钢结构的连接 (2).ppt

第63页,共93页，星期六，2024年，5月三、焊接残余应力和残余变形的影响1．焊接残余应力对结构性能的影响(1)强度方面：残余应力是自平衡力系，不影响结构的强度。(2)刚度方面：残余应力与荷载应力相加以后，部分材料将提前进入屈服阶段，继续增加的外力将仅由弹性区承担，因此构件变形将加快，刚度降低。(3)构件的稳定性：荷载引起的压应力与截面残余压应力叠加时，会使部分截面屈服，降低抗弯刚度EI，将降低构件的整体稳定性。(4)疲劳和低温冷脆：残余应力为三向同号应力状态时，材料易转向脆性，使裂纹容易产生和开展，导致疲劳强度降低，易导致低温脆性断裂。第64页,共93页，星期六，2024年，5月2．焊接残余变形对结构的影响影响结构的尺寸，使装配困难，影响使用质量;过大的变形将显著降低结构的承载能力，甚至使结构不能使用。第65页,共93页，星期六，2024年，5月四、减小焊接残余应力的方法1.在构造设计方面：hf不宜过大；焊缝不宜过分集中；避免三向拉应力的情况。2.在制造方面：合理的装配即焊接工艺，使焊件能自由收缩。3.焊件焊前预热和焊后热处理是另一有效方法。第66页,共93页，星期六，2024年，5月五、减小焊接残余变形的方法1.反变形法。即在施焊前预留适当的收缩量和根据经验预先造成相反方向和适当大小的变形来抵消焊后变形，一般适用于较薄板件。2.合理的装配即焊接工艺。3.矫正。有机械矫正和火焰加热矫正。第67页,共93页，星期六，2024年，5月第六节螺栓连接的构造和计算1.表示方法：普通螺栓为粗牙大六角头型，代号用字母M与公称直径(毫米)表示,如M18，M20，M22，M24。（1）C级螺栓连接：锻压制成，杆身粗糙，尺寸不很准确。主要用于受拉连接和安装螺栓。（2）A、B级螺栓连接：螺杆车工制成，尺寸准确，孔加工精度高。制造安装费工。2.按制作精度分类：分为A、B、C级螺栓。C级采用4.6、4.8级(小数点前的数字代表抗拉强度,单位为Mpa,小数部分代表屈强比)材料制作,只要求Ⅱ类孔(在单个零件上一次冲成或不用钻模钻成设计孔径的孔),栓径比孔径小(1.5～3.0)mm。A、B级螺栓采用8.8级材料(45号和35号钢)制作,要求Ⅰ类孔(用钻模钻成或在装配好后钻成或扩钻止设计孔径)，栓径比孔径小(0.3～～0.5)mm。常用的孔、螺栓表示方法见图3-36。一、普通螺栓的种类和特性第68页,共93页，星期六，2024年，5月二、普通螺栓连接的构造要求1、螺栓的直径在同一结构连接中，为便于钻孔及螺栓安装并方便计算，宜采用同一直径的螺栓。其直径大小有受力和构件尺寸综合确定。常用直径为M18、M20、M22、M24等。2、螺栓的排列和间距螺栓的排列应简单、统一而紧凑，既要满足受力要求，又要构造合理便于安装。第69页,共93页，星期六，2024年，5月三、普通螺栓连接受力性能和强度计算1．分类按螺栓受力方式可分为受剪螺栓连接、受拉螺栓连接和拉剪螺栓连接。2．受剪螺栓连接（1）受力性能：靠栓杆受剪和孔壁承压传力。（2）破坏形式：a.栓杆剪断；b.孔壁挤压坏；c.钢板拉断；d.端部钢板剪断；e.栓杆受弯破坏。前三种通过计算来防止。后两种通过限制端距和螺栓的夹紧长度不超过5d来防止。第70页,共93页，星期六，2024年，5月（3）单个螺栓承载力计算a.单个螺栓抗剪承载力设计值b.承压承载力设计值单个螺栓承载力应为a和b承载力中的较小值，即：第71页,共93页，星期六，2024年，5月(4)螺栓群受轴心力N作用时的连接计算①确定所需螺栓数目nn=N/Nbmin。当沿受力方向的螺栓连接长度l1过大时,各螺栓的受力将很不均匀,易发生解扣破坏.需将螺栓的承载力设计值乘以折减系数给予降低.②净截面强度验算σ=N/An≤f选择构件或连接板内力大或净截面小的截面。第72页,共93页，星期六，2024年，5月（5）受扭矩和剪力作用的抗剪螺栓群计算计算假定：①被连接钢板是刚性的，螺栓是弹性的；②钢板绕螺栓群中心O点转动，螺栓的剪切变形与它到中心O的距离成正比，螺栓所受的剪切力或钢板所受的反作用力与r成正比，方向与r垂直。第73页,共93页，星期六，2024年，5月根据合力矩定理和计算假定得在T作用下螺栓所受的最大剪力为其水平和竖直分力为V由