第三章钢结构的连接.ppt.Convertor.doc
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1、个人收集整理 勿做商业用途Page No。1WordsFromSlide第三章WordsFromNotePagePage No.2WordsFromSlide1。了解钢结构连接的种类及各自的特点;2。了解焊接连接的工作性能,掌握焊接连接的计算方法及构造要求;3。了解焊接应力和焊接变形产生的原因及其对结构工作的影响;4。了解螺栓连接的工作性能,掌握螺栓连接的计算和构造要求。WordsFromNotePagePage No。3WordsFromSlide3.1 钢结构的连接方法一、焊缝连接 构件的一部分不是构件的一部分WordsFromNotePagePage No.4WordsFromSlide
2、二、铆钉连接三、螺栓连接分为: 普通螺栓连接 高强度螺栓连接WordsFromNotePagePage No。5WordsFromSlide一、钢结构常用焊接方法1。手工电弧焊焊条的选择: 焊条应与焊件钢材相适应。原理:利用电弧产生热量 熔化焊条和母材形 成焊缝。 3.2 焊接方法和焊接连接形式WordsFromNotePagePage No。6WordsFromSlide与低强度钢材相适应的焊条WordsFromNotePagePage No.7WordsFromSlide2。埋弧焊(自动或半自动)WordsFromNotePagePage No.8WordsFromSlideMZ系列自动埋
3、弧焊机WordsFromNotePagePage No。9WordsFromSlide门型埋弧焊机WordsFromNotePagePage No.10WordsFromSlide3.气体保护焊WordsFromNotePagePage No。11WordsFromSlide二、焊接连接形式和焊缝形式1。焊接连接形式对接、搭接、形连接、角部连接2。焊缝形式(1)对接焊缝WordsFromNotePagePage No。12WordsFromSlide(2)角焊缝3. 焊缝位置WordsFromNotePagePage No.13WordsFromSlide1.焊缝质量检查钢结构工程施工及验收规
4、范规定:焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级和三级.三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查且符合三级质量标准;一、二级焊缝除外观检查外,尚要求一定数量的超声波检验并符合相应级别的质量标准。三、焊缝缺陷及焊缝质量检查WordsFromNotePagePage No.14WordsFromSlide外观检查:检查外观缺陷和几何尺寸;内部无损检验:检验内部缺陷。内部检验主要采用超声 波,有时还用磁粉检验 荧光检验等辅助检验方法。还可以采用X射线或射线透照或拍片。WordsFromNotePagePage No.15WordsFromSlide2.焊缝缺陷WordsFromNotePagePage N
5、o。16WordsFromSlide四。焊缝代号WordsFromNotePagePage No。17WordsFromSlide1、角焊缝的形式:一、角焊缝的形式和受力分析3。3 角焊缝的构造与计算直角角焊缝、斜角角焊缝(1)直角角焊缝WordsFromNotePagePage No。18WordsFromSlide(2)斜角角焊缝对于135o或6mm时,hf,maxt(12)mm;WordsFromNotePagePage No。24WordsFromSlide2、最小焊脚尺寸hf,min为了避免在焊缝金属中由于冷却速度快而产生淬硬组织,导致母材开裂,hf,min应满足以下要求: 式中:
6、t2-较厚焊件厚度 另:对于埋弧自动焊hf,min可减去1mm; 对于T型连接单面角焊缝hf,min应加上1mm; 当t24mm时, hf,min=t2WordsFromNotePagePage No。25WordsFromSlide3.侧面角焊缝的最大计算长度如果焊缝长度太大,焊缝两端首先达到屈服强度,继续加载,应力不会渐趋均匀,破坏首先发生在焊缝两端。规范规定:4。侧面角焊缝的最小计算长度焊件局部加热严重且起落弧坑相距太近,以及可能产生缺陷,使焊缝不可靠。规范规定:WordsFromNotePagePage No。26WordsFromSlide5. 搭接连接的构造要求(自学)教材29为什
7、么限制角焊缝的最大、最小焊脚高度?限制值是多少?为什么限制侧面角焊缝的最大、最小计算长度?限制值是多少?WordsFromNotePagePage No。27WordsFromSlide三、直角角焊缝的强度基本计算公式试验表明,直角角焊缝的破坏常发生在喉部,故通常将45o截面作为有效截面(计算截面)1、有效截面WordsFromNotePagePage No。28WordsFromSlide2、有效截面上的应力及大小WordsFromNotePagePage No.29WordsFromSlide3、直角角焊缝的强度基本计算公式规范假定:焊缝在有效截面处破坏,有效截面各应力分量满足以下折算应力
8、公式:由于我国规范给定的角焊缝强度设计值,是根据抗剪条件确定的故上式又可表达为:基本公式WordsFromNotePagePage No。30WordsFromSlide基本计算公式:WordsFromNotePagePage No.31WordsFromSlide将3-3、34式,代入32式得:WordsFromNotePagePage No.32WordsFromSlidef正面角焊缝强度增大系数; 静载时取1。22,动载时取1。0.对于正面角焊缝:f=0,由35式得:WordsFromNotePagePage No.33WordsFromSlide对于侧面角焊缝:f=0,由35式得:以上
