В тавровых соединениях элементы соединения располагаются во взаимно перпендикулярных плоскостях. Соединение выполняют с разделкой кромок стыковым швом (рис. 2.14, а). В данном случае расчет на прочность ведут по нормальным напряжениям σ (рис. 2.14, в). При совместном действии силы (F) и момента (M) условие прочности имеет вид:
.
Рис. 2.14. Тавровые соединения
При выполнении соединения без разделки кромок угловыми швами (рис. 2.14, б) расчет на прочность ведут по касательным напряжениям τ (рис. 2.14, в). При совместном действии силы (F) и момента (M) условие прочности имеет вид:
.
Для таврового соединения трубы, нагруженного изгибающим (M) и крутящим (T) моментами (рис. 2.14, г), напряжение в шве от крутящего момента определяется по формуле:
, (2. 11)
где – окружная сила на среднем диаметре кольцевой площадки; – площадь кольцевой площадки.
В формуле (2.11) принято, что катет шва (k) мал по сравнению с диаметром трубы (d). При этом считают, что напряжения от крутящего момента распределены равномерно по кольцевой площадке разрушения шва, а средний диаметр этой площадки равен:
.
Напряжение в шве от изгибающего момента определяется следующим образом:
. (2.12)
В формуле (2.12) учтено, что осевой момент сопротивления (W) в два раза меньше полярного момента сопротивления (Wр) Напряжения и в сечении (рис. 2.14, г) взаимно перпендикуляры. Поэтому суммарное напряжение равно:
.