钢结构A3钢结构的连接焊缝.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 角钢角焊缝内力分配系数K b) 角钢用三面围焊时，可减小角钢的搭接长度。可先假定正面角焊缝的焊脚尺寸hf3 ，并算出它所能承受的内力N3 ： 通过平衡关系得肢背和肢尖侧焊缝受力为: 角钢角焊缝围焊的计算 N N1 N2 e b N3 lw2 lw1 c) 当采用L形围焊时，令N2＝0，得： L形围焊角焊缝计算公式为： 若求出得hf3大于hfmax ,则不能采用L形围焊。 例3.3 N θ e Nx Ny M A σNx σM τNy he he t （1）受弯矩M 、剪力V 、轴力N联合作用时角焊缝的计算 由轴心拉力Nx产生的应力： 由弯矩M产生的最大应力： 2.复杂受力时角焊缝连接计算 A点产生的剪应力： A点控制应力最大, 为控制设计点 A点产生的正应力由两部分组成：轴心拉力Nx和弯矩M产生的正应力。直接叠加得： 代入角焊缝实用计算公式： （2 ）V、M共同作用下焊缝强度计算* h1 σf1 σf2 τf x x h h2 2 2’ 1 h1 M e F V M 对于1点： 式中：Iw—全部焊缝有效截面对中性轴的惯性矩； 　　h1—两翼缘焊缝有效截面最外纤维间的距离 假设：腹板焊缝承受全部剪力，全部焊缝承受弯矩 h1 σf1 σf2 τf x x h h2 2 2’ 1 h1 M e F V M 对于2点： 强度验算公式： h2 —腹板焊缝的实际长度；lw2—腹板焊缝的计算长度； he2—腹板焊缝截面有效高度。 工字梁（或牛腿）与钢柱翼缘角焊缝的连接另一种计算方法是使焊缝传递应力近似与材料所承受应力相协调，即假设腹板焊缝只承受剪力，翼缘焊缝承担全部弯矩，并将弯矩M化为一对水平力H=M/h。 腹板焊缝的强度计算式： H H 翼缘焊缝的强度计算式： 例3.4 （3）三面围焊受扭矩、剪力联合作用时角焊缝的计算 承受偏心力的三面围焊 F e1 rx a h l2 x x y y A A’ 0 T V r e 将F向焊缝群形心简化得: 轴心力 V＝F　扭矩 T=Fe 故：该连接的设计控制点为A点和A’点 计算时按弹性理论假定: ①被连接件绝对刚性，它有绕焊缝形心O旋转的趋势，而焊缝本身为弹性。 ②扭距在角焊缝群上产生的任一点的应力方向垂直于该点与形心的连线，且应力大小与连线长度r成正比。 ③在轴心力V作用下，焊缝群上的应力均匀分布。 e2 x0 l1 l2 x x y y A A’ 0 T F r x x y y r rx ry A 0 θ he ?T ?T ?f ?V A’ T作用下A点应力: sT Ip——为焊缝计算截面对形心的极惯性矩，Ip =Ix+Iy Ix，Iy——焊缝计算截面对x、y轴的惯性矩； rx、ry——为焊缝形心到焊缝验算点在x、y方向的距离。 V产生的应力按均匀分布计算，A点应力: A点垂直于焊缝长度方向的应力为: ?f，?V， 平行于焊缝长度方向的应力为: ?T 强度验算公式： ?V x x y y r rx ry A 0 θ he ?T ?T ?f ?V A’ 例3.5 对接焊缝与角焊缝的比较 焊接应力和焊接变形Welding Stress Welding Deformation 一、焊接残余应力及其影响 增大结构的变形，降低结构刚度，影响受压柱的稳定承载力，局部形成三向拉应力场。 1.对结构静力强度的影响 焊接应力自相平衡： 构件全截面屈服： 无焊接应力时，构件全截面屈服： 2、对结构刚度的影响 结论：焊接残余应力的存在增大了结构的变形，即降低了结构的刚度。 4、对低温冷脆的影响 5、对疲劳强度的影响 3、对压杆稳定的影响 二、焊接变形 残余变形的不利影响：构件装配困难，构件受力状况恶化 三、减少或消除焊接残余应力及残余变形的措施 1. 合理的焊缝设计 合理的 焊缝尺寸及形式： （1）尽量减少焊缝的数量和尺寸； （2）焊缝尽可能对称布置，（a）和（b）； （3）避免焊缝过分集中或多条焊缝集中交汇于一点，采用（e）而不是（f）； （4）连接过渡尽量平滑，避免截面突变和应力集中现象 避免焊缝集中 2. 焊接工艺 采用对称焊接 因对称焊接可使焊接引起的变形相互抵消。对于具有对称焊缝的工件，最好由成双的焊工对称地同时进行焊接焊工对称地施焊。 分段退焊、跳焊、分层焊 每段施焊方向与焊接推进的总方向相反、跳焊、多层多道焊等，使各次焊接的残余应力和变形的方向相反和互相抵消。 结构焊接不对称时，先焊焊缝少的一侧 腹板上侧设有加劲板的工字