焊缝螺栓连接计算ppt课件

1、第3章连接，1。连接要求机械方面：安全可靠，具有足够的强度、刚度和延展性；结构：结构简单，制造方便。连接方式：焊接、铆接和螺栓连接。铆钉连接；螺栓连接，第1节：钢结构的连接方法；2:表1:三种连接方式的优缺点；3:第2节：焊接连接形式；1:焊接方法分类：电弧焊、气焊、电阻焊等原理：利用电弧产生的热能，使接头处的焊件钢局部熔化，焊接时加入焊条或焊丝熔化的钢水，冷却后共同形成焊缝，将两个焊件连成一体。焊缝与空气的隔离：如果焊缝在焊接过程中与空气直接接触，空气中的氧气、氮气和其他气体会进入焊缝，使焊缝变脆。手工电弧焊：原理、特点、适用于各种焊接位置的涂层；焊条型号与焊件母材钢种的匹配：Q235(E4

2、3焊条)、Q345(E50焊条)、Q390和Q420(E55焊条)；不同强度钢焊接电极的选择。自动(半自动)埋弧焊特点：效率高、熔深大、质量好、塑性和韧性好、焊接变形小、热影响区小；适用于长而直的焊剂层：6、3、气体保护焊：原理与埋弧焊相同，但用CO2作为保护介质；速度快，焊件熔深，焊接质量好；周围的风速不应太高。4.电阻焊：原理：电流通过焊件接触面上的电阻产生的热量使金属熔化，然后通过压力熔化。焊接厚度为12毫米，7。表2各种焊接方法的特点，8。2.焊接连接形式连接形式：根据所连接的焊件的相互位置：平接头(对接接头)搭接丁字连接角连接、9。3.焊接位置根据焊条与焊缝的相对位置：a)仰焊(平焊

3、)，b)立焊，c)其中，仰焊的施工位置最好，所以焊缝质量也最好；高空焊接是最难操作的，质量也不容易保证。10，IV .焊缝符号的作用：标明焊缝的形式、尺寸和辅助要求：引导线、基本符号，必要时增加辅助符号、辅助符号和焊缝尺寸；指南：参考线(一条实线一条虚线)和箭头线；基本符号：表示焊缝形状，11，常用焊缝的基本符号，12，13，第三节焊缝类型及其结构要求，焊缝类型，对接焊缝，角焊缝，14，1。对接焊缝：(1)特点：直接传力，焊缝应力清晰，无应力集中；(2)分类：1)直缝：作用力方向与焊缝方向正交；2)斜缝：作用力方向倾斜于焊缝方向；15.(3)结构要求；1)坡口形式：根据板厚和施工条件选择厚度；

4、(1) T20毫米：U形、K形、X形；工字形接缝；有钝边的单面V形接缝；(3)V形接缝，(4)U形接缝；K形接缝；(6)十字形接头，16，g)带垫板的工字形接头(8)带垫板的钝边V字形接头(9)带垫板的V字形接头。施工条件：为了保证施工质量，一面焊接完成后，经常需要将反面的根部翻去进行补焊。如果没有条件，在正面焊接时，应在焊缝根部加临时垫板；17，3)当厚度或宽度不同时：一定的坡度使截面过渡平滑；2)引弧板的设置：消除焊接接头引起的应力集中；18，(1)特点：不需要坡口，结构比对接焊缝简单，(2)根据应力和焊缝方向：1)端缝：受力方向垂直于焊缝长度方向；2)侧缝：受力方向平行于焊缝长度方向；2

5、)角焊缝，19，(3):直角角焊缝，带横截面；a)普通焊缝由于塑性变形，在失效前趋于均匀。，21，2。前角焊缝：截面应力状态复杂；前角焊缝和侧角焊缝力学性能的比较：(1)前角焊缝的强度和刚度高于侧角焊缝；(2)侧角焊缝的塑性优于前角焊缝。23，(5)角焊缝结构要求，1。焊脚尺寸hf最小焊脚尺寸：对于手工焊接，hf不应小于，tmax是较厚焊件的厚度；对于自动焊接，它可以减少1毫米；最大焊脚尺寸：不超过较薄焊件厚度的1.2倍。板边缘的焊缝，当t为6mm时，高频t；当t6mm，HF t (12) mm，24，2。焊缝长度lw过短：焊缝的起弧点和落弧点过近，焊缝末端容易塌陷；不应小于8hf或40 mm

