第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接(3-5節(jié))_第1頁
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文檔簡(jiǎn)介

3.3對(duì)接焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算3.3對(duì)接焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算一、對(duì)接焊縫的構(gòu)造要求坡口形式—根據(jù)板厚的不同采用不同的坡口形式。目的—為了使焊件能夠焊透。

1、坡口b=0.5~2mm(a)b=2~3mm(b)αb=2~3mm(C)αp(d)b=3~4mmpb=3~4mmp(e)b=3~4mmp(f)2、引弧板為了消除焊口(起弧、滅弧處)的影響(弧坑),可加引弧板。焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度取值:無引弧板時(shí):每條焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度等于實(shí)際長(zhǎng)度減去2t1,t1—較薄焊件厚度采用引弧板時(shí):每條焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度等于實(shí)際長(zhǎng)度3、當(dāng)板件厚度或?qū)挾仍谝粋?cè)相差大于4mm時(shí),應(yīng)做坡度不大于1:2.5(靜載)或1:4(動(dòng)載)的斜角,以平緩過度,減小應(yīng)力集中?!?:2.5≤1:2.5

3.3對(duì)接焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算對(duì)接焊縫可視作焊件截面的延續(xù),故其計(jì)算方法與構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算相同。二、對(duì)接焊縫的計(jì)算對(duì)接焊縫的抗壓、抗剪強(qiáng)度,以及一、二級(jí)對(duì)接焊縫的抗拉強(qiáng)度與母材相同,因此若采用引弧板施焊,則可不與計(jì)算。只有三級(jí)焊縫受拉力作用才需進(jìn)行計(jì)算!

3.3對(duì)接焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算(一)軸心力作用下的對(duì)接焊縫計(jì)算ftw、fcw

—對(duì)接焊縫的抗拉和抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。NNlwtN—軸心拉力或壓力設(shè)計(jì)值;t—板件較小厚度;T形連接中為腹板厚度;

3.3對(duì)接焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算

3.3對(duì)接焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算當(dāng)不滿足上式時(shí),可選擇在受力較小的部位施焊;或者改用斜對(duì)接焊縫連接如圖所示:

當(dāng)tanθ≤1.5時(shí),不用驗(yàn)算!NNt

θNsinθNcosθlw(二)M、V共同作用下的對(duì)接焊縫計(jì)算lwt

MVστ1、矩形截面

3.3對(duì)接焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算

Iw--焊縫截面慣性矩。Ww—焊縫截面模量;Sw--焊縫截面面積矩;xxyy

3.3對(duì)接焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算2、工字形截面焊縫應(yīng)滿足的條件:對(duì)于焊縫的σmax和τmax應(yīng)滿足如前要求;對(duì)于翼緣與腹板交接點(diǎn)(1點(diǎn))焊縫,其折算應(yīng)力尚應(yīng)滿足下式要求:1.1—考慮最大折算應(yīng)力只在局部出現(xiàn)的強(qiáng)度增大系數(shù)。

3.3對(duì)接焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算工字形截面的計(jì)算參數(shù):面積、慣性矩、截面矩、面積矩等

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算一、角焊縫的構(gòu)造角焊縫兩邊夾角一般為90°(直角角焊縫),夾角大于135°或小于60°的斜角交縫,除鋼管結(jié)構(gòu)外,一般不宜用作受力焊縫。hehfhf

(1)角焊縫的截面形式

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算角焊縫的有效截面為平分角焊縫夾角的截面,破壞往往從這個(gè)截面發(fā)生。有效截面的高度也稱為角焊縫的有效厚度he

,he

=0.7hf(2)角焊縫按其與作用力的關(guān)系可分為:-焊縫長(zhǎng)度方向與作用力平行正面角焊縫側(cè)面角焊縫-焊縫長(zhǎng)度方向與作用力垂直Ny

N

N側(cè)面角焊縫主要承受剪力,強(qiáng)度相對(duì)較低,塑性性能較好。剪應(yīng)力τfNlwN剪應(yīng)力沿焊縫長(zhǎng)度分布不均勻,兩端大中間小,lw/hf越大剪應(yīng)力分布越不均勻。破壞形式

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算正面角焊縫受力復(fù)雜,應(yīng)力集中嚴(yán)重,塑性較差,但強(qiáng)度較側(cè)面角焊縫高。

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算破壞形式沿45°喉部截面破壞沿兩熔合邊破壞

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算(3)角焊縫的構(gòu)造要求焊縫長(zhǎng)度

焊腳尺寸a.最大焊腳尺寸hf,max

hf,max≤1.2t1式中:t1---較薄焊件厚度。

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算b.最小焊腳尺寸hf,min式中:t2---較厚焊件厚度。

當(dāng)t2≤4mm時(shí),hf,min

=t2說明:對(duì)于T型連接單面角焊縫hf,min

應(yīng)加上1mm;對(duì)于埋弧自動(dòng)焊hf,min

可減去1mm;

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算tt1hf當(dāng)t≤6mm時(shí),hf,max

