مثال طراحی جوش گوشه همراه با جوش کام جهت اتصال تک ناودانی تحت کشش

طراحی جوش گوشه ناودانی

مقدمه

در این جلسه مثالی از طراحی اتصال ناودانی  تحت کشش را آموزش می دهیم. به طور مثال فرض می کنیم که این ناودانی به صورت منفرد و به صورت یک عضو مهاربندی در یک قاب ساختمانی فولادی به کار گرفته شده است. تفاوت این مثال با مثال های جلسات پیشین آن است که نمی توانیم به تنهایی از جوش گوشه استفاده کنیم و در کنار جوش گوشه می بایست از جوش لوبیایی نیز استفاده شود. 

مقدار نهایی نیروی کششی اعمالی مشخص بوده و فولاد از نوع St37  انتخاب شده است. مشخصات مقطع ناودانی انتخابی را از بخش مربوط به ناودانی های با لبه  شیب دار در جدول اشتال برداشت می کنیم.

روند طراحی جوش گوشه

ابعاد ورق گاست از پیش تعیین شده و محدودت کارگاهی دیکته شده برای جوش، رعایت فاصله حداقل 5 سانتی متری از لبه است. دقت شود که این محدودیت با محدودیت آیین نامه ای که فاصله ای به اندازه بعد جوش را از لبه ها الزام می کند، تفاوت دارد. 

در ابتدا می بایست حالت تسلیم ناودانی کنترل شود. و سپس باید بعد جوش گوشه با توجه به ابعاد اکسترمم الزام شده آیین نامه تعیین شده و از روی آن ضخامت گلوگاه موثر جوش تعیین شود. 

باید کنترل شود که آیا طول جوش گوشه به تنهایی کفایت می کند. زیرا در این صورت نیاز به استفاده از جوش لوبیایی نمی باشد. برای این کار با توجه به جدول مقاوت جوش ها مقدار مقاوت فلز جوش برداشت می شود. همچنین مقاومت نهایی کششی فلز الکترود نیز با توجه به نوع الکترود تعیین می شود. مقاومت جوش را به ازای هر سانتی متر جوش تعیین کرده و کنترل می کنیم که آیا نیروی کششی اعمالی را می توانیم به تنهایی توسط جوش گوشه فراهم کنیم. در این صورت باید طولی به اندازه l_w (طول جوش گوشه) جوشکاری شود که این طول باید با مقدار طولی که با در نظر گرفتن محدودیت کارگاهی قادر به جوشکاری هستیم، قیاس شود. در صورتی که طول جوش کافی نباشد باید از جوش کام یا لوبیایی نیز استفاده کنیم که روند طراحی آن در ادامه توضیح داده می شود.

روند طراحی جوش کام

مشخصات جوش کام نظیر پهنای شکاف، طول شکاف و ضخامت جوش باید طرحی شود. این کار بر مبنای ضوابط بخش جوش های کام مبحث دهم انجام می شود.

سطح مقطع موثر جوش کام برابر با سطح سوراخ یا حاصلضرب عرض شکاف در طول شکاف می باشد. 

برای قطعاتی که دارای ضخامت 16 میلی متر یاکمتر هستند، ضخامت جوش برابر با ضخامت قطعه می باشد. و با توجه به اینکه ضخامت جان ناودانی انتخابی 10 میلی متر است ضخامت جوش نیز برابر با 10 میلی متر انتخاب می شود. 

پهنای شکاف در جوش کام نباید از ضخامت قطعه یعنی 10 میلیمتر به اضافه 8 میلیمتر یا بعبارتی 18 میلی متر کمتر باشد. و همچنین نباید از 2.25 برابر ضخامت جوش بیشتر باشد. حال با توجه به این مقادیر اکسترمم، عرض شکاف را تعیین می کنیم. 

مقدار حداکثر طول شکاف برابر با 10 برابر ضخامت جوش است که این مسئله پس از تعیین طول جوش کنترل می شود.
حال  طول جوش گوشهباید تعیین شود که پیشتر انجام شده و مقاوت جوش به ازای هر سانتی متر تعیین شد. حال از این طول  به این دلیل که نمی توانیم پشت لوبیایی را جوش دهیم، طولی به اندازه عرض شکاف کاسته شده و مقاومت فراهم شده توسط جوش گوشه تعیین می شود. در ادامه مقاومت مورد نیاز را که می بایست توسط جوش کام فراهم شود با کم کردن نیروی کشش اعمالی ازمقاومت جوش گوشه تعیین می کنیم. سپس با در نظر گرفتن رابطه مقاومت جوش کام، طول جوش کام مورد نیاز تعیین می شود. که این طول را با طول حداکثر دیکته شده توسط آیین نامه کنترل می کنیم. 

در ادامه نقشه اجرایی را ترسیم می کنیم. علامت جوش لوبیایی به صورت مستطیل بوده که در یک طرف پهنای شکاف نوشته شده و در طرف دیگر طول شکاف را درج می کنیم. نوع الکترود نیز در پشت پیکان نوشته می شود. 

در مرحله نهایی می بایست حالت گسیختگی ناودانی را کنترل کنیم. به دلیل انجام جوش لوبیایی، سوراخی را در مقطع ناودانی ایجاد کرده ایم، بنابراین مطابق ضوابط مقاومت کشش آیین نامه می بایست مقاومت نظیر گسیختگی کشش مقطع خالص عضو را بدست و با نیروی کششی اعمالی کنترل کنیم. 

ورق اتصال نیز می بایست کنترل شود.  مساحت ورق اتصال  به این صورت بدست می آید که باید از ابتدای اتصال دو خط با زاویه 30 درجه رسم کنیم، حال در راستای عرض ناودانی این دو خط را به یکدیگر متصل کرده و حاصلضرب عرض حاصله که به اصطلاح عرض ویتمور گفته می شود در ضخامت ورق اتصال برابر با مساحت ورق اتصال است. پس از محاسبه مقاوت گاست این مقاومت را با نیروی اعمالی بیشینه کنترل می کنیم. به طور معمول مقاومت ورق گاست از مقاوت جوش و مقاومت فلز پایه بیشتر می شود. 

در ادامه می بایست محدودیت های  فواصل را که شامل فاصله جوش تا لبه ورق و طول قلابمی شود،  کنترل شود.همچنین پیشنهاد آیین نامه برای انتخاب مسیر مناسب جوشکاری برای جلوگیری از زخم لبه می بایست رعایت شود.

در جلسه آینده طراحی جوش شیاری با نفوذ کامل و نفوذ نسبی بررسی می کنیم. 

منبع:

«دپارتمان سازه سامانه کارگشا»

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

برای بهره مندی از خدمات محاسبات طراحی سازه در خواست خود را در لینک های مربوطه زیر ، در قسمت عنوان سوال-سازه ثبت نموده و فایل های مورد نیاز را بارگذاری کنید.

1-طراحی اسکلت فولادی و شالوده

2-طراحی اسکلت بتنی و شالوده

3-سبک سازی و بهینه سازی محاسبات طراحی

4- کنترل مضاعف محاسبات طراحی

3-طراحی سقف کامپوزیت عرشه فولادی و کامپوزیت سنتی

4-طراحی دال پس کشیده

5- طراحی دال بتنی مشبک

6-طراحی دال های بتنی 

7- بهسازی لرزه ای و مقاوم سازی

8-طراحی سوله

9-طراحی سازه های با اسکلت LSF

10- مباحث تکمیلی و پژوهشی سازه

با تشکر

• هیچ دیدگاهی ثبت نشده است.