1、本章重點(diǎn)1、鋼構(gòu)造的各種銜接方法的特點(diǎn)；2、角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算；3、焊接剩余應(yīng)力與變形的產(chǎn)活力理與影響；4、普通螺栓受剪銜接的破壞方式與機(jī)理；5、高強(qiáng)螺栓銜接的構(gòu)造與計(jì)算。u第一節(jié)第一節(jié) 鋼構(gòu)造的銜接方法鋼構(gòu)造的銜接方法u第二節(jié)第二節(jié) 焊接銜接的特性焊接銜接的特性u(píng)第三節(jié)第三節(jié) 對(duì)接焊縫銜接的構(gòu)造和計(jì)算對(duì)接焊縫銜接的構(gòu)造和計(jì)算u第四節(jié)第四節(jié) 角焊縫銜接的構(gòu)造和計(jì)算角焊縫銜接的構(gòu)造和計(jì)算u第五節(jié)第五節(jié) 焊接剩余應(yīng)力和焊接剩余變形焊接剩余應(yīng)力和焊接剩余變形u第六節(jié)第六節(jié) 普通螺栓銜接的構(gòu)造和計(jì)算普通螺栓銜接的構(gòu)造和計(jì)算u第七節(jié)第七節(jié) 高強(qiáng)度螺栓銜接的性能和計(jì)算高強(qiáng)度螺栓銜接的性能和計(jì)算一、銜接設(shè)計(jì)

2、原那么一、銜接設(shè)計(jì)原那么二、構(gòu)造的銜接方法二、構(gòu)造的銜接方法l 鋼構(gòu)造是由鋼板、型鋼經(jīng)過必要的銜接組成構(gòu)件，各構(gòu)件鋼構(gòu)造是由鋼板、型鋼經(jīng)過必要的銜接組成構(gòu)件，各構(gòu)件再經(jīng)過一定的安裝銜接而構(gòu)成整體構(gòu)造。銜接部位應(yīng)有足再經(jīng)過一定的安裝銜接而構(gòu)成整體構(gòu)造。銜接部位應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、剛度及延性。被銜接構(gòu)件間應(yīng)堅(jiān)持正確的相互夠的強(qiáng)度、剛度及延性。被銜接構(gòu)件間應(yīng)堅(jiān)持正確的相互位置，以滿足傳力和運(yùn)用要求。銜接的加工和安裝比較復(fù)位置，以滿足傳力和運(yùn)用要求。銜接的加工和安裝比較復(fù)雜、費(fèi)工，因此選定適宜的銜接方案和節(jié)點(diǎn)構(gòu)造是鋼構(gòu)造雜、費(fèi)工，因此選定適宜的銜接方案和節(jié)點(diǎn)構(gòu)造是鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)中重要的環(huán)節(jié)。銜接設(shè)計(jì)不合理睬影

3、響構(gòu)造的造價(jià)、設(shè)計(jì)中重要的環(huán)節(jié)。銜接設(shè)計(jì)不合理睬影響構(gòu)造的造價(jià)、平安和壽命。平安和壽命。 l 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)銜接節(jié)點(diǎn)的位置及其所要求的強(qiáng)度和剛度，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)銜接節(jié)點(diǎn)的位置及其所要求的強(qiáng)度和剛度，合理地確定銜接方式及節(jié)點(diǎn)的細(xì)部構(gòu)造和計(jì)算方法，并應(yīng)合理地確定銜接方式及節(jié)點(diǎn)的細(xì)部構(gòu)造和計(jì)算方法，并應(yīng)留意以下幾點(diǎn)：留意以下幾點(diǎn)： (1)銜接的設(shè)計(jì)應(yīng)與構(gòu)造內(nèi)力分析時(shí)的假定相一致；銜接的設(shè)計(jì)應(yīng)與構(gòu)造內(nèi)力分析時(shí)的假定相一致； (2)構(gòu)造的荷載，內(nèi)力組合應(yīng)能提供銜接的最不利受力工況；構(gòu)造的荷載，內(nèi)力組合應(yīng)能提供銜接的最不利受力工況； (3)銜接的構(gòu)造應(yīng)傳力直接，各零件受力明確，并銜接的構(gòu)造應(yīng)傳力直接，各零件受

4、力明確，并 盡能夠防止嚴(yán)重的應(yīng)力集中；盡能夠防止嚴(yán)重的應(yīng)力集中； (4)銜接的計(jì)算模型應(yīng)能思索剛度不同的零件間的變銜接的計(jì)算模型應(yīng)能思索剛度不同的零件間的變 形協(xié)調(diào)；形協(xié)調(diào)； (5)構(gòu)件相互銜接的節(jié)點(diǎn)應(yīng)盡能夠防止偏心，不能完全防止時(shí)構(gòu)件相互銜接的節(jié)點(diǎn)應(yīng)盡能夠防止偏心，不能完全防止時(shí)應(yīng)思索偏心的影響；應(yīng)思索偏心的影響； (6)防止在構(gòu)造內(nèi)產(chǎn)生過大的剩余應(yīng)力，尤其是約束呵斥的剩防止在構(gòu)造內(nèi)產(chǎn)生過大的剩余應(yīng)力，尤其是約束呵斥的剩余應(yīng)力，防止焊縫過度密集；余應(yīng)力，防止焊縫過度密集； (7)厚鋼板沿厚度方向受力容易出現(xiàn)層間撕裂，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)厚鋼板沿厚度方向受力容易出現(xiàn)層間撕裂，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予以充分留意；

5、予以充分留意； (8)銜接的構(gòu)造應(yīng)便于制造、安裝，綜合造價(jià)低。銜接的構(gòu)造應(yīng)便于制造、安裝，綜合造價(jià)低。焊縫銜接焊縫銜接鉚釘銜接鉚釘銜接 螺栓銜接螺栓銜接l 20世紀(jì)初開場在工程構(gòu)造上較廣泛運(yùn)用。焊接是世紀(jì)初開場在工程構(gòu)造上較廣泛運(yùn)用。焊接是現(xiàn)代鋼構(gòu)造最主要的銜接方法之一?，F(xiàn)代鋼構(gòu)造最主要的銜接方法之一。l 優(yōu)點(diǎn)：不減弱構(gòu)件截面，構(gòu)造簡單，節(jié)約鋼材，優(yōu)點(diǎn)：不減弱構(gòu)件截面，構(gòu)造簡單，節(jié)約鋼材，加工方便，可采用自動(dòng)化操作，消費(fèi)效率高。剛加工方便，可采用自動(dòng)化操作，消費(fèi)效率高。剛度較大、密封性能好。度較大、密封性能好。l 缺陷：焊縫附近存在熱影響區(qū)，由高溫快速降到缺陷：焊縫附近存在熱影響區(qū)，由高溫快速

6、降到常溫，使鋼材脆性加大；存在焊接剩余應(yīng)力及剩常溫，使鋼材脆性加大；存在焊接剩余應(yīng)力及剩余變形；焊接構(gòu)造低溫冷脆問題也比較突出。余變形；焊接構(gòu)造低溫冷脆問題也比較突出。 l 優(yōu)點(diǎn)：傳力可靠，韌性和塑性好，質(zhì)量易于檢查，優(yōu)點(diǎn)：傳力可靠，韌性和塑性好，質(zhì)量易于檢查，抗動(dòng)力荷載好抗動(dòng)力荷載好 。l 缺陷：構(gòu)造復(fù)雜、費(fèi)工、費(fèi)鋼。缺陷：構(gòu)造復(fù)雜、費(fèi)工、費(fèi)鋼。l1普通螺栓銜接普通螺栓銜接 1C級(jí)螺栓銜接：級(jí)螺栓銜接： l 2A、B級(jí)螺栓銜接：級(jí)螺栓銜接：l2高強(qiáng)螺栓銜接高強(qiáng)螺栓銜接 20世紀(jì)中鋼構(gòu)造開場采世紀(jì)中鋼構(gòu)造開場采用。用。l 是現(xiàn)代鋼構(gòu)造最主要的銜接方法之一。是現(xiàn)代鋼構(gòu)造最主要的銜接方法之一。l3

7、射釘、自攻螺栓銜接射釘、自攻螺栓銜接 l優(yōu)點(diǎn)：裝卸便利，設(shè)備簡單優(yōu)點(diǎn)：裝卸便利，設(shè)備簡單 。l缺陷：螺栓精度低時(shí)不宜受剪，螺栓精度缺陷：螺栓精度低時(shí)不宜受剪，螺栓精度高時(shí)加工和安裝難度較大高時(shí)加工和安裝難度較大 。l優(yōu)點(diǎn)：加工方便，對(duì)構(gòu)造減弱少，可拆換，優(yōu)點(diǎn)：加工方便，對(duì)構(gòu)造減弱少，可拆換，能接受動(dòng)力荷載，耐疲勞，塑性、韌性好能接受動(dòng)力荷載，耐疲勞，塑性、韌性好 。l缺陷：摩擦面處置，安裝工藝略為復(fù)雜，缺陷：摩擦面處置，安裝工藝略為復(fù)雜，造價(jià)略高造價(jià)略高 l優(yōu)點(diǎn)：靈敏，安裝方便，構(gòu)件無須予先處優(yōu)點(diǎn)：靈敏，安裝方便，構(gòu)件無須予先處置，適用于輕鋼、薄板構(gòu)造置，適用于輕鋼、薄板構(gòu)造 。l缺陷：不能受

