SVEISTE FORBIDELSER Generelt Reglene gjelder sveiser med platetykkelse t 4. Det henvises til EC del - (tynnplater) or sveising av tynnere plater Det anbeales å bruke overmatchende elektroder, slik at plastisk lokalisering ikke opptrer i sveisemetallet. Sveisetyper KAPASITET AV KILSVEISER Det angis to alternative metoder or beregning av sveiser kapasitet (pr lengdeenhet) Metode a. Retningsmetoden På basis av de ytre kreter beregnes de opptredende spenningskomponenter ( jevnt ordelt over rotmålet) pr sveisens lengdeenhet S-E 99--8. Sveiste orbindelser Per Kr. Larsen 0.09.0 av
J J I 5 L A EI A I EJJ = Spenningskomponenten σ opptrer ikke på sveisesnittet, og deltar ikke lastoverøringen. Kapasiteten påvises ved kontrollene og u M u M w u bruddasthet or orbindelsens svakeste del w korrelasjonsaktor Bruddasthet u( MPa) 0 40 50 50 550 Materialkvalitet S 5 S 75 S 55 S 40 S 40 Korrelasjonsaktor w 0.8 0.85 0.9.0.0 Korreksjonsaktoren β w gjelder or stål iht E 005, E 00 og E 09 Metode b. Forenklet metode Sveisens kapasitet pr lengdeenhet, uavhengig av kratens retning i orhold til sveisen, er gitt ved S-E 99--8. Sveiste orbindelser Per Kr. Larsen 0.09.0 av
F a wrd, vwd, Dimensjonerende skjærspenning u vw. d M w Formelens bakgrunn Kratkomponenter cos ll sin Spenningskomponenter ll cos ll As As sin A As Innsatt i kapasitetsormelen s sin sin cos As As uas w cos M cos vw. d Da cosθ varierer mellom 0 og ses at u u vw. d M w M Gir en konservativ kapasitet. w A s u M w S-E 99--8. Sveiste orbindelser Per Kr. Larsen 0.09.0 av
B! Langsgående og tverrsgående sveiser har etter dette sae beregningsmessige kapasitet Deinisjon av a-mål Sveisens a-mål skal ikke være mindre enn. Det kan tas hensyn til den ekstra innsveising ved sveisens tå ved å benytte et eektivt a-mål. Dette orutsetter at det ved orutgående tester er påvist at dette kan oppnås. Kilsveiser skal utøres med "end returns". Beregningsmessig lengde settes lik den totale lengde minus a or endekratere. Dersom sveisen har ull størrelse over hele lengden kan radraget or start og stopp utelates. Sveiser med L< min(0, a) skal ikke benyttes or lastoverøring. KAPASITET AV BUTTSVEISER Kapasiteten begrenses av den svakeste av orbindelsens platedeler (orutsatt matchende eller overmatchende avsett) Buttsveiser med delvis innsveising dimensjoneres som kilsveiser (med ull gjennomsveising). S-E 99--8. Sveiste orbindelser Per Kr. Larsen 0.09.0 4 av
K-sveiser (T-butt joints) J =? = K-sveiser (delvis gjennomsveiste buttsveiser orsterket med kilsveiser) kan dimensjoneres som en buttsveis med ull gjennomsveising, orutsatt a nom t og c nom min t 5 I motsatt all skal K-sveisen dimensjoneres som en kilsveis Lange orbindelser I laskeskjøter med L>50a tas hensyn til en ikke-uniorm spenningsordeling ved å reduseres kapasiteten med Lw Lj., 0, 0 50a, S-E 99--8. Sveiste orbindelser Per Kr. Larsen 0.09.0 5 av men Lw.,0 Reduksjonen skal ikke benyttes or sveiser som orbinder lenser og steg eks i en platebærer. Residualspenningene pga av sveising virker ikke på sveisesnittet og deltar ikke i lastoverøringen. Skjærspenningen i sveisesnittet pga har størst verdi ved sveisens ender og minst ved sveisens midtpunkt. Dette skyldes at de relative deormasjoner mellom midtstykke og lasker er størst ved endene.
