86147 zadania, stal� 87

Tabela 8-1. Obliczanie połączeń spawanych

pracują na ścinanie (naprężenia styczne r). Spoiny czołowe pracują jak materiał elementów łączonych (naprężenia normalne a, naprężenia styczne r, naprężenia złożone a_z). Podstawowe wzory (i ich objaśnienia) do obliczania połączeń spawanych podano w tab. 8-1, a ich praktyczne zastosowanie zilustrowano w przytoczonych dalej przykładach liczbowych.

8.2. Przykłady obliczania spoin czołowych

\ Przykład 8-1. Sprawdzić warunek nośności spoiny czołowej w rozciąganym l : styku piaskownika o przekroju 180x 12 mm ze stali 18G2A (rys. 8-6). Spoina i jest wykonana bez kraterów końcowych (na podkładce) i kontrolowana zgrub-| nie. Płaskownik jest rozciągany silą osiową, której wartość obliczeniowa I P = 549 kN (por. przykład 2-4).

Wzory

Objaśnienia

Połączenia na spoiny czołowe

(N92)

Połączenia na spoiny pachwinowe:

—    w złożonym stanie naprężenia (rys. 8-5)

o_t = yA^l + 3(r ²n+ r j)    (N93)

przy czym o<f_d

—    połączenia zakładkowe obciążone osiowo siłą P

2 (a ■ /)

^: afU

(N94)

— połączenia zakładkowe obciążone siłą P i momentem M₀ (rys. 4-16* i 8-12)

= V(Tk + r,. • cos 0)- + (r,. • sin 6)² ^ a_±-fi

P    Mo-r

gdzie Ty = ———, T_U =

(N95)

2 (a- 0    to

— połączenia teowe zginane i ścinane (rys. 8-11)

T = Ml— I +

s/rf (N92)

— połączenia pasa ze środkiem belki spoinami ciągłymi

VS<

r =    (N96)

T ■ la

a,x — naprężenia normalne i styczne w przekroju obliczeniowym połączenia a_L, a„ — współczynniki wytrzymałości spoin wg tab. 4-1*

fi — wytrzymałość obliczeniowa stali X = 0,7, gdy /?„< 255 MPa X = 0,85, gdy 255 MPa</?,,«S355 MPa X = 1,0, gdy 355 MPa < R,_ 460 MPa a, / — grubość i długość spoin r — naprężenia styczne wypadkowe r — odległość rozpatrywanego punktu od środka ciężkości spoin

/o= [_X + I_y — biegunowy moment bezwładności figury utworzonej przez kład przekroju na płaszczyznę styku łączonych elementów

0 — kąt między kierunkami działania naprężeń r_M i ty w rozpatrywanym punkcie spoiny (0° ^ 6    1 S0°)

V — siła poprzeczna

S_x — moment statyczny przekroju pasa względem osi obojętnej I_x — moment bezwładności całego przekroju belki spawanej

Rys. 8-6. Styk czołowy piaskownika rozciąganego osiowo

• Dane do obliczeń

Wytrzymałość obliczeniowa stali 18G2A f_d = 305 MPa = 30,5 kN/cm².

Wymiary obliczeniowe spoiny: a - 12 mm, / = 180 mm, a współczynnik jej wytrzymałości obliczeniowej przy rozciąganiu osiowym a_h — 0,85 (wg tab. 4-1*).

• Warunek nośności sprawdzanego połączenia spawanego P 549

(7 = —_T = - "    = 25,4 kN/cm² = 254 MPa<a . f_d = 0,85 • 305 = 259 MPa.

a ■ L i, L ■ i o

Styk doczołowy piaskownika spełnia warunek nośności.

Przykład 8-2. Sprawdzić naprężenia w spoinie czołowej łączącej blachę węzłową ze słupem. Blacha węzłowa i słup są wykonane ze stałi St3SX. Spoina jest wykonana bez kraterów końcowych i kontrolowana zgrubnie. Wymiary blachy węzłowej, jej obciążenie i wykresy naprężeń są podane na rys. 8-7.

• Dane do obliczeń

Wymiary obliczeniowe spoiny: a = 12 mm, / = 360 mm.

Rys. 8-7. Połączenie blachy węzłowej ze słupem na spoinę czołową i wykresy naprężeń

87