8、較大集中力缺陷：不能受較大集中力 。n 一、鋼構(gòu)造中常用的焊接方法一、鋼構(gòu)造中常用的焊接方法n 二、焊縫類型二、焊縫類型n 三、焊縫缺陷、質(zhì)量檢驗(yàn)和焊縫級(jí)別三、焊縫缺陷、質(zhì)量檢驗(yàn)和焊縫級(jí)別n 四、焊縫符號(hào)及標(biāo)注方法四、焊縫符號(hào)及標(biāo)注方法1、電、電 弧弧 焊焊 1手工焊手工焊 2自動(dòng)焊自動(dòng)焊 3半自動(dòng)焊半自動(dòng)焊 2、電、電 阻阻 焊焊 3、氣、氣 焊焊 4、電、電 渣渣 焊焊注：各種焊接方法的比較。注：各種焊接方法的比較。焊接方法焊接方法 焊焊 條條 焊焊 劑劑操作方式操作方式適應(yīng)范圍適應(yīng)范圍質(zhì)量狀況質(zhì)量狀況電電 弧弧 焊焊 手工焊手工焊焊條焊條 短焊短焊條條(350400mm) 附于焊附于焊條

9、之藥條之藥皮皮 全手動(dòng)全手動(dòng) 工位復(fù)雜，工位復(fù)雜，形狀復(fù)雜之形狀復(fù)雜之焊縫焊縫 比自動(dòng)焊略差比自動(dòng)焊略差 自動(dòng)焊自動(dòng)焊連續(xù)焊絲連續(xù)焊絲 焊劑焊劑 全自動(dòng)全自動(dòng) 長而簡單的長而簡單的焊縫焊縫 質(zhì)量均勻、塑質(zhì)量均勻、塑性、韌性好，性、韌性好，抗腐蝕性強(qiáng)抗腐蝕性強(qiáng) 半自半自動(dòng)焊動(dòng)焊 連續(xù)焊絲連續(xù)焊絲 CO2氣氣體保護(hù)體保護(hù) 人工操作人工操作前進(jìn)前進(jìn) 任意焊縫任意焊縫 質(zhì)量均勻、塑質(zhì)量均勻、塑性、韌性好，性、韌性好，抗腐蝕性強(qiáng)抗腐蝕性強(qiáng) 電電 阻阻 焊焊 無無 無無 通電、加通電、加壓、機(jī)械壓、機(jī)械 薄板點(diǎn)焊薄板點(diǎn)焊 一般用作構(gòu)造一般用作構(gòu)造焊縫焊縫 氣氣 焊焊 無短、光無短、光焊條焊條 無（乙無（乙

10、炔炔 還原還原 手工手工 薄板、小型、薄板、小型、不同材質(zhì)結(jié)不同材質(zhì)結(jié)構(gòu)中構(gòu)中 一般用作構(gòu)造一般用作構(gòu)造焊縫焊縫 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 1不需打孔，省工省時(shí)；不需打孔，省工省時(shí)； 2任何外形的構(gòu)件可直接銜接，銜接構(gòu)造方便；任何外形的構(gòu)件可直接銜接，銜接構(gòu)造方便； 3氣密性、水密性好，構(gòu)造剛度較大，整體性較氣密性、水密性好，構(gòu)造剛度較大，整體性較好。好。 缺陷：缺陷： 1焊接附近有熱影響區(qū)，材量變脆；焊接附近有熱影響區(qū)，材量變脆； 2焊接的剩余應(yīng)力使構(gòu)造易發(fā)生脆性破壞，剩余焊接的剩余應(yīng)力使構(gòu)造易發(fā)生脆性破壞，剩余變形使構(gòu)造外形、尺寸發(fā)生變化。變形使構(gòu)造外形、尺寸發(fā)生變化。3焊接裂痕一經(jīng)發(fā)生，便容易擴(kuò)展。

11、焊接裂痕一經(jīng)發(fā)生，便容易擴(kuò)展。 1、焊縫缺陷、焊縫缺陷2、焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)和焊縫級(jí)別、焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)和焊縫級(jí)別3、焊縫銜接的型式及焊縫方式、焊縫銜接的型式及焊縫方式4、焊縫符號(hào)及標(biāo)注方法、焊縫符號(hào)及標(biāo)注方法 焊縫尺寸偏向焊縫尺寸偏向; 咬邊咬邊; 弧坑弧坑,起弧或落弧處焊縫所構(gòu)成的凹坑；起弧或落弧處焊縫所構(gòu)成的凹坑； 未熔合；未熔合； 母材被燒穿母材被燒穿; 氣孔；氣孔； 非金屬夾渣；非金屬夾渣； 裂紋。裂紋。 缺陷會(huì)引起應(yīng)力集中減弱焊縫有效截面，降低承載才干。缺陷會(huì)引起應(yīng)力集中減弱焊縫有效截面，降低承載才干。假設(shè)發(fā)現(xiàn)焊縫有裂紋，應(yīng)徹底根除后補(bǔ)焊。假設(shè)發(fā)現(xiàn)焊縫有裂紋，應(yīng)徹底根除后補(bǔ)焊。l 焊接時(shí)為保

12、證質(zhì)量，需求留意之處：焊接時(shí)為保證質(zhì)量，需求留意之處： l 1對(duì)不熟習(xí)的鋼種焊接時(shí)，需做工藝性能和力學(xué)性能的對(duì)不熟習(xí)的鋼種焊接時(shí)，需做工藝性能和力學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)； l 2焊工要進(jìn)展考核，持證上崗；焊工要進(jìn)展考核，持證上崗； l 3焊條、焊絲、焊劑按規(guī)定烘焙；焊條、焊絲、焊劑按規(guī)定烘焙； l 4多層焊接需延續(xù)施焊，每層焊道之間要清理；多層焊接需延續(xù)施焊，每層焊道之間要清理； l 5焊縫出現(xiàn)裂痕，應(yīng)申報(bào)、查明緣由，方能處置。焊縫出現(xiàn)裂痕，應(yīng)申報(bào)、查明緣由，方能處置。l 焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)方法分：外觀檢查、超聲波探傷檢驗(yàn)、焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)方法分：外觀檢查、超聲波探傷檢驗(yàn)、X射射線檢驗(yàn)。線檢驗(yàn)。 l 焊縫質(zhì)

13、量分三級(jí)焊縫質(zhì)量分三級(jí): l 一級(jí)焊縫需經(jīng)外觀檢查、超聲波探傷、一級(jí)焊縫需經(jīng)外觀檢查、超聲波探傷、x射線檢驗(yàn)都合格；射線檢驗(yàn)都合格；l 二級(jí)焊縫需外觀檢查、超聲波探傷合格；二級(jí)焊縫需外觀檢查、超聲波探傷合格；l 三級(jí)焊縫需外觀檢查合格。三級(jí)焊縫需外觀檢查合格。 銜接的型式：銜接的型式： 按兩焊件的相對(duì)位置分為：按兩焊件的相對(duì)位置分為： 1平接、平接、 2搭接、搭接、 3頂接頂接焊縫方式：焊縫方式：1按構(gòu)造可分為：對(duì)接焊縫和角焊縫按構(gòu)造可分為：對(duì)接焊縫和角焊縫2對(duì)接焊縫按受力與焊縫方向分：對(duì)接焊縫按受力與焊縫方向分： a直縫：作用力方向與焊縫方向正交直縫：作用力方向與焊縫方向正交 b斜縫：作用力

14、方向與焊縫方向斜交斜縫：作用力方向與焊縫方向斜交 3角焊縫按受力與焊縫方向分：角焊縫按受力與焊縫方向分： a端縫：作用力方向與焊縫長度方向垂直端縫：作用力方向與焊縫長度方向垂直 b側(cè)縫：作用力方向與焊縫長度方向平行側(cè)縫：作用力方向與焊縫長度方向平行 4按焊縫延續(xù)性：按焊縫延續(xù)性： a延續(xù)焊縫：受力較好延續(xù)焊縫：受力較好 b斷續(xù)焊縫：易發(fā)生應(yīng)力集中斷續(xù)焊縫：易發(fā)生應(yīng)力集中 5按施工位置：按施工位置： 俯焊、立焊、橫焊、仰焊，其中以俯焊施俯焊、立焊、橫焊、仰焊，其中以俯焊施工位置最好，所以焊縫質(zhì)量也最好，仰焊最工位置最好，所以焊縫質(zhì)量也最好，仰焊最差。差。 u按按(GB/T50105-2001)和

