16 lipca 2018


Polskie biura projektów małą wagę przywiązują do obliczania spoin wg norm krajowych, przyswajanie norm europejskich idzie opornie, a konieczność liczenia wg norm USA czy japońskich stanowi duży problem. Znalezienie w mieście akademickim biura projektów, które zagwarantuje obliczenia spoin wg konkretnej normy, nawet krajowej, może być nie lada wyzwaniem. Bierze się to z tego, że często projektuje się dla kolegów. W przypadku przetargów unijnych czy rynku globalnego utrudnia to pozyskanie zleceń i może skończyć się bankructwem firmy. Japończycy przerabiali to na kontraktach w USA, gdzie ważna jest nie tylko norma ale rok jej wydania. Dlatego aby zapoczątkować dobry zwyczaj posługiwania się przez projektantów normami, a nie tylko wyuczonymi w praktyce zasadami, postanowiliśmy na przykładach pokazać porównanie obliczania spoin wg norm polskich, europejskich, japońskich i amerykańskich. Artykuł będzie dotyczył konstrukcji ramowych maszyn, wieżowców odpornych na trzęsienia ziemi, konstrukcji suwnic i mostów.

Tomasz Michałowski, Tadeusz Zaczek, Ryszard Jastrzębski, Dawid Mołdrzyk

Ponieważ wchodzi prawo europejskie, które – obok firm wykonawczych – będzie uprawniało również biura projektów wg EN1090, będą one musiały, podobnie jak firmy wykonawcze na zasadzie analogii do normy ISO 3834, przygotować księgę jakości, procedury i instrukcje projektowania oraz obliczania konstrukcji stalowych wg wymogów norm /4/. W tym systemie, analogicznie do kwalifikacji nadzoru spawalniczego i badań nieniszczących, uprawnienia budowlane będą tylko kwalifikacjami pracowników na jednym z trzech poziomów.

Obliczenia statyczne
W poprzednich artykułach podano ogólne zasady projektowania połączeń spawanych /3/. Należy zwrócić szczególną uwagę na pokazane na rysunku 1 dopuszczalne sposoby obciążania spoin pachwinowych.

rys1_s
rys. 1

Ważne są też obliczenia statyczne. Na przykładach poniżej omówimy obliczenia wg norm amerykańskich, japońskich, polskich i europejskich. Obliczenia te pokazują znaczne różnice. Nie oznacza to jednak, że w Polsce powinniśmy zastosować obliczenia, które dają najlepsze odchudzenie konstrukcji. Możemy to zrobić, gdy zastosujemy japońskie wymogi dotyczące stali i wymusimy od firm uprawnienia, które zagwarantują odpowiednią organizacje kontroli jakości i nadzoru spawalniczego /4/.

2
Rys. 2 Schemat obliczeniowy wytrzymałości złącza 1 /1/

Przykład 1
Zgodnie z drugim standardem projektowania konstrukcji stalowych Japońskiego Instytutu Architektury poszukamy najmniejszego wymiaru spoiny pachwinowej w złączu, takim jak na rysunku 2 (w przypadku kiedy dopuszczane obciążenia są, prostopadłe do linii spawania złącza pachwinowego). Sprawdzimy również jak duże obciążenie w kN może wytrzymać spoina, jeśli zostanie ona obciążona siłą P, którą pokazano na rysunku. Do próby wykorzystano materiał SM400 (JIS) o wartości F (odpowiada granicy plastyczności), czyli 235 N/mm2, nie uwzględniamy momentów zginających.
W tabeli 1 porównano obliczenia naukowców japońskich i polskich wg różnych norm. Wyniki obliczeń polskich znacznie różnią się od japońskich.

tab1
Tabela 1 Porównanie obliczeń dotyczących rysunku 2, wg norm japońskich, polskich i europejskich

Czytaj także:

Projektowanie spoin we współczesnych technikach spawania Projektowanie spoin we współczesnych technikach spawania
Dotychczasowe podejście do projektowania połączeń spawanych sprowadza się do policzenia naprężeń i...
Dobór materiałów dodatkowych do metod ręcznego spawania stali Dobór materiałów dodatkowych do metod ręcznego spawania stali
Na dzisiejszym rynku prawie wszyscy światowi producenci materiałów spawalniczych sprzedają te same materia...
Raport: Programy MES. Programy do analiz metodą elementów skończonych Raport: Programy MES. Programy do analiz metodą elementów skończonych
Zestawienie programów obliczeniowych, które Państwu przedstawiamy, nie jest rankingiem. Nie jest bowiem...
Skurcze i inne odkształcenia spawalnicze Skurcze i inne odkształcenia spawalnicze
Spawanie, a zwłaszcza spawanie łukowe, które za sprawą wynalazku inżyniera Stanisława Olszewskiego...