Программу Для Расчет Сварного Шва
Inventor позволяет выполнять расчет на прочность швов сварных соединений. На нем собрано большое количество уроков и статей по изучению программ Autodesk Inventor, SOLIDWORKS, КОМПАС-3D. Программа расчета. Но для прочности сварной балки. Расчет сварных швов.
Расчет угловых сварных швов на прочность, общие положения - Доктор Лом. Первая помощь при ремонте Расчет угловых сварных швов на прочность, общие положения Расчет угловых сварных швов на прочность обязателен при любом напряженно- деформированном состоянии элемента. Как уже отмечалось при рассмотрении сварных швов, и при растяжении, и сжатии, и при изгибе, и в любом другом напряженном состоянии рассматриваемого элемента конструкции на одном из катетов углового сварного шва всегда будут действовать касательные напряжения. При этом на второй катет сварного шва могут действовать растягивающие (сжимающие) нормальные напряжения и (или) касательные напряжения в зависимости от напряженно деформированного состояния рассматриваемого элемента конструкции и положения шва в пространстве. В целом основные положения, принимаемые при расчете угловых сварных швов, такие же как и при расчете остальных элементов конструкции. Так как сопротивление металла сдвигу или срезу при действии касательных напряжений значительно меньше сопротивления растяжению, сжатию или изгибу при действии нормальных напряжений, то расчет угловых сварных швов (расчет на условный срез) сводится к определению касательных напряжений, которые должны быть меньше расчетного сопротивления. Предполагается, что разрушение углового сварного шва может произойти в двух плоскостях: по металлу шва и по границе сплавления, поэтому расчет угловых швов производится для этих двух сечений: Рисунок 529.3.
Расчетные сечения угловых швов А теперь рассмотрим возможные напряженные состояния элементов, соединяемых угловыми швами, более подробно. Расчет угловых сварных швов производится по следующим формулам: 1. Расчет угловых швов при центральном растяжении (рисунок 529.2.д)) или сжатии (действии силы N) Рисунок 529.2.
Основные виды сварных соединений с угловыми швами. И лобовые и фланговые швы рассчитываются на условный срез 1.1. По металлу шва (сечение 1 на рисунке 529.3): т wf = N/(β fk fl w) ≤ R wfγ c (531.1) где N - значение продольной растягивающей (или сжимающей) силы, приложенной по оси, совпадающей с центром тяжести сечения (без эксцентриситета). Может измеряться в кгс, тс, Н, кН; β f - безразмерный коэффициент, определяемый по следующей таблице: Таблица 529.2. (согласно СНиП II-23-81.
'Стальные конструкции') Примечание: почему при расчетах я рекомендую пользовать именно этой таблицей, а не таблицей из актуализированной редакции указанного СНиПа, достаточно подробно объясняется в статье, посвященной рассмотрению сварных швов. K f - катет углового шва. Принимается по конструктивным требованиям или согласно расчету. Измеряется в мм или см. L w - суммарная длина угловых швов с учетом непровара в начале и в конце шва.
Например, если рассчитывается один угловой шов длиной l, то его расчетная длина составит: l w = l - 2t (529.1.1) где t - толщина наименьшей из свариваемых деталей. В целом произведение β fk fl w - это и есть площадь рассматриваемого сечения. R wf - расчетное сопротивление срезу по металлу шва. Определяется по следующей таблице: Таблица 530.2.
Расчетные сопротивления сварных соединений (согласно СП 16. 'Стальные конструкции') Примечания: 1.
Значения коэффициентов надежности по металлу шва γ wm следует принимать: γ wm = 1,25 - при R wun ≤ 490 Н/мм 2 (4900 кг/см 2); γ wm = 1,35 - при R wun ≥ 590 Н/мм 2 (5900 кг/см 2) Значения R wun и R f определяются по следующей таблице: Таблица 531.1. (согласно СП 16. 'Стальные конструкции') Примечание: В ныне неактуальном СНиП II-23-81. и старых справочниках, таблица вида 530.2 сопровождалась следующими примечаниями: 1. Для угловых швов, выполняемых ручной сваркой, значения R wun принимают равными значениям временного сопротивления разрыву металла шва (σ в) согласно ГОСТ 9467-75. Приводить здесь таблицу из ГОСТа, по которой можно определить временное сопротивление разрыву шва, я не буду.