15、和(GB324-88)執(zhí)行。執(zhí)行。 l 對(duì)接焊縫傳力直接、平順、沒有顯著的應(yīng)力集中對(duì)接焊縫傳力直接、平順、沒有顯著的應(yīng)力集中景象，受力性能良好。但質(zhì)量要求高，焊件間施景象，受力性能良好。但質(zhì)量要求高，焊件間施焊間隙要求嚴(yán)，普通多用于工廠制造的銜接中，焊間隙要求嚴(yán)，普通多用于工廠制造的銜接中，主要用于板件、型鋼的拼接或構(gòu)件的銜接。主要用于板件、型鋼的拼接或構(gòu)件的銜接。l 一、對(duì)接焊縫的構(gòu)造一、對(duì)接焊縫的構(gòu)造l 二、對(duì)接焊縫的計(jì)算二、對(duì)接焊縫的計(jì)算 1. 對(duì)接焊縫的方式對(duì)接焊縫的方式2. 對(duì)接焊縫的優(yōu)缺陷對(duì)接焊縫的優(yōu)缺陷 3. 對(duì)接焊縫的構(gòu)造處置對(duì)接焊縫的構(gòu)造處置 4. 對(duì)接焊縫的強(qiáng)度對(duì)接焊縫的強(qiáng)

16、度 a 直邊縫：適宜板厚直邊縫：適宜板厚t 10mm b 單邊單邊V形：適宜板厚形：適宜板厚t 1020mm c 雙邊雙邊V形：適宜板厚形：適宜板厚t 1020mm d U形：適宜板厚形：適宜板厚t 20mm e K形：適宜板厚形：適宜板厚t 20mm f X形：適宜板厚形：適宜板厚t 20mm 2. 對(duì)接焊縫的優(yōu)缺陷對(duì)接焊縫的優(yōu)缺陷優(yōu)點(diǎn)：用料經(jīng)濟(jì)、傳力均勻、無明顯的應(yīng)力集中，優(yōu)點(diǎn)：用料經(jīng)濟(jì)、傳力均勻、無明顯的應(yīng)力集中，利于接受動(dòng)力荷載。利于接受動(dòng)力荷載。 缺陷：需剖口，焊件長度要準(zhǔn)確。缺陷：需剖口，焊件長度要準(zhǔn)確。 3. 對(duì)接焊縫的構(gòu)造處置對(duì)接焊縫的構(gòu)造處置 1起落弧處易有焊接缺陷，所以用引

17、弧板。但起落弧處易有焊接缺陷，所以用引弧板。但采用引弧板施工復(fù)雜，除接受動(dòng)力荷載外，普通不采用引弧板施工復(fù)雜，除接受動(dòng)力荷載外，普通不用，計(jì)算時(shí)將焊縫長度兩端各減去用，計(jì)算時(shí)將焊縫長度兩端各減去5mm。 2變厚度板對(duì)接，在板的一面或兩面切成坡度變厚度板對(duì)接，在板的一面或兩面切成坡度不大于不大于1：4的斜面，防止應(yīng)力集中。的斜面，防止應(yīng)力集中。 圖圖13變寬度板對(duì)接，在板的一側(cè)或兩側(cè)切成坡度變寬度板對(duì)接，在板的一側(cè)或兩側(cè)切成坡度不大于不大于1：4的斜邊，防止應(yīng)力集中。的斜邊，防止應(yīng)力集中。 圖圖2 4. 對(duì)接焊縫的強(qiáng)度對(duì)接焊縫的強(qiáng)度 有引弧板的對(duì)接焊縫在受壓時(shí)與母材等強(qiáng)，有引弧板的對(duì)接焊縫在受壓

18、時(shí)與母材等強(qiáng)，但焊縫的抗拉強(qiáng)度與焊縫質(zhì)量等級(jí)有關(guān)。但焊縫的抗拉強(qiáng)度與焊縫質(zhì)量等級(jí)有關(guān)。 圖圖 1圖圖 2l 對(duì)接焊縫的應(yīng)力分布以為與焊件原來的應(yīng)力分布根本一樣。對(duì)接焊縫的應(yīng)力分布以為與焊件原來的應(yīng)力分布根本一樣。計(jì)算時(shí)，焊縫中最大應(yīng)力或折算應(yīng)力不能超越焊縫的強(qiáng)計(jì)算時(shí)，焊縫中最大應(yīng)力或折算應(yīng)力不能超越焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，運(yùn)用材力實(shí)際計(jì)算。度設(shè)計(jì)值，運(yùn)用材力實(shí)際計(jì)算。 l 對(duì)接焊縫的計(jì)算包括：對(duì)接焊縫的計(jì)算包括： l 1、軸心受力的對(duì)接焊縫、軸心受力的對(duì)接焊縫 l 2、斜向受力的對(duì)接焊縫、斜向受力的對(duì)接焊縫 l 3、對(duì)接焊縫接受彎矩、剪力和軸心力共同作用時(shí)的計(jì)算、對(duì)接焊縫接受彎矩、剪力和軸心力共同作

19、用時(shí)的計(jì)算l 4、鋼梁的對(duì)接焊縫、鋼梁的對(duì)接焊縫 l 5、牛腿與翼緣的對(duì)接焊縫、牛腿與翼緣的對(duì)接焊縫 l 6、部分焊透的對(duì)接焊縫、部分焊透的對(duì)接焊縫 N軸心拉力或壓力軸心拉力或壓力; Lw焊縫計(jì)算長度，無引弧板時(shí)，焊縫長度取實(shí)長減去焊縫計(jì)算長度，無引弧板時(shí)，焊縫長度取實(shí)長減去10mm2t，有引弧板時(shí)，取實(shí)長，有引弧板時(shí)，取實(shí)長; t平接時(shí)為焊件的較小厚度，頂接時(shí)取腹板厚平接時(shí)為焊件的較小厚度，頂接時(shí)取腹板厚; 對(duì)接焊縫的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。對(duì)接焊縫的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 wcwftlNwcwtff 和或或 對(duì)接焊縫抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值對(duì)接焊縫抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 主要用于焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值低于構(gòu)件強(qiáng)度設(shè)計(jì)

20、值的銜接中。主要用于焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值低于構(gòu)件強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的銜接中。 優(yōu)點(diǎn)：抗動(dòng)力荷載性能較好優(yōu)點(diǎn)：抗動(dòng)力荷載性能較好 缺陷：較費(fèi)資料缺陷：較費(fèi)資料 當(dāng)當(dāng) tg 1.5即即 56.3時(shí)，可不驗(yàn)算焊縫強(qiáng)度。時(shí)，可不驗(yàn)算焊縫強(qiáng)度。 wvfu焊縫內(nèi)應(yīng)力分布同母材。焊縫內(nèi)應(yīng)力分布同母材。 u同時(shí)受彎、剪時(shí)，分別驗(yàn)算最大正應(yīng)力、最大剪應(yīng)力同時(shí)受彎、剪時(shí)，分別驗(yàn)算最大正應(yīng)力、最大剪應(yīng)力 uWx焊縫截面抵抗矩焊縫截面抵抗矩 uSw 焊縫截面上計(jì)算點(diǎn)處以上以下截面對(duì)中和軸的面焊縫截面上計(jì)算點(diǎn)處以上以下截面對(duì)中和軸的面積矩對(duì)于腹板和翼緣的交界點(diǎn)，正應(yīng)力、剪應(yīng)力雖不是最大，積矩對(duì)于腹板和翼緣的交界點(diǎn)，正應(yīng)力、剪應(yīng)力雖不

21、是最大，但都比較大，所以需驗(yàn)算折算應(yīng)力，即：但都比較大，所以需驗(yàn)算折算應(yīng)力，即： u 1、 1為腹板與翼緣交界點(diǎn)處的正應(yīng)力和剪應(yīng)力；為腹板與翼緣交界點(diǎn)處的正應(yīng)力和剪應(yīng)力；1.1為思為思索到最大折算應(yīng)力只在部分截面的部分點(diǎn)出現(xiàn)，而將強(qiáng)度設(shè)索到最大折算應(yīng)力只在部分截面的部分點(diǎn)出現(xiàn)，而將強(qiáng)度設(shè)計(jì)值適當(dāng)提高。計(jì)值適當(dāng)提高。 u腿和柱的對(duì)接焊縫，剪力全部由腹板接受并均勻分布，彎腿和柱的對(duì)接焊縫，剪力全部由腹板接受并均勻分布，彎矩、拉力由全截面承當(dāng)，與梁計(jì)算一樣，截面方式和截面矩、拉力由全截面承當(dāng)，與梁計(jì)算一樣，截面方式和截面上各種應(yīng)力分布見圖。上各種應(yīng)力分布見圖。 u圖中該牛腿截面為非對(duì)稱，在拉力作用下

