4钢结构连接说课.ppt

3)沿焊缝厚度方向的残余应力 第四章 钢结构连接 在厚钢板焊接中，焊缝需经过多层施焊，才能焊满成型。由于焊缝较厚，冷却时，表层先冷却(散热条件好)，中间层后冷却。先冷却部分会对后冷却部分的收缩变形起约束作用，从而使焊缝中间部分产生拉应力，表层附近产生压应力。 第四章 钢结构连接 4)约束状态下的焊接应力 连接构件间刚度不同，夹具约束 焊缝不能自由变形 非自平衡状态 外界约束解除,应力释放,剩余应力－残余应力(自平衡) 纵向残余应力 约束时 截面应力 无约束时 横向残余应力 6 6.3 残余应力对结构性能的影响 第四章 钢结构连接 1)对结构静力强度影响 钢材塑性 对结构静力强度无影响 残余应力 载荷应力 合成应力 许用应力 第四章 钢结构连接 2)对结构刚度影响 残余应力 截面应力不均 承载有效面积 变形 刚度 3)压杆稳定 4)低温冷脆 5)疲劳强度 6.4 残余变形对结构性能的影响 影响结构安装，正常使用，安全承载 变形矫正 残余应力会导致构件受载荷产生三向拉应力状态，从而使材质变脆，易发生脆性破坏，进而影响了结构的刚度，稳定性和抗疲劳能力。 6.5 措施 第四章 钢结构连接 1)合理设计 焊脚尺寸不宜过大 焊缝对称布置 2)合理焊接工艺设计 合理施焊顺序，尽量对称焊接，使焊缝自由收缩，防止附加 变形，减少残余变形。 分段退焊 分块拼焊 对角跳焊 分层焊 第四章 钢结构连接 3)正确施工 局部加热 预加反变形 可采用预加反变形和局部加热法，易抵消施焊中可能产生的焊接变形。也可采用焊前预热，和焊后退火，来减少焊接残余变形和应力。也可采用振动法和时效法释放残余应力，对变形较大的结构，有时也采用锤击法来矫正变形。另外，应严按焊接工艺设计的要求焊接，改善焊接条件，如尽量避免仰焊等。 * * 第四章 钢结构连接 1.钢结构连接方法 1.1 焊缝连接－最主要连接方式 构造简单，节约钢材 刚度大，易脆裂 1.2 铆钉连接－很少使用 良好的塑性韧性 用于动载结构 削弱构件截面，工艺复杂 第四章 钢结构连接 1.3 螺栓连接－常用连接方式 1) 普通螺栓连接 Q235 装配便利，易拆卸 削弱构件截面 2) 高强螺栓连接 35，45钢 摩擦型，承压型 第四章 钢结构连接 2.焊接连接 2.1 常用焊接方法 1) 电弧焊 熔剂 电机 焊丝 导线 电源 焊件 熔剂 移动方向 自动 埋弧焊 电源 导线 焊钳 焊条 药皮 焊弧 焊件 熔池 手工 电弧焊 手工电弧焊 (半)自动埋弧焊 气体保护焊 2) 电阻焊 3) 气焊 第四章 钢结构连接 电源 导线 夹具 压力 压力 焊点 焊件 乙炔 氧气 焊枪 焊条 火焰 焊件 第四章 钢结构连接 2.2 焊接形式 平接 搭接 T形接 角接 第四章 钢结构连接 2.3 焊缝型式 1)按焊缝与力线方向不同分 对接正焊缝 对接斜焊缝 搭接正焊缝 搭接侧焊缝 2)按焊缝位置分 平焊 竖焊 横焊 仰焊 2.4 焊缝代号与标注方法 第四章 钢结构连接 10 2 10 2.5 焊接材料 1)焊条－手工焊 2)焊丝－自动焊 Q235 焊件材料 Q345 E4312 E5016 HG60 E6015-D1 焊条 坡口焊 现场角焊 周边角焊 第四章 钢结构连接 2.6 焊缝许用应力 屈服极限曲线 抗拉极限曲线 焊缝的许用应力与焊条种类，结构材料，焊接工艺和检验方法的精确程度有关。研究表明，焊缝接头是焊缝强度的薄弱环节，又因热影响区的影响，降低焊缝承载能力。 焊缝的抗拉、抗剪许用应力，一般与构件的相同。但考虑焊缝中不可避免存在气孔，夹渣，裂缝等缺陷，影响力学性能，因此许用应力有所储备。 -20% 第四章 钢结构连接 焊缝材料不低于焊件材料性能 应力种类 焊缝种类 拉伸、压缩应力 剪切应力 用普通方法检查 的手工焊 对接 对接及 贴角焊缝 自动焊或用精确 方法检查的手工焊 －被焊件钢材(母材)的许用应力 3 对接焊缝的构造与计算 3.1 对接焊缝的构造要求 焊件厚度 无坡口 V型、双V型坡口 U、K、X型坡口 1) 坡口型式 第四章 钢结构连接 （保证施焊方便，焊透） 2) 不同板厚 板厚之差 3) 焊缝长度Lf 带引弧板 不带引弧板 引弧板 第四章 钢结构连接 对于起弧，落弧点，常出现未焊透和未焊满的凹陷焊口，此处极易产生裂纹和应力集中。因此采用引弧板施焊，焊好后，再切除引弧板，保证焊缝质量。 5 3.2 对接焊缝计算 1)承受轴心拉压力 对接正焊缝 对接斜焊缝 正应力 正应力 剪应力 力方向 焊缝长度 第四章 钢结构连接 当夹角 时，可不必计算斜焊缝强度。 2)弯矩与剪力共同作用 弯曲应力 第四章 钢结构连接 W——焊缝的计算截面抗弯模量 工字梁焊缝