Комбинированные соединения

Соединение называется комбинированным, если в нем имеется несколько различных видов сварных швов: фланговых, лобовых или стыковых.

Простейшим комбинированным соединением является соединение с прямоугольными накладками, обваренными по всему контуру, т. е. соединение, имеющее фланговые и лобовые швы.


Комбинированные соединения

Комбинированные соединения


Такая же комбинация швов возможна в соединении внахлестку без накладок.

Действительная работа комбинированного соединения, в значительной мере зависящая от распределения усилий между фланговыми и лобовыми швами, представляется в следующем виде.

Как показали опыты и теоретические исследования, в начале приложения нагрузки лобовые швы, как более жесткие, воспринимают большие усилия и только после некоторой их деформации все больше начинают включаться в работу более мягкие, фланговые швы.

Разрушение соединения происходит в пластической стадии при более или менее выровненных напряжениях во всех швах1. Несмотря на это, такой тип соединения вследствие перегрузки лобовых швов не может быть рекомендован, особенно при переменных нагрузках.

Значительно более равномерно происходит передача силового потока в соединениях, имеющих накладки ромбического типа со срезанными под 35 — 45° углами. Накладки, имеющие форму ромба с острыми углами, не оправдали себя вследствие того, что около острого угла из-за большой концентрации напряжений часто возникали трещины. При обварке концов накладок желательно обеспечить более плавный переход силового потока, для чего катет заложения швов должен быть удлиненным.

Как уже указывалось, разрушение комбинированного соединения происходит в пластической стадии, после некоторого выравнивания напряжений; поэтому при расчете швов такого соединения предполагается равномерное распределение усилий между всеми швами, и расчетная формула остается прежней (ЗЛУ).

Третий тип комбинированного соединения может быть осуществлен путем сварки элементов встык с постановкой ромбических накладок. Стык этого типа более дорог, так как требует обработки кромок, а после сварки швов встык — зачистки наплывов швов (для того чтобы можно было поставить накладки).

Накладки в этом соединении играют роль добавочных элементов, усиливающих стыковой шов и воспринимающих на себя часть усилия. Этот тип стыка имеет смысл только в растянутых частях конструкции, соединяемых при помощи ручной сварки при обычных способах контроля за качеством швов и не допускающих устройства косого стыка.

Расчетная формула для такого стыка имеет вид

 

Формула (6.IV)

где Fш — площадь поперечного сечения шва;

Fн — площадь накладки;

Rсвр — расчетное сопротивление сварного шва растяжению.

Сравнивая различные способы соединения листов, можно прийти к заключению, что лучшим типом стыка листов, подвергающихся осевому воздействию усилий, является прямой стык встык (или равнопрочный косой стык — при растяжении).

При прямом стыке встык в случае необходимости применения накладок следует применять накладки ромбического типа со срезанными углами. В ответственных же конструкциях лучше сваривать листы без накладок автоматической сваркой (либо ручной или полуавтоматической при повышенных способах контроля за качеством сварки).

Прикрепление жестких профилей к листам предпочтительно осуществлять фланговыми швами, как более пластичными. Учитывая важное значение пластических свойств сварных швов, как предпосылки более равномерной их работы, необходимо сварные стыки осуществлять толстообмазанными электродами типа Э42 или Э42А.

1 Г. А. Николаев, Сварные конструкции соединения, Машгиз, 1947.

«Проектирование стальных конструкций»,
К.К.Муханов

Соединение впритык

Этот тип соединения применяется, например, в случае крепления консоли к колонне или соединения листов под прямым углом и т. п. Вследствие своей простоты это соединение имеет широкое применение. Однако оно требует, особенно в растянутом стыке, хорошего провара по всей толщине присоединяемого листа, так как в случае оставления «щели» будет иметь место резкое изменение направления силового…

Соединения внахлестку

Соединение внахлестку может осуществляться с накладками и без них при помощи угловых швов. В зависимости от расположения по отношению к действующим усилиям угловые швы могут быть: фланговые (расположенные параллельно усилию) и лобовые или торцовые (расположенные перпендикулярно усилию). Соединение внахлестку с фланговыми швами Простейшим соединением этого типа является конструкция, показанная на фигуре. Передача усилия в нем…

Соединение внахлестку с лобовыми швами

Соединение с накладками при помощи лобовых швов показано на фигуре, а. При симметричном расположении накладок лобовые швы дают достаточно высокую прочность. Однако вследствие рез кого изменения направления потока силовых линий в соединении в корне шва концентрируются большие напряжения. Это создает условия, при которых разрушение происходит при малых удлинениях (ε = 4 / 6%), т. е….

Соединения встык

Соединение встык наиболее рационально применять для соединения листов. Однако не исключена возможность его применения и при стыковании двутавровых балок, швеллеров и уголков. При конструировании соединений встык необходимо заботиться как о возможности хорошего провара стыка, так и о создании условий, обеспечивающих свободу сварочных деформаций («усадки»), которые развиваются в процессе остывания сварных швов. Опыт показал, что для…