钢结构的连接2.ppt

第五节 焊接应力和焊接变形 一、焊接应力和焊接变形产生的原因 1、原因：电弧对钢板的不均匀加热 将沿焊缝方向上的残余应力称为纵向应力，以σx表示； 将垂直于焊缝方向上的残余应力称为横向应力，以σy表示； 对厚度方向上的残余应力以σz表示。 一、焊接应力和焊接变形产生的原因 2、纵向焊接应力 平板对接时焊缝上纵向应力沿焊缝长度方向上的分布 （此图对于低碳钢适用，焊缝足够长） 第五节 焊接应力和焊接变形 不同尺寸、不同截面上纵向残余应力σx的分布（对于低碳钢适用） 不同材料上纵向残余应力在横截面上的分布 焊缝纵向应力沿板材横向上的分布 a)低碳钢 b)低合金钢 高温区拉应力 低温区压应力 一、焊接应力和焊接变形产生的原因 3、横向焊接应力=①+② ①焊缝沿纵向收缩时，两块钢板会向外弯曲成弓形，这种趋势被焊条金属所阻止； ②后焊部分对先焊部分的横向拉应力 一、焊接应力和焊接变形产生的原因 ?4、厚度方向焊接应力 与上述两种应力形成了三向同号拉应力场 使焊缝工作极为不利 二、焊接残余应力和变形的危害性及解决措施 1、减少或消除焊接残余应力的措施 (1)设计角度，尽量避免三向拉应力的情况 (2)制造方面，采取适当的焊接次序 焊缝较厚时采用分层焊，焊缝较长时采用分段焊 (3)尽可能采用对称焊缝 2、减少或消除焊接变形的措施 (1)施焊前使构件有一个和焊接变形相反的预变形 (2)采用合理的装配和焊接顺序 (3)对于小尺寸的杆件，可在焊前预热，或焊后回火加热到600℃左右，然后缓慢冷却，可消除焊接变形。 (4)机械矫正：锤击法 第六节? 螺栓连接 一、概述 （一）螺栓的种类和特性 普通螺栓 粗制螺栓，精致螺栓 高强螺栓 摩擦型、承压型 锚固螺栓 第三章 钢结构的连接 1、普通螺栓 粗制螺栓（C级）：螺杆比栓孔直径小1.0-1.5mm，安装制造简单，成本低，受剪时产生较大滑移，工作性能差 精制螺栓（A级、B级）：杆径与孔径基本相同，间隙小，约0.3mm，表面光滑尺寸准确，成本高 2、高强螺栓：用高强度钢材制成，利用特制扳手拧紧，产生很大预拉力，传递到接触面，产生很大摩擦力 摩擦型：完全依靠被连接件之间的摩阻力传力 承压型：由摩阻力和螺杆的剪力、承压共同传力 3、锚固螺栓 孔径为杆径的1.5倍，只能受拉，不能受剪 四、焊缝的强度设计值 焊缝强度主要决定于焊缝金属和主体金属的强度。并与焊接形式、应力集中程度以及焊接工艺条件等有密切关系。 对接焊缝的抗压、抗剪强度设计值与母材相同； 抗拉强度设计值：Ⅰ、 Ⅱ级质量检验焊缝与母材相同； Ⅲ级质量检验焊缝约取母材的85%即可。 角焊缝中侧面焊缝的强度低，正面焊缝的强度高，斜焊缝的强度介于两者之间。但是由于角焊缝的应力状态比较复杂，抗拉、抗剪和抗压不分焊缝质量检验等级而采用相同的强度设计值。 四、焊缝的强度设计值（表3-1） 《钢结构设计规范》 N/mm2 第三节 对接焊缝的构造和计算 一、对接焊缝的构造 优点 用料经济，传力平顺均匀，没有明显的应力集中，对于承受动力荷载作用的焊接结构，采用对接焊缝最为有利。 缺点 　　对接焊缝的焊件边缘需要进行坡口加工，焊件长度必须精确，施焊时焊件要保持一定的间隙。 一、对接焊缝的构造 第三节 对接焊缝的构造和计算 图3-7 对接焊缝的坡口形式及符号 根据板厚及焊接方法不同加工成不同的坡口 一、对接焊缝的构造 板厚相差超过四毫米时 引弧板：影响计算长度 有引弧板lw=l 无引弧板lw=l-2t（t为较小焊件厚度） （1）轴心受力的对接直焊缝计算 二、对接焊缝的强度计算 例题3-1 ：Q235－F钢板截面为500mm×14mm，采用手工焊条E43型(按Ⅲ级焊缝质量检验)，试按下列情况设计对接焊缝:①钢板承受轴心拉力N=1300kN，②按钢板最大承载力设计轴心拉力和焊缝等级。 单位：mm 课堂练习：习题3-1 钢材的强度设计值(表2-4) 焊缝的强度设计值（表3-1） （2）对接焊缝承受弯矩和剪力 二、对接焊缝的强度计算 Iw：焊缝截面对中和轴惯性矩。 Ww：截面抵抗矩：截面对其形心轴的惯性矩与界面上所求点到形心轴距离比值。 Sw：所求应力点以上或者以下焊缝截面对中和轴的面积矩。 例题3-2 ：验算Q235热轧普通工字钢I20a的对接焊缝强度。对接截面承受弯矩M=45kN.m, 剪力V=80kN，采用手工焊焊条E43型(按Ⅱ级焊缝质量检验) 。 单位：mm 小问题:关于引弧板，题目中没说但书上答案按有引弧板做的。。。。。 （3）对接焊缝承受弯矩、剪力和轴心力 对接焊缝承受弯矩、剪力和