Файл: Майзель В.С. Сварные конструкции учебник.pdf

действующих на сооружение и соединительные швы (или связую­ щие), предназначенные не для воспринятая нагрузок, а только для скрепления частей элементов конструкции в одно целое.

Соединительные или связующие швы в основных сечениях почти не нагружены и потому их иногда называют нерабочими

а) А

швами. Как правило, связующие швы расчетом прочности не проверяются, тогда как для рабочих швов расчет прочности яв­ ляется обязательным (рис. 2.8, б).

в соединениях не требуется герметичности и когда сплошные швы являются слабонагруженными. Частные случаи прерывистого шва показаны на рис. 2.3.

§ 7. СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Многообразие форм сварных соединений позволяет выбрать наиболее рациональную форму соединения и способствует более полному удовлетворению всех основных технико-экономических требований, связанных с прочностью, условиями изготовления и эксплуатации самых разнообразных конструкций.

На рис. 2.9 в группе С представлены простейшие типы свар­ ных соединений, выполненные электродуговой сваркой; соеди­ нение встык /, соединение впритык 2 и угловые соединения под прямым 3 и тупым 4 углом.

В группе К приведены соответствующие им типы клепаных соединений, а в группе СТ — типы сварных соединений, выполнен­ ные контактной точечной сваркой.

При сопоставлении сварных соединений группы С и клепаных можно видеть, преимущества сварных соединений по сравнению с клепаными по простоте конструктивного оформления. Электро­ дуговая сварка (так же как и все другие методы сварки плавле­ нием) обеспечивает возможность непосредственного соединения элементов между собой для всех типов соединений, тогда как кле-

Рис. 2.9. Сопоставление простейших типов различных соедине­ ний: С — сварные; К — клепаные; СТ — сварные точечные

паные соединения для осуществления соединений требуют допол­ нительных элементов в виде накладок или соединительных уголков.

Группа сварных соединений, выполненных контактной свар­ кой (группа СТ), по внешнему конструктивному оформлению имеет сходство с группой клепаных соединений. Этот тип свар­ ных соединений также требует обязательного применения накла­ док или соединительных уголков. Сварные точечные соединения отличаются от клепаных тем, что для их осуществления не тре­ буются отверстия (обязательные для клепаных соединений), ко­ торые ослабляют рабочее сечение элементов в клепаных соедине­ ниях.

Сварные соединения, применяемые при осевой нагрузке, мо­ гут быть представлены в виде трех основных групп: соеди­ нения встык, впритык (или таврового) и внахлестку (рис. 2.10). Группа тавровых соединений представлена соединением, осу­ ществленным угловыми швами без разделки кромок, и соедине­ нием, в котором применение двусторонней разделки кромок

паных конструкциях может быть выполнено с применением соединительных уголков, но это соеди­ нение не способно воспринимать осевое растяжение, так как при этом соединительные уголки будут подвержены значительному изгибу, а заклепки будут работать на отрыв головок. Такие ус­ ловия деформации для подобных соединений недопустимы. По­ добные соединения в клепаных конструкциях применяют только для передачи срезывающих усилий. То же относится и к аналогичным соединениям, выполненным контактной сваркой.

Таким образом, для растянутых элементов сварных конструк­ ций характерно применение трех различных групп соединений, тогда как для подобных элементов клепаных конструкций ха­ рактерно применение одной группы нахлестанных соедине­ ний.

Нахлесточные соединения не являются характерными для сварных конструкций. Они повторяют форму соединений клепа­ ных конструкций и находят применение главным образом в кон­ струкциях, воспринимающих статическую нагрузку. Следует от­ метить, что все сказанное не умаляет значения сварных соедине­ ний внахлестку, так как конструкций, в которых преобладает статическая нагрузка, а вибрационная незначительна или совсем отсутствует, очень много. К числу их относятся, например, стро­ пильные фермы, колонны, мачты линий электропередач и др.

Соединение внахлестку по сравнению со стыковым соедине­ нием обладает большими преимуществами по условиям сборки, что имеет весьма большое значение при выполнении монтажных работ. Было бы ошибочным избегать применения этого соедине­ ния в конструкциях, предназначенных для работы под действием статических нагрузок. В конструкциях, воспринимающих дина­ мическую нагрузку, они также находят применение, но лишь для сопряжений второстепенных, слабонагруженных элементов, для которых условия прочности не являются главными (например,

всвязях). В таких случаях применение нахлесточных соедине­ ний может быть оправдано тем, что для их осуществления не требуется соблюдения высокой точности, что значительно упро­ щает работу по заготовке и сборке слабонагруженных элементов конструкций.

Сварное соединение внахлестку находит широкое применение

вконструкциях, выполненных контактной точечной сваркой, ко­ торая характеризуется высокой производительностью и успешно используется при изготовлении тонкостенных элементов.

Большое значение соединение внахлестку имеет также для деталей, изготовляемых из пластмасс, которые являются весьма перспективным материалом.

Широкое распространение этот тип соединения имеет также в случаях применения пайки.

Отмечая большое положительное значение многообразия форм сварных соединений, нельзя забывать и о том, что это много­ образие форм характеризуется также и весьма большим диапазо­ ном значений коэффициента концентраций напряжений. В свар­ ных конструкциях могут быть созданы соединения со значительно меньшей концентрацией напряжений, чем в соединениях кле­ паных конструкций. К таким соединениям относятся соединения встык и втавр. Вместе с тем в сварных конструкциях могут быть соединения с высокой концентрацией напряжений, к числу которых относятся сварные нахлесточные соединения. В качестве примера чрезмерно высокой концентрации напряжений, возмож­ ной для сварных конструкций, можно привести узел легкой фермочки, в котором присоединяемые внахлестку элементы решетки очень близко расположены друг к другу (рис. 2.11). Из-за малой

тами, создаются весьма неблагоприятные условия нагружения, которые характеризуются как высокой концентрацией напряже­ ний, так и крайне неблагоприятной концентрацией деформаций.

Подобный по внешней форме узел клепаной конструкции по условиям работы существенно отличается от сварного узла.

В нем, несмотря на близкое расположение торцовых участ­ ков элементов решетки, усилия, передаваемые ими, не концен­ трируются на таком коротком участке пояса, как это имеет место в сварном узле. Здесь размеры участка, на котором происходит передача усилий, определяются расстоянием ме­ жду заклепками. Это расстоя­ ние значительно больше, чем расстояние между концами швов в сварном узле, и является достаточным для уменьшения опасности появления разруше­ ний в узле клепаной конструк­ ции. В узле сварной конструк­ ции отмеченные неблагоприят­ ные обстоятельства могут в от­ дельных случаях привести к преждевременному разрушеиию. Для уменьшения опасности раз­ рушения сварной конструкции в подобных случаях необходимо

увеличить расстояние между прикрепляемыми к поясу элемен­ тами решетки. Более подробный анализ отмеченных условий будет приведен далее.

Этот пример указывает на то, что простое копирование старых форм, применявшихся в клепаных конструкциях, не может дать для сварных конструкций удовлетворительного результата. Для них требуются новые формы, отвечающие своеобразию условий их работы.

§ 8. УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ СВАРНЫХ ШВОВ

На чертежах сварных конструкций с целью упрощения при­ меняется система условного изображения и обозначения сварных швов по ГОСТ 2.312—72.

В планах и боковых видах чертежа видимые сварные швы условно изображают сплошными основными линиями, а неви­ димые — штриховыми линиями.