Svetsning av vinkelstång

 

 

 

 

Inledning:

 

Svetsarna som håller vinkelstängerna på plats är inte kontinuerliga. Personen som gjorde svetsjobbet har svetsat någon eller några decimeter för att sedan göra ett uppehåll. Det finns inga exakta mått på svetslängden eller längden utan svets.

Det finns svetsar både på undersidan och översidan. Se figuren ovan.

 

För att kunna hållfasthetsberäkna svetsarna måste vi veta totala längden av svets.

Vi måste göra ett antagande som bör vara sämre än verkligheten.

 

Antag att man på en viss längd av bron har svetsat 1/3 möjlig längd och att 2/3 av längden inte har någon svets.

 

 

Hela bron kan som tidigare antas bestå av tre lika delar, som vardera har längden 7 meter.

Enligt figuren ovan så ligger själva brädgolvet på två vinkelstänger, som i sin tur är fastsvetsade i U-balkarna.

 

 

Vinkelstängerna:

 

 

Vi har två vinkelstänger som sitter fast i resp U-balk med svetsförband, ett uppe och ett nere. (se figuren ovan)

Vinkelstängerna är då vardera 7 meter långa.

 

 

Total svetslängd:

 

 

2 vinkelstänger, svetsar uppe och nere, ger total svetslängd = 2*2*7 m = 28 m (möjlig svetslängd)

 

Som beskrivs i texten ovan antar vi att endast 1/3 av den möjliga svetslängden har en riktig svets.

1/3 av 28 m är 9,33 m.

Vi antar därför i vår hållfasthetsberäkning att den totala använda svetslängden är 9 meter.

 

 

A-mått:

 

 

 

OBS! att det finns svets på överdelen också.

 

Enligt läroboken används begreppet a-mått. På vår svets kan det vara svårt att ta fram ett exakt värde. Med linjal kan man kanske mäta höjden på svetsen. Vi uppskattar denna höjd till 10 mm. Enligt läroboken blir då a-måttet 10/roten ur 2. Detta ger att a-måttet blir 7,07 mm. Vi använder då a=7 mm

Skjuvningen i ovanstående svetsförband kan ev tänkas att löpa efter vinkelstångens vägg, dvs rakt ned. Sträckan blir då 10 mm. Dock kör vi enligt a-måttet för säkerhets skull.

 

 

Belastning:

 

 

Brogolvet vilar på vinkelstängerna som i sin tur sitter fast via svetsarna. Svetsarnas belastning är därför samma som finns på brogolvet.

Golvets area är 2*7 m2 = 14 m2 . Belastningen är 10 000 N/m2 . Totala belastningen blir då 14*10 000 N = 140 000 N (14 ton)

 

 

Beräkning av skjuvning i svetsen:

 

 

Enligt läroboken utsätts kälsvetsar för skjuvning. Detta innebär att vi skall använda formeln för skjuvning.

t = F / A

 

Vanligt stål har sträckgränsen 220 N/mm2 . Troligen gäller detta även för svetsmaterialet. ns , dvs säkerhetsfaktorn väljer vi =2

Vid skjuvning gäller att t till = 0,6 * Re / ns

 

t till = 66 N/mm2

 

 

Vilken spänning har vi då i vår långa svets ? (L= 9 meter = 9 000 mm)

Totala skjuvarean i all svets blir då A = a * totallängd = 7*9000 mm2 = 63 000 mm2 .

t = 140 000 / 63 000 = 2,2 N/mm2 .

 

 

 

Slutsatser:

 

1.       ….

2.       ….

3.       …..

4.       ….

 

 

Extrauppgift: När golvet ligger på vinkelstången så kan man också beräkna vilken skjuvspänning som uppstår i vinkelstångens nedre fläns p.g.a. belastningen från golvet.

EXTRAUPPGIFT