Расчет на предельное рабочее состояние сварных соединений балок подкрановых путей по EN 1993-6

Варианты расположения угловых швов рельсов

Возможны два варианта прерывистых угловых сварных соединений. Они показаны на следующем рисунке из [2].

Варианты размещения

Сечения сварных швов могут располагаться как на противоположных сторонах, так и в шахматном порядке. Расположение в шахматном порядке является невыгодным с точки зрения конструкции, поскольку для передачи горизонтальных нагрузок можно использовать только один сварной шов. Третий вариант, который не показан на рисунке выше, - это, конечно, непрерывный угловой шов по всей длине рельса.

Непрерывный шов

Эффективная длина в снаряженном состоянии

Для определения соответствующих напряжений в сварном шве необходимо рассчитать эффективную длину под нагрузкой. В стандарте EN 1993‑6 проводится различие между тремя вариантами и приведены соответствующие формулы для расчета l_eff в таблице 5.1.

DIN EN 1993-6 Табл. 5.1

В этом случае l_eff относится к нижней стороне верхнего фланца. Однако верхняя поверхность верхнего фланца определяет расчет сварного шва. Следовательно, l_eff уменьшается на двойную толщину полки t_f.

Эффективная длина распространения нагрузки

Расчет на предельное состояние по несущей способности

Напряжения в сварных швах рельсов рассчитываются по Направленному методу, указанному в [2]. В данном случае напряжения относятся к биссектрисе углового шва. Согласно [2], (NA) раздел 4.5.2, для сварного шва должна быть сохранена минимальная толщина конструкции. Стандарт требует сварного шва минимальной толщиной не менее 3 мм или применения следующей формулы:

Эксцентричная нагрузка на колесо, составляющая 1/4 ширины головки рельса, не учитывается в предельном состоянии по прочности согласно EN 1993-6. Поэтому расчет за счет нагрузки на колесо выполняется всегда.

Случай 1: Непрерывный рельсовый шов

Spannungen im Grenzzustand der Tragfähigkeit

Для прерывистых угловых швов рельсов необходимо проверить, не меньше ли длина шва l_w расчетной длины l_eff под нагрузкой. Как правило, минимальное из двух значений является определяющим для расчета.

Сечения углового шва

Случай 2: Прерывистая сварка рельсов на противоположных сторонах

Spannungen im Grenzzustand der Tragfähigkeit unterbrochen gegenüber

Случай 3: Ступенчатый прерывистый рельсовый шов

Поскольку горизонтальная нагрузка применяется только к сечению сварного шва в случае шахматного расположения сварных швов, делитель 2 опускается с точки зрения H_Ed.

Spannungen im Grenzzustand der Tragfähigkeit unterbrochen versetzt