Просто скажу, что в маркировке электродов это значение уже указано в кгс/мм 2. Например: - для электродов Э38 R wun = σ в = 38 кгс/мм 2 (3800 кгс/см 2) - для электродов Э42А R wun = σ в = 42 кгс/мм 2 (4200 кгс/см 2) и так далее вплоть до Э150 (сейчас такие марки электродов даже и не рассматриваются). На мой взгляд это учень удобно, тем не менее сейчас все принято выражать в единицах системы СИ, что и отображено в таблице 531.1. Γ с - коэффициент условий работы элементов конструкций и соединений, принимаемый по следующей таблице: Таблица 530.3.
Коэффициенты условий работы элементов и соединений стальных конструкций (согласно СП 16. 'Стальные конструкции') 1.2. По металлу границы сплавления (сечение 2 на рисунке 529.3): т wz = N/(β zk fl w) ≤ R wzγ c (531.2) где β z - безразмерный коэффициент, определяемый по таблице 529.2. R wz - расчетное сопротивление металла на границе сплавления, определяемое по таблице 530.2, где R un - нормативное сопротивление проката, определяемое по следующей таблице: Таблица 171.8. (согласно ГОСТ 27772-88 для стальных конструкций зданий и сооружений) Примечание: заменяемые марки стали приводятся. Тут добавлю, что при центральном растяжении или сжатии элемента из свариваемых деталей во фланговых швах на обеих катетах шва будут действовать касательные напряжения.
Для объектов, представляющих наибольшую опасность, таких как склады для хранения горюче-смазочных материалов, горючих газов и легковоспламеняющихся жидкостей и т.д., существует особая методика расчёта. Для расчета категории помещения по пожарной опасности существует специальная методика, учитывающая все необходимые параметры. Программа определение категории пожарной опасности склада. Выделяют 5 категорий взрывопожарной и пожарной опасности помещений в зависимости от свойств находящихся в них веществ, а также особенностей эксплуатации и индивидуальных параметров помещения.
В лобовых швах на одном из катетов будут действовать растягивающие или сжимающие нормальные напряжения, имеющие такое же значение, как и касательные напряжения на втором катете. Я это все к тому, что иногда в справочниках напряжения, определяемые для других видов напряженно-деформированного состояния обозначаются как нормальные, т.е. Формально тут большой ошибки нет и делается это больше для того, чтобы различать напряжения, возникающие при действии изгибающего момента и других возможных воздействий. Но все равно нельзя забывать, что расчет производится именно на условный срез, т.е. На действие касательных напряжений, имеющих, впрочем, такое же значение, как нормальные на втором катете. А вот направления действия касательных напряжений действительно могут быть разными, что мы вскоре и увидим.
Расчет сварных соединений с угловыми швами при действии изгибающего момента М в плоскости, перпендикулярной плоскости расположения швов Т.е. В данном случае имеется в виду, что через рассматриваемые швы можно провести одну плоскость и эта плоскость будет перпендикулярна плоскости действия момента.
К положению плоскости, в которой может произойти разрушение шва, данная формулировка никакого отношения не имеет. Как правило такая ситуация возникает при расчете сварного соединения втавр двухсторонними швами (рисунок 529.2.г)) или односторонними швами (рисунок 529.3). При этом угловые швы рассчитываются на условный срез 2.1. По металлу шва (сечение 1 на рисунке 529.3): М/W f ≤ R wfγ c (531.3) 2.2.
По металлу границы сплавления (сечение 2 на рисунке 529.3): М/W z ≤ R wzγ c (531.4) где М - значение, определяемое по эпюре 'М'. W f и W z - расчетных сечений сварного соединения по металлу шва и по границе сплавления с металлом соответственно.