22、，全截面均勻受圖中該牛腿截面為非對(duì)稱，在拉力作用下，全截面均勻受拉，在剪力作用下，整個(gè)腹板截面按均勻抗剪思索，在彎拉，在剪力作用下，整個(gè)腹板截面按均勻抗剪思索，在彎矩作用下，中和軸以上受拉，中和軸以下受壓。因此圖中矩作用下，中和軸以上受拉，中和軸以下受壓。因此圖中1、2、3、4點(diǎn)均需強(qiáng)度驗(yàn)算。點(diǎn)點(diǎn)均需強(qiáng)度驗(yàn)算。點(diǎn)1為下翼緣最外緣的點(diǎn)，點(diǎn)為下翼緣最外緣的點(diǎn)，點(diǎn)2為下翼緣與腹板的交界點(diǎn)，點(diǎn)為下翼緣與腹板的交界點(diǎn)，點(diǎn)3為上翼緣與腹板的交界點(diǎn)，為上翼緣與腹板的交界點(diǎn)，點(diǎn)點(diǎn)4為上翼緣最外緣的點(diǎn)。各點(diǎn)計(jì)算為：為上翼緣最外緣的點(diǎn)。各點(diǎn)計(jì)算為： 點(diǎn)點(diǎn)1： 點(diǎn)點(diǎn)2： 點(diǎn)點(diǎn)3： 點(diǎn)點(diǎn)4： 式中：式中： AW 有效

23、抗剪面積，有效抗剪面積， AW =h0tw AW整個(gè)焊縫截面的截面積；整個(gè)焊縫截面的截面積； yi各計(jì)算點(diǎn)到中和軸的間隔。各計(jì)算點(diǎn)到中和軸的間隔。 l 在鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)中，有時(shí)遇到板件較厚，而板件間銜接受力較小時(shí)，可以在鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)中，有時(shí)遇到板件較厚，而板件間銜接受力較小時(shí)，可以采用部分焊透的對(duì)接焊縫圖采用部分焊透的對(duì)接焊縫圖7-21，例如當(dāng)用四塊較厚的鋼板焊成的，例如當(dāng)用四塊較厚的鋼板焊成的箱形截面軸心受壓柱時(shí)，由于焊縫主要起聯(lián)絡(luò)作用，就可以用部分焊透箱形截面軸心受壓柱時(shí)，由于焊縫主要起聯(lián)絡(luò)作用，就可以用部分焊透的坡口焊縫圖的坡口焊縫圖7-21-f。在此情況下，用焊透的坡口焊縫并非必要，。在此情

24、況下，用焊透的坡口焊縫并非必要，而采用角焊縫那么外形不能平整，都不如采用部分焊透的坡口焊縫為好。而采用角焊縫那么外形不能平整，都不如采用部分焊透的坡口焊縫為好。l 當(dāng)垂直于焊縫長度方向受力時(shí)，因部分焊透處的應(yīng)力集中帶來不利的影當(dāng)垂直于焊縫長度方向受力時(shí)，因部分焊透處的應(yīng)力集中帶來不利的影響，對(duì)于直接接受動(dòng)力荷載的銜接不宜采用；但當(dāng)平行于焊縫長度方向響，對(duì)于直接接受動(dòng)力荷載的銜接不宜采用；但當(dāng)平行于焊縫長度方向受力時(shí)，其影響較小可以采用。受力時(shí)，其影響較小可以采用。l 部分焊透的對(duì)接焊縫，由于它們未焊透，只起類似于角焊縫的作用，因部分焊透的對(duì)接焊縫，由于它們未焊透，只起類似于角焊縫的作用，因此設(shè)

25、計(jì)中應(yīng)按角焊縫的計(jì)算公式進(jìn)展，取此設(shè)計(jì)中應(yīng)按角焊縫的計(jì)算公式進(jìn)展，取f10，僅在垂直于焊縫長，僅在垂直于焊縫長度的壓力作用下，可取度的壓力作用下，可取 f 122。其有效厚度那么取為：見。其有效厚度那么取為：見P200 l 角焊縫為沿兩直交或斜交焊件的交線焊接的焊縫，角焊縫為沿兩直交或斜交焊件的交線焊接的焊縫，可用于對(duì)接、搭接以及直角或斜角相交的可用于對(duì)接、搭接以及直角或斜角相交的T形和角形和角接接頭中。由于角焊縫施焊時(shí)板邊不需求加工坡口，接接頭中。由于角焊縫施焊時(shí)板邊不需求加工坡口，施焊較方便。施焊較方便。l 一、類型和特點(diǎn)一、類型和特點(diǎn)l 二、構(gòu)造要求二、構(gòu)造要求 l 三、角焊縫的計(jì)算三、

26、角焊縫的計(jì)算 u1、角焊縫按受力與焊縫方向分為：、角焊縫按受力與焊縫方向分為：u1側(cè)面角焊縫側(cè)縫：焊縫長度方向與受力方側(cè)面角焊縫側(cè)縫：焊縫長度方向與受力方向平行，其特點(diǎn)為應(yīng)力分布簡單些，但分布并不均向平行，其特點(diǎn)為應(yīng)力分布簡單些，但分布并不均勻，剪應(yīng)力兩端大，中間小。側(cè)縫強(qiáng)度低，但塑性勻，剪應(yīng)力兩端大，中間小。側(cè)縫強(qiáng)度低，但塑性較好。應(yīng)力分布如下圖較好。應(yīng)力分布如下圖u2正面角焊縫端縫：焊縫垂直于受力方向，正面角焊縫端縫：焊縫垂直于受力方向，其特點(diǎn)為受力后應(yīng)力形狀較復(fù)雜，應(yīng)力集中嚴(yán)重，其特點(diǎn)為受力后應(yīng)力形狀較復(fù)雜，應(yīng)力集中嚴(yán)重，焊縫根部構(gòu)成頂峰應(yīng)力，易于開裂。端縫破壞強(qiáng)度焊縫根部構(gòu)成頂峰應(yīng)力，

27、易于開裂。端縫破壞強(qiáng)度要高一些，但塑性差。應(yīng)力分布如下圖要高一些，但塑性差。應(yīng)力分布如下圖u2、角焊縫按截面方式可分為：、角焊縫按截面方式可分為：u1直角角焊縫直角角焊縫 如圖如圖ua普通焊縫普通焊縫 ub平坡焊縫平坡焊縫 uc深熔焊縫深熔焊縫 ul 普通采用普通采用a。但。但a應(yīng)力集中較嚴(yán)重，在應(yīng)力集中較嚴(yán)重，在接受動(dòng)力荷載時(shí)采用接受動(dòng)力荷載時(shí)采用b、c。 u2斜角角焊縫斜角角焊縫 如圖如圖 ud斜銳角焊縫斜銳角焊縫 ue斜鈍角焊縫斜鈍角焊縫 uf斜凹面角焊縫斜凹面角焊縫 u主要用于鋼管銜接中主要用于鋼管銜接中 u角焊縫主要采用直角角焊縫。角焊縫主要采用直角角焊縫。a普通焊縫普通焊縫 b平坡

28、焊縫平坡焊縫 c深熔焊縫深熔焊縫 d斜銳角焊縫斜銳角焊縫 e斜鈍角焊縫斜鈍角焊縫 f斜凹面角焊縫斜凹面角焊縫 u首先角焊縫的主要尺寸焊腳尺寸首先角焊縫的主要尺寸焊腳尺寸hf和焊縫長度和焊縫長度lw 應(yīng)滿足以下應(yīng)滿足以下構(gòu)造要求：構(gòu)造要求：u1、焊腳尺寸、焊腳尺寸hfuhf過小，熱量小，快速被周圍金屬吸收，冷卻過快而產(chǎn)生淬過小，熱量小，快速被周圍金屬吸收，冷卻過快而產(chǎn)生淬硬組織，使金屬變脆，容易構(gòu)成裂紋。硬組織，使金屬變脆，容易構(gòu)成裂紋。uhf過大，易使焊件過燒，改動(dòng)金相組織，且易燒穿較薄焊件過大，易使焊件過燒，改動(dòng)金相組織，且易燒穿較薄焊件u2、焊縫長度、焊縫長度lw ulw過小，會(huì)由于落弧的

29、弧坑相距太近呵斥應(yīng)力集中過大。過小，會(huì)由于落弧的弧坑相距太近呵斥應(yīng)力集中過大。ulw過大，由于外力在側(cè)焊縫內(nèi)引起的剪應(yīng)力，沿側(cè)縫長度方過大，由于外力在側(cè)焊縫內(nèi)引起的剪應(yīng)力，沿側(cè)縫長度方向的分布不均勻，兩端大，中間小。向的分布不均勻，兩端大，中間小。u所以所以hf和和lw不能過大或過小，詳細(xì)限值見下表或參考教材不能過大或過小，詳細(xì)限值見下表或參考教材P203205 1 接受動(dòng)力荷載的構(gòu)造中，垂直于受力方向的焊縫不接受動(dòng)力荷載的構(gòu)造中，垂直于受力方向的焊縫不宜采用不焊透的對(duì)接焊縫。宜采用不焊透的對(duì)接焊縫。 2 在直接接受動(dòng)力荷載的構(gòu)造中，角焊縫外表應(yīng)做成直在直接接受動(dòng)力荷載的構(gòu)造中，角焊縫外表應(yīng)做

