鋼結(jié)構(gòu)主要的連接方式

1、焊接是鋼結(jié)構(gòu)最主要的連接方式，有對(duì)接焊縫和角焊縫兩種基本形式。常用的焊接方法有手工焊、自動(dòng)（或半自動(dòng)）埋弧焊。手工焊焊條型號(hào)應(yīng)與主體金屬?gòu)?qiáng)度相適應(yīng)。施焊過程中可能產(chǎn)生裂紋、氣孔、燒穿、弧坑等缺陷。為保證焊縫質(zhì)量，應(yīng)根據(jù)焊縫等級(jí)按各自不同的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量檢查。2、焊縫為保證焊縫質(zhì)量和便于施焊，對(duì)接焊縫要求按焊件厚度采用不同形式的坡口，坡口形式有I形、單邊V形、V形、U形、K形、X形等。對(duì)于沒有采用引弧板的焊縫，計(jì)算時(shí)焊縫長(zhǎng)度要考慮起落弧的影響。對(duì)接焊縫截面上的應(yīng)力分布與母材相同，強(qiáng)度計(jì)算公式也相同，軸力作用下一般采用直縫，強(qiáng)度不足時(shí)可采用斜焊縫，當(dāng)傾斜角度BW56。時(shí)，可不進(jìn)行焊縫強(qiáng)度計(jì)算，在彎矩、剪力共同作用下的計(jì)算公式也可采用材料力學(xué)公式。W5U阡埔nV 11單料坡門j酚:坡口__LL__么-S/C一_土_一匕— Uc_"T[_/V■R■炸哦櫓也吏埠咗凸憚1打直謹(jǐn)幻tit礦.O-—-"XL?—ED—rr_— 1LU3、角焊縫受力復(fù)雜，按受力不同分為側(cè)焊縫和端焊縫為保證焊接質(zhì)量，規(guī)范對(duì)焊腳尺寸hf及焊縫計(jì)算長(zhǎng)度lw等都作了構(gòu)造規(guī)定。角焊縫計(jì)算以最小焊縫截面為計(jì)算截面，且不論抗拉、抗壓及抗剪均采用同一強(qiáng)度設(shè)計(jì)值￡fw。對(duì)角焊縫在軸心力、彎矩、扭矩、剪力及幾個(gè)力共同作用下的受力進(jìn)行了分析并推導(dǎo)出不同情況下的計(jì)算公式，應(yīng)熟練掌握。4、 焊接施焊時(shí)，由于不均勻的溫度場(chǎng)，使桿件產(chǎn)生焊接變形和焊接應(yīng)力，這對(duì)結(jié)構(gòu)在常溫、靜載作用下的承載力沒有影響，但增大了結(jié)構(gòu)的變形，降低了結(jié)構(gòu)的剛度、疲勞強(qiáng)度以及穩(wěn)定承載力。從設(shè)計(jì)和施工方面應(yīng)采取不同措施減小或消除殘余應(yīng)力和殘余變形，如設(shè)計(jì)上盡量使焊縫對(duì)稱布置；施焊時(shí)應(yīng)采用合理的施焊次序等。5、 螺栓排列普通螺栓排列時(shí)，規(guī)范根據(jù)受力、構(gòu)造和施工三方面的要求規(guī)定了容許距離，針對(duì)螺栓幾種可能的排列形式，提出了不同的防止措施，在確定單個(gè)螺栓承載力設(shè)計(jì)值的基礎(chǔ)上，分析了螺栓群在不同荷載作用下的受力和計(jì)算方法。6、高強(qiáng)度螺栓高強(qiáng)度螺栓是通過特制扳手?jǐn)Q緊螺帽，使螺桿產(chǎn)生很大的預(yù)拉力，將板件壓緊。在外力作用下，板件間產(chǎn)生很大的摩擦力。摩擦型高強(qiáng)螺栓就是依靠摩擦力傳遞剪力的。當(dāng)剪力等于摩擦力時(shí)，連接應(yīng)定達(dá)到極限狀態(tài)。掌握其受力性能，傳力