Например при соединении втавр двухсторонними швами моменты сопротивления составят: W f = 2(β fk fl w 2/6) = β fk fl w 2/3 (531.3.1) W z = 2(β zk fl w 2/6) = β zk fl w 2/3 (531.4.1) Как правило, разделив момент М на момент сопротивления W, мы определяем нормальные напряжения, поэтому в некоторых старых учебниках и справочниках (например: А.П.Мандриков, Примеры расчета металлических конструкций, М.-1991) формулы (531.3) и (531.4) имеют другую форму записи, примерно такую: σ wf = М/W f ≤ R wfγ c (531.3.2) σ wz = М/W z ≤ R wzγ c (531.4.2) Но сути это не меняет. Примечания: 1. В СНиП II-23-81.
и старых справочниках значение расчетного сопротивления R wf и R wz при всех возможных расчетных случаях дополнительно умножалось на коэффициенты условий работы шва γ wf или γ wz соответственно. Значение этих коэффициентов принималось равным 1 во всех случаях, кроме конструкций, возводимых в климатических районах I 1 (согласно ГОСТ 16350-80: очень холодный, среднемесячная температура воздуха в январе от -50 до -30), I 2 (холодный, температура от -30 до -15), II 2 (арктический восточный, температура от -28 до -18) и II 3 (арктический западный, температура от -30 до -2), для которых γ wf = 0.8 при R wun = 410 МПа и γ wz = 0.85 для всех сталей. На мой взгляд данное ограничение значения расчетного сопротивления вводилось с целью уменьшения риска хрупкого разрушения сварного соединения при низких температурах. Сейчас оно не действует, но думаю, знать о нем надо.
Вообще-то это примечание следовало сделать при рассмотрении первого раздела, но он и так получился перенасыщенным информацией, поэтому оставлю это примечание здесь. Расчет угловых швов при действии изгибающего момента М в плоскости, перпендикулярной плоскости швов и действии продольной силы N Подобная ситуация часто встречается при расчете разного рода опорных площадок, поэтому я выделил ее в отдельный раздел, хотя в СП 16. Такой вариант загружения отдельно не рассматривается. Тем не менее, при загружении опорной площадки некоторой силой, приложенной с эксцентриситетом, возникает следующая ситуация, которую я решил проиллюстрировать картинкой из все того же А.П.Мандрикова: Рисунок 531.1. В этом случае угловые швы рассчитываются на условный срез 3.1.
По металлу шва: ( т wf 2 + σ wf 2) 1/2 ≤ R wfγ c (531.5) 3.2. По металлу границы сплавления: ( т wz 2 + σ wz 2) 1/2 ≤ R wzγ c (531.6) где значение касательных напряжений определяется в зависимости от рассматриваемого сечения по формулам (531.1) и (531.2), а значение условно нормальных напряжений - по формулам (531.3.2) и (531.4.2) соответственно. Примечание: Конечно же согласно требований ныне действующих нормативных документов более правильно вести речь только о касательных напряжениях относительно осей х.
Т wf = т y, σ wf = т х и так далее, но как уже говорилось, на окончательные результаты расчета это ни как не влияет, при этом старый подход выглядит более наглядным. Расчет угловых швов при действии изгибающего момента М в плоскости сварных швов Подобная ситуация часто встречается при расчете стыковых соединений с накладками, т.е. При одновременном использовании и лобовых и фланговых швов (см. Рисунок 529.2.в)), а также при соединении внахлест лобовыми или фланговыми швами (см. Рисунок 529.2.а) и б)). Это означает, что как и в предыдущем случае касательные напряжения действуют как вдоль оси х, так и вдоль оси.
Соответственно задача сводится к определению равнодействующей этих двух напряжений. Расчет в этом случае выполняется по следующим формулам: 4.1.
По металлу шва: т М = М(х 2 + у 2) 1/2/(I fx + I fy) ≤ R wfγ c (531.7) 4.2. По металлу границы сплавления: т М = M(x 2 + y 2) 1/2/(I zx + I zy) ≤ R wzγ c (531.8) где х и у - координаты рассматриваемой точки сварного соединения относительно главных осей х-х и у-у. Как правило рассматриваемая точка максимально удалена от центра тяжести О расчетного сечения. I fx, I fy, I zx, I zy - моменты инерции рассматриваемых сечений швов относительно главных осей. Так как рассчитываемые швы находятся в одной плоскости с действующим моментом, то для определения указанных моментов инерции необходимо кроме катета, длины шва и соответствующих коэффициентов также знать расстояние между швами, чего не требовалось при рассмотрении швов, находящихся в плоскости, перпендикулярной плоскости действия момента.