6、，太长：侧角焊缝的应力分布沿长度方向不均匀，两端在大、中之间较小。如果太长，两端可能会先被破坏；其他结构要求：P42-43，25，第四节焊缝强度计算，角焊缝强度计算，对接焊缝强度计算，26，1。角焊缝强度计算、(1)角焊缝强度计算公式，角焊缝承受三个方向的力：27，角焊缝计算的基本公式可以得到如下：当只有一个轴向力垂直于焊缝长度方向，同时有平行和垂直于焊缝长度方向的轴向力时，28，注意环节：1。计算长度：考虑实际长度减去2hf用于引弧和落弧；2.通常，只考虑一个垂直于焊缝长度方向的力；3.强度设计增加系数：4。正确理解正应力和剪应力；角焊缝强度的计算步骤1。根据施工要求初步确定焊接尺寸HF；2

7、.为了确定总有效面积，应考虑多个焊缝；3.分别求解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，然后代入公式进行计算。29，(2)轴向力作用下的拼接板连接，1。仅侧角焊缝，强度检查：承载能力检查：30，计算示例1，如图所示，两块厚度为t14mm的板由上下盖板(厚度为t8mm)连接，钢材为Q235，手工焊接，焊条E43，承受静态轴向力N500KN，已知端缝(2)仅前角焊缝；解决方案：根据施工要求，圆角尺寸hf为1.2x8 t-(12)，所以HF=6mm，31。(1)只有侧角焊缝；32，(2)轴向力作用下的拼接板连接，2)仅前角焊缝，强度检查：承载力检查：33，计算示例1，如图所示，两块厚度

8、为t14mm的板由上下盖板(厚度为t8mm)连接，钢材为Q235，手工焊接，焊条E43，承受静态轴向力N500KN，已知端缝。(2)仅前角焊缝；解决方案：根据施工要求，圆角尺寸hf为1.2x8 t-(12)，所以hf=6mm，34，(2)只有前角焊缝；35，3，三面环缝焊接：首先计算前角焊缝的应力N1，剩余的N-N1由侧面角焊缝承担。(一般采用连续焊接，即hf相等)，1)前角焊缝承受内力n1:2)剩余的N-N1由侧角焊缝承受：36，(3)角钢在轴向力的作用下连接，1)侧角焊缝连接时，两侧焊接：肢背N1=e2 N /(e1 e2)=K1 N，肢尖N2=，1)力n3=0.7hflw3ffw为前角焊

9、缝，2)力N1=e2 N /(e1 e2)N3 /2=K1 NN3 /2为腿背，N2=e1n/(e1e2) n3/2为腿尖，3)腿背和腿尖焊缝强度如图所示，桁架腹杆采用角钢2L140X10，通过三面环焊缝与连接板连接。钢材采用Q235，手工焊接，焊条E43覆盖，承受静态轴向力N1170KN。已知焊接角度尺寸为hf8毫米，肢背焊缝长度为Lw1400mm毫米，肢端焊缝长度为LW2250毫米。检查焊缝连接是否安全：40。(4)在弯矩作用下。2.计算焊缝的有效截面模量；3.计算弯曲正应力：41；(5)弯矩、剪力和轴力的共同作用，42；计算示例3；检查支架与钢柱连接的角焊缝强度，如图所示。钢材为Q235

10、，手工焊接，电极为E43、N300KN、V200KN、e100mm，已知焊接角度尺寸为hf8mm，焊接长度为LW400 mm，43，剪力V，弯矩MVe，轴向力N，焊缝强度验算：44，(6)扭矩下焊接，基本假设(1)连接件绝对刚性，焊缝为弹性；(2)连接板绕角焊缝有效截面的形心O旋转，角焊缝任一点的应力方向垂直于该点与形心O的连线，应力大小与其距离R成正比.45，基本步骤：(1)解决鸡西；焊缝质心的求解；(2)求解扭转应力(3)求解垂直于和平行于焊缝长度方向的应力分量；(4)角焊缝强度校核公式的替代：46；(7)扭矩、剪切力和轴向力共同作用，47。角焊缝计算的思考：1 .根据载荷条件定义角焊缝参

11、数，包括角焊缝尺寸hf、焊缝长度lw、截面模量W、惯性矩等。2.求解各种载荷条件下的截面应力；3.求解垂直于和平行于横截面的应力，合成应力，并将其代入计算公式，48。例4: P54，例35，49。2.对接焊缝计算(1)对接焊缝强度(1)钢焊条型号(2)焊接质量：一、二、三级压剪：焊缝和焊件强度相同；无需计算焊缝强度：一、二级焊缝和焊件强度相等，因此无需计算焊缝强度；三级：0.85f(母材强度)，计算焊接强度。50，(2)熔透对接焊缝：厚度与焊件相同，且焊件截面(如果厚度不同，取薄板截面)，(1)轴向载荷下对接焊缝的正应力或FWC，51，(2)弯曲和剪切下对接焊缝最大应力值的计算。52.焊缝为工

