钢结构第三章焊接.ppt

3.1 连接的种类和特点 （1）概述 钢结构中，连接占有相当重要的位置。 钢结构的连接通常有： 焊接连接、 普通螺栓连接 高强度螺栓连接等， 这些也是钢结构的基本连接方式。 （2）常用焊接方法 （2-1）电弧焊 通过通电后焊条与焊件之间产生的强大 电弧提供热源，溶化的焊条（焊丝）与焊 件溶化部分形成焊缝。焊缝质量可靠，为 最常用的一种焊接方法。 分手工电弧焊和自动埋弧焊（半自动）。 手工电弧焊接工艺 自动埋弧焊接工艺 各种连接的特点 焊接连接： 优点：不削弱构件截面，构造简单，节约钢材，加工方便，可采用自动化操作，生产效率高。刚度较大、密封性能好。 缺点：焊缝附近存在热影响区，由高温快速降到常温，使钢材脆性加大；存在焊接残余应力及残余变形；焊接结构低温冷脆问题也比较突出。 螺栓连接 优点：安装方便，便于拆卸。 缺点：需要在板件上开孔和拼装时对孔，制造工作量大；螺栓孔还使构件截面削弱，被连接的板件需要相互搭接或另加拼接板，比焊接连接多费钢材 3.2 对接焊缝构造与计算 3.2.1 对接焊缝的构造 1、形式 3、对接焊缝的构造处理 变厚度板对接 变宽度板对接 二、弯矩剪力共同作用 1、弯曲正应力 2、最大剪应力 3、折算应力 3、折算应力 正应力、剪应力都较大时 例题 例3-2：图3-2所示，荷载设计值F=550kN，偏心距e=300mm，钢材Q235B， 手工焊，焊条E43型，焊缝等级三级，使用引弧板，试验算工字钢截面牛腿与钢柱连接的对接焊缝强度。 3.3 角焊缝的 构造和计算 角焊缝连接（端焊缝连接） 角焊缝（三面围焊） 角焊缝破坏面上的应力 焊缝有效面积 Nx、Ny假定在有效面上均匀分布 根据一点应力状态，强度理论 直角角焊缝的基本公式 几种特殊情况 ①正焊缝： ②侧焊缝： ③斜焊缝，有两种方法： 其一： 式中 其二：将N沿着垂直、平行两个方向分解成Nx、Ny，分别求出 、 ，再利用基本公式计算。 例题 例3-3：图3-3所示的双盖板连接，钢材为Q235-B，手工角焊缝，焊条E43系列，焊脚尺寸 hf=6mm , 求该连接所能承受的最大静荷载N。 已知：t=12mm, t1=8mm 二、角钢与连接板焊接连接 在分析过程中要求： 1、外力的大小平衡 2、外力的作用线必须经过角钢的截面形心 根据以上两点，列出受力平衡方程 K1、 K2——焊缝内力分配系数； N1 、N2 —分别为角钢肢背和肢尖传递的内力 N3 端部正面角焊缝能传递的内力 角钢用两面侧焊缝与节点板连接的焊缝计算 N3= 0 。 角钢用“L”型焊缝与节点板连接的焊缝计算 由N2 = 0 得 例题3-4 试设计图所示的双角钢与节点板角焊缝连接，钢材为Q235－B 钢，手工焊，焊条为E43型，轴心力设计值N=900kN，分别采用三面围焊、两侧焊进行设计。 三、弯矩、剪力、轴力共同作用下 轴力、剪力在有效面上平均分配，但弯矩作用不是平均分配 1、轴力N作用下x方向应力 2、剪力作用下，y方向应力 3、弯矩M作用下，x方向应力? M、V和N共同作用下，焊缝上或下端点最危险处应满足 例题3-5 如图所示的结构，钢材为Q235-B，手工角焊缝，焊条E43系列，焊脚尺寸 hf=8mm , 求该连接所能承受的最大静荷载P。 例3-6： 图3-6所示的结构，钢材为Q235-B，手工角焊缝，焊条E43系列，焊脚尺寸 hf=8mm , 求该连接所能承受的最大动荷载P。已知： t=12mm, tw=8mm. 四、扭矩、剪力、轴力共同作用下 分析时基本假定： 1、被连接件是刚体，焊缝是弹性体 2、扭矩作用时，焊缝变形以形心微转 3、剪力、轴力在有效面上均匀分布 特别注意： 扭矩与弯矩的区别 扭矩——两个被连接件相对滑移、转动 弯矩——相对脱开、分离 扭矩T作用下各点应力计算（以A点为例）： Ix+Iy为焊缝计算截面对形心的极惯性矩，x、y为焊缝角点到焊缝形心的坐标距离。 V作用下A点 N作用下A点 A点合应力 例3-7 如图3-7所示，三面围焊，钢材为Q235-B，手工焊，焊条E43型，偏心量e=50mm。求该角焊缝连接所能承受的最大静态轴心力P。 练习题 1、偏心力P=150kN，板材Q235AF，焊条为E43型, 手工焊，焊缝等级三级，试验算图XT3-3中对接焊缝①的强度。 。 2、 果将对接焊缝①改为双面角焊缝h