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第七章钢结构的连接和节点构造上.ppt

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第一节钢结构的连接方法 二、焊接连接及焊接结构的特性 1、焊接连接的优缺点 焊接连接与铆钉、螺栓连接比较,有以下优点: 1)不需打孔,省工省时; 2)任何形状的构件可直接连接,连接构造方便; 3)气密性、水密性好,结构刚度较大,整体性较好。 缺点: 1)焊接附近有热影响区,材质变脆; 2)焊接的残余应力使结构易发生脆性破坏,残余变形使结构形状、尺寸发生变化; 3)焊接裂缝一经发生,便容易扩展。 2、常见的焊接缺陷: 裂纹、气孔、未焊透、夹渣、咬边、烧穿、凹坑、 塌陷、未焊满。 ?2、焊缝型式 1)、对接焊缝按受力与焊缝方向分: a)直缝:作用力方向与焊缝方向正交 b)斜缝:作用力方向与焊缝方向斜交 2)、角焊缝按受力与焊缝方向分: a)端缝:作用力方向与焊缝长度方向垂直 b)侧缝:作用力方向与焊缝长度方向平行 3)、按焊缝连续性: a)连续焊缝:受力较好 b)断续焊缝:易发生应力集中 4)、按施工位置: 俯焊、立焊、横焊、仰焊,其中以俯焊施工位置 最好,所以焊缝质量也最好,仰焊最差。 四、焊缝的表示方法(代号)表7-1、表7-2 2. 对接焊缝的优缺点 优点:用料经济、传力均匀、无明显的应力集中,利于承受动力荷载。 缺点:需剖口,焊件长度要精确。 3. 对接焊缝的构造处理 (1)起落弧处易有焊接缺陷,所以用引弧板。但采用 引弧板施工复杂,除承受动力荷载外,一般不用,计算 时将焊缝长度两端各减去tmm(t为较小板件厚度)。 (2)变厚度板对接,在板的一面或两面切成坡度不大 于1:2.5的斜面,避免应力集中。 4. 对接焊缝的强度 有引弧板的对接焊缝在抗压和一、二级抗拉时与母 材等强,三级抗拉焊缝的抗拉强度为母材的85%。 二、对接焊缝的计算  对接焊缝的应力分布认为与焊件原来的应力分布基本 相同。计算时,焊缝中最大应力(或折算应力)不能超 过焊缝的强度设计值。 轴心受力的对接焊缝 斜向受力的对接焊缝 钢梁的对接焊缝 牛腿与翼缘的对接焊缝 1、轴心受力的对接焊缝 lw ——焊缝计算长度,无引弧板时,焊缝长度取实长减去10mm,有引弧板时,取实长; 2、斜向受力的对接焊缝 主要用于焊缝强度设计值低于构件强度设计值的连 接中.当tgq £1.5即 q £ 56.3°时,可不验算焊缝强度。 3、钢梁的对接焊缝 焊缝内应力分布同母材。 最大正应力: 最大正应力: 折算应力: 其中s1、t1为腹板与翼缘交界点处的正应力和剪应力; 4、牛腿与翼缘的对接焊缝 牛腿和柱的对接焊缝,剪力全部由腹板承受并均匀分 布,弯矩、拉力由全截面承担,与梁计算相同,截面形 式和截面上各种应力分布 如图。图中1、2、3、4点 均需强度验算 : 点1: 点2: 点3: 点4: 式中:A`w——有效抗剪面积, 三、部分焊透的对接焊缝 应用:当板件较厚,而板件间连接受力较小时,可以采用部分焊透的对接焊缝。当垂直于焊缝长度方向受力时,部分焊透处的应力集中会带来不利影响,对于直接承受动力荷载的连接不宜采用;但当平行于焊缝长度方向受力时,其影响较小可以采用。 计算:按角焊缝的计算 公式计算,取βf=1.0, 仅在垂直于焊缝长度方 向的压力作用下,可取 βf=1.22。 第四节角焊缝的构造和计算 一、角焊缝的构造 1、截面形式 (1)直角角焊缝 (a)普通焊缝 (b)平坡焊缝 (c)深熔焊缝 一般采用 a 。但 a 应力集中较严 重,在承受动力荷载时采用 b 、 c 。 (2)斜角角焊缝 (d)斜锐角焊缝 (e)斜钝角焊缝 (f)斜凹面角焊缝 主要用于钢管连接中 2、直角角焊缝应力分布 端缝:焊缝垂直于受力方向,其特点为受力后应力状态较复杂,应力集中严重,焊缝根部形成高峰应力,易于开裂。端缝破坏强度要高一些,但塑性差。端焊缝的强度是侧焊缝强度的1.35~1.55倍。 侧缝:焊缝长度方向与受力方向平行,其特点为应力分布简单些,但分布并不均匀,剪应力两端大,中间小。侧焊缝以45°“咽喉截面”破坏居多;侧缝强度低,但塑性较好。 3、构造要求 1 角焊缝的尺寸限制 (2)其它构造要求: ①在直接承受动力荷载的结构中,角焊缝表面应做成直线形或凹形,焊脚尺寸的比例:对正面角焊缝宜为1:1.5,长边顺内力方向;对侧面角焊缝可为1:1。 ②在次要构件或次要焊接连接中,可采用断续角焊缝。断续角焊缝之间的净距,不应大于15t(对受压构件)或30t(对受拉构件),t为较薄焊件的厚度。 二、角焊缝的计算 1、角焊缝的承载力计算公式 假定: 所有角焊缝只承受剪应力,只区分侧焊缝和端焊缝; 焊缝计算截面为450喉部截面,计算高度为0.7hf; 在静力条件下,考虑端焊缝强度提高22%;动力荷载下,不考虑其强

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