30、成直線形或凹形，焊腳尺寸的比例：對(duì)正面角焊縫宜為線形或凹形，焊腳尺寸的比例：對(duì)正面角焊縫宜為1:1.5,長長邊順內(nèi)力方向；對(duì)側(cè)面角焊縫可為邊順內(nèi)力方向；對(duì)側(cè)面角焊縫可為1:1。 3 在次要構(gòu)件或次要焊接銜接中，可采用斷續(xù)角焊縫。在次要構(gòu)件或次要焊接銜接中，可采用斷續(xù)角焊縫。斷續(xù)角焊縫之間的凈距，不應(yīng)大于斷續(xù)角焊縫之間的凈距，不應(yīng)大于15t對(duì)受壓構(gòu)件或?qū)κ軌簶?gòu)件或30t對(duì)受拉構(gòu)件，對(duì)受拉構(gòu)件，t為較薄焊件的厚度。為較薄焊件的厚度。 1.強(qiáng)度設(shè)計(jì)值強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 實(shí)驗(yàn)得沿焊縫長度方向受剪時(shí)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為實(shí)驗(yàn)得沿焊縫長度方向受剪時(shí)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為 ，荷載產(chǎn)生的，荷載產(chǎn)生的應(yīng)力垂直于焊縫長度方向時(shí)，強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為

31、應(yīng)力垂直于焊縫長度方向時(shí)，強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為1.22 。 2.計(jì)算的根本公式計(jì)算的根本公式 3.角焊縫的計(jì)算包括如下幾個(gè)類型：角焊縫的計(jì)算包括如下幾個(gè)類型： 1受軸心力焊件的拼接板銜接計(jì)算受軸心力焊件的拼接板銜接計(jì)算 2接受軸向力接受軸向力N角鋼的銜接計(jì)算角鋼的銜接計(jì)算 3彎矩、剪力、軸力共同作用下的頂接銜接角焊縫計(jì)算彎矩、剪力、軸力共同作用下的頂接銜接角焊縫計(jì)算 4扭矩作用下的角焊縫銜接計(jì)算扭矩作用下的角焊縫銜接計(jì)算 5扭矩、剪力、軸力共同作用下的搭接銜接角焊縫計(jì)算扭矩、剪力、軸力共同作用下的搭接銜接角焊縫計(jì)算 l 如圖如圖a所示角焊縫的銜接，在三向軸力作用下，角焊縫所示角焊縫的銜接，在三向軸力作

32、用下，角焊縫所受所受 之力如圖之力如圖b所示，在有效截面所示，在有效截面BDEF上的應(yīng)力可用上的應(yīng)力可用、表示，其中表示，其中、為垂直焊縫長度方向的為垂直焊縫長度方向的正應(yīng)力和剪應(yīng)力，正應(yīng)力和剪應(yīng)力， 為平行于焊縫長度方向的剪應(yīng)力。實(shí)為平行于焊縫長度方向的剪應(yīng)力。實(shí)驗(yàn)證明，角焊縫在復(fù)雜應(yīng)力作用下的強(qiáng)度條件可和母材一驗(yàn)證明，角焊縫在復(fù)雜應(yīng)力作用下的強(qiáng)度條件可和母材一樣用下式表示：樣用下式表示：l 式中：式中： 是角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，把它看作剪切強(qiáng)度，是角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，把它看作剪切強(qiáng)度，因此乘以因此乘以 。wff3)(3222wff3l 為了便于計(jì)算角焊縫，對(duì)于如圖為了便于計(jì)算角焊縫，對(duì)于如圖

33、b所示的有效截面所示的有效截面BDEF上的正應(yīng)力上的正應(yīng)力叫和剪應(yīng)力叫和剪應(yīng)力改用兩個(gè)垂直于焊腳改用兩個(gè)垂直于焊腳CB和和BA并在有效截面上分布的應(yīng)力并在有效截面上分布的應(yīng)力fy和和fx表示，同時(shí)剪應(yīng)力表示，同時(shí)剪應(yīng)力的的符號(hào)改用符號(hào)改用fz表示。計(jì)算時(shí)不思索諸力的偏心作用，而且以為表示。計(jì)算時(shí)不思索諸力的偏心作用，而且以為有效截面上的諸應(yīng)力都是均勻分布的。有效截面積為有效截面上的諸應(yīng)力都是均勻分布的。有效截面積為Ae。根。根據(jù)平衡條件簡化可得：據(jù)平衡條件簡化可得：wffzfyfxfyfxf222)(32 1當(dāng)當(dāng)fx=fy=0時(shí)時(shí) ，即只需沿焊縫長度方向軸向力作用時(shí)，即只需沿焊縫長度方向軸向力

34、作用時(shí)軸向力作用的側(cè)面角焊縫：軸向力作用的側(cè)面角焊縫： 2當(dāng)當(dāng)fy或或fx=fz = 0時(shí)時(shí) ，即只需垂直于焊縫長度方，即只需垂直于焊縫長度方向軸向力作用時(shí)軸向力作用的正面角焊縫強(qiáng)度提高向軸向力作用時(shí)軸向力作用的正面角焊縫強(qiáng)度提高22%: 或或 3當(dāng)當(dāng)fy或或fx=0時(shí)時(shí) ，即角焊縫既只接受平行于焊，即角焊縫既只接受平行于焊縫長度方向的應(yīng)力縫長度方向的應(yīng)力f和垂直于焊縫長度方向的應(yīng)力和垂直于焊縫長度方向的應(yīng)力f時(shí)時(shí): 4 公式適用條件公式適用條件 適于非直接動(dòng)力荷載作用適于非直接動(dòng)力荷載作用,直接動(dòng)力荷載作用時(shí)，思索正面直接動(dòng)力荷載作用時(shí)，思索正面角焊縫塑性性能較差，取它和側(cè)面角焊縫的強(qiáng)度一樣

35、，把角焊縫塑性性能較差，取它和側(cè)面角焊縫的強(qiáng)度一樣，把公式中的公式中的1.22變?yōu)樽優(yōu)?即可。即可。 按允許應(yīng)力法計(jì)算焊接銜接時(shí)，強(qiáng)度均取角焊縫的允許剪按允許應(yīng)力法計(jì)算焊接銜接時(shí)，強(qiáng)度均取角焊縫的允許剪應(yīng)力，應(yīng)力根據(jù)荷載規(guī)范值求得。應(yīng)力，應(yīng)力根據(jù)荷載規(guī)范值求得。5有效厚度：有效厚度：兩焊腳邊的夾角，兩焊腳邊的夾角， hf焊腳尺寸。焊腳尺寸。u注：圓鋼與平板、圓鋼與圓鋼之間的焊注：圓鋼與平板、圓鋼與圓鋼之間的焊 縫如下圖，其有效縫如下圖，其有效厚度可按下式計(jì)算：厚度可按下式計(jì)算：u圓鋼與平板：圓鋼與平板： he =0.7hfu圓鋼與圓鋼：圓鋼與圓鋼： he =0.1(d1+2d2)-au 式中式

36、中d1,d2大、小圓鋼直徑大、小圓鋼直徑(mm)；u a焊縫外表至兩個(gè)圓鋼公切線間隔。焊縫外表至兩個(gè)圓鋼公切線間隔。 a如圖如圖a所示矩形拼接板側(cè)面角焊縫銜接所示矩形拼接板側(cè)面角焊縫銜接 f 沿焊縫長度方向的剪應(yīng)力。沿焊縫長度方向的剪應(yīng)力。 he 角焊縫有效厚度；角焊縫有效厚度； lw 角焊縫計(jì)算長度，每條角焊縫取實(shí)踐長度減角焊縫計(jì)算長度，每條角焊縫取實(shí)踐長度減10mm每端減每端減5mm或或2t； lw 銜接一側(cè)角焊縫計(jì)算長度之和；銜接一側(cè)角焊縫計(jì)算長度之和； fwf 角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； b如圖如圖b所示矩形拼接板正面角焊縫銜接所示矩形拼接板正面角焊縫銜接 f 垂直于焊縫長度

37、方向的應(yīng)力；垂直于焊縫長度方向的應(yīng)力； he 角焊縫有效厚度；角焊縫有效厚度； lw 角焊縫計(jì)算長度，每條角焊縫取實(shí)踐長度角焊縫計(jì)算長度，每條角焊縫取實(shí)踐長度減減10mm每端減每端減5mm或或2t； lw 銜接一側(cè)角焊縫計(jì)算長度之和；銜接一側(cè)角焊縫計(jì)算長度之和；ffw 角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值； f 系數(shù)，對(duì)接受靜力荷載和間接接受動(dòng)力荷系數(shù)，對(duì)接受靜力荷載和間接接受動(dòng)力荷載的構(gòu)造，載的構(gòu)造，f =1.22，直接接受動(dòng)力荷載，直接接受動(dòng)力荷載f =1.0。 c如圖如圖c所示矩形拼接板，三面圍焊?？上劝词剿揪匦纹唇影?，三面圍焊?？上劝词?計(jì)算正面角焊縫所承當(dāng)?shù)膬?nèi)力計(jì)算正面角焊縫所承當(dāng)?shù)?/p>

