / см 2

q все конструкции = 1 кг / см 2


Несущая способность грунта — типы и расчеты

Несущая способность грунта определяется как способность грунта выдерживать нагрузки, исходящие от фундамента.Давление, которое почва может легко выдержать под нагрузкой, называется допустимым опорным давлением.

Виды несущей способности грунта

Ниже приведены некоторые типы несущей способности грунта:

1. Предельная несущая способность (q u )

Брутто давление в основании фундамента, при котором грунт разрушается, называется предельной несущей способностью.

2. Предел несущей способности (q nu )

Пренебрегая давлением покрывающих пород из предельной несущей способности, мы получаем чистую предельную несущую способность.

Где

= удельный вес грунта, D f = глубина фундамента

3. Чистая безопасная несущая способность (q нс )

Если рассматривать только разрушение при сдвиге, конечная полезная несущая способность, разделенная на определенный коэффициент безопасности, даст чистую безопасную несущую способность.

q нс = q nu / F

Где F = коэффициент безопасности = 3 (обычное значение)

4. Полная безопасная несущая способность (q с )

Если предельную несущую способность разделить на коэффициент безопасности, получится полная безопасная несущая способность.

q s = q u / F

5. Чистое безопасное расчетное давление (q np )

Давление, с которым грунт может выдерживать нагрузку без превышения допустимой осадки, называется чистым безопасным оседающим давлением.

6. Допустимое рабочее давление подшипника (q на )

Это давление, которое мы можем использовать при проектировании фундаментов. Это равно чистому безопасному давлению в подшипнике, если q np > q нс. В обратном случае оно равно чистому безопасному расчетному давлению.

Расчет несущей способности

Для расчета несущей способности грунта существует очень много теорий. Но все теории заменяются теорией несущей способности Терзаги.

1. Теория несущей способности Терзаги

Теория несущей способности Терзаги полезна для определения несущей способности грунтов под ленточным фундаментом. Эта теория применима только к фундаментам мелкого заложения. Он рассмотрел некоторые предположения, которые заключаются в следующем.

  1. Основание ленточного фундамента грубое.
  2. Глубина опоры меньше или равна ее ширине, т. Е. Неглубокая опора.
  3. Он пренебрегал прочностью почвы на сдвиг над основанием фундамента и заменил ее равномерной надбавкой. (Д ф )
  4. Нагрузка, действующая на опору, равномерно распределяется в вертикальном направлении.
  5. Он предположил, что длина основания бесконечна.
  6. Он считал уравнение Мора-Кулона определяющим фактором для прочности почвы на сдвиг.

Как показано на рисунке выше, AB является основанием фундамента. Он разделил зоны сдвига на 3 категории. Зона -1 (ABC), которая находится под основанием, действует так, как если бы она была частью самого основания. Зона -2 (CAF и CBD) действует как зоны радиального сдвига, которые подпадают под наклонные кромки AC и BC. Зона -3 (AFG и BDE) называется пассивными зонами Ренкина, на которые взимается дополнительная плата (y D f ), исходящая от верхнего слоя почвы.

Из уравнения равновесия,

Нисходящие силы = восходящие силы

Нагрузка от опоры x вес клина = пассивное давление + сцепление x CB sin

Где P p = результирующее пассивное давление = (P p ) y + (P p

ВЛИЯНИЕ ТАБЛИЦЫ ВОДЫ НА БЕЗОПАСНУЮ ЕМКОСТЬ ПОЧВЫ

Положение грунтовых вод оказывает существенное влияние на несущая способность грунта.Наличие уровня грунтовых вод на глубине меньше ширины фундамента от дна фундамента снизит несущую способность почвы.

Уравнение несущей способности, включающее поправочные коэффициенты уровня грунтовых вод, приведено ниже.

Где

= предельная несущая способность грунта в

c = сцепление почвы в

N c , N q , N ? — константы несущей способности Терзаги.

= глубина фундамента в метрах

B = Ширина фундамента в метрах

и — поправочные коэффициенты уровня грунтовых вод.

Поправочные коэффициенты уровня грунтовых вод можно получить из приведенных ниже уравнений.

1. Когда уровень грунтовых вод находится ниже основания фундамента на расстоянии «b», поправка

задается следующим уравнением

;

при b = 0,

= 0,5

2. Когда уровень грунтовых вод продолжает подниматься выше основания , вступает в действие поправочный коэффициент

, который определяется следующим уравнением.

при a =

, = 0,5

Рис. 1: Демонстрация влияния уровня грунтовых вод ниже фундамента

Использование этих уравнений поясняется с помощью рисунка 1.

Сначала начнем с поправочного коэффициента

Когда уровень грунтовых вод находится на глубине, большей или равной ширине фундамента, от дна фундамента поправочный коэффициент

равен 1. т.е. нет никакого влияния на безопасную несущую способность.

Предположим, что уровень грунтовых вод начал подниматься, тогда эффект

вступает в действие. Поправочный коэффициент будет меньше 1. Когда уровень грунтовых вод достигает дна фундамента, т. Е. Когда b = 0, = 0.5.

Теперь предположим, что уровень грунтовых вод продолжает подниматься выше глубины фундамента. Когда уровень грунтовых вод почти достигает дна фундамента, a = 0. Это означает, что

= 1.0. При дальнейшем подъеме, когда уровень грунтовых вод достигает уровня земли, Rw 1 становится 0,5.

Следовательно, оценка уровня грунтовых вод является важным аспектом любого исследования площадки.

Несущая способность почвы

Несущая способность почвы относится к способности почвы выдерживать нагрузку, приложенную к земле.Несущая способность имеет встроенный коэффициент безопасности, предотвращающий выход из строя. Таким образом, предельной несущей способностью будет воспринимаемая точка разрушения без учета запаса прочности.

Глубина заделки опоры рассчитывается на основе глубины морозного пучения, наличия «открытых стен» или их отсутствия, а также размера и конструкции здания. он должен выдерживать ожидаемую ветровую нагрузку.

Таблица несущей способности почвы
Тип почвы Подшипник нагрузки
(фунтов на квадратный фут)
Камень с гравием 6000 фунтов на квадратный дюйм +
Гравий 5000 фунтов на квадратный дюйм
Песчаный гравий 5000 фунтов на квадратный дюйм
Песок 3000 фунтов на квадратный дюйм
Ил Песок 3000 фунтов на квадратный дюйм
Иловой гравий 3000 фунтов на квадратный дюйм
Гравий с глиной 3000 фунтов на квадратный дюйм
Глина 2000 фунтов на квадратный дюйм
Песчаная глина 2000 фунтов на квадратный дюйм
Иловая глина 2000 фунтов на квадратный дюйм


Наши комплекты сараев для столбов включают в себя строительные чертежи, содержащие все необходимые чертежи для строительства здания.Это включает в себя требования к встраиванию постов на рабочем месте.

Диаметр отверстия рассчитывается для распределения статической нагрузки (строительные материалы) и динамической нагрузки (снег и лед) по нижнему колонтитулу, имеющему достаточную площадь поверхности, чтобы предотвратить оседание здания.

Чтобы при сильном ветре здание не выскакивало из грунта, возле нижней части каждой стойки размещают подъемные планки или арматуру, чтобы столб был погружен в землю.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *