第20-1-2章-对接焊缝连接构造与计算..ppt

结构设计原理 青海大学土木工程学院教授班级 交通2011 1 2 章节内容1 焊缝连接2 普通螺栓连接3 高强螺栓连接 20钢结构的连接 20钢结构的连接 章节重点1 掌握钢结构常用的连接方法 特点及应用范围 2 了解对接焊缝和角焊缝的工作性能 掌握对接焊缝的计算方法和各构造尺寸限制的意义 3 了解焊接应力 焊接变形的形成原因及防治措施 4 了解普通螺栓连接和高强螺栓的工作性能 破坏形态 掌握普通螺栓和高强螺栓连接的计算方法 20 1 5对接焊缝的构造和计算 一 对接焊缝的构造要求1 坡口形式对接焊缝常做成带坡口的形式 故又称为坡口焊缝 应根据焊件厚度按保证焊缝质量 便于施焊及减小焊缝截面积的原则选用 常用的坡口形式有I形缝 带钝边单边V形缝 带钝边V形缝 Y形缝 带钝边U形缝 带钝边双单边V形缝 双Y形缝 一 对接焊缝的构造要求1 坡口形式 1 I形缝 适用板厚 t 10mm 2 带钝边单边V形缝 3 带钝边V形缝 适用板厚 10mm t 20mm 4 带钝边U形缝 5 带钝边双单边V形缝 6 双Y形缝 适用板厚 t 20mm 沿焊件厚度方向未开坡口的端面部分p称为钝边 钝边的作用是防止根部烧穿 对于没有条件清根和补焊者 要事先加垫板 20 1 5对接焊缝的构造和计算 2 变截面钢板拼接 a 钢板宽度不同 b 钢板厚度不同 c 厚差小于4mm时 由焊缝找坡 计算时 焊缝厚度取较薄板厚度 3 对接焊缝的起弧和落弧 常因不能熔透而出现凹形的焊口 焊口处常产生裂纹和应力集中 施焊时可采用引弧板消除此影响 焊后将引弧板切除 并用砂轮将表面磨平 4 在直接承受动载的结构中 为提高疲劳强度 应将对接焊缝的表面磨平 打磨方向应与应力方向平行 焊透的T形连接焊缝 钢板拼接焊缝示意 与构件母材强度计算方法相同 采用材料力学的计算公式一 二级对接焊缝不需验算 三级焊缝质量不易保证 需进行相关验算 要点 20 1 5对接焊缝的构造和计算 1 轴心受力的对接焊缝 N 轴心拉力或压力设计值 lw 焊缝计算长度 无引弧板时 焊缝计算长度取实际长度减去2t 有引弧板时 取实际长度 t 连接件的较小厚度 对T形接头为腹板的厚度 t 对接焊缝的抗拉容许应力 20 1 5对接焊缝的构造和计算 当直对接焊缝不能满足承载力要求 可改用斜缝 对接焊缝斜向受力是指作用力通过焊缝重心 并与焊缝长度方向呈 夹角 其计算公式为 对接焊缝抗剪容许应力 可查附表4 1 b 2 受弯受剪的对接焊缝计算 焊缝内应力分布同母材 焊缝截面是矩形 正应力与剪应力图形分布分别为三角形与抛物线形 正应力和剪应力的最大值不出现在同一位置 分别验算 M 焊缝承受的弯矩 Ww 焊缝截面模量 V 焊缝承受的剪力 Iw 焊缝计算截面惯性矩 Sw 焊缝截面计算剪应力处以上部分对中和轴的面积矩 对于工字形 箱形 T形等构件除应分别验算最大正应力与最大剪应力外 还应验算腹板与翼缘交接处的折算应力 式中 1 1 验算点处 腹板 翼缘交接点 的正应力和剪应力 1 1为考虑到最大折算应力只在焊缝局部出现 而将焊缝强度设计值适当提高的系数 20 1 5对接焊缝的构造和计算 对接焊缝计算步骤 1 确定荷载 4 强度验算 不同作用情况下对接焊缝计算 矩形 I形 T形 3 计算截面几何特征值 2 进行截面应力状态分析 习题讲解 已知钢板梁腹板厚度t 10m