Расчет сварных стыков арматуры. Величина нахлеста при соединении арматуры по СНИП
Расчет сварных стыков арматуры. Величина нахлеста при соединении арматуры по СНИП
Санитарные Нормы и Правила от 2003 года (сокращенно СНиП) описывают все виды соединений арматур, существующих на данный момент. Стыки внахлест создаются без использования сварочных аппаратов, этим они отличаются от механических (для которых используют муфты и специальное оборудование) и сварных (для которых соответственно нужен сварочный аппарат). Стыки внахлест существуют трех типов:
- Стержни с крюками, лапами (загибами) на концах.
- Стержни, у которых прямой конец (с приваркой или монтажом на пересечении арматур).
- Стержни с прямыми концами (профильные).
Санитарные Нормы и Правила от 2003 года рекомендуют соединять внахлест арматуры сечением до 40 мм. В свою очередь, мировой аналог строительных норм, а именно ACI 318-05 утверждает максимальное допустимое значение сечения стержней 36 мм. Обусловлено это отсутствием доказательной базы надежности соединений большего диаметра, так как испытания не проводились. Также во время вязки, стоит оставлять определенное свободное пространство вокруг нахлеста.
Надо учитывать, что минимальное расстояние, которое нужно оставить для запаса, как по горизонтали, так и по вертикали составляет 25 мм. Однако, если само сечение арматуры больше 25 мм, то и запас нужно рассчитывать, согласно шагу диаметра. Наибольшим расстоянием между элементами является 8 сечений стержня. Но при использовании в вязке проволоки расстояние сокращается до 4 сечений.
Не рекомендуется использовать вязку на участках наибольшего давления, так как место соединения не рассчитано на подобные нагрузки, а лишь на крепление арматур и поддержание их в качестве единой конструкции.
Расчет сварного шва на разрыв. Расчет сварных соединений
Сварные соединений образуются путем местного нагревания деталей в зоне их соединении. При нагреве устанавливаются межатомные связи между свариваемыми частями.
Сваркой изготавливают станины, рамы, корпуса редукторов, зубчатые колеса больших размеров, шкивы, цистерны, трубы, корпуса морских судов и т. п.
Существует много методов сварки (более 60), которые подразделяются на две основные группы: сварка плавлением (газовая, высокочастотная, дуговая и др.) и сварка пластическим деформированием (контактная, стыковая, точечная и др.)
Наиболее распространены дуговая и контактная виды электросварки.
Для дуговой сварки применяют электроды Э42, Э42А, Э46 и др. Число после буквы Э , умноженное на 10 , обозначает минимальное значение временного сопротивления метала шва; буква А — повышенное качество электрода.
Достоинства: экономия материала (сварные конструкции легче клепаных на 20…25 %); герметичность соединений; возможность соединения деталей любых криволинейных профилей и толщины; значительно меньшая трудоемкость но сравнению с заклепочными соединениями.
Недостатки: невысокое качество шва; высокая концентрация напряжения в зоне сварных швов; при переменных режимах нагружения прочность сварных швов невысокая.
Основные типы сварных соединений. Технология, обозначения, классификация и конструктивные элементы сварных шкивов к сварных швов и сварных соединений регламентированы соответствующим ГОСТом.
В зависимости от взаимного расположения соединяемых элементов различают следующие типы сварных соединений.
Стыковые соединения простые и надежные в сравнении с другими соединениями. Применяется ручная дуговая сварка и автоматическая - шов образуется за счет основного металл а. Стыковые соединения применяются в самых простых случаях (рис. 1.1.1) и в конструкциях, работающих при переменных напряжениях.
В зависимости от толщины соединяемых элементов соединения выполняют без подготовки кромок или с подготовкой.
Нахлёсточные соединения выполняют угловыми швами с различной формой сечения (рис. 1.1.2, 1.1.3).
Основные характеристики углового шва (рис. 1.1.3): катет шва — К и высота шва h .
Для нормального шва.
Рисунок 1.1.1 - Стыковые соединения
Рисунок 1.1.2 - Нахлесточные соединения угловыми швами:
а, б — лобовые, расположенные перпендикулярно линии действия cилы F : а - фланговые параллельно действию силы Р ; г – комбинированные швы.
Расчет сварных соединений встык. РАСЧЕТ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Стыковые соединения. Для удобства передачи силовых потоков наиболее совершенными являются соединения встык, так как в них практически нет отклонений этих потоков, а следовательно, почти отсутствуют концентрации напряжений. Поэтому из всех сварных соединений под динамической нагрузкой лучше работают соединения встык. Кроме того, эти соединения экономичны по затрате материалов. Основной недостаток стыковых соединений — необходимость весьма точно резать соединяемые элементы, а часто и разделывать кромки.
Рис. 4.2. Виды сварных соединений:
о — стыковое; б — внахлестку фланговыми швами; в — то же, лобовыми швами; г — комбинированное; д — впритык тавровое; е — то же, угловое
Ручную сварку встык можно вести без специальной обработки кромок при толщине t соединяемых элементов до 8 мм, а при автоматической — до t = 20 мм (рис. 4.3, а). При большей толщине элементов кромки для удобства сварки и для обеспечения полного провара разделывают (скашивают под углом). Скосы можно делать только с одной стороны (V- и U-образные швы (рис. 4.3, б—г)) или с двух сторон (X- и К-образные швы (рис. 4.3, д , е )). Односторонняя сварка проще в отношении производства работ, допускает контроль провара корня шва (где больше всего дефектов) и последующее усиление со стороны корня (обратная подварка). Однако при односторонней сварке из-за усадки швов происходит коробление свариваемых элементов. При двусторонней сварке (X- и К.- образные швы) меньше объем шва, а следовательно, ниже расход наплавленного металла. Этот фактор, а также симметричность расположения шва благоприятно отражаются на усадочных деформациях. Недостатки двусторонней сварки — трудность контроля качества провара средней части (корня шва), повышенная сложность изготовления, так как необходимо вести сварку с двух сторон, для чего изделие приходится кантовать. В начале и конце шва наплавленный металл получается низкого качества. Для устранения этого недостатка следует начинать и заканчивать сварку на специальных подкладках — выводных планках, временно удлиняющих швы (рис. 4.3, ж). По окончании сварки эти планки вместе с начальными и конечными участками шва срезают, а торцы швов и прилегающие участки зачищают.