钢结构件PPT学习教案

1、会计学1钢结构件钢结构件7.1 钢结构对连接的要求及连接方法 连接是把型钢和钢板组成构件和结构的不可缺少的手段。 要求：不因连接而影响钢材和结构的潜在能力正常发挥，即不形成薄弱环节。 为此，连接部位应有足够的强度、刚度及延性。 需要从选用材料、设计计算、构造处理和施工质量等方面全面着手。 教材提出8点注意事项，十分重要，需要很好领会，但还需要补充施工质量方面的要求。第7章 钢结构的连接和节点构造第1页/共47页 优缺点：不需在钢材上打孔，不减损钢材截面； 焊件可以直接相连，不需要辅助零件； 连接的密封性好，结构刚度大，整体性好； 焊缝附近出现热影响区，产生组织变化，材质变脆； 出现焊接残余应力

2、和残余变形； 用于低温地区时容易出现脆性断裂，且因整体性而一裂到底。 采用焊接结构需要扬长避短。避短的一个例子：采用适当的材料和焊接工艺，降低淬硬性，使热影响区不致开裂。7.2 焊接连接的特性第2页/共47页避免焊缝缺陷（保证施工质量） 焊缝可能出现的缺陷：裂纹、气孔、烧穿、未焊透和咬边等。 缺陷造成截面削弱和应力集中，对结构安全承载很不利。尤其是 承受多次重复荷载的结构和处在容易脆断的环境的结构。 避免缺陷的方法： 必须由合格的焊工进行操作； 加强检验（按照有关规范规定）：外观检查和超声波检验； 尽量避免不易焊好的焊位（仰焊、不易到达的部位）。焊缝质量等级 焊缝根据外观质量的不同要求和超声波

3、检验范围的不同要求划分 为三个质量等级，其中一级者质量最好。7.2 焊接连接的特性第3页/共47页10mmt 1020mmt 20mmt 第4页/共47页第5页/共47页 构造 角焊缝分为侧面角焊缝和正面角焊缝。 角焊缝的大小以焊脚尺寸hf来衡量，两边 可以不等。 hf相对于焊件厚度t不应过小和过大： 过小则冷却过快，易生裂纹， ， t1：较厚焊件厚度； 过大则热影响区大，也易裂， ，t2：较薄焊件厚度。 焊缝长度也不应过小和过大（相对于hf）: 过小则不易保证整体质量（起、落弧坑影响过大)， ， 过大则应力沿长度的分布过于不均匀， 。 还需满足一些其他构造要求，如焊缝端部加绕角。7.4 角焊

4、缝的构造和计算hf1.5hfhfhf11.5fht 21.2fht 8flh 60flh 第6页/共47页 计算 角焊缝受力情况比较复杂。 角焊缝在纵、横向外力作用下，薄弱截面（45 面）上存在正应力 和两个方向的剪应力 和 。强度计算的基本公式是： 常用连接焊缝的计算公式都从此式演变得出。 （1）侧面角焊缝，外力与焊缝长度方向平行，以受剪为主； ， he=有效厚度=0.7hf （2）正面角焊缝，外力与长度方向垂直，以正应力为主； f=1.22，但直接承受动力荷载时取为1.0 侧缝延性很好，正缝相对稍差。两者可以配合使用形成三面围焊。7.4 角焊缝的构造和计算45DCFwffewNfhl wf

5、ffewNfhl wff3)( 32/22fyfx/fz/2/2, 第7页/共47页 各类连接中的角焊缝计算 连接中经常用多条焊缝。按照力学原则把外力分配给各条焊缝，即可对焊缝需要的尺寸做出计算。 例如双角钢杆件和节点板连接的两条焊缝按重心距离e1、e2成反比分配。 承受扭矩的焊缝群可套用扭矩作用下的剪应力计算公式 A点剪应力最大，为验算对象。 的方向垂直于CA线，需要分解为 和再进行组合。 思考：上述算法，仅A点处焊缝应力达到强度设计值，其他部位应力都较低，如果只用两条水平焊缝是否可行?7.4 角焊缝的构造和计算e1e2AT rJxyJIIATATATAxArAAyATATC第8页/共47页

