第3章连接20121007.ppt

1、第三章连接，第一节钢结构的连接方法第二节焊接和连接形式第三节角焊缝的结构和计算第四节对接焊缝的结构和计算第五节焊接应力和焊接变形第六节螺栓连接的组成第七节普通螺栓的计算第八节高强度螺栓连接的计算，连接要求机械方面：安全可靠，足够的强度、刚度和延性；施工方面：配置简单，制造方便的连接方法：焊接、铆接和螺栓连接，(a)焊接连接；(b)铆钉连接；(c)螺栓连接、第一部分钢结构连接方法、表1 3种连接方法的优点和缺点、第二部分焊接连接形式、第一焊接方法分类：弧焊、气焊和电阻焊原理：使用电弧生成列对连接处的焊接钢材进行部分熔化和焊接时，添加由焊条或线材熔化的钢液，冷却后焊接在一起形成，使两个焊接部分结合

2、在一起。焊接和空气的隔离：焊接中焊缝与空气直接接触时，空气中的氧、氮等气体进入焊接，焊接容易破碎。1，手动电弧焊：原理：特征：适用于各种焊接位置的药皮：焊条型号和焊工母材钢号匹配：Q235(E43型电极)Q345(E50型电极)Q390和Q420(E55型电极)；强度不同的钢焊接，使用与强度低的钢相匹配的电极；2，自动(半自动)埋弧焊：特性：效率高，熔化深度大，质量好，塑性韧性好，焊缝变形小，热影响面积小；长而直的焊接焊剂层：3，气体保护焊：原理与埋弧焊相同，但使用CO2作为保护介质。速度快，焊接深度大，焊接质量好；周围的风俗不能太大。4，电阻焊：原理：利用焊接接触点表面电阻产生的电流的热量熔

3、化金属，然后通过压力熔合。焊接厚度12mm，表2各种焊接方法的特征，第二，焊接连接形式连接形式：连接焊接件的相互位置：平整(对接)搭接t形连接拐角连接，第三，焊接位置相对于焊缝的位置：a)对接(平整)其中弯曲焊接施工位置最好，焊接质量也最好。反向焊接最难操作，质量不容易保证。第四，焊接符号角色：指明焊接形状、尺寸和辅助要求的显示方式：指引线、基本符号、辅助符号(如果需要)、补充符号和焊接尺寸。引线：基线(真实虚拟)和箭头线；预设符号：表示熔接的形式，通常为熔接预设符号、第三区段熔接品类及其规划需求、熔接品类、对接熔接、接合端熔接、一个、对接熔接：(a)性质：直接力、明确熔接力、不发生应力集中；

4、(b)分类：1)直接缝：作用力方向与焊接方向正交2)斜接缝：作用力方向与焊接方向成一定角度；(3)构造要求1)坡口形式：根据板厚度和构造条件选择板厚度；(1)t20 mm:u，(a)I型接缝；(b)有钝边的单边v型缝；(c)V型接缝，(d)U型；(e)K型接缝；(f)X形，g)带垫板的I形h)带垫板的钝边单边v形I)带垫板的v形接缝，施工条件：为了确保施工质量，通常在一侧焊接完成后翻转，以相反方向清除根部，然后补焊。但是，在无条件预焊的情况下，必须向焊接根部添加临时垫。3)厚度或宽度不同：固定坡度导致截面平滑过渡。2)弧板设置：消除焊接球引起的应力集中现象；(a)特性：不需要坡口，配置比对接焊

5、缝简单，(2)受力和焊缝方向的配置，(1)端止口：作用力方向垂直于焊缝长度方向2)侧止口：作用力方向平行于焊缝长度方向，2，角焊缝，3 (3)截面形状塑料变形导致破坏前趋于均匀。2，前角焊缝：截面应力状态更复杂。3，前角焊缝与侧角焊缝的力学性能比较，(1)前角焊缝的强度和刚度高于侧角焊缝。(2)侧角焊缝塑料特性优于前角焊缝。(5)角焊缝配置要求，1，焊脚大小HF最小焊脚大小：对于手动焊缝，HF必须小于HF，tmax必须为厚焊脚厚度。自动熔接为1mm的总和。最大焊脚大小：小于1.2倍的薄焊脚厚度。板边焊接，t 6mm，hftT6mm为HF t (12)mm。2，熔接长度lw太短：熔接放置得太靠近