9、各式中: he=0.7hf; lw角焊缝计算长度,考虑起灭弧缺陷时,每条焊缝取其实际长度减去2hf如只有起弧或灭弧缺陷时,每条焊缝取其实际长度减去hfWordsFromNotePagePage No。34WordsFromSlideWordsFromNotePagePage No.35WordsFromSlide四、各种受力状态下的直角角焊缝连接计算1、轴心力作用下(1)轴心力作用下的盖板对接连接:B、采用三面围焊连接:A、采用侧面焊缝连接:端焊缝受力:WordsFromNotePagePage No.36WordsFromSlide(2)T形角焊缝连接代入式3-5验算焊缝强度,即:也可采用直
10、接法计算教材32WordsFromNotePagePage No.37WordsFromSlide(3)角钢角焊缝连接、仅采用侧面角焊缝连接由力及力矩平衡得:故:WordsFromNotePagePage No。38WordsFromSlide对于校核问题:对于设计问题:WordsFromNotePagePage No.39WordsFromSlideB、采用三面围焊由力及力矩平衡得:余下的问题同情况A,即:WordsFromNotePagePage No。40WordsFromSlide对于校核问题:对于设计问题:WordsFromNotePagePage No.41WordsFromSli
11、deC、采用L形围焊代入下式320,3-21得:对于设计问题:WordsFromNotePagePage No.42WordsFromSlide轴心力作用下角焊缝计算(1)轴心力作用下的盖板对接连接:(2)T形角焊缝连接(3)角钢角焊缝连接WordsFromNotePagePage No.43WordsFromSlide2、N、M、V共同作用下(1)偏心轴力作用下角焊缝强度计算“A”点为最不利点WordsFromNotePagePage No。44WordsFromSlide(2) 工字形截面在V、M共同作用下焊缝强度计算对于A点:式中:Iw全部焊缝有效截面对中和轴的惯性矩; h1两翼缘焊缝最
12、外侧间的距离.WordsFromNotePagePage No。45WordsFromSlide对于B点:强度验算公式:式中:h2、lw,2腹板焊缝的计算长度; he,2-腹板焊缝截面有效高度。WordsFromNotePagePage No.46WordsFromSlide假定:A、被连接件绝对刚性,焊缝为弹性,即:T作用下被连接件有绕焊缝形心旋转的趋势;B、T作用下焊缝群上任意点的应力方向垂直于该点与焊缝形心的连线,且大小与r成正比;C、在V作用下,焊缝群上的应力均匀分布。3、T、V共同作用下将F向焊缝群形心简化得: V=F T=F(e1+e2)故:该连接的设计控制点 为A点和A点Word
13、sFromNotePagePage No。47WordsFromSlideT作用下A点应力:将其沿x轴和y轴分解:WordsFromNotePagePage No。48WordsFromSlide剪力V作用下,A点应力:A点垂直于焊缝长度方向的应力为:A点平行于焊缝长度方向的应力为:强度验算公式:思考:以上计算方法为近似计算,为什么?WordsFromNotePagePage No.49WordsFromSlide(2)、共同作用下角焊缝强度计算WordsFromNotePagePage No。50WordsFromSlide五、斜角角焊缝的计算(自学)1、其斜角角焊缝采用与直角角焊缝相同的计
14、算公式,且统一取f=1。0。2、斜角角焊缝的计算厚度hei的确定1、对接焊缝的坡口形式:一、对接焊缝的构造3。4 对接焊缝的构造与计算对接焊缝的焊件常做坡口,坡口形式与板厚和施工条件有关。 WordsFromNotePagePage No.51WordsFromSlide(2)t=720mm时,宜采用单边V形和双边V形坡口; (3)t20mm时,宜采用U形、K形、X形坡口。WordsFromNotePagePage No。52WordsFromSlide2、V形、U形坡口焊缝单面施焊,但背面需进行补焊;3、采用引弧板施焊,焊完后将其切去,不能做引弧板时,每条焊缝的计算长度等于实际长度减去21t
15、1较薄焊件厚度;4、当板件厚度或宽度在一侧相差大于4mm时,应做坡度不大于1:2.5(静载)或1:4(动载)的斜角,以平缓过度,减小应力集中。WordsFromNotePagePage No。53WordsFromSlide对接焊缝分为:焊透和部分焊透(自学)两种;动荷载作用下部分焊透的对接焊缝不宜用做垂直受力方向的连接焊缝;对于静载作用下的一级和二级对接焊缝其强度可视为与母材相同,不予计算。三级焊缝需进行计算;对接焊缝可视作焊件的一部分,故其计算方法与构件强度计算相同。二、对接焊缝的计算WordsFromNotePagePage No.54WordsFromSlide1、轴心力作用下的对接焊
16、缝计算式中: N轴心拉力或压力; t-板件较小厚度;T形连接中为腹板厚度; ftw、fcw 对接焊缝的抗拉和抗压强度设计值。当不满足上式时,可采用斜对接焊缝连接如图B.另:当tan1.5时,不用验算!WordsFromNotePagePage No.55WordsFromSlide2、M、V共同作用下的对接焊缝计算因焊缝截面为矩形,M、V共同作用下应力图为:故其强度计算公式为:式中:Ww焊缝截面模量; Sw-焊缝截面面积矩; Iw-焊缝截面惯性矩。(1)板件间对接连接WordsFromNotePagePage No。56WordsFromSlide(2)工字形截面梁对接连接计算(自学)A、验算
17、焊缝的max和maxB、验算翼缘与腹板交接点焊缝的折算应力WordsFromNotePagePage No。57WordsFromSlide35 焊接应力和焊接变形1、焊接残余应力的分类 A、纵向焊接残余应力沿焊缝长度方向; B、横向焊接残余应力垂直于焊缝长度方向; C、沿厚度方向的焊接残余应力。焊接残余应力:由于焊接时不均匀加热和不均匀冷却而在构件内部产生的自相平衡的内力。一、焊接残余应力的分类及其产生的原因2、焊接残余应力产生的原因(1)纵向焊接残余应力WordsFromNotePagePage No。58WordsFromSlide焊件上产生不均匀的温度场焊缝处产生热态塑性压缩焊缝冷却时
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