Как рассчитать прочность сварного шва, соединяющего два скрещенных стержня?

10

Размышляя над этим недавним вопросом , я начал задаваться вопросом, как определить прочность сварных швов в стальной сетке. Как отмечает AndyT в своем комментарии :

Сварные швы на соединениях предназначены только для удержания стержней под прямым углом во время обработки - они не предназначены для того, чтобы выдерживать любую нагрузку.

Разумеется, намерение производителя не мешает кому-либо использовать продукт для поддержки нагрузки. Какую нагрузку может выдержать этот тип сварного шва? Каковы / могут быть вероятные режимы (ы) отказа?

Этот шов имеет другую геометрию и нагрузку, чем угловые швы (это единственный тип, с которым я вообще знаком). Я думаю, что он по праву называется сварным швом с канавкой , но большинство примеров, которые я могу найти, показывают, что это соединение круглого стержня с плоским стержнем или пластиной. Геометрия достаточно различна, так что я подозреваю, что они не эквивалентны, с точки зрения дизайна.

В этом техническом руководстве AWS говорится:

2.3.3.2 Эффективный размер сварного шва (канавка с раструбом). Эффективный размер шва для сварных швов с раструбными канавками при заполнении заподлицо с поверхностью круглого стержня, изгибом на 90 ° в профилированном сечении или прямоугольной трубой должен быть таким, как показано в таблице 2.1, за исключением случаев, разрешенных 4.10.5.

Таблица 2.1 показывает, что эффективный размер шва составляет 1/2 или 3/8 радиуса наружной поверхности шва. Я все еще не уверен, что это относится к геометрии скрещенных баров, хотя.

Когда я узнавал о угловых сварных швах, всегда предполагалось, что сварной шов сначала потерпит неудачу при сдвиге вдоль его горла. Учитывая, что квадратная сетка не имеет поперечных связей и существует единственная точка контакта между элементами (а не линия или плоскость контакта), могу ли я позволить себе сделать такое предположение?

Особенно в случае, когда есть только два стержня, а не сетчатая сетка, этот сварной шов может быть загружен в самых разных конфигурациях. Давайте рассмотрим только случаи чистого кручения, чистого напряжения и чистого сдвига. Предположим, что сварка не удалась раньше, чем участники.

Воздуха
источник

Ответы:

7

Сварные швы на сварной проволочной сетке предназначены не только для скрепления проволоки во время обработки. Существуют особые требования к прочности сварной проволоки. В конструкции армирования сварной проволокой используется количество поперечных проволок для определения длины выработки. Это причина, почему требуется прочность сварного шва. Нельзя разрывать сварные швы, пока прикладывается сила. Именно из-за этого механического крепления сварная проволочная сетка может считаться непрерывной только с одним квадратным перекрытием.

Сварные характеристики

Существуют две различные спецификации, которые могут применяться в зависимости от свариваемого материала.

  • Арматурные коврики будут следовать AWS D1.4.
  • Сварная проволока должна соответствовать ASTM A185 (простая проволока) или ASTM A497 (деформированная проволока)

Сварная арматура - AWS D1.4

AWS D1.4 - это спецификация сварки, которая охватывает сварку арматурных стержней.

Я не уверен, как называется сварка между двумя перемычками. Это не вызывается в AWS D1.4, но деталь для сварного шва показана в ACI 318 для сварки поперечных стержней в кронштейнах. Подробности из комментария показаны ниже.

поперечная сварка.

Также в соответствии с ACI 318 Раздел 11.9.6 (а), сварной шов требуется для развития полного предела текучести стержня.

Армирование сварной проволоки

Сварочная проволока полностью сплавляется, как показано на этом рисунке из Руководства по стандартной практике: армирование конструкционной сварной проволокой Института армирования проволоки.

сварная проволока армирующая шов

Прочность сварного шва определяется в соответствии с ASTM A185 (простая проволока) или ASTM A497 (деформированная проволока) в зависимости от типа проволоки. Для всей проволоки, кроме самой тонкой, необходимая прочность сварного шва составляет 35000 фунтов на кв. Дюйм (240 МПа). Таким образом, прочность сварного шва составляет примерно половину предела текучести проволоки (65000 фунтов на квадратный дюйм или 70000 фунтов на квадратный дюйм).

Сила в других направлениях

Требования к прочности сварного шва, как показано выше, относятся только к сдвигу. При использовании в бетоне это единственное направление, в котором следует применять силу. Было бы трудно определить, как эти сварные швы будут выполнять при отслаивании, кручении или вращении вокруг места пересечения.

Хаззей
источник
3
Стоит отметить, что существует также множество декоративных стальных сеток, которые имеют гораздо менее прочные сварные швы.
Ethan48
Также стоит отметить, что стандартная арматура (ASTM A615), как правило, не подходит для сварки без очень специфических процессов сварки согласно AWS D1.4. Для свариваемой арматуры ASTM A706 является предпочтительным из-за его дружественного к сварке химического состава.
grfrazee