6、弧点和弧点，并且熔接末端容易崩溃。不能小于8hf或40 mm。太长了。侧角焊缝在长度方向上分布不均匀，两端的大中间小而过长，可能会首先破坏两端。60hf 3或更高版本，其他配置要求：P42-43，四节焊缝强度计算，角焊缝强度计算对接焊缝强度计算，1，角焊缝强度计算公式，角焊缝可以承受三个方向力：(a)，角焊缝基本公式，平行于焊缝长度方向的轴向力，焊缝长度3、强度设计增量系数：4、正确认识正应力和剪应力；角焊缝强度计算步骤1，根据配置要求初始焊缝尺寸HF；2、确定需要考虑多个焊接的总有效区域。3、分别解决平行于焊缝长度方向的应力和垂直于焊缝长度方向的应力，然后取代公式计算。，(b)以轴向力工作的

7、连接板连接，1，仅限侧角焊缝，强度检查：轴承容量检查：示例1，如图所示，两块板厚度t14mm的板由上下两个罩(板厚度t8mm)连接，钢为Q235，手动焊接，(1)仅限侧角焊缝；(2)仅正面角焊缝；解决方案：根据配置要求，焊接角度尺寸HF 1.2x8 t-(12) hf=6mm，(1)仅限侧角焊缝；(b)以轴向力工作的连接板连接，2，仅前角焊缝，强度检查：轴承容量检查：示例1，图中所示的两块板厚度t14mm的板由上下两个罩(板厚度t8mm)连接，钢为Q235，手动焊接，(1)仅限侧角焊缝；(2)仅正面角焊缝；解决方案：根据配置要求，焊接角度尺寸HF 1.2x8 t-(12) hf=6mm，(2)

8、仅限前角焊缝；3，3面环焊缝首先计算正面角焊缝力N1，其馀N-N1由侧角焊缝承担。(通常，连续焊缝(即等于HF)，1)前角焊缝由内力n1:2)其馀N-N1由侧角焊缝承担。(3)通过轴向力连接角度，1，通过侧角焊缝连接时为：双侧焊缝，肢体背面N1=e2 N /(e1 e2)=K1 N，肢体N2=e1 N /(e1 e2)=K2 N，等等肢体末端N2=E1 n/(E1 E2) n3/2=k2n 3/2，3)肢体末端焊接强度检查，示例2，如图所示，每个2L140X10，角焊缝三面环焊缝和通过节点板连接的桁架腹板，Q235，Q235 2、焊缝有效截面系数的计算；3，计算弯曲法向应力：(5)弯矩、剪切和

9、轴向力共同作用，计算示例3，检查边和钢柱连接角焊缝强度，如图所示。钢使用Q235、手动焊接、电极E43、N300KN、V200KN、e100mm、已知焊接角度尺寸hf8mm、焊接长度Lw400mm。产生剪切v，产生弯矩MVe，产生轴向力n，熔接强度检查：(6)扭矩作用的熔接，预设假设(1)连接构件为绝对刚性，熔接为弹性。(2)通过连接板零件围绕角焊缝的活动截面中心o旋转，角焊缝任意点处的应力方向垂直于该点和中心o的连接，应力的大小与距离r的大小成正比。基本步骤：(1)JIxIy；解决；解决。焊缝中心解决方案；(2)扭转应力分析(3)解决互垂于熔接长度方向的应力元件：(4)取代填角熔接强度检查公

