CC BY
67
УДК 66.232.8.004.12+658.382(043.3)
В.С. Квагинидзе, И.Г. Никифоров, Н.Н. Чупейкина
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ШВОВ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ С УЧЕТОМ ВОЗРАСТА И УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СТРОИТЕЛЬНЫХ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
ГПри эксплуатации стальных металлоконструкций в ус-II ловиях низких температур с увеличением времени эксплуатации снижаются механические свойства стали и сварных соединений, а тем более, если металлоконструкция подверглась ремонту сваркой.
Расчетное сопротивление прокатной стали, а также сварных соединений определяют:
а) при условии достижения металлом конструкции временного сопротивления разрыву Я = свр по формуле
к = к нкт1т2;
б) при условии достижения металлом конструкции предела текучести
Ян = ст по формуле
К К нкт2
где Я — расчетное сопротивление стали или соединений; Ян — нормативное сопротивление стали или соединений; к — коэффициент однородности металла; т1— коэффициент условий работы материала конструкции; т2—то же, элементов конструкции.
При выполнении сварных соединений швы могут выполняться прямыми или косыми.
В этом случае расчетное сопротивление сварного шва должно соответствовать следующим соотношениям:
а) для прямых швов встык: работающих на сжатие Ш!шЗ<ЯСвс;
работающих на растяжение
б) для косых швов встык: работающих на сжатие
(Ш/ ¡шЗ)вта<РСвс;
работающих на растяжение (Ш/ 1шд)в1'па<свр;
работающих на срез
(Ш/ ¡ш$сова<ЯСвсР,
где N - расчетная продольная сила, действующая на соединение; 1Ш - расчетная длина шва, равная его полной длине за вычетом 10 мм; 8 - наименьшая толщина, соединяемых элементов; а - угол между направлением продольной силы и швом; Нсвс, Нсвр, Нсвср - расчетное сопротивление сварного шва встык сжатию, растяжению и срезу.
Для угловых швов, воспринимающих продольные силы, расчетное сопротивление шва, работающего на сжатие, растяжение и срез определяют следующим образом:
где 1пш - толщина углового шва, принимаемая равной катету вписанного равнобедренного треугольника; в - коэффициент, принимаемый равным: в = 1 - для однопроходной автоматической сварки; в= 0,8 - для однопроходной полуавтоматической сварки; в = 0,7 - для ручной сварки, а также для многопроходной автоматической и полуавтоматической сварки; Йсву - расчетное сопротивление углового шва.
Угловые швы при одновременном действии в одном и том же сечении шва срезывающих напряжений в двух направлениях рассчитываются на равнодействующую этих напряжений.
Расчетное сопротивление сварных швов встык, которые работают одновременно на изгиб и срез, определяется по формуле:
Ш(в1ш)1ш<ясву;
где аш - напряжение в шве от изгиба; тш - то же, от среза; яр - расчетное сопротивление сварного шва встык растяжению.
Как показали исследования, при расчете на прочность восстановленных строительных металлоконструкций необходимо учитывать коэффициент возраста и условия эксплуатации промышленных зданий и сооружений.
В результате проведенных исследований были получены опытно - статистические коэффициенты кв для корректировки расчетного сопротивления стали и сварных соединений конструкций, эксплуатируемых в условиях низких температур (таблица) и восстановленных ремонтной сваркой.
Коэффициенты корректирования расчетного
сопротивления
Срок эксплуатации металлоконструкции, лет 1 2 3 4 5 6 7 8 и бс лее
Коэффициент кв 0,9 0,85 0,8 0,75 0,7 0,65 0,6 0,5
Соответственно расчетное сопротивление стали и сварных соединений следует определять:
я = я нкт1т2кв или
я = я нкт2кв
Таким образом, величина расчетного сопротивления сварных швов восстановленных строительных стальных конструкций промышленных зданий и сооружений будет реально отражать свойства материалов и отличаться от величины расчетного сопротивления, определяемой для конструкций, вводимых в эксплуатацию впервые.
і— Коротко об авторах
Квагинидзе В.С. - доктор технических наук, профессор, ОАО ХК «Якутуголь»;
Никифоров И.Г. - заместитель генерального директора по капитальному строительству, ОАО ХК «Якутуголь»;
Чупейкина Н.Н. - кандидат технических наук, ОАО ХК «Якутуголь».