Опубликовано 14 Июл 2015 Рубрика: Сварная балка двутаврового сечения является прямым конкурентом прокатной. Как только на рынке металла существенно уменьшается разница в стоимости тонны листового проката, из которого изготавливают сварные двутавры, и тонны горячекатаных двутавров.сварные балки начинают молниеносно увеличивать свою долю рынка строительных металлоконструкций. Однако применение сварной балки при изготовлении металлоконструкций обусловлено не только экономическими, но часто и организационно-технологическими причинами. Найти, купить и привезти небольшое количество прокатных двутавров зачастую бывает сложнее, дороже и дольше, чем сварить эти балки из листов при наличии соответствующего оборудования, специалистов и технологии. Заказать готовые сварные балки на рынке сегодня тоже не проблема. Наши металлургические комбинаты прокатывают двутавры высотой более 600 мм редко и/или по специальному заказу, и эту нишу успешно заполняет сварная балка.
Программа Для Рисования
Перенастроить прокатный стан несравнимо дольше и дороже, чем перестроить производство сварных двутавров на другой типоразмер. При грамотной и скрупулезной проработке проектов применение сварной балки вместо горячекатаной позволяет экономить заказчику значительные денежные суммы вследствие тщательного определения размеров сечений применяемых профилей. Расчет сварной балки в программе ООО «Конструктор Стали». При замене примененного в проекте прокатного двутаврового профиля, на сварной вариант конструктору часто бывает необходимо выполнить расчет геометрических характеристик сечения.
Рекомендую воспользоваться хорошей, на мой взгляд, программой производственно-строительной компании ООО «Конструктор Стали», которая так и называется – «Расчет сварной балки». Программу можно бесплатно скачать на сайте компании по адресу: www.constali.ru/kalkulyator-rascheta-svarnoie-balki. Калькулятор не требует установки, представляет собой exe-файл и готов к работе сразу после запуска. Окно программы содержит три закладки. На закладке «Инструкция» кратко, но очень информативно рассказано, как пользоваться программой.
На закладке «Расчет сварной балки» можно выбрать сварной аналог горячекатаного двутавра или создать свой вариант. Программа мгновенно рассчитает важнейшие характеристики профиля и выведет их в удобной для сравнения форме. Подобранная или созданная сварная балка может быть выведена на печать в виде не совсем оформленного чертежа. На закладке «Подбор балки с минимизацией веса» по заданным геометрическим характеристикам и диапазонам размеров сечения пользователь может решить очень важную задачу – найти размеры самого легкого двутавра, удовлетворяющего исходным данным.
Полученный результат также можно вывести на печать в виде чертежа. Замечательный калькулятор! Частью функций можно воспользоваться в on-line режиме, не скачивая программы. Но, есть одно «но» В программе не упоминаются и не учитываются сварные швы – про них будто забыли, хотя увеличить на 4% массу балок – не забыли Конечно, влияние сечений швов на геометрические характеристики незначительно, но для прочности сварной балки в целом размеры сварных швов чрезвычайно важны. Сварная балка. Расчет в Excel.
1. Расчет в Excel геометрических характеристик поперечного сечения сварной двутавровой балки. Представленная далее авторская программа позволяет рассчитать характеристики сечения с учетом сварных швов и точно по формулам сопромата.
Если задать катеты равными нулю, то полученные значения будут совсем немного — на сотые доли процента — отличаться от результатов, которые выдает предыдущая программа (кроме, разумеется, массы). Не знаю причины, возможно, авторы учитывали допуски на толщину листов или притупления кромок. Думаю, что сотые доли процента отклонений в результатах практического значения не имеют. На рисунке чуть выше слева изображен чертеж сечения сварной балки, а далее – скриншот программы и формулы, по которым ведется расчет в Excel.
Геометрические характеристики элемента №1: 7. A 1 =( H -2. t ). S 10. Ix 1 = S. H 3 /12 11. Iy 1 = H.