Forbindelser til uavstivet lens Generisk problem i mange konstruksjonsdetaljer Spenningskonsentrasjon ved innestingen til søylelensen. Platekraten antas jevnt ordelt over en eektiv bredde b e av sveisen. S-E 99--8. Sveiste orbindelser Per Kr. Larsen 0.09.0 av
For uavstivet I- eller H-proil b t s 7 kt e w s=r or valset proil s= a or sveist proil I tillegg yp, b b e p up, tt k min tp y, yp, Innesting av L-proil i ett vinkelben Eksentrisiteten i orbindelsen ivaretas ved å deinere et eektivt stavareal A e, og deretter betrakte staven som sentrisk belastet. - For likebenet proil og ulikebenet proil estet i det store benet settes A e lik bruttoarealet - For ulikebenet proil estet i det minste benet settes A e lik bruttoarealet av et likebenet proil med sae dimensjoner (b, t) som den minste lensen Eksentrisk belastning på en enkel kil eller k-sveis - Forbindelser som gir lokale eksentrisiteter bør unngås - Det må tas hensyn til bøyespenninger i strekk ved sveisens rot på grunn av laster som gir bøyning om sveisens lengdeakse S-E 99--8. Sveiste orbindelser Per Kr. Larsen 0.09.0 7 av
KAPASITET AV SVEISEGRUPPER. Beregningsorutsetninger Kapasiteten bestees på basis av enkeltsveisenes kapasitet pr. lengdeenhet. Kratordelingen i en sveist orbindelse kan bestees ved en elastisk eller plastisk beregning. Egenspenninger pga sveisingen eller spenninger som ikke er nødvendig or kratoverøringen kan neglisjeres. Knutepunktene skal designes slik at de har tilstrekkelig deormasjonskapasitet, men man skal ikke orutsette at sveisene er duktile. I knutepunkter hvor det orutsettes plastisk ledd skal sveisene ha sae kapasitet som den svakeste del som orbindes. Ved en plastisk beregning kan de opptredende snittkreter ordeles på de enkelte deler av orbindelsen på den mest hensiktsmessige måte. Det orutsettes videre at - den valgte ordeling av de indre kreter er i likevekt med de ytre snittkreter - den valgte kratordeling ikke overskrider sveisenes kapasitet noe sted i orbindelsen. Sveisegrupper i bøyning Fremgangsmåten har mange ellestrekk med hvordan vi beregner kapasiteten av tverrsnitt. En platestripe med tykkelse t og høyde h er sveist til et stivt underlag med to kilsveiser med rotmål a. Momentet M gir en lineær elastisk bøyespenning i stripen. S-E 99--8. Sveiste orbindelser Per Kr. Larsen 0.09.0 8 av
Kraten i en lamell med tykkelse dy i avstand y ra nøytralaksen er df(y), og spenningene i sveisene er ( y) og ( y). Med likebenete sveiser ( y) ( y) y, maks h Med ( y) ( y) gir likevekt i x-retning df( y) ( y) t dy ( ( y) ( y)) a dy ( y) a ( y) t ( y) a Momentlikevekt gir h h h M ( y) t dyy ( y) a ydy, maks a y dy h h/ h h eller M, maks ah, maks W W w er den elastiske tverrsnittsmodulen av de to nedbrettede sveisearealene (a, h) w S-E 99--8. Sveiste orbindelser Per Kr. Larsen 0.09.0 9 av
