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国际焊接工程师培训（IWE） RAFFLES 内部 焊接结构设计 结构设计基础部分 安全校核（强度校核、稳定性校核、刚度校核） Sd 作用力（结构设计基础、强度理论基础） Rd 抵抗力（强度理论基础 1、例 材料：S235 焊接结构设计 结构设计基础部分 问题1：简支梁的结构构成？ 由杆件（承受弯矩）、和支座（将载荷传递到地基）组成。 支座包括： 固定支座（提供两个支座反力）——应用在此结构 活动支座（提供一个支座反力）——应用在此结构 紧固支座（提供三个支座反力）——未应用 焊接结构设计 结构设计基础部分 问题2：此结构体系是否属于静定系统？ n=a+z-3·s＝3＋0－3·1＝0 静定系统 问题3：简支梁受哪几种内力作用？如何分布？ 内力是指物体内部各质点之间的相互作用，物体不受外力时，其内部各质点之间也存在内力，它使质点间相对位置保持不变。当物体受外力作用而发生变形时，物体所受内力发生变化，产生了“附加内力”，称为内力。 内力包括： 水平方向力 N（物体水平方向所受内力） ——构件不承受 垂直方向力 V（物体垂直方向所受内力） ——构件承受 弯 矩 M（物体所受力矩） ——构件承受 其分布趋势见上图，计算过程如下： Av支座A的垂直方向支座反力 Bv支座B的垂直方向支座反力 AH支座A的水平方向支座反力 MA力矩 1）Fd＝Q·l＝292.5·8＝2340kN 焊接结构设计 结构设计基础部分 2) 支座反力计算： 平衡条件（∑H=0, ∑V=0，∑M=0） 3)内力计算： 平衡条件（∑H=0, ∑V=0，∑M=0） ——水平方向力 N 焊接结构设计 结构设计基础部分 ——垂直方向力 V 横向内力V（Q）的确定，设A，B点之间任取一点距A点为x ——弯 矩 M 截面弯矩M的确定，设A，B之间任取一点至A点距离为x： 焊接结构设计 结构设计基础部分 问题4：计算梁的截面参量惯性距Iy和翼板截面参量静距Sy？ Iy惯性矩cm4（弯曲和剪切引起的应力，弯曲所产生的变形） Sy 静矩cm3 （剪切时的应力） Sy＝ 问题5：简支梁受哪几种应力作用？在截面上如何分布？ 应力=力/受力面积 正应力σ（作用力垂直作用到横截面积上） 剪应力?（作用力平行作用到横截面积上） 焊接结构设计 结构设计基础部分 问题12：选用哪一种角焊缝？有何特点？ 选用平面角焊缝，施工中认为这种焊缝形状是最经济的，因为它不存在多余的焊缝体积。尽管存在小的外部缺口效应，但在主要承受静载荷的构件上仍可使用这种焊缝形状。 另： 凸面角焊缝一般应被避免。它是不经济的并且具有最大的缺口效应。仅在角接焊缝时使用这种焊缝形状，甚至认为是有利的。 凹面角焊缝的焊缝体积大于平角焊缝的焊缝体积。凹形角焊缝具有最小的外部缺口效应，因此优先用于承受动载的构件中。它们多半只能在船形位置焊接时得到。 不等腰焊缝常用于端面焊缝的焊接，目的是减少缺口效应（应力集中）。 焊接结构设计 结构设计基础部分 问题13：焊缝可能受哪几种应力？此焊缝受那种应力？ —— σ⊥（垂直正应力） —— σ∥（平行正应力） —— τ⊥（垂直剪应力） —— τ∥（平行剪应力）——焊缝承受 问题14：确定角焊缝的焊缝厚度？有哪些限定条件（按DIN18800-1）？ DIN18800T1——钢结构 min a =2.0㎜ 问题14：确定焊缝的极限应力（按DIN18800-1），它受哪些因素影响？ 影响焊接接头应力极限的因素有： 材料的连接强度 载荷种类 焊缝形式 焊缝质量 结构中焊缝的位置 问题15：校核角焊缝的强度（按DIN18800-1）？ 焊接结构设计 焊接结构设计 不同载荷条件下的破坏形式 —— 在静载及主要承受静载的状态下，将导致：形变断裂、脆性断裂、层状撕裂和失稳破坏。 —— 在热负荷状态下，将导致：低温的影响—脆性断裂，高温的影响—屈服极限的高温失效及蠕变失效。 —— 在动载荷状态下，将导致：疲劳断裂。 层状撕裂的产生和防止 —— 应用低硫含量和/或高ED（板材厚度方向的断面收缩率）值的材料。 —— 设计及生产技术方面：尽可能避免厚度方向上由于焊接残余应力引起的应力或者把它降至很低。 —— 作用于收缩方向上的焊缝厚度aD尽可能低 焊缝连接基础应尽可能大 焊道数应少 焊道次数应考虑局部缓冲 尽可能选择对称焊缝形式和对称焊接顺序 尽可能使用轧制产品所有层次与焊缝连接 通过连接范围的缓冲减少层状撕裂倾向 予热（100℃） 焊接结构设计 焊接结构设计 焊接结构设计 主静载焊接结构 焊接结构设计 动载焊接结构（断裂力学） 脆性断裂的产生原因及特点 —— 名义工作应力低；断裂之前