Każde konstrukcje zarówno stalowe, betonowe, zespolone jak i inne, aby mogły spełniać swoje funkcje konieczne jest połączenie wielu elementów w jedną całość. Umożliwia to przeniesienie obciążeń z jednego elementu na drugi, a w konsekwencji na fundament. W poprzednim artykule omawialiśmy połączenia w konstrukcjach prefabrykowanych, dziś natomiast chcielibyśmy przedstawić bliżej połączenia spawane oraz wymagania stawiane im przez Eurokod 3.

Czym jest spawanie?

Choć tytułowe pytanie wydaje się być proste dla wielu początkujących inżynierów może sprawić wiele trudność, spieszymy więc z wyjaśnieniem. Spawanie można określić jako spajanie metali w wysokiej temperaturze. Może się to odbywać  zarówno przy pomocy dodatkowego spoiwa jak i bez. Źródłem ciepła jest zwykle łuk spawalniczy. Skoro wiemy już czym jest spawanie przyjrzyjmy się bliżej spoinom.

Rodzaje spoin

Eurokod 3 swoim zakresem obejmuje takie rodzaje spoin jak:

  • pachwinowe,
  • pachwinowe obwodowe,
  • czołowe z pełnym lub z niepełnym przetopem,
  • otworowe,
  • szerokobruzdowe.

Postanowienia ogólne Eurokodu 3

Spoiny pachwinowe

Stosowanie spoin pachwinowych może odbywać się w momencie gdy ścianki łączonych elementów tworzą kąt od 60o do 120o. W przypadku gdy kąt ten jest jednak mniejszy od 60o spoinę taką należy traktować jako spoinę czołową z niepełnym przetopem. Sytuacja znacznie komplikuje się w momencie gdy przekraczamy granicę 120o. W tym przypadku aby określić nośność takiej spoiny konieczne są szczegółowe badania.

Kolejnym ważnym aspektem jest przedłużanie spoin pachwinowych w sposób ciągły, pełnym przekrojem na końcach blach na długość nie mniejszą niż dwa boki przekroju spoiny. Przedłużenie to pokazujemy odpowiednio na rysunkach. W przypadku gdy nie ma możliwości wykonania takiego przedłużenia Eurokod 3 umożliwia odejście od tego przepisu.

Połączenia spawane - przedłużenie spoin

Jeżeli to możliwe omawiana norma zaleca unikanie pojedynczych spoin pachwinowych. Powodują one powstanie lokalnych mimośrodów, a w konsekwencji dodatkowych momentów zginających oraz rozciągania w grani spoiny.

Grań spoiny
Połączenia spawane - mimośród w spoinie

Spoiny pachwinowe przerywane

Spoiny te są szczególnym przykładem spoin omawianych powyżej, gdzie spaw występuje odcinkowo. Wykazują znaczną podatność na środowisko korozyjne, w związku z czym nie należy ich tam stosować. Układ spoin może być zarówno symetryczny jak i przestawny. Szczególna uwagę należy zwrócić na skrajne odcinki łączonych elementów. Spoiny w takich przypadkach należy wykonać na każdym końcu łączonych elementów na każdej stronie blachy. Długość tych odcinków powinna być nie mniejsza niż 75% szerokości węższej z łączonych blach. 

Spoiny przerywane

Spoiny pachwinowe obwodowe

Należy je stosować tylko i wyłącznie w momencie gdy są poddane ścinaniu lub mają na celu zapobieganie wybrzuszeniu i separacji części zakładkowych. Średnica otworu okrągłego lub szerokość otworu owalnego dla tego typu spoin powinna wynosić nie mniej niż czterokrotność grubości blachy z otworem. Nie należy stosować otworów o ostrych krawędziach. Mogą one powodować znaczną koncentrację naprężeń. Szczególna uwagę należy tutaj zwrócić na rozstaw osiowy spoin, tak aby nie dopuścić do lokalnej utraty stateczności.

Spoiny czołowe

Eurokod 3 przedstawia przepisy dotyczące zarówno spoin czołowych z pełnym jak i niepełnym przetopem. Jako pełny przetop należy rozumieć spoinę wtopioną w materiał rodzimy na całej grubości złącza. W przeciwieństwie do spoin pachwinowych nie należy stosować spoin czołowych przerywanych. Tak jak i w przypadku spoin pachwinowych należy unikać powstawania mimośrodów.

Spoiny otworowe

Spoiny otworowe są szczególnym przypadkiem spoin. Mogą być stosowane jako ścinane, w celu uniknięcia wybrzuszenia lub separacji części zakładkowych lub jako złącza pośrednie części w elementach złożonych. Z pewnością nie należy ich stosować do przenoszenia przyłożonego od zewnątrz rozciągania. Kolejnym ważnym aspektem jest geometria otworu, jak i rozstaw spoin. Zarówno średnica otworu okrągłego jak i szerokość otworu owalnego powinna być co najmniej o 8 mm większa niż grubość blachy zawierającej otwór. W celu uniknięcia niekorzystnych koncentracji naprężeń stosuje się okrągłe zakończenia otworów. Eurokod 3 również dokładnie określa grubość spoiny. W przypadku materiału rodzimego o grubości do 16 mm grubość spoin otworowych należy przyjmować równą grubości materiału, w przeciwnym przypadku gdy grubość materiału jest większa od 16 mm grubość spoiny równa się połowie grubości materiału ale nie mniej niż 16 mm. Na koniec warto wspomnieć również o rozstawie spoin otworowych, który powinien być tak dobrany aby zabezpieczać przed lokalną utratą stateczności.

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Proszę wpisać swój komentarz!
Proszę podać swoje imię