ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ им. В.А. КУЧЕРЕНКО ГОССТРОЯ СССР

РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО СОКРАЩЕНИЮ РАСХОДА НАПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ СТРОИТЕЛЬНЫХ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Утверждены Директором ЦНИИСК им. Кучеренко 6 марта 1986 г.

МОСКВА-1986

Рекомендованы к изданию решением секции "Металлические конструкции" Научно-технического совета ЦНИИСК им* Кучеренко Госстроя СССР.

Рекомендации по сокращению расхода наплавленного металла при изготовлении строительных стальных конструкций/ ЦНИИСК им.Куче ре нк о. - М., 1886. -    46 с.

Содержат конструктивно-технологические реше -ния и организационные мероприятия, направленные на экономию основных видов ресурсов, расходуемых при сварке угловых швов, составляющих основную массу швов в строительных сварных конструкциях.

Для инженерно-технических работников проектных организаций и заводов-изготовителей строительных металл ок онструкци й.

Разработаны ЦНИИСК им.Кучереяко (канд. техн. наук В.М.Барышев - разделы 1₉ 2, 3; канд. техн. наук В.Г.Искендиров - разделы З_у 4; инж. Ю.А.Новиков -раздел 2), ЦНИИпроектстальконструкция им. Мельникова (канд.техн.наук В.Г.Кравченко - раздел 3), Челябинским ЗМК им. Орджоникидзе (канд. техн. наук Л«Н.Лившиц - разделы 4, 5), ВНИКТИстальконструкция (канд. техн.наук Н.П.Рощупкии - раздел 4), ВЗИСИ (канд.техн.наук И.Ш.Гагнидзе - раздел 2).

Табл. 14, ил. 11.

© ЦНИИ строительных конструкций им. В.А.Кучереяко, 1886

2.7. Для угловых швов, размеры которых установлены в соответствии с расчетом, в элементах из стали с пределом текучести до 285 МПа (2900 кгс/см^) следует принимать электроды или сварочную проволоку согласно табл. 2, для которых расчетные сопротивления срезу по металлу шва    должны быть более

11, а при ручной сварке не менее чем в 1,1 раза превышают расчетные сопротивления по металлу границы сплавления    *    ^{но    не} превосходят значений

^WSS / J^:

в элементах из стали g пределом текучести свыше 285 МПа (2900 кгс/см / допускается применять электродные материалы, для которых выполняется условие

означает необходимость применения электродных материалов, обеспечивающих высокую прочность металла шва. Правая часть этих выражений Rv^fcj^fc / jit указывает верхний предел значения    ,    выше    которого увеличение прочности

металла шва нецелесообразно, поскольку несущую спо -собность соединения будет определять сечение по металлу границы сплавления.

При проектировании сварных соединений возможны исключения из требований, указанных в выражениях (3 ) и (4), которые определяются дискретностью значений входящих в них параметров, ограниченностью сортамента сварочных проволок для механизированной сварки и условиями организации производства. Поэтому в ряде случаев для расчетных угловых швов целесообразно применять сварочную проволоку, при KOTopoflR^^R^jJ^yj^.

Например, проволоку марки Св-08Г2С целесообразно применять при сварке в углекислом газе однопроходных швов ( 1Cj ^ 8 мм) в конструкциях из стали ВСтЗ, которая обеспечивает минимальный расход на-

12

вдавленного металла из всех возможных вариантов механизированной и ручной сварки; проволоку марок Св-08А и Св-08ГА - при автоматической сварке под флюсом конструкций из стали ВСтЗ (применение проволоки Св~08ГА обосновано в случаях, когда на одном производственном участке одновременно выполняется сварка конструкций из малоуглеродистой и низколегированной стали).