38、內(nèi)力N1，再由，再由NN1按式計(jì)算按式計(jì)算側(cè)面角焊縫。側(cè)面角焊縫。 如三面圍焊受直接動(dòng)載，由于如三面圍焊受直接動(dòng)載，由于f =1.0，那么按軸力由銜接，那么按軸力由銜接一側(cè)角焊縫有效截面面積平均承當(dāng)按下式計(jì)算：一側(cè)角焊縫有效截面面積平均承當(dāng)按下式計(jì)算： 式中式中 lw 銜接一側(cè)一切焊縫的計(jì)算長度之和。銜接一側(cè)一切焊縫的計(jì)算長度之和。 d為使傳力線平緩過渡，減小矩形拼接板轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力為使傳力線平緩過渡，減小矩形拼接板轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中，可改用菱形拼接板圖集中，可改用菱形拼接板圖d所示。菱形拼接板正面角所示。菱形拼接板正面角焊縫長度較小，為使計(jì)算簡化，可忽略正面角焊縫及斜焊焊縫長度較小，為使計(jì)算簡化

39、，可忽略正面角焊縫及斜焊縫的縫的f增大系數(shù)，不論何種荷載均按上式計(jì)算。增大系數(shù)，不論何種荷載均按上式計(jì)算。 wfweflhNa角鋼用兩面?zhèn)群缚p與節(jié)點(diǎn)板銜接的焊縫計(jì)算角鋼用兩面?zhèn)群缚p與節(jié)點(diǎn)板銜接的焊縫計(jì)算如下圖如下圖 ：先計(jì)算出肢背和肢尖焊縫所受軸心：先計(jì)算出肢背和肢尖焊縫所受軸心力力N1 、N2 ：K1、 K2焊縫內(nèi)力分配系數(shù)；焊縫內(nèi)力分配系數(shù)；N1 、N2 分別為角鋼肢背和肢尖傳送的內(nèi)力。分別為角鋼肢背和肢尖傳送的內(nèi)力。 再按側(cè)焊縫計(jì)算公式驗(yàn)算焊縫強(qiáng)度再按側(cè)焊縫計(jì)算公式驗(yàn)算焊縫強(qiáng)度 角鋼用兩面?zhèn)群缚p與節(jié)點(diǎn)板銜接的焊縫圖角鋼用兩面?zhèn)群缚p與節(jié)點(diǎn)板銜接的焊縫圖b角鋼用三面圍焊與節(jié)點(diǎn)板銜接的焊縫角鋼

40、用三面圍焊與節(jié)點(diǎn)板銜接的焊縫計(jì)算：計(jì)算： 如下圖如下圖端部正面角焊縫能傳送的內(nèi)力為：端部正面角焊縫能傳送的內(nèi)力為： c角鋼用角鋼用“L型焊縫與節(jié)點(diǎn)板銜接的焊型焊縫與節(jié)點(diǎn)板銜接的焊縫計(jì)算如下圖：縫計(jì)算如下圖： 由由 N2 = 0得：得： 彎矩彎矩M作用下，作用下，x方向應(yīng)力：方向應(yīng)力： 剪力作用下，剪力作用下，y方向應(yīng)力：方向應(yīng)力： 軸力軸力N作用下作用下x方向應(yīng)力：方向應(yīng)力： M、V和和N共同作用下，焊縫上或下端點(diǎn)最危險(xiǎn)處應(yīng)滿足：共同作用下，焊縫上或下端點(diǎn)最危險(xiǎn)處應(yīng)滿足： 式中：式中： 假設(shè)只接受上述假設(shè)只接受上述M、N、V的某一、兩種荷載時(shí)，只取其相的某一、兩種荷載時(shí)，只取其相應(yīng)的應(yīng)力進(jìn)展驗(yàn)

41、算。應(yīng)的應(yīng)力進(jìn)展驗(yàn)算。 n 假定假定:n 1被銜接件是剛性的，焊縫是彈性的；被銜接件是剛性的，焊縫是彈性的；n 2被銜接件繞焊縫形心被銜接件繞焊縫形心O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，焊縫上任一點(diǎn)應(yīng)力點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，焊縫上任一點(diǎn)應(yīng)力與與r的大小成正比，方向與的大小成正比，方向與r垂直。垂直。 n 按照材力實(shí)際計(jì)算按照材力實(shí)際計(jì)算: 扭矩扭矩T作用下各點(diǎn)應(yīng)力計(jì)算以作用下各點(diǎn)應(yīng)力計(jì)算以A點(diǎn)為例：點(diǎn)為例： Ix+Iy為焊縫計(jì)算截面對(duì)形心的極慣性矩，為焊縫計(jì)算截面對(duì)形心的極慣性矩，rx、ry為焊縫角為焊縫角點(diǎn)到焊縫形心的坐標(biāo)間隔。點(diǎn)到焊縫形心的坐標(biāo)間隔。 V作用下作用下A點(diǎn)點(diǎn) ： N作用下作用下A點(diǎn)：點(diǎn)： A點(diǎn)合應(yīng)力：點(diǎn)合應(yīng)力： 要

42、求：要求： 留意計(jì)算時(shí)需判別應(yīng)力最大點(diǎn)！留意計(jì)算時(shí)需判別應(yīng)力最大點(diǎn)！ u焊接剩余變形：鋼構(gòu)造構(gòu)件或節(jié)點(diǎn)在焊接過程中，部分區(qū)焊接剩余變形：鋼構(gòu)造構(gòu)件或節(jié)點(diǎn)在焊接過程中，部分區(qū)域遭到很強(qiáng)的高溫作用，在此不均勻的加熱和冷卻過程中域遭到很強(qiáng)的高溫作用，在此不均勻的加熱和冷卻過程中產(chǎn)生的變形稱為焊接變形。產(chǎn)生的變形稱為焊接變形。 u焊接剩余應(yīng)力：焊接后冷卻時(shí)，焊縫與焊縫附近的鋼材不焊接剩余應(yīng)力：焊接后冷卻時(shí)，焊縫與焊縫附近的鋼材不能自在收縮，由此約束而產(chǎn)生的應(yīng)力稱為焊接應(yīng)力。能自在收縮，由此約束而產(chǎn)生的應(yīng)力稱為焊接應(yīng)力。u焊接剩余應(yīng)力的分類和構(gòu)成的緣由焊接剩余應(yīng)力的分類和構(gòu)成的緣由u焊接剩余應(yīng)力對(duì)鋼構(gòu)造

43、的影響焊接剩余應(yīng)力對(duì)鋼構(gòu)造的影響 u焊接剩余變形的產(chǎn)生和防止焊接剩余變形的產(chǎn)生和防止 u減少焊接剩余應(yīng)力和焊接剩余變形的方法減少焊接剩余應(yīng)力和焊接剩余變形的方法 u合理的焊縫設(shè)計(jì)合理的焊縫設(shè)計(jì) 1焊接剩余應(yīng)力的分類焊接剩余應(yīng)力的分類 縱向應(yīng)力：沿著焊縫長度方向的應(yīng)力縱向應(yīng)力：沿著焊縫長度方向的應(yīng)力 橫向應(yīng)力：垂直于焊縫長度方向且平行于構(gòu)件外表的應(yīng)力橫向應(yīng)力：垂直于焊縫長度方向且平行于構(gòu)件外表的應(yīng)力 厚度方向應(yīng)力：垂直于焊縫長度方向且垂直于構(gòu)件外表的厚度方向應(yīng)力：垂直于焊縫長度方向且垂直于構(gòu)件外表的應(yīng)力。應(yīng)力。 約束形狀下產(chǎn)生的焊接應(yīng)力：約束形狀下產(chǎn)生的焊接應(yīng)力： 2焊接剩余應(yīng)力成因焊接剩余應(yīng)力

44、成因 縱向應(yīng)力：縱向應(yīng)力： 橫向應(yīng)力：橫向應(yīng)力： 厚度方向應(yīng)力：厚度方向應(yīng)力： 約束形狀下產(chǎn)生的焊接應(yīng)力：約束形狀下產(chǎn)生的焊接應(yīng)力：u產(chǎn)生的緣由產(chǎn)生的緣由:u1焊接過程的不均勻加熱和冷卻的過程導(dǎo)致焊接剩余焊接過程的不均勻加熱和冷卻的過程導(dǎo)致焊接剩余應(yīng)力和變形應(yīng)力和變形u2有塑性變形才有焊接剩余應(yīng)力。有塑性變形才有焊接剩余應(yīng)力。u3溫度高處受拉。溫度高處受拉。u產(chǎn)生的緣由產(chǎn)生的緣由:u焊縫縱向收縮，兩塊鋼板趨向于彎成弓形，實(shí)踐上焊縫焊縫縱向收縮，兩塊鋼板趨向于彎成弓形，實(shí)踐上焊縫將兩塊鋼板連成整體，于是在焊縫中部將產(chǎn)生橫向拉應(yīng)力，將兩塊鋼板連成整體，于是在焊縫中部將產(chǎn)生橫向拉應(yīng)力，兩端產(chǎn)生橫向壓

