Пример расчета сварного соединения

Балка двутаврового сечения №18, нагруженная на конце сосредоточенной силой, приварена по контуру к колонне (рис. 1.12)

Рис.1.12

Проверить прочность сварного шва. Данные для расчета: нагрузка F=20∙10³ H; длина балки l = 550 мм; катет шва k=6 мм; материал свариваемых деталей – Ст.3; сварка ручная электродом Э42; нагрузка статическая.

Расчет сводится к определению максимальных напряжений, возникающих в опасном сечении шва, и сравнению их величины с допускаемыми.

1. Соединение выполнено угловыми швами. Опасное сечение биссекторное. Приближенная конфигурация опасного сечения шва представлена на рис. 1.13.

2. Приводим действующие силы к центру стыка (рис. 1.14), прикладываем в центре тяжести стыка две равные противоположно направленные силы F. Из рис. 1.14 становится ясно, что в плоскости стыка на шов будет действовать изгибающий момент М и сила F.

рис. 1.13	рис. 1.14

3. Определяем изгибающий момент

4. Определяем напряжения, возникающие в опасном сечении сварного шва от действия изгибающего момента

где момент сопротивления изгибу шва в плоскости опасного сечения

где момент инерции шва по контуру опасного сечения; расстояние наиболее удаленного слоя опасного сечения шва от нейтральной оси

где размеры профиля; катет шва; момент инерции сечения балки относительно оси х.

По стандарту ГОСТ 8239 – 56 размеры и характеристики сечения балки: площадь сечения момент инерции

Тогда

.

Откуда

5. Определяем напряжения среза от действия силы:

где площадь опасного сечения шва,

Тогда .

6. Определяем полное напряжение

7. Величина допускаемого напряжения при материале свариваемых деталей Ст3 и сварке электродом Э42 согласно данным табл. 1.1 и 1.2

.

Следовательно, и соединение будет прочным.