12、字形截面，考虑到最大转换应力仅出现在局部个别点，转换应力的计算将使强度设计值适当增加10。53，例5，如图所示，焊接工字钢在腹板上只有一个对接焊缝，钢材为Q345，手工焊接，使用焊条E50，接头处弯矩为2600kNm，剪力为V244kN，设置引弧板，质量等级为三级，强度通过试验计算。检查内容：(1)最大应力检查；(2)转换应力检查，54；(1)焊缝所在截面的惯性矩：上法兰相对于X轴的面积力矩：上半部分面对X轴的面积力矩：(2)焊缝的最大应力检查：55；(2)转换应力检查：腹板与上翼缘交界处的转换应力：56，(3)部分熔透对接焊缝的应用：连接或临时连接坡口形式：根据角焊缝计算，57。1.焊接应力

13、的分类和原因，纵向焊接应力，第5节焊接应力和焊接变形，58。横向焊接应力(1)纵向收缩(2)不同的焊接顺序：冷却后的张力，59。厚度方向的焊接应力(1) (2)中厚板焊缝的三维张力降低了塑性；60，2。焊接应力对结构性能和静强度的影响：承载力没有影响，61。对结构刚度的影响：塑料件不能提供刚度，刚度降低，影响低温冷脆：双向或三向应力变脆，对疲劳强度的影响：降低疲劳强度或许用应力幅，62。第三，焊接变形和残余变形形式，63焊接位置应合理，布局应尽可能与截面重心对称，焊缝尺寸(焊脚和焊缝长度)应适当，焊缝细长的焊缝不应过分集中(图一):焊接应力过大应避免三通焊缝相交(图二)，焊条易触及(图四)，应

14、避免高空焊接；65、2、应采取合理的工艺措施，采用合理的焊接顺序；66，焊接前应增加相反的预变形(图D)焊后回火(图C)，67，第6节螺栓连接结构，1。引用分类：普通螺栓的高强度螺栓直径：有效直径(de，Ae)和公称直径d(M20M24)，精制螺栓：a级和b级，5.6级和8.8级的粗螺栓：c级、4.6级和4.8级、摩擦螺栓承压螺栓：摩擦力首先被克服，直到螺杆剪切或孔壁受压损坏；68，2。螺栓连接的布置及施工要求，布置方式：平行：简单整齐，交错：紧凑，69，布置要求，受力要求：钢板端部切割，端部距离不应小于2d0；张拉时，螺栓距离和线距不应过小；受压时，螺栓沿作用力方向的距离不应太大；结构要求：

15、边缘和中间距离不宜过大，否则接触面不紧密，水分侵入会造成腐蚀；施工要求：有一定的施工空间，便于转动扳手拧紧螺母。70，71，孔和螺栓图例，72，传力方式：剪力螺栓：螺栓杆抗剪，螺栓杆承受孔壁压力传递剪力；拉力螺栓：螺栓杆承受沿杆长方向的拉力；同时，剪切和拉伸螺栓：第7节普通螺栓连接的计算，73，1。剪切螺栓，工作性能：克服界面摩擦，螺钉承受压力(剪切和弯曲)，塑性失效1。失效模式：锚杆剪切；孔壁被压碎；盘子被拉开；板端被切断；螺栓弯曲，74，2。抗剪螺栓设计承载力的计算抗剪承载力的设计值：抗剪承载力的设计值：(a)单剪(b)双剪(c)四个剪切面，抗剪螺栓承载力的设计值应取上述两个公式中较小的75，3。普通螺栓抗剪连接计算安(1)轴力剪力=N(n1/N)N；=N (n1 n2)/n对连接板：安=t (bn1d0)对拼接板：安=2t1 (bn3d0)，76，(2)交错柱：77，例6，如图所示，钢板搭接连接，板厚t16mm，宽b240mm，拼接板t17mm，抗剪承载力设计值：承载力设计值：抗剪螺栓承载力设计值，78，板净截面强度33366 抗剪螺栓数量：取螺栓数量n6，79，2)扭矩下抗剪计算的基本假设是连接构件绝对刚性，而螺栓是弹性的； 每个螺栓绕螺栓组的质心o旋转，其力与其距中心