Назначение типов и размеров швов тавровых соединений

Типы и размеры швов тавровых соединений назначаются с учетом их работы в составе корпусной конструкции.

А. Тавровые соединения со сплошным проплавлением кромки примыкающего листа назначаются из условия достаточной прочности на отрыв. Они должны проектироваться из условия равнопрочности с сечением по основному металлу. К таким соединениям следует относить:

• • соединения всех основных продольных балок набора переборок, палуб и платформ, разрезаемых на поперечных связях корпуса (переборках, рамных балках, комингсах), а также соединения, испытывающие отрыв при динамических нагрузках (подкрепления под артиллерийские установки, фундаменты под двигатели и др.);
• • соединения конструкций, обеспечивающих непроницаемость специальных отсеков и непотопляемость корабля (шельфы поперечных переборок с обшивкой; конструкции, ограничивающие масло-нефтетопливные пространства; спецзащиты и др.);
• • соединения, испытывающие большие складывающие напряжения: соединение вертикального киля с горизонтальным, палубного стрингера с ширстреком, районы окончания жестких конструкций и балок, когда угловые швы оказываются нецелесообразными по технологическим соображениям из-за слишком больших сечений; в этих случаях могут также назначаться тавровые соединения со скосом кромок на треть толщины присоединяемого листа с каждой его стороны;
• • соединения других несущих конструкций, определяемых по конкретным условиям их работы и назначения.

Тавровые соединения перечисленных выше конструкций могут выполняться без сплошного проплавления кромки, если толщина примыкающего листа не превышает 5 мм. В этом случае условия равнопрочности должны обеспечиваться угловыми швами без сплошного проплавления кромки примыкающего листа (рис. 6.3).

Рис. 6.3. Условие равнопрочности таврового соединения при отрыве:

а — при сплошном проплавлении кромки примыкающего листа; б — без сплошного проплавления; ст_д, т_д — допускаемые напряжения при растяжении и срезе Б. Тавровые соединения с угловыми швами проектируются по условию достаточной их прочности (соединения набора с обшивкой, настилами, полотнищами переборок и др.), если требуемые размеры швов не превышают технологически обоснованной величины (толщины присоединяемого листа или стенки балки).

Односторонние сплошные швы тавровых соединений могут применяться для соединения ребер жесткости с обшивкой или настилами, стоек переборок, набора со стенками и переборкам надстроек при условии, что требуемый катет одностороннего шва не превышает 6 мм. В противном случае односторонний угловой шов должен заменяться равнопрочным двухсторонним швом как технологически более целесообразным.

Прерывистые шахматные и цепные швы тавровых соединений могут быть допущены в проницаемых соединениях набора с настилами при условии их выполнения вручную, исключая районы корпуса, указанные ниже.

Соединительные угловые прерывистые швы второстепенных конструкций должны назначаться для минимальных катетов и с минимальной степенью прерывистости, в соответствии с действующими ГОСТами.

Прерывистые или односторонние швы, соединяющие балки набора с листами обшивки или настилов в районах опор и у концов балок, должны заменяться двухсторонними непрерывными швами, имеющими тот же катет, что и прерывистый (односторонний) шов на остальной длине балки. Длина участка с усиленными швами должна быть не менее высоты балки от конца кницы или двух высот, если кницы отсутствуют. В местах прохода балок через поддерживающие конструкции (рамные бимсы, карлингсы, флоры и т. п.) указанное усиление должно предусматриваться в каждую сторону от опоры.

Набор, привариваемый прерывистыми швами, допускается заменять для снижения его веса гребенчатым набором с круговой обваркой гребенок. Гребенчатый набор должен иметь шаг, длину приварки I и длину вырезов (Zj — /), соответствующие длине приварки и шагу шахматного шва. Высота выреза h в стенке профиля не должна превышать 0,25 высоты профиля и не должна быть более 75 мм, а углы вырезов должны иметь радиус скругления более 25 мм. Длина выреза не должна превышать 15-кратную толщину обшивки или настила, к которому приваривается набор (рис. 6.4).

Рис. 6.4. Элементы гребенчатого набора.

В тавровых соединениях набора с настилом или обшивкой угловые непрерывные односторонние, прерывистые односторонние и двухсторонние швы, а также гребенчатый набор не должны назначаться в следующих районах корпуса:

• • в носовой оконечности на расстоянии 0,25 длины корпуса от носового перпендикуляра;
• • в машинном отделении, ахтерпике и других местах повышенной вибрации;
• • в зонах ударных нагрузок, в том числе возникающих при стрельбе, ударах об лед, ударах при швартовке в море борт о борт, если для корабля они предусматриваются;
• • в районе окончания надстроек и рубок, в обе стороны от их концевых переборок, на длине 0,25 высоты яруса надстройки;
• • в районах I и II действия наибольших напряжений при изгибе корпуса (см. рис. 2.1).

Для тонкостенных внутренних конструкций типа выгородок и шахт, проницаемых конструкций верхних ярусов надстроек и рубок допускается применение тавровых соединений с точечными швами.

В случае невозможности приварки элементов конструкции таврового соединения угловыми швами, в виде исключения для второстепенных конструкций могут быть допущены шлицевые соединения с прорезным швом и шип (рис. 6.5).

Рис. 6.5. Конструктивные элементы шва в шип.

Длина шипа I и шаг назначаются как для гребенчатого набора (см. выше). Вырезы должны быть закруглены.

При отсутствии доступа к месту сварки для второстепенных конструкций допускается применение пробочных швов (рис. 6.6). Сварка пробочными швами должна выполняться с круговыми или удлиненными прорезями и катетом шва, равным толщине привариваемого листа.

Рис. 6.6. Конструктивные элементы пробочного шва.

Длина прорезей и расстояние между ними назначаются, как для гребенчатого набора (см. выше) в зависимости от толщины листа, в котором выполнены прорези.

Концы прорезей выполняются в виде полукруга. Сплошная заварка прорези недопустима. Пространство, оставшееся после сварки пробочным швом, должно быть плотно заполнено пеком или другим пригодным материалом.

Контрольные вопросы

• 1. Каковы допустимые расстояния и углы между стыковыми сварными швами, а также швами и параллельными им жесткими связями (переборками, рамными балками и т. п.)?
• 2. Какова должна быть форма ввариваемых элементов и расстояние между ними и сварными швами?
• 3. Какие конструкции следует соединять тавровым швом со сплошным проплавлением кромки?
• 4. В каких случаях используются тавровые соединения с угловыми швами?
• 5. В каких районах корпуса не должны использоваться односторонние и прерывистые угловые швы?