45、應(yīng)力兩端產(chǎn)生橫向壓應(yīng)力.u施焊過程中，先焊的焊縫先冷卻凝固，具有一定的強(qiáng)度，施焊過程中，先焊的焊縫先冷卻凝固，具有一定的強(qiáng)度，阻止后焊焊縫在橫向的自在膨脹，使其產(chǎn)生橫向的塑性緊阻止后焊焊縫在橫向的自在膨脹，使其產(chǎn)生橫向的塑性緊縮變形，產(chǎn)生橫向應(yīng)力。縮變形，產(chǎn)生橫向應(yīng)力。 1、對(duì)常溫下接受靜力荷載構(gòu)造的強(qiáng)度沒有影響，但剛度降、對(duì)常溫下接受靜力荷載構(gòu)造的強(qiáng)度沒有影響，但剛度降低；低； 2、由于焊接應(yīng)力使焊縫處于三向應(yīng)力形狀，妨礙了塑性變、由于焊接應(yīng)力使焊縫處于三向應(yīng)力形狀，妨礙了塑性變形，裂紋易發(fā)生和開展；形，裂紋易發(fā)生和開展； 3、降低疲勞強(qiáng)度；、降低疲勞強(qiáng)度； 4、降低壓桿的穩(wěn)定性；、降低壓桿

46、的穩(wěn)定性； 5、使構(gòu)件提早進(jìn)入彈塑性任務(wù)階段。、使構(gòu)件提早進(jìn)入彈塑性任務(wù)階段。l 焊接變形是由于焊接過程中焊區(qū)的收縮變形引起的，表如焊接變形是由于焊接過程中焊區(qū)的收縮變形引起的，表如今構(gòu)件部分的鼓起、歪曲、彎曲或扭曲等。表現(xiàn)主要有：今構(gòu)件部分的鼓起、歪曲、彎曲或扭曲等。表現(xiàn)主要有：縱向收縮、橫向收縮、彎曲變形、角變形、波浪變形、扭縱向收縮、橫向收縮、彎曲變形、角變形、波浪變形、扭曲變形等。如下圖曲變形等。如下圖l 焊接剩余變形不僅影響構(gòu)造的尺寸，使裝配困難，影響運(yùn)焊接剩余變形不僅影響構(gòu)造的尺寸，使裝配困難，影響運(yùn)用質(zhì)量過大的變形將顯著降低構(gòu)造的承載才干，甚至使構(gòu)用質(zhì)量過大的變形將顯著降低構(gòu)造的

47、承載才干，甚至使構(gòu)造不能運(yùn)用。造不能運(yùn)用。表現(xiàn)主要有：縱向收縮、橫向收縮、彎曲變形、角變形、波表現(xiàn)主要有：縱向收縮、橫向收縮、彎曲變形、角變形、波浪變形、扭曲變形等。如圖浪變形、扭曲變形等。如圖 所示所示1采用適當(dāng)?shù)暮附映绦?，如分段焊、分層焊；采用適當(dāng)?shù)暮附映绦颍绶侄魏浮⒎謱雍福?2盡能夠采用對(duì)稱焊縫，使其變形相反而抵消；盡能夠采用對(duì)稱焊縫，使其變形相反而抵消； 3施焊前使構(gòu)造有一個(gè)和焊接變形相反的預(yù)變形；施焊前使構(gòu)造有一個(gè)和焊接變形相反的預(yù)變形； 4對(duì)于小構(gòu)件焊前預(yù)熱、焊后回火，然后漸漸冷對(duì)于小構(gòu)件焊前預(yù)熱、焊后回火，然后漸漸冷卻，以消除焊接應(yīng)力。卻，以消除焊接應(yīng)力。 l 為了減少焊接應(yīng)力

48、與焊接變形，設(shè)計(jì)時(shí)在構(gòu)造上要采用一些為了減少焊接應(yīng)力與焊接變形，設(shè)計(jì)時(shí)在構(gòu)造上要采用一些措施如：措施如：l 1焊接的位置要合理，焊縫的布置應(yīng)盡能夠?qū)ΨQ于構(gòu)件焊接的位置要合理，焊縫的布置應(yīng)盡能夠?qū)ΨQ于構(gòu)件重心，以減小焊接變形。重心，以減小焊接變形。l 2焊縫尺寸要適當(dāng)，在允許范圍內(nèi)，可以采用較小的焊焊縫尺寸要適當(dāng)，在允許范圍內(nèi)，可以采用較小的焊腳尺寸，并加大焊縫長度，使需求的焊縫總面積不變，以免腳尺寸，并加大焊縫長度，使需求的焊縫總面積不變，以免因焊腳尺寸過大而引起過大的焊接剩余應(yīng)力。焊縫過厚還能因焊腳尺寸過大而引起過大的焊接剩余應(yīng)力。焊縫過厚還能夠引起施焊時(shí)燒穿、過熱等景象。夠引起施焊時(shí)燒穿、

49、過熱等景象。 3焊縫不宜過分集中，焊縫不宜過分集中， 4應(yīng)盡量防止三向焊縫相交，為此可使次要焊縫中斷，應(yīng)盡量防止三向焊縫相交，為此可使次要焊縫中斷，主要焊縫延續(xù)經(jīng)過主要焊縫延續(xù)經(jīng)過 5要思索鋼板的分層問題。要思索鋼板的分層問題。 此外，為了保證焊接構(gòu)造的質(zhì)量，還應(yīng)留意以下問題：此外，為了保證焊接構(gòu)造的質(zhì)量，還應(yīng)留意以下問題： 1、要思索施焊時(shí)，焊條能否易于到達(dá)。、要思索施焊時(shí)，焊條能否易于到達(dá)。 2、焊縫銜接構(gòu)造要盡能夠防止仰焊。、焊縫銜接構(gòu)造要盡能夠防止仰焊。u一、普通螺栓的種類和特性一、普通螺栓的種類和特性u(píng)二、普通螺栓銜接的構(gòu)造要求二、普通螺栓銜接的構(gòu)造要求u三、普通螺栓銜接的分類和受力

50、性能三、普通螺栓銜接的分類和受力性能u四、普通螺栓銜接的計(jì)算四、普通螺栓銜接的計(jì)算 l 1.表示：普通螺栓為粗牙大六角頭型，代號(hào)用字母表示：普通螺栓為粗牙大六角頭型，代號(hào)用字母M與公稱與公稱直徑直徑(毫米毫米)表示表示,如如M18，M20，M22，M24。 l 2.按制造精度分類：按制造精度分類： 分為分為 A、B、 C級(jí)螺栓。級(jí)螺栓。 C級(jí)采用級(jí)采用4.6、4.8級(jí)小數(shù)點(diǎn)前的數(shù)字代表抗拉強(qiáng)度，單位百級(jí)小數(shù)點(diǎn)前的數(shù)字代表抗拉強(qiáng)度，單位百Nmm2；小數(shù)部分代表屈強(qiáng)比小數(shù)部分代表屈強(qiáng)比)資料制造，只需求資料制造，只需求類孔類孔(在單個(gè)零件在單個(gè)零件上一次沖成或不用鉆模鉆成設(shè)計(jì)孔徑的孔上一次沖成或不

51、用鉆模鉆成設(shè)計(jì)孔徑的孔)，栓徑比孔徑小，栓徑比孔徑小1.53.0mm。A、 B級(jí)螺栓采用級(jí)螺栓采用8.8級(jí)資料級(jí)資料45號(hào)和號(hào)和35號(hào)號(hào)鋼制造，要求鋼制造，要求類孔用鉆模鉆成或在裝配好后鉆成或類孔用鉆模鉆成或在裝配好后鉆成或擴(kuò)鉆止設(shè)計(jì)孔徑，栓徑比孔徑小擴(kuò)鉆止設(shè)計(jì)孔徑，栓徑比孔徑小0.30.5mm。特性見下。特性見下表。表。類別類別 加工精度加工精度 抗剪抗剪性能性能 成成本本 使用范圍使用范圍 精制精制 (A、B)級(jí)級(jí) 高，高，栓徑與孔栓徑與孔徑之差為徑之差為0.50.8mm，I類孔類孔 高高 高高 1）構(gòu)件精度很高的結(jié)構(gòu)，機(jī)械結(jié)）構(gòu)件精度很高的結(jié)構(gòu)，機(jī)械結(jié)構(gòu)；構(gòu)；2）連接點(diǎn)僅用一個(gè)螺栓或有模

52、具）連接點(diǎn)僅用一個(gè)螺栓或有模具套鉆的多個(gè)螺栓連接的可調(diào)節(jié)桿件套鉆的多個(gè)螺栓連接的可調(diào)節(jié)桿件（柔性桿）（柔性桿） 粗制粗制 (C級(jí)級(jí)) 較低，較低，栓徑與孔栓徑與孔徑之差為徑之差為11.5mm 較低較低 低低 1）抗拉連接；）抗拉連接；2）靜力荷載下抗剪連接；）靜力荷載下抗剪連接；3）加防松措施后受風(fēng)振作用抗剪）加防松措施后受風(fēng)振作用抗剪4）可拆卸連接；）可拆卸連接； 5）安裝螺栓；）安裝螺栓；6）與抗剪支托配合抗拉剪聯(lián)合作）與抗剪支托配合抗拉剪聯(lián)合作用。用。l 1. 陳列：陳列：l 陳列應(yīng)簡單、一致而緊湊。主要分為并列和錯(cuò)陳列應(yīng)簡單、一致而緊湊。主要分為并列和錯(cuò)列陳列。錯(cuò)列較緊湊。列陳列。錯(cuò)列

