Spoiny pachwinowe wykonuje się w rowku powstałym w wyniku połączenia dwóch elementów. Zarówno dla złącz przylgowych, jak i kątowych ścianki spawanych elementów nie są ukosowane.
Spoiny pachwinowe – przyjęcie wymiarów
Przyjęcie wymiarów spoin pachwinowych polega na określeniu jej grubości „a” oraz długości „l”. Grubość spoiny pachwinowej powinna być określona na podstawie przeprowadzonych obliczeń, poza którymi powinna spełniać następujące warunki:
\[a \ge 2 mm
\] \[
a \ge \sqrt {max \, t} -0,5 mm
\]
i:
\[a \le 0,7 \cdot min \, t
\]
gdzie:
- min t i max t – minimalna i maksymalna grubość łączonych elementów.
UWAGA: Powyższe warunki dotyczące grubości spoiny pachwinowej obowiązują w przypadku łączonych elementów o grubości t≥3mm, w przeciwnym razie należy stosować założenia dotyczące elementów cienkościennych.
Długość spoiny pachwinowej powinna wynosić nie mniej niż:
\[l \le min(6a; 30 mm)
\]
Poza grubością i długością spoin, podczas obliczeń spoin pachwinowych, należy również sprawdzić występujące w nich naprężenia:
- normalne prostopadłe do przekroju spoiny σ⊥,
- normalne równoległe do przekroju spoiny σ∥,
- styczne prostopadłe do przekroju spoiny τ⊥,
- styczne równoległe do przekroju spoiny τ∥.
Naprężenia w przypadku złącza nakładkowego:
Dla złącza nakładkowego naprężenia powstałe w wyniku siły rozciągającej element równoległej do spoin wynoszą:
\[\tau_\parallel=\tau_\perp= \tau_{sp}=\frac{F}{\sum A_{sp}}= \frac{F}{\sum \limits_i (a_i l_i)}
\]
Dla spoin pasowych, łączących środnik z pasem bądź nakładkę pasa, naprężenie w spoinach należy wyznaczyć z następujących zależności:
\[\sigma_\parallel= \sigma_{sp} = \frac{N}{A} \pm \frac{M}{I}\cdot z
\] \[
\tau_\parallel=\tau_{sp}=\frac{Q \cdot \overline S}{I \cdot \sum a}
\]
gdzie:
- A – pole przekroju,
- I – moment bezwładności,
- S – moment statyczny odciętej części przekroju,
- z – odległość włókna przekroju od osi obojętnej przekroju,
- N – siła osiowa,
- M – moment zginający,
- Q – siła poprzeczna.
W przypadku połączeń rozciąganych siłą prostopadłą do spoiny:
\[\sigma_\perp= \tau_\perp= \frac{\sigma_{sp}}{\sqrt{2}}
\]
gdzie:
\[\sigma_{sp}= \frac{F}{\sum A_{sp}}
\]
Dla dwuteownika przyspawanego obwodowo do konstrukcji spoiną pachwinową o łącznym przekroju spoiny równym:
\[A_{sp}=A_{sp,w}+A_{sp, f}
\]
W przypadku spoin środnika i pasa naprężenia wynoszą:
\[\sigma_ \perp=\tau_\perp= \frac{\sigma_{sp}}{\sqrt{2}}
\]
w spoinach środnika naprężenia wynoszą:
\[\tau_\parallel=\tau_{sp}=\frac{Q}{\sum A_{sp,w}}
\]
Wytężenie spoiny pachwinowej
Wytężenie spoiny pachwinowej w złożonym stanie naprężenia oblicza się według następującego wzoru:
\[\sigma_w= \sqrt{\sigma_\perp^2 + 3(\tau_\perp^2+\tau_\parallel^2)} \le \sigma_{R,sp} =\frac{f_u}{\beta_w \gamma_{M2}}
\]
gdzie:
- fu – granica wytrzymałości łączonej stali,
- βw – współczynnik korekcyjny spoiny pachwinowej zależny od gatunku stali,
- γM2 = 1,25.
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.