6、 如果连接直接承受动力荷载， ，则没有必要把 分解后组合。ABCDNOV上图 分成 和 后应按下式组合并验算7.4 角焊缝的构造和计算ATATA1fA 多种应力的组合22TTwAAfff 右图所示的连接，竖向力V对连接焊缝产生竖向剪力和扭矩T。因此，焊缝在A点处除 和 外还有 和 。验算公式为TATAVANA22TVAATNwAAfff 思考：例题7.6保留 形焊缝，但改变算法，是否能够改为hf=7mm?第9页/共47页第10页/共47页图7-59d第11页/共47页第12页/共47页第13页/共47页当连接长度 时，承载力应乘以受力不均的折减系数1015ld24bbvvvdNnfbbccNd

7、tf101.1150ldbminnN Nmin,bbbminvcNNN一个螺栓的抗剪承载力nv：螺栓受剪面数，教材图7-68a，b，c分别取1、2、4。该图有一个缺点：b，c图中外层板的拉力为中层板的一半，应画得薄一些。一个螺栓的承压承载力连接所需螺栓数第14页/共47页第15页/共47页24bbettdNfbtf第16页/共47页TN1riOr1MyiTN1My1211TiNTrr1bTminNN 211MbitNMymyN 第17页/共47页位移剪力普通螺栓第18页/共47页外加拉力螺栓拉力PC拉开破坏45oR1.1R第19页/共47页第20页/共47页0.9 0.9 0.9/1.20.6

8、08bbueuePf Af A第21页/共47页7.7 高强度螺栓连接高强度螺栓连接的构造径差：承压型抗剪螺栓连接，和普通螺栓具有同样性质。1.5-2.0mm比较合适，但直径27mm 以上的螺栓可以放大到3mm。 摩擦型抗剪螺栓连接不产生滑移，径差稍大一些并无大碍。因此，既可以采用和承压型连接相同的标准孔，也可以在此基础上增大2.5-4.0mm。但是，采用放大的圆孔时，板层之间摩擦面积有所减少，抗滑移能力略为下降。 摩擦型抗剪螺栓连接还可采用槽孔（长圆孔），其短向长度和标准孔径相同，而长向则比大圆孔的孔径还大。间距：和普通螺栓相同。 第22页/共47页0.9bvfNknP第23页/共47页0.

9、8btNP对承压型抗拉连接，螺栓承载力设计值和普通螺栓一样0.8bbbteuRNA f 按照GB50017规范给出的数值，以上两式算得的 完全相同，证实摩擦型和承压型的分类并无必要。 因此，合理的方法应该是不做类型区分，抗拉螺栓承载力设计值一律按第二个公式计算，其中 取在1.11.2=1.32和1.11.3=1.43之间，而不是规范所取的1.65。 与此同时，可以取预拉力P为正常使用阶段的承载极限：使板层在正常使用条件下不松开。btNbR第24页/共47页MNb1第25页/共47页1vtbbvtNNNN 221vtbbvtNNNN 1.2bvcNN 第26页/共47页（2）竖向剪应力 由翼缘上

10、的集中荷载产生，此时连接焊缝相当于正面 角焊缝1=1.4ffxVSh I V：梁横向剪力1.4ffzFh lF和为集中荷载及其增大系数，lz为荷载分布长度。（3）当两种应力并存时，其综合效应为22fff第27页/共47页第28页/共47页第29页/共47页eVMwwM 梁的拼接第30页/共47页eR第31页/共47页121233A fA fAAfCR第32页/共47页第33页/共47页第34页/共47页刚性半刚性柔性转角弯矩 M梁翼缘拉力第35页/共47页 fcbwecA ftb f5ebccbttr30 235cwyh tf 0.4cftbctA ff 第36页/共47页第37页/共47页靴梁板三角形肋板第38页/共47页1243bbvpMMfV 90cbwhht hbhcMb1Mb2第39页/共47页第40页/共47页第41页/共47页Q/2QQQQQabcdeR=5QACEN1N2N3N5N4对称中线N1N2N3