2*0. В зависимости от значений Rwf- » и б» , характеризующих соединение с угловыми швами, прочность одного из двух расчетных сечений меньше прочности другого сечения. Поэтому для расчета такого соединения на срез (условный) достаточно произ -вести проверку менее прочного сечения. Расчетные се — чения, по которым следует производить проверку проч — ности соединения с угловыми швами, в зависимости от параметров Tt wutrv ₉ Ru.n ₇    , указаны в табл.    S

(для конструкций во всех климатических районах, кроме Ij, Ig, П^, Пд) и табл. 6 (для конструкций в климатических районах tj, Ig, Д g*

Примечание. Коэффициенты $$ и связаны зависимостью Н- I.41V fi - Mijs, + 1 1 поэтому в табл* 2 и 3 значения    не    приводятся.

2.10. Расчет сварных соединений с угловыми швами на действие момента в плоскости, перпендикулярной плоскости расположения швов, следует производить по двум сечениям:

по металлу шва

M/Wj « R_wf tfwf ;    (5)

по металлу границы сплавления

M/w_b< jf_ws *_с ,    (в)

где    -    момент    сопротивления    расчетного    сечения

по металлу шва;

V/-    -    то    же,    по    металлу границы сплавления.

Л

13

Примечания. 1. Значения нормативных сопротивлений R^ ^{и    Б}

МПа (кгс/см ).

2.    Буквы Ш и Г указывают, что при данном сочетании    ,    Rwiui.

и jSj расчет соединения с угловыми швами должен производиться соответственно по металлу шва или по металлу границы сплавления»

о

3.    Для стального проката с ^^”685 МПа (7000 кгс/см / расчет соединения с угловыми швами должен производиться по металлу шва*

со

ВВЕДЕНИЕ

Экономия трудовых, энергетических н материальных ресурсов является обязательным требованием, предъявляемым к современному производству. Для сварочного производства экономия перечисленных важнейших компонентов обеспечивается при технически обоснованном сокращении массы наплавленного металла в сварных конструкциях, которое является сравнительно новым направлением развития сварочной техники.

Это направление характеризуется большим потенциалом и может оказать заметное влияние на техникоэкономические показатели производства. Однако его реализация имеет ряд специфических особенностей. Важнейшим условием является совершенствование норма -тивных документов на проектирование сварных конструкций в направлении оптимизации размеров швов. Соблюдение требований этих документов на всех этапах технической подготовки производства должно быть основано на высокой квалификации ИТР и повышении технологической дисциплины.

Настоящие рекомендации разработаны с целью оказания помощи работникам проектных организаций и промышленных предприятий в проведении инженерно-технической и организационной работы по повышению эффективности сварочного производства за счет сокращения массы наплавленного металла в сварных конструкциях.

1« ОБЩИЕ ПОЛ (ЖЕНИ Я

1.1. При современном состоянии сварочного производства одним из наиболее крупных резервов повышения его эффективности в строительной промышленности является сокращение массы наплавленного металла. Главное преимущество данного направления совершенствования сварочной техники заключается в том, что оно проводится без дополнительных капитальных вложений и обеспечивает снижение трудозатрат, экономию свароч -ных материалов и электроэнергии*

3

2.    Таблица составлена с учетом коэффициентов условий работы шва

, равных:    *    0,85 для металла шва с

^wu»t“ 410 МПа (4200 кгс/см*) и Y * 0,85 - для всех сталей.    ^W*

2

3.    Для стального проката с    =    685 МПа (7000 кгс/см ) рас

чет соединений с угловыми швами должен производиться по металлу шва.

Конструктивная особенность сварных соединений строительных конструкций такова, что основной объем сварочных работ приходится на выполнение угловых швов* Поэтому они должны служить первоочередным объектом уменьшения наплавленного металла.

