《第3章钢结构连接1(2011)》-课件设计（公开).ppt

第3章 钢结构的连接和节点构造 钢结构对连接的要求及连接方法 对接焊缝的构造和计算 角焊接连接的特性和计算 焊接残余应力和焊接残余变形 普通螺栓连接的构造和计算 高强度螺栓连接的性能和计算 焊接梁翼缘焊缝的计算 构件的拼接 柱脚的设计 大纲要求 1.了解钢结构连接的种类及各自的特点； 2.了解焊接连接的工作性能，掌握焊接连接的计算方法及构造要求； 3.了解焊接应力和焊接变形产生的原因及其对结构工作的影响； 4.了解螺栓连接的工作性能，掌握螺栓连接的计算和构造要求。 1、螺栓的种类 2.埋弧焊（自动或半自动） 3.气体保护焊 二、焊接连接形式和焊缝形式 2.焊缝形式 三、焊缝缺陷及焊缝质量检查 2.焊缝质量检查 3.焊缝质量等级及选用 4.焊缝代号 一、角焊缝的形式和受力分析 B. 破坏形式 （2）正面角焊缝 B. 正面角焊缝的破坏形式 （3）斜角焊缝 二、角焊缝的构造要求 2、最小焊脚尺寸hf,min 为了避免在焊缝金属中由于冷却速度快而产生淬硬组织，导致母材开裂，hf,min应满足以下要求: 3.侧面角焊缝的最大计算长度 侧面角焊缝在弹性工作阶段沿长度方向受力不均，两端大而中间小。焊缝长度越长，应力集中系数越大。如果焊缝长度不是太大，焊缝两端达到屈服强度后，继续加载，应力会渐趋均匀；当焊缝长度达到一定的长度后，可能破坏首先发生在焊缝两端，故： 4.侧面角焊缝的最小计算长度 对于焊脚尺寸大而长度小的焊缝，焊件局部加热严重且起落弧坑相距太近，以及可能产生缺陷，使焊缝不可靠。故为了使焊缝具有一定的承载力，规范规定： 5. 搭接连接的构造要求 当板件端部仅采用两条侧面角焊缝连接时： A、为了避免应力传递的过分弯折而使构件中应力 不均，规范规定： D. 在搭接连接中，搭接长度不得小于焊件较小厚度 的5倍，且不得小于25mm。 三、直角角焊缝的强度计算公式 1、试验表明，直角角焊缝的破坏常发生在喉部，故通常将45o截面作为计算截面，作用在该截面上的应力如下图所示： 2、实际上计算截面的各应力分量的计算比较繁难， 为了简化计算，我国规范采用了折算应力公式，引入抗力分项系数规范假定：焊缝在有效截面处破坏，且各应力分量满足以下折算应力公式: 4、直角角焊缝的强度计算公式： 将F向焊缝群形心简化得: V=F T=F(e1+e2) 五、斜角角焊缝的计算 2、斜角角焊缝的计算厚度hei 由几何关系得其通式为： 一、对接焊缝的构造 二、对接焊缝的计算 对接焊缝分为：焊透和部分焊透（自学）两种； 动荷载作用下部分焊透的对接焊缝不宜用做垂直受力方向的连接焊缝； 对于静载作用下的一级和二级对接焊缝其强度可视为与母材相同，不与计算。三级焊缝需进行计算； 对接焊缝可视作焊件的一部分，故其计算方法与构件强度计算相同。 2、M、V共同作用下的对接焊缝计算 （2）工字形截面梁对接连接计算 计算原则：按角焊缝进行计算 §3－5 焊接应力和焊接变形 一、焊接残余应力的分类及其产生的原因 1、焊接残余应力的分类 A、纵向焊接残余应力—沿焊缝长度方向; B、横向焊接残余应力—垂直于焊缝长度方向; C、沿厚度方向的焊接残余应力。 2、焊接残余应力产生的原因 （1）纵向焊接残余应力 （2）横向焊接残余应力 产生的原因: 1、焊缝的纵向收缩，使焊件有反向弯曲变形的趋势，导致两焊件在焊缝处中部受拉，两端受压； 2、焊接时已凝固的先焊焊缝，阻止后焊焊缝的横向膨胀，产生横向塑性压缩变形。焊缝冷却时，后焊焊缝的收缩受先焊焊缝的限制而产生拉应力，而先焊焊缝产生压应力，因应力自相平衡，更远处焊缝则产生拉应力；应力分布与施焊方向有关。 以上两种应力的组合即为，横向焊接残余应力。 （3）沿厚度方向的焊接残余应力 在厚钢板的焊接连接中，焊缝需要多层施焊，焊接时沿厚度方向已凝固的先焊焊缝，阻止后焊焊缝的膨胀，产生塑性压缩变形。焊缝冷却时，后焊焊缝的收缩受先焊焊缝的限制而产生拉应力，而先焊焊缝产生压应力，因应力自相平衡，更远处焊缝则产生拉应力。因此，除了横向和纵向焊接残余应力σx,σy 外，还存在沿厚度方向的焊接残余应力σz，这三种应力形成同号(受拉)三向应力，大大降低连接的塑性。 二、焊接残余应力对结构性能的影响 1、对结构静力强度的影响 2、对结构刚度的影响 B、当截面上没有焊接残余应力时，在N作用下应变增量为： 因为B-bB，所以△ε1 △ε2。 3、对低温冷脆的影响 对于厚板或交叉焊缝，将产生三向焊接残余拉应力，限制了其塑性的发展，增加了钢材低温脆断倾向。