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

Таблица 5

Яии. “345(3500) -365(3700) Я-ии.в380 (3800) Иап.-355 (3600) RUVv -370(3800) WlLKt h ________h Ji__________ 1,1 0,8 0,8 0,7 1,1 0,8 0,8 0,7 1,1 0,8 0,8 0,7 410(4200) Г ш ш ш Г ш ш ш г ш ш ш 450(4600) г г г ш гг ш ш г г ш ш 480(5000) г г г ш г г г ш г г г ш 580(6000) г г г г г г г г г г г ш > 685(7000) г г г г гг гг г г г г

Продолжение табл. 5

^WVUV £ - 300(4000) игь Ravt=410(4200) Ru.* R-ulk. Rah. -430(4400) -440(4500) -450 (4600) -480 (4700) R LX. И» ап. =470(4800) -480(4900) -490(5000) h Л h u 0,8 0,8 0,7 1,1 1 0,9 0,8 0,7 1,1 0,9 0,8 0,7 410(4200) Ш ш Ш ш Ш Ш Ш Ш ш Ш Ш Ш 450(4600) г ш Ш ш ш Ш Ш Ш ш Ш Ш Ш 490(5000) г г Ш ш г Ш Ш Ш ш ш Ш Ш 580(6000) г г Г ш г Г Ш Ш г ш Ш ш 685(7000) г г г г г Г Г Ш г г Г ш 835(8500) г г г г г Г Г Г г г Г г

Продолжение табл* 5

R tin. * 500(5100) Вгиг =320(5300) Rim" 540(5500) Ru.*.'570 (5800) ^"WU.*V R ии, * 510(5200) Rah. “530 (5400 Т RUM“500(6000) lirL h 1 h ft 1.1 0,8 0.8 0.7 1.1 0,8 0,8 0,7 1,1 0,9 0,8 0,7 * 490(5000) ш ш ш ш ш ш ш ш Ш ш ш ш 590(6000) г ш ш ш ш ш ш ш Ш ш ш ш 685(7000) г г ш ш г Г ш ш Г ш ш ш 835(8500) г г г г г Г Г ш Г ГГ ш

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

Таблица 6

р WlL KL 345(3500) Ra*u“ 355(3600) RaMr“ 365(3700) RaK“ 370(3800) 380(3900) Я,1И “390(4000') tut. h ft h 1,1 0,9 0,8 0,7 1,1 0,9 0,8 0,7 1,1 0,9 0,8 0,7 410(4200) 450(4600) » 400(5000) Г Ш Ш Ш Г Г Г Г Г Г Г Г Г ш ш ш г г г ш г г г г Ш Ш Ш Ш Г Г Г ш г г г г

Продолжение табл, б

со

Продолжение табл. 8

И. WLLh, R -490(5000) U-H ■'500(5100) R,,. -510(5200) U-fU R„ -520 (5300) UUV 1^-530(540°) ft h h 1.1 0,9 0,8 0,7 и 0,9 0,8 0,7 1,1 0,9 0,8 0,7 410(4200) ш ш ы ш ш ш ш ш ш ш Ш Ш 450(4600) г ш ш ш ш ш ш ш ш ш Ш Ш 490(5000) г ш ш ш г ш ш ш г ш Ш Ш 590(6000) г г г ш г г ш ш г г Ш Ш 685(7000) г г г г г г г г г г Г ш 835(8500) г г г г г г г г г г г г

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

Продолжение табл, б

^Wuvt -540(5500) -570(5800) RU(t -590(6000) Ь h 1.1 0,9 0,8 0,7 1,1 0,9 0,8 0,7 4 460(5000) Ш Ш Ш ш Ш ш Ш ш 590(6000) Г ш Щ ш Г ш Ш ш 685(7000) Г Г Г ш Г Г ш ш 835(8500) Г Г Г Г Г Г Г Г

Примечания. 1. Обозначения даны в табл. 5.

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

Таблица 3

*** ъ ^•ак. о МПа(кгс/см ) 2 МПа (кгс/см ) о МПа( кгс/см ) 345 (3500) 155 (1600) 430 (4400) 185 (2000) 500 (5100) 225 (2300) 355 (3600) 160 (1600) 440 (4500) 200 (2050) 510 (5200) 230 (2350) 365 (3700) 165 (1650) 450 (4600) 205 (2100) 520 (5300) 235 (2400) 370 (3800) 165 (1700) 460 (4700) 205 (2100) 540 (5500) 245 (2500) 380 (3800) 170 (1750) 470 (4800) 210 (2150) 570 (5800) 225 (2600) 380 (4000) 175 (1800) 480 (4800) 215 (2200) 580 (6000) 265 (2700) 410 (4200) 185 (1800) 480 (5000) 220 (2250) 685 (7000) 310 (3150)

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