1.2.    Сокращение массы наплавленного металла (уменьшение поперечного сечения и протяженности сварных швов) должно производиться без ущерба для несущей способности (эксплуатационных свойств) конструкций и изделий*

Основой для сокращения массы наплавленного металла в строительных сварных конструкциях при их изготовлении и монтаже являются указания по расчету и проектированию сварных соединений с угловыми швами, изложенные в главе СНиП 0-23-81 'Стальные конструкции. Нормы проектирования** Отдельные положения упомянутых норм проектирования приведены в стандартах: ГОСТ 14771-76 'Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные. Основные типы, конструктив -ные элементы и размеры', ГОСТ 8713-79 *Сварка под флюсом. Соединения сварные* Основные типы, конст -руктивные элементы и размеры', ГОСТ 5264-80 'Руч — ная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры'.

1.3.    Технические мероприятия по уменьшению массы наплавленного металла в конструкциях должны содержать два основных этапа: 1) разработку рабочих чертежей (в том числе чертежей КМД) или пересмотр имеющихся чертежей с учетом прогрессивных требований норм проектирования и стандартов; 2) соблюдение проектных размеров сварных швов при изготовлении и монтаже конструкций. При этом важным условием уменьшения сечений швов при производстве конструк -ций является соблюдение известных требований к качеству подготовки металлопроката и сборки сваривав -мых элементов.

4

1.4.    Для более полного использования возможно

стей по снижению количества наплавленного металла, заложенных в новых нормативных документах,    на

предприятии необходимо осуществить ряд организаци -онных мероприятий (обучение работников технических служб и линейного персонала, хранение сварочных материалов и учет их расходования, пересмотр норм времени на сварку и др.).

1.5.    Основные положения, изложенные в настоя -щих рекомендациях, должны использоваться с учетом особенностей и условий производства на каждом предприятии: номенклатуры и объема производства, орга -низационной структуры предприятия, квалификации работников, технической оснащенности производства и др*

1.6. В связи с тем, что расчет и проектирование сварных соединений должны производиться в каждой отрасли промышленности с учетом ее специфики и поэтому не могут быть регламентированы ГОСТом, в упомянутых в п, 1,2 стандартах положения о назначе -нии размеров угловых швов носят рекомендательный характер. Однако при отсутствии в отраслевых нормативных документах специальных указаний о назначении размеров швов следует использовать рекомендации упомянутых ГОСТ, а также положения СНиП. В этом случае настоящие рекомендации могут быть распространены на сварные машиностроительные конструкции.

2. РАСЧЕТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ И РАСЧЕТ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

2.1. Расчетные сопротивления сварных соединений с угловыми швами следует определять по формулам, приведенным в табл. 1.

5

8

2.2.    Расчетные сопротивления сварных соединений, определенные по формулам табл. 1, обеспечиваются при соблюдении следующих условий:

подготовка материалов, сборка конструкций, сварка и контроль качества осуществляются в соответст -вии с требованиями главы СНиП Ш-18-75;

сварочные материалы для расчетных угловых швов применяются в соответствии с табл. 2»

2.3.    Несущая способность сварных соединений с угловыми швами зависит от ориентации шва относительно направления усилия, действующего на соединение. Однако учет этой зависимости существенно усложняет расчет соединения, в связи с чем расчетные сопротивления соединений с угловыми швами приняты для наи -менее благоприятной ориентации (флангового шва) и независимыми от величины угла между продольной осью шва и направлением силового вектора, действующего на него.

2.4.    Предельным состоянием для сварных соедине

ний с угловыми швами является разрушение. В связи с этим их расчетные сопротивления установлены по временному сопротивлению металла: для металла шва - в зависимости от нормативного сопротивления металла шва R'w.j — f (R    i    ^для металла границы

сплавления - в зависимости от нормативного сопротивления основного металла R    (Ran.)    *

2.5.    С целью повышения эффективности использо -ваяия наплавленного металла в соединениях с расчет -ными угловыми швами следует предусматривать применение электродных материалов, обеспечивающих повышенные прочностные свойства металла шва. При этом возникает необходимость проверки прочности соедине -ний по двум опасным сечениям: по металлу шва и по металлу границы сплавления.

2.6.    Сварные соединения с угловыми швами при действии продольной и поперечной сил следует рассчитывать на срез (условный) по двум сечениям (рис.1):

0