50 Sveisens maksimalspenninger er dermed M, maks, maks W w Ved plastisk beregning erstattes den elastiske tverrsnittsmodulen W w med Wpl a h 4 Eksempel Skråstilt plate Retningsmetoden 4 00 8 Spenningskomponenter k 80 47 a a 8 0 7 a a 47 (47 7 ) 49 50 45 / a a, 50,9 ødvendig a-mål a 49, 45 S-E 99--8. Sveiste orbindelser Per Kr. Larsen 0.09.0 0 av
Forenklet metode Sveisens asthet wrd, 50 /,50,9 ødvendig a-mål a 4000 5, 50 Eksempel Momentbelastet plate 5 5-0- M Retningsmetoden edbrettet sveiseareal A w = 50 5=500 W w = 5 50 /=7,5 0 Spenninger i likesidet sveis M M 8,80 M W 7,50, maks, maks w 50 maks maks 8,850 M 7,70 M 45 /, 50,9 M, 7,70 45,0 km,, wrd Forenklet metode wrd, 50 /,5 0,9 S-E 99--8. Sveiste orbindelser Per Kr. Larsen 0.09.0 av
M wrd, 5 50 9,8 km Eksempel Utkrager A w =500 W w =7,5 0 Snittkreter ved innspenning M Ed =5 0,=4,5 km Ed =00 k V Ed =5 k Sveisespenninger 000 500 ( ) ( ) 94, / 4,50 7,50 ( M) ( M), maks, maks 84, / 50 500 ( V ) 0,0 / (94,84,) ((94,84,) 0,0 ) 58 / 45 / Utnyttelse 79% Forenklet metode Sveisens asthet wrd, 50 /,50,9 FwRd, 5 0 / Maksimale spenninger i lattstålet S-E 99--8. Sveiste orbindelser Per Kr. Larsen 0.09.0 av
4,50 maks 0 / 050 ( M ) ( ) ( V ) 000 050 / 50 00 / 050 Kreter pr lengdeenhet i lattstål ( M ) 00 00 / ( ) 0 0 / ( V ) 00 00 / Vektorsum gir maks verdi maks (00 0) 00 5 / 0 / Utnyttelse 97% Eksempel 4 Skråstilt plate En plate 00 er sveist til et stivt underlag med kilsveis a= rundt hele platen. Sveisegruppens kapasitet Rd skal bestees. Platens helning skaper et problem. Retningsmetoden Da α 90 o må spenningskomponentene og bestees ra likevekt parallelt og normalt på platen S-E 99--8. Sveiste orbindelser Per Kr. Larsen 0.09.0 av
acosasin ) Le ( asinacos ) Le 0 Løst al cos al Sveis : α=,5 o cos,5 0,94 sin,5 0,8 al al al al 0,8 0,94,5 50 45 / 00 00, 50,9 () 45 00 8,4 k Rd Rd,5 Sveis : α=7,5 o sin cos7,5 0,8 sin7,5 0,94 al al al al 0,94 0,8 ),4 50 45 / 00 00, 50,9 () 45 00 9, k Rd,4 Sveisenes kapasitet Rd =8,4+9,=0, k (eglisjerer endesveisene) Forenklet metode: 50 / vw, d,50,9 Total sveiselengde L= 00=00 Sveisegruppens kapasitet S-E 99--8. Sveiste orbindelser Per Kr. Larsen 0.09.0 4 av
Rd = 00=57, k Eksempel 5 Konsoll med plan sveisegruppe Stålsort Last Dimensjoner S55 P=00 k a=5 b=00 Sveisegruppens kapasitet skal påvises etter orenklet metode Sveisens dimensjonerende skjærkapasitet vw d u 50 /. 5. 09. Mw w Sveisegruppens tverrsnittsdata (nedbrettet sveiseareal) 00500 4005,5 xt 5,5 8005 A8500 4000 I 5 400 00 5 00 0. 0 4 x I y 500 0055,5 54005,5 7.0 I I I 0.77. 0.904 p x y 4 Snittkreter (relativt tyngdepunktet) M=P (5b-x T ) = 00 0 (500-5,5) = 89,8 0 Eksentrisitetsmomentet gir spenningskomponenter i sveisesnittet S-E 99--8. Sveiste orbindelser Per Kr. Larsen 0.09.0 5 av
M x M y 900.90 900.90 00 4 / 50 09 / Konsollplaten er stiv og ordeler skjærkraten likt på alle sveiser y V 000 8005 Vektorsum 50 / e j / / 4 09 50 Sveisen har tilstrekkelig kapasitet. vw. d S-E 99--8. Sveiste orbindelser Per Kr. Larsen 0.09.0 av