Spoiny czołowe powstają w wyniku połączenia dwóch elementów. Ze względu na rodzaj przetopu wyróżnia się dwa rodzaje spoin czołowych: spoiny czołowe z pełnym i niepełnym przetopem. Spoiny z pełnym przetopem obejmują całą grubość elementu, natomiast z niepełnym przetopem wyłącznie część elementu.
Spoiny czołowe – wymiary obliczeniowe
Wymiary obliczeniowe spoin czołowych przyjmuje się według poniższych założeń:
Grubość spoiny „a” – równa grubości cieńszej z łączonych części:
\[a = min \, t
\]
gdzie:
- min t – minimalna grubość łączonych elementów.
Pole przekroju spoiny obliczamy jako iloczyn grubości i długości spoiny:
\[A_{sp}=a \cdot l
\]
gdzie:
- l – długość spoiny (jako wymiar obliczeniowy przyjmuje się, że długość spoiny powinna odpowiadać szerokości węższego z łączonych elementów).
Naprężenia w spoinach
Naprężenia w spoinie rozciąganej siłą F można wyznaczyć według następującego wzoru:
\[\sigma_\perp=\sigma_{sp}= \frac{F}{A_{sp}}
\]
Jeśli zastosujemy spoiny czołowe do połączenia przekroju zginanego momentem M oraz ścinanego siłą poprzeczną Q to naprężenia w spoinach należy wyznaczyć zgodnie z poniższymi wzorami:
\[\sigma_ \perp=\sigma_{sp}= \frac{M}{I}\cdot z_1
\] \[
\tau_\parallel=\tau_{sp}=\frac{Q \overline S }{I \cdot t_1}
\]
gdzie:
- z1 – odległość pionowa od osi obojętnej,
- t1 – grubość ścianki.
Obliczając nośność spoiny czołowej z pełnym przetopem przyjmuje się nośność równą nośności obliczeniowej słabszej z łączonych części pod warunkiem, że spoina będzie wykonana z odpowiedniego materiału tzn. o właściwościach nie gorszych niż właściwości materiału rodzimego. Z uwagi na sprawdzenie nośności połączeń podczas wymiarowania elementów, zgodnie z normą PN-EN 1993-1-8 nie wymaga osobnego sprawdzenia wytrzymałościowego spoin czołowych o pełnym przetopie. Dla spoin czołowych z niepełnym przetopem nośność oblicza się jak w przypadku spoin pachwinowych.
Literatura:
[1] PN-EN 1993-1-3:2008, Eurokod 3: Projektowanie konstrukcji stalowych. Część 1-3: Reguły uzupełniające dla konstrukcji z kształtowników i blach profilowanych na zimno,
[2] PN-EN 1993-1-8 +Ap1+AC:2006, Eurokod 3 -Projektowanie konstrukcji stalowych -Część 1-8: Projektowanie węzłów,
[3] Praca zbiorowa pod kierunkiem Lecha Lichołai, “Budownictwo ogólne tom 3 – elementy budynków podstawy projektowania” Warszawa, Arkady, 2008.