53、較緊湊。 l 2、構(gòu)造要求、構(gòu)造要求l 1受力要求：受力要求：l a端距限制端距限制防止孔端鋼板剪斷，防止孔端鋼板剪斷，2d0 ； l b螺孔中距限制螺孔中距限制 ； l 2構(gòu)造要求：構(gòu)造要求：l 防止板翹曲后浸入潮氣而腐蝕，限制螺孔中矩最大防止板翹曲后浸入潮氣而腐蝕，限制螺孔中矩最大值；值； l 3施工要求：施工要求：l 為便于擰緊螺栓，留適當(dāng)間距不同的工具有不同為便于擰緊螺栓，留適當(dāng)間距不同的工具有不同要求要求l 根據(jù)以上要求設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足規(guī)范要求，盡量按最小根據(jù)以上要求設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足規(guī)范要求，盡量按最小允許間隔取用，且宜取為允許間隔取用，且宜取為5mm的倍數(shù)，并按等間隔的倍數(shù)，并按等間隔布置

54、，以減少銜接的尺寸。詳見布置，以減少銜接的尺寸。詳見P228229圖圖76264及表及表7578 n 分類分類 :按受力方式可分為抗剪螺栓銜接和抗拉螺按受力方式可分為抗剪螺栓銜接和抗拉螺栓銜接。栓銜接。n 一抗剪螺栓銜接一抗剪螺栓銜接 n 二抗拉螺栓銜接二抗拉螺栓銜接 l1、受力性能：、受力性能：l抗剪螺栓銜接受力后，當(dāng)外力不大時(shí)，由構(gòu)抗剪螺栓銜接受力后，當(dāng)外力不大時(shí)，由構(gòu)件間的摩擦力來傳送外力。當(dāng)外力增大超越件間的摩擦力來傳送外力。當(dāng)外力增大超越極限摩擦力后，構(gòu)件間相對(duì)滑移，螺桿開場極限摩擦力后，構(gòu)件間相對(duì)滑移，螺桿開場接觸構(gòu)件的孔壁而受剪，孔壁那么受壓。接觸構(gòu)件的孔壁而受剪，孔壁那么受壓。

55、 l當(dāng)銜接處于彈性階段，螺栓群中的各螺栓受當(dāng)銜接處于彈性階段，螺栓群中的各螺栓受力不等，兩端大，中間??；當(dāng)外力繼續(xù)增大，力不等，兩端大，中間??；當(dāng)外力繼續(xù)增大，到達(dá)塑性階段時(shí)，各螺栓承當(dāng)?shù)暮奢d逐漸接到達(dá)塑性階段時(shí)，各螺栓承當(dāng)?shù)暮奢d逐漸接近，最后趨于相等直到破壞。近，最后趨于相等直到破壞。 1栓桿剪斷；栓桿剪斷；2孔壁擠壓壞；孔壁擠壓壞；3鋼板拉斷；鋼板拉斷；4端部鋼板剪斷；端部鋼板剪斷；5栓桿受彎破壞栓桿受彎破壞 ；6螺栓雙剪破壞螺栓雙剪破壞 。普通表現(xiàn)為拉斷。 l 一螺栓的承載力一螺栓的承載力l 1剪力螺栓剪力螺栓 l 2拉力螺栓拉力螺栓 l 3同時(shí)接受剪力和桿軸方向拉力的螺栓同時(shí)接受剪力和

56、桿軸方向拉力的螺栓 l 二螺栓群的計(jì)算二螺栓群的計(jì)算 l 1剪力螺栓群受力經(jīng)過形心的計(jì)算剪力螺栓群受力經(jīng)過形心的計(jì)算 l 2受扭矩和剪力作用的抗剪螺栓群計(jì)算受扭矩和剪力作用的抗剪螺栓群計(jì)算l 3剪力螺栓群在扭矩、剪力和軸力作用下的計(jì)算剪力螺栓群在扭矩、剪力和軸力作用下的計(jì)算 l 4 螺栓群在軸心力作用下抗拉計(jì)算螺栓群在軸心力作用下抗拉計(jì)算l 5 受彎矩作用抗拉螺栓銜接計(jì)算受彎矩作用抗拉螺栓銜接計(jì)算l 6螺栓群同時(shí)受剪力和拉力的計(jì)算螺栓群同時(shí)受剪力和拉力的計(jì)算l 每個(gè)普通螺栓的抗剪承載力每個(gè)普通螺栓的抗剪承載力 ：l 每個(gè)普通螺栓的承壓承載力：每個(gè)普通螺栓的承壓承載力： l 式中式中:l nv受

57、剪面數(shù)受剪面數(shù) l d 螺桿直徑螺桿直徑 l 同一方向承壓構(gòu)件較小總厚度同一方向承壓構(gòu)件較小總厚度 l 、 螺栓抗剪、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值螺栓抗剪、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 l 最大承載力：最大承載力：bCbVbminV;minNNNN剪剪力力螺螺栓栓l 抗拉承載力：抗拉承載力：l l 式中式中: l de 螺紋處有效直徑螺紋處有效直徑 l 抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 u式中式中:u Nv 、Nt 每個(gè)普通螺栓所接受的剪力、拉力每個(gè)普通螺栓所接受的剪力、拉力 u 每個(gè)普通螺栓抗剪、抗拉和承壓承載力每個(gè)普通螺栓抗剪、抗拉和承壓承載力設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)值 l 受力特性：沿受力方向，受力分配不均，兩端大中間小受力特性：沿

58、受力方向，受力分配不均，兩端大中間小見圖，在一定范圍內(nèi)，靠塑變可以均布內(nèi)力，過大時(shí)，見圖，在一定范圍內(nèi)，靠塑變可以均布內(nèi)力，過大時(shí)，設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)仍按均布，但強(qiáng)度需乘折減系數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)仍按均布，但強(qiáng)度需乘折減系數(shù)，當(dāng)，當(dāng)15d0 l1 60d0時(shí)：時(shí)：l 當(dāng)當(dāng)l160d0時(shí)時(shí)0.7，當(dāng)，當(dāng)l115d0時(shí)時(shí)1.0l 銜接所需螺栓數(shù)量：銜接所需螺栓數(shù)量：l 銜接板凈截面強(qiáng)度銜接板凈截面強(qiáng)度7 . 01501 . 101dlbminNNnfANn 式中： f 銜接板資料設(shè)計(jì)強(qiáng)度； An 節(jié)點(diǎn)板凈截面積。 當(dāng)螺栓并列布置時(shí)： 當(dāng)螺栓錯(cuò)列布置時(shí)，構(gòu)件有能夠沿II或IIII截面破壞。IIII截面的凈截面積可近

59、似地取為 ： 取II、IIII凈截面的較小者來驗(yàn)算鋼板凈截面強(qiáng)度。 02222123) 1(2dneenetAn 計(jì)算假定計(jì)算假定:圖示圖示 被銜接鋼板是剛性的，螺栓是彈性的；被銜接鋼板是剛性的，螺栓是彈性的； 鋼板繞螺栓群中心鋼板繞螺栓群中心O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，螺栓的剪切變形與它到中心點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，螺栓的剪切變形與它到中心O的間隔成正比，剪切力或鋼板所受的反作用力與的間隔成正比，剪切力或鋼板所受的反作用力與r成正比，方成正比，方向與向與r垂直。垂直。 根據(jù)扭矩平衡條件和計(jì)算假定有在扭矩根據(jù)扭矩平衡條件和計(jì)算假定有在扭矩T作用下螺栓所受的最作用下螺栓所受的最大剪力為大剪力為: 其程度和豎直分力為其程度和豎直分

60、力為: V由螺栓平均承當(dāng)，每個(gè)螺栓接受由螺栓平均承當(dāng)，每個(gè)螺栓接受: 那么在那么在T和和V共同作用下，受力最大的螺栓共同作用下，受力最大的螺栓1接受的合成剪力接受的合成剪力N1應(yīng)應(yīng)滿足滿足u 設(shè)計(jì)時(shí)受力最大的一個(gè)螺栓所接受的設(shè)計(jì)剪力應(yīng)不大于螺栓的抗剪承載設(shè)計(jì)時(shí)受力最大的一個(gè)螺栓所接受的設(shè)計(jì)剪力應(yīng)不大于螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值即：力設(shè)計(jì)值即：bCbVbmin;min1NNNNTl 螺栓群中受力最大的螺栓在螺栓群中受力最大的螺栓在T、V、N作用下的合力為：作用下的合力為：l 其中：其中：l l 假設(shè)僅有假設(shè)僅有T，那么相當(dāng)于剪力螺栓群受扭。，那么相當(dāng)于剪力螺栓群受扭。l 假設(shè)假設(shè) x13y1 ，那么