10、式：(7)扭矩、剪切和轴向力、填角熔接计算理念：1，指定负载情况下的填角熔接参数(熔接角度标注HF，熔接长度lw)2、分别解决各种载荷条件下的截面应力。3、剖面应力和剖面应力、应力合成、替代计算公式，例如：p54、范例35、2、对接熔接计算(a)对接熔接强度(1)钢等级电极模型(2)熔接品质检查标准：I、II、无需计算焊缝强度张力。刚性(例如I、II和焊接件)，不需要计算焊接强度。第III级：0.85f(母材强度)，焊缝强度计算。，(2)对接焊缝部分通过对接焊缝，(2)对接焊缝通过：厚度等于焊接件，焊接件截面(如果厚度不是薄板截面)，(1)轴向力对接焊缝N(lwt)fwt或fwc，(2)最大应

11、力值，检查内容：(1)最大应力检查(2)转换应力检查，(1)带焊缝的截面惯性矩：顶部凸缘与x轴面积力矩：上半部与x轴面积力矩：(2)焊缝最大应力检查：(2)转换应力检查：后冷却拉伸，厚度方向的焊接应力(1)中间拉伸，周围压缩应力状态；(2)中厚板焊接三向拉伸，塑性降低；2，焊接应力对结构性能的影响，对结构静态强度的影响：轴承承载力不影响，对结构刚度的影响：塑料零件不提供刚度，刚度减小，对低温冷脆性的影响：2或3向应力，脆性，疲劳强度的影响：疲劳强度减小或许用应力宽度，3， 布局必须在截面重心焊缝大小(焊脚和焊缝长度)处尽可能对称，不能过度集中在细长焊缝上(图a):过度的焊接应力尽可能避免三向焊

12、缝相交(图b)电极到达(图d)，避免高焊缝，2，应用合理的焊接顺序采取适当的工艺措施，焊接前相反的词典引文分类：普通螺栓高强度螺栓直径：有效直径(de、Ae)和公称直径d(m 20m 24)；精制螺栓：a级和b级；5.6级和8.8级粗糙螺栓：c级、4.6级和4.8级；摩擦螺栓：板间的摩擦力压力螺栓：摩擦力首先克服，直到螺杆被剪切或孔壁被压力破坏。第二，螺栓连接的排列和配置要求；排列：平行：简单整洁的错误列：紧凑，排列要求力要求：钢板端切割，结束距离不得小于2d 0；拉动时，螺栓和导线距离不能太小。压缩，螺栓沿力的方向不能太大。配置要求：边距和中心距离不能太大。否则，接触面不密，湿气的侵入导致腐

13、蚀。施工要求：有一定的施工空间，便于转动扳手拧紧螺母。，孔，螺栓图例，力传递方式：剪切螺栓：螺栓杆剪切和螺栓杆孔壁压力传递剪切；拉力螺栓：螺栓杆可以沿杆的长方向承受拉力。同时剪切、拉伸螺栓：第七种常规螺栓联接计算、1、剪切螺栓、工作性能：克服界面摩擦、螺杆压力(剪切和弯曲)、塑料断裂1、断裂形式：剪切螺栓杆；孔壁碎了。板块被拉了出来；板块末端被修剪；螺栓杆弯曲、2、剪切螺栓的设计承载力计算、剪切力设计值：轴承容量设计值：(a)单剪切(b)双剪切(c) 4剪切、剪切螺栓的承载力设计值为上述两个较小值、3、常规螺栓的剪切联接计算、N2=n(n1/n)n；N3=N (n1 n2)/n N对连接板：An=t (bn1d0)对连接板：An=2t1 (bn3d0)，(2)列：无效，示例6，图中所示，剪切力设计值：压力轴承设计值：剪切螺栓的承载力设计值，剪切螺栓数：螺栓数n6，板净截面强度：2)基于扭矩的剪切计算基本假设，连接构件绝对刚度，螺栓弹性。每个螺栓绕螺栓组中心o旋转，力大小与与螺栓组中心o的距离r成正比，力方向垂直于到螺栓组中心的连接。平衡条件：与螺栓力大小和中心o的距离r成比例的条件或检查，3)根据扭矩、剪切和轴向力计算螺栓组中的剪切，扭矩t中螺栓1的力，剪切v和轴向力n中的螺栓均匀力：必须满足螺栓1的最大剪切力N1:示例7 p74示