方式及各種計(jì)算方法，并與普通螺栓加以對(duì)照理解分析附錄:賤i庠岐.包活翼澤淇人角幌IHflt幵fl!.■斤也皿城為址胃的再嶺亀垃所幷聲!a符吟刪狂?只處記號(hào)-沖活啞I屮十即，屮窗cr?■ -也皿城為址胃的再嶺亀垃所幷聲!a符吟刪狂?只處記號(hào)-沖活啞I屮十即，屮窗cr?■ -陣廉卓口尺寸博iMlfc嚴(yán)洛■* <TW射辭”呼屏■if*ti的歸腥工內(nèi)ttsswm*;MH=T*?TFH帶坡口焊縫符號(hào)使用范例瞬汆的焊燧 檸毎箭頭側(cè)的卷邊焊縫符號(hào)范例接頭類型不止一種時(shí)采用組合焊縫符號(hào)范例幾牛面上的焊絆（用繞周邊連紋焊緒o畫有圓圈的焊縫及符號(hào)范例圭LiXtV對(duì)rV：-刊：『巌劇Jf垢口r?4<rr?<v直n12t>wkL—" |-I底W悄打辰炸曙封底和打底焊道的符號(hào)19mm~j^\~裁EE膵n*■面Mnmt：m吟2二豪馨薩刑臨F訂AST需轉(zhuǎn)啊比!角焊縫的尺寸標(biāo)注Q：什么因素決定了角焊縫的尺寸?A:角焊縫尺寸由焊縫尺寸中最短的焊腳高來(lái)決定鋼結(jié)構(gòu)中的殘余應(yīng)力就是指的焊接殘余應(yīng)力嗎？還是焊接殘余應(yīng)力只是其中的主要部分？鋼結(jié)構(gòu)的焊接過程是在焊件局部區(qū)域加熱熔化,然后冷卻凝固的熱過程,由于不均勻的溫度場(chǎng),導(dǎo)致構(gòu)件不均勻的膨脹和收縮,從而使構(gòu)件內(nèi)部殘存應(yīng)力并引起變形,通稱的焊接殘余應(yīng)力和殘余變形.殘余應(yīng)力是鋼材在熱軋、氧割、焊接的加熱和冷卻過程中產(chǎn)生的，先冷卻部分形成壓應(yīng)力，后冷卻部分形成拉應(yīng)力。焊接殘余應(yīng)力按其方向可劃分為縱向殘余應(yīng)力、橫向殘余應(yīng)力和厚度方向殘余應(yīng)力三種。焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形的影響<1>，剛度——由于在殘余拉應(yīng)力區(qū)域提前進(jìn)入塑性狀態(tài)而剛度降為零，繼續(xù)增加的外力僅由彈性區(qū)承擔(dān)，因此構(gòu)件變形必然增大，剛度減小。<2>，靜力強(qiáng)度——?dú)堄鄳?yīng)力對(duì)靜力強(qiáng)度并無(wú)影響。<3>，壓桿的穩(wěn)定承載力——有殘余應(yīng)力的壓桿，在殘余應(yīng)力區(qū)提前進(jìn)入塑性狀態(tài)，截面的彈性區(qū)減小，桿件的抗彎剛度也相應(yīng)減小，因此其穩(wěn)定承載力降低。<4>，疲勞強(qiáng)度和溫度冷脆——由于塑性變形受到約束，材料變脆，使裂紋容易產(chǎn)生和開展，疲勞強(qiáng)度也會(huì)降低，在低溫情況下，更容易形成冷脆裂紋。5，焊接殘余變形對(duì)結(jié)構(gòu)的影響焊接殘余變形不僅影響結(jié)構(gòu)的尺寸，使裝配困難，而且使構(gòu)件產(chǎn)生初偏心和初彎曲等初始缺陷，在受荷載時(shí)引起附加內(nèi)力，影響其承載能力。6，焊接殘余應(yīng)力的分布與大小殘余應(yīng)力的分布、大小與截面的形狀、尺寸、制造方法和加工過程等有關(guān)，而與鋼材的強(qiáng)度等級(jí)關(guān)系不大。7，減少焊接殘余應(yīng)力和殘余變形的方法：如上所述，焊接殘余應(yīng)力和殘余變形對(duì)結(jié)構(gòu)性能均有不利影響，故應(yīng)減小殘余應(yīng)力并控制殘余變形過大，使其符合〈施工規(guī)范〉的規(guī)定，否則應(yīng)進(jìn)行矯正。殘余應(yīng)力和殘余變形在焊接過程中是相互關(guān)連的。為了減小殘余變形，在施焊時(shí)應(yīng)對(duì)焊件進(jìn)行加強(qiáng)約束。為了減小我們應(yīng)考慮以下兩個(gè)方面：〈1〉設(shè)計(jì)方面〈2〉制造、焊接工藝方面。焊接殘余應(yīng)力分類及影響焊接殘余變形：焊接的不均勻加熱和高溫區(qū)的熱態(tài)塑性壓縮，使構(gòu)件冷卻后產(chǎn)生一些殘余變形，如縱向縮短，橫向縮短，彎曲變形，角變形和扭曲變形等。焊接殘余應(yīng)力分類：1）縱向焊接殘余應(yīng)力；2）橫向殘余應(yīng)力；3）沿焊縫厚度方向的殘余應(yīng)力；4）約束狀態(tài)下產(chǎn)生的焊接應(yīng)力。