≤t;當(dāng)t>6mm時(shí),hf,max

≤t-(1~2)mm;對(duì)于板件邊緣的角焊縫:c.角焊縫的最大計(jì)算長(zhǎng)度d.角焊縫的最小計(jì)算長(zhǎng)度e.搭接連接的構(gòu)造要求為避免應(yīng)力傳遞過分彎折,導(dǎo)致應(yīng)力不均:為避免焊縫橫向收縮引起的板件拱曲太大:t1t2b

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算g.在搭接連接中,搭接長(zhǎng)度不得小于焊件較小厚度的5倍,且不得小于25mm。f.角焊縫的端部位于構(gòu)件轉(zhuǎn)角處時(shí),應(yīng)作2hf的繞角焊,且轉(zhuǎn)角處必須連續(xù)施焊。b2hflwt1t2

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算二、直角角焊縫的基本計(jì)算公式NyNxσ┻τ┻τ∥=τfhelw45O45Ohf┻┻∥σf

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算┻┻∥┻┻∥

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算式中:

f——正面角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增大系數(shù);

——按角焊縫有效截面計(jì)算,垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的正應(yīng)力;

——按角焊縫有效截面計(jì)算,沿焊縫長(zhǎng)度方向的剪應(yīng)力。

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算三、常用連接方式的角焊縫計(jì)算(一)焊件承受軸心力作用1、采用加蓋板的對(duì)接連接a、采用側(cè)面角焊縫連接:NN

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算b、采用正面角焊縫連接:NNC、采用三面圍焊連接,NN

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算2、角鋼與節(jié)點(diǎn)板連接Nlw1lw2xx肢背和肢尖的受力分配對(duì)于驗(yàn)算的問題對(duì)于設(shè)計(jì)的問題※弄清幾個(gè)問題:a、僅采用側(cè)面角焊縫連接:肢背和肢尖的受力分配Ne1e2blw1lw2N1N2

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算②對(duì)于驗(yàn)算的問題驗(yàn)算肢背:驗(yàn)算肢尖:③對(duì)于設(shè)計(jì)的問題肢背所需焊縫長(zhǎng)度:肢尖所需焊縫長(zhǎng)度:

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算Nlw1lw2b、采用三面圍焊:xxN1N2N3

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算端焊縫受力:肢背受力:肢尖受力:Nlw1C、采用L形圍焊:xxN1N3肢尖受力:端焊縫受力:肢背受力:

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算(二)承受彎矩M作用的角焊縫

hehetM最危險(xiǎn)點(diǎn)A:A

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算(三)承受扭矩T作用的角焊縫

yxxAA’0yT2、應(yīng)力的大小與該點(diǎn)到焊縫形心0的距離r成正比。假定:1、T作用下焊縫群上任意點(diǎn)的應(yīng)力方向垂直于該點(diǎn)與焊縫形心的連線;※討論:1)危險(xiǎn)點(diǎn)2)T和M的區(qū)別

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算xxyy.o.A代入角焊縫通用公式中,得:

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算(四)承受M、V、N

共同作用的角焊縫NVMAhehet..最危險(xiǎn)點(diǎn)A:3.5焊接殘余應(yīng)力和殘余變形一、焊接殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因

3.5焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形+--500oC800oC300oC300oC500oC800oC施焊方向8cm64202468cm-----++產(chǎn)生的原因:不均勻的加熱和冷卻二、焊接殘余應(yīng)力的分類縱向焊接殘余應(yīng)力—沿焊縫長(zhǎng)度方向;橫向焊接殘余應(yīng)力—垂直于焊縫長(zhǎng)度方向;沿厚度方向的焊接殘余應(yīng)力焊接殘余應(yīng)力是內(nèi)應(yīng)力,在焊件內(nèi)自相平衡。焊縫附近為拉應(yīng)力,焊縫稍遠(yuǎn)區(qū)產(chǎn)生壓應(yīng)力。二、焊接殘余應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)性能的影響1、對(duì)結(jié)構(gòu)靜力強(qiáng)度的影響f+--bfy+--bfyNyNy因焊接殘余應(yīng)力自相平衡,故:焊接殘余應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)的靜力強(qiáng)度沒有影響。+--fyfbBt

3.5焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形2、對(duì)結(jié)構(gòu)剛度的影響f+--bfyNN+--fyfNNbBt焊接殘余應(yīng)力的存在降低結(jié)構(gòu)的剛度。3、焊接殘余應(yīng)力會(huì)降低壓桿的穩(wěn)定承載力

3.5焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形對(duì)于厚板或交叉焊縫,將產(chǎn)生三向焊接殘余拉應(yīng)力,增加了鋼材低溫脆斷傾向。4、對(duì)低溫冷脆的影響5、對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響

三向焊接殘余拉應(yīng)力降低材料的塑性,從而疲勞強(qiáng)度降低!

3.5焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形四、焊接殘余變形包括:縱向收縮、橫向收縮、彎曲變形、角變形和扭曲變形等,通常是幾種變形的組合。

3.5焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形五、減小焊接殘余應(yīng)力

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