钢结构连接2资料.ppt

4. 扭矩和剪力共同作用下的角焊缝连接计算 将F向焊缝群形心 简化得: V F T F e1+e2 3.5.1 对接焊缝的强度 3.5.2 对接焊缝的构造和计算 对接焊缝的起、灭弧点，常不易焊透而出现凹陷焊口，该处易出现裂纹和应力集中现象，故施焊时可在焊缝两端设置引弧板，焊完后将其切除；当无法采用引弧板施焊时，每条焊缝的计算长度等于实际长度减去2t1 ， t1—较薄焊件厚度 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。 2. 焊透的对接焊缝的强度计算 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。 2 M、V共同作用下的对接焊缝计算 B、工字形截面梁对接连接计算 §3.7 焊接应力和焊接变形 3.7.1 焊接残余应力的分类和产生的原因 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。 2、焊接残余应力产生的原因 （1）纵向焊接应力 （2）横向焊接残余应力 产生的原因: 1、焊缝的纵向收缩，使焊件有反向弯曲变形的趋势，导致两焊件在焊缝处中部受拉，两端受压； 2、焊接时已凝固的先焊焊缝，阻止后焊焊缝的横向膨胀，产生横向塑性压缩变形。焊缝冷却时，后焊焊缝的收缩受先焊焊缝的限制而产生拉应力，而先焊焊缝产生压应力，因应力自相平衡，更远处焊缝则产生拉应力；应力分布与施焊方向有关。 以上两种应力的组合即为横向焊接残余应力。 （3）沿厚度方向的焊接残余应力 在厚钢板的焊接连接中，焊缝需要多层施焊，焊接时沿厚度方向已凝固的先焊焊缝，阻止后焊焊缝的膨胀，产生塑性压缩变形。焊缝冷却时，后焊焊缝的收缩受先焊焊缝的限制而产生拉应力，而先焊焊缝产生压应力，因应力自相平衡，更远处焊缝则产生拉应力。因此，除了横向和纵向焊接残余应力σx,σy 外，还存在沿厚度方向的焊接残余应力σz，这三种应力形成同号 受拉 三向应力，大大降低连接的塑性。 3.7.2 焊接残余应力对结构性能的影响 1、对结构静力强度的影响 2、对结构刚度的影响 3、对低温冷脆的影响 对于厚板或交叉焊缝，将产生三向焊接残余拉应力，限制了其塑性的发展，增加了钢材低温脆断倾向。 所以，降低或消除焊接残余应力是改善结构低温冷脆性能的重要措施。 3.7.3 焊接变形 焊接变形包括：纵向收缩、横向收缩、弯曲变形、角变形和扭曲变形等，通常是几种变形的组合。 3.7.4 减小焊接应力和焊接变形的措施 1.设计上的措施； （1）焊接位置的合理安排 （2）焊缝尺寸要适当 （3）焊缝数量要少，且不 宜过分集中 4、对疲劳强度的影响 在焊缝及其附近主体金属焊接残余拉应力通常达到钢材的屈服强度，此部位是形成和发展疲劳裂纹的敏感区域。因此焊接残余应力对结构的疲劳强度有明显的不利影响。 a 纵、横收缩 b 弯曲变形 c 角变形 d 波浪变形 e 扭曲变形 a b c e d 2. 加工工艺上的措施 （1）采用合理的施焊顺序 （2）采用反变形处理 （3）小尺寸焊件，应焊前预热或焊后回火处理 （4）应尽量避免两条以上的焊缝垂直交叉 （5）应尽量避免母材在厚度方向的收缩应力 * * * 第三章 3. 弯矩、轴心力和剪力共同作用的角焊缝连接计算 1 弯矩作用下的角焊缝连接计算 M σf he he t wl 角焊缝有效截面上的应力呈三角形分布，属正面角焊缝受力性质，其应力的计算公式为： 3. 弯矩、轴心力和剪力共同作用的角焊缝连接计算 F θ e N V M A σN τV σM he he t 2 M、N、V共同作用下的角焊缝连接计算 3 V、M共同作用下的角焊缝连接计算 h1 σfA σfB τf 对于A点： 式中：Iw—全部焊缝有效截面对中和轴的惯性矩； h1—两翼缘焊缝最外侧间的距离。 x x h h2 B B’ A h1 M e F V M 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。 h1 σf1 σf2 τf x x h h2 B B’ A h1 M V M 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。 F e1 e2 x0 l1 l2 x x y y A A’ 0 T V r 故：该连接的设计控制点 为A点和A’点 T作用下A点应力