S 3 /12 Геометрические характеристики элементов №2: 12. Yc 2 =( h — t )/2 14. A 2 = t. d 15. Ix 2 = b. t 3 /12 16.
Iy 2 = t. b 3 /12 Геометрические характеристики элементов №3: 17. Xc 3= S /2+ k f/3 18.
Yc 3 = h /2- t - k f/3 19. A 3 = k f 2/2 20. Ix 3 = k f 4/36 21. Iy 3 = k f 4/36 Геометрические характеристики балки: 22. A = A 1 +2. A 2 +4.
A 3 23. Sx = A 1/2. H/4+ yc 2. A 2+2. yc 3.
A 3 24. Sy = A 1/2. S/4+ A 2. b/4+2. xc 3. A 3 25. Ix = Ix 1 +2.( Ix 2 + yc 2 2.
A 2 )+4.( Ix 3 + yc 3 2. A 3 ) 26. Iy = Iy 1 +2.
Iy 2 +4.( Iy 3 + xc 3 2. A 3 ) 27.
Wx = Ix /( h/2) 28. Wy = Iy /( b/2 ) 29. Ix =( Ix / A ) 0,5 30.
Iy =( Iy / A ) 0,5 31. M =0,785.
A 2. Расчет в Excel сварных швов двутавровой балки. Угловые сварные швы рассчитываются на условный срез.
Расчет выполняется по двум сечениям — по сечению металла шва и сечению металла границы сплавления. Сварка должна «удержать» полки от смещения относительно стенки балки при работе конструкции под нагрузками.
Так как часто мы не знаем кто, как и чем будет варить проектируемую балку, то примем для коэффициентов и нормативных сопротивлений материалов, участвующих в расчете, «худшие» значения. Если вы знаете ответы на поставленные выше вопросы, то, открыв соответствующие таблицы в СП 16. (СНиП II-23-81), можете по ним назначить коэффициенты и нормативные сопротивления.
В примечаниях к ячейкам с числовыми значениями коэффициентов указаны номера таблиц вышеупомянутого Свода Правил. Легко найдете в Интернете. Ниже вы видите скриншот программы расчета в Excel сварных швов составной двутавровой балки из наиболее распространенных сталей (Ст3 и 09Г2С) при неподвижной нагрузке.
Максимальная поперечная сила Q определяется из эпюр. Для балок, например, места её приложения — опоры и точки приложения сосредоточенных нагрузок. Цветовое форматирование ячеек листа Excel, которое применено во многих статьях этого блога, детально описано на странице « ». Формулы, примененные в программе: 5. H = h -2.
t 8. K fmax = 1,2. S 16.
R wf = R wun.0,55/1,25 17. R wz = R un.0,45 18. S x = b. t.( h- t)/2 19. T = Q.
S x / I x 20. Z ш = T /(2. β f.
k f. R wf. γ c ) 21. Z г = T /(2.
β z. k f. R wz. γ c ) Таблица минимальных катетов сварных швов: Из примера, представленного на скриншоте программы, видно, что сварная балка 30Б2, заваренная швами с катетом 4 мм не разрушится по швам при действующей поперечной силе 36 тонн!!! Применяя сварную балку, при проектировании, безусловно, следует кроме расчета швов проверять прочность, жесткость (прогибы), устойчивости (общую, стенки, полок).
Однако не следует злоупотреблять «сплошными проварами» и назначать неоправданно большие катеты сварных швов там, где они не нужны. На практике в 90% случаев достаточными являются катеты швов равные 0,50,7 толщины стенки балки. «Назначать минимальные размеры сварных швов, а также применять минимально необходимое количество расчетных и конструктивных сварных швов» — обязывает и СП 16. Замечания, отзывы и вопросы, уважаемые читатели, пожалуйста, пишите в комментариях внизу страницы.
Программа Для Удаления Программ
УВАЖАЮЩИХ труд автора прошу скачать файл с программами ПОСЛЕ ПОДПИСКИ на анонсы статей. Подписавшись, вы не пропустите появление потенциально важной для вас информации (формы для подписки — внизу статьи и наверху страницы в левом сайдбаре). Ссылка на скачивание файла с программами: (xls 133KB). Введите Ваш e-mail.