焊接殘余應(yīng)力的影響1）對(duì)結(jié)構(gòu)靜力強(qiáng)度的影響：對(duì)于具有一定塑性的材料，在靜力荷載作用下，焊接殘余應(yīng)力是不會(huì)影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的；2）對(duì)剛度的影響：焊接殘余應(yīng)力會(huì)降低結(jié)構(gòu)的剛度；3）對(duì)壓桿穩(wěn)定的影響：焊接殘余應(yīng)力會(huì)使壓桿的撓曲剛度減小，從而必定降低其穩(wěn)定承載力；4）對(duì)低溫冷脆的影響：在厚板和有三軸交叉焊縫的情況下，將產(chǎn)生三軸焊接殘余應(yīng)力，阻礙塑性變形，在低溫下使裂紋容易發(fā)生和發(fā)展，加速構(gòu)件的脆性破壞；5）對(duì)疲勞的影響：焊接殘余應(yīng)力對(duì)疲勞強(qiáng)度有不利影響，使焊縫及其附近產(chǎn)生高額殘余拉應(yīng)力。減少焊接殘余應(yīng)力和焊接變形的方法1）采用合理的施焊次序：例如鋼板對(duì)接時(shí)采用分段退焊，厚焊縫采用分層焊，工字形截面按對(duì)角跳焊等；2）施焊前給構(gòu)件一個(gè)和焊接變形相反的預(yù)變形，使構(gòu)件在焊后產(chǎn)生的焊接變形與之正好抵消；3）對(duì)于小尺寸焊件，在施焊前預(yù)熱，或施焊后回火（加熱至 600°C左右，然后緩慢冷卻），可以消除焊接殘余應(yīng)力。也可以用機(jī)械方法或氧炔焰局部加熱反彎以消除焊接變形。合理的焊縫設(shè)計(jì)為了減少焊接應(yīng)力與焊接變形，設(shè)計(jì)時(shí)在構(gòu)造上采取一些措施：1）焊接的位置要合理，焊縫的布置應(yīng)盡可能對(duì)稱于構(gòu)件重心，以減少焊接變形。2）焊縫尺寸要適當(dāng)，在允許范圍內(nèi)，可以采用較小焊腳尺寸，并加大焊縫長(zhǎng)度，使需要的焊縫總面積不變，以免因焊腳尺寸過大而引起過大的焊接殘余應(yīng)力。焊縫過厚還可能引起施焊時(shí)燒穿、過熱等現(xiàn)象。3）焊縫不宜過度集中。4）應(yīng)盡量避免三向焊縫相交，為此可使次要焊縫中斷，主要焊縫連續(xù)通過。5）要考慮鋼板的分層問題，避免垂直于板面?zhèn)鬟f拉力。此外，為了保證焊接質(zhì)量，還應(yīng)注意：焊縫連接構(gòu)造要盡可能避免仰焊，并且施焊時(shí)焊條易于到達(dá)。拓展殘余應(yīng)力的簡(jiǎn)圖一般用直線或不太復(fù)雜的曲線組成。1、軋制普通工字鋼：翼緣厚度比腹板的厚度大的多，腹板在型鋼熱軋后先冷卻，翼緣在冷卻的過程中受到與其連接的腹板的牽制作用，因此翼緣產(chǎn)生拉應(yīng)力，而腹板的中部受到壓縮產(chǎn)生壓應(yīng)力；2、軋制H型鋼：翼緣的尖端先冷卻，因此具有較高的殘余壓應(yīng)力；3、焊接工字鋼：翼緣具有軋制邊或火焰切割以后又經(jīng)過刨邊的焊接工字形截面，其殘余應(yīng)力與H型鋼類似，只是翼緣與腹板連接處的殘余拉應(yīng)力可能達(dá)到屈服強(qiáng)度；4、具有火焰切割翼緣的焊接工字型截面：翼緣切割時(shí)的溫度場(chǎng)和焊縫施焊時(shí)類似，因此邊緣產(chǎn)生拉應(yīng)力，翼緣與腹板連接處的殘余拉應(yīng)力經(jīng)常達(dá)到屈服強(qiáng)度；5、用很厚的翼緣板組成的焊接工字型截面：沿翼緣的厚度殘余應(yīng)力也有很大變化，板的外表具有殘余壓應(yīng)力，板端的應(yīng)力很高可達(dá)到屈服強(qiáng)度，而板的內(nèi)表在腹板連接焊縫處具有很高的殘余拉應(yīng)力；6、焊接箱型截面：在連接焊縫處具有高達(dá)屈服強(qiáng)度的殘余拉應(yīng)力，而在截面的中部殘余壓應(yīng)力隨板件的寬厚比和焊縫的大小而變化，當(dāng)寬厚比放大到40時(shí)殘余壓應(yīng)力只有0.2fy左右；7、等邊角鋼：等邊角鋼的殘余應(yīng)力，其峰值與角鋼邊的長(zhǎng)度有關(guān)；8、軋制鋼管：