东大工程结构设计原理课件04构件的连接.ppt

1、课件，1，构造修订原理，第19回，讲师：曹双寅舒赣平，东南大学远程教育，课件，2，第19回：构件连接(4) 41，工程构造是各种各样的基本构件连接的整体构造物的钢构造：钢板，型钢等构成的基本构件(工厂制作)现场安装钢筋混凝土结构：有现浇、装配式和装配一体型三种施工方法。 钢筋的接合长度、预制构件(预制地板、叠合梁、叠合板等)的组装也存在很多接合。 4.1钢结构连接1 .焊接2 .螺栓连接(普通螺栓、高强度螺栓)3.铆钉连接。 课件，3，第19届：构件连接(4) 42，特点：1.焊接：构件断面不减弱，省材料，经济； 结构简单，加工简便，自动化操作方便，提高焊接质量连接刚度大，密封性好，整体性好。

2、 焊接附近的材质变脆焊接物存在焊接残馀应力和残馀变形，影响结构承载能力的焊接结构对裂纹敏感，特别是在低温下更容易发生脆性断裂。 2 .螺栓：普通螺栓分为a、b、c三段。 高强度螺栓是对中碳钢和低合金钢等进行热处理而成，强度高。 我国高强度螺栓的强度水平分为8.8级(8.8S )和10.9级(10.9S )。 高强度螺栓的紧固有摩擦型和受压型两种。 螺栓连接简单、快速、可拆卸，常用于现场安装连接。 但是，要削弱部件的截面。 课件，第4，19回：构件连接(4) 43，焊接(弧焊)分为手动弧焊、自动或半自动埋弧焊和气体保护弧焊等。 原理：焊接连接和焊接形式：平接、对接和对接(t形) 3种1 .对接焊

3、接2 .圆角焊接。 焊接符号(型号、尺寸和要求)、课件、5、第19届：构件连接(4) 44、焊接强度和质量等级(附表I32) 1.焊接质量影响直接连接强度。 如果焊接质量优良，则焊接没有缺陷，焊接金属的强度比焊接材料母材高，破坏部位多位于焊接附近的热影响部的母材。 焊接可能有气孔、焊剂、下切、未焊接等缺陷。 焊接缺陷会减弱焊接的受力面积，缺陷会产生应力集中，不利于结构。 因此，进行焊缝的品质检查很重要。 2 .焊接质量等级分为三级，其中一、二级焊接除外观缺陷检查外，还需要进行内部无损探伤。 3 .请减少三级拉伸对接焊接的强度。 4 .合理选择焊接种类等级。 5 .焊条选择： Q235E43xx

4、； Q345E50 xx； Q390E55xx，课件，6，第19回：构件连接(4)下次的主要内容45，1，对接焊接的轴心力的补正算2 .受到弯曲力矩和剪切力的共同作用的对接焊接的补正算3 .对接焊接的构造。 课件，7，东南大学远程教育，结构设置修正原理，第二十回，讲师：曹双寅舒赣平，课件，8，第二十回：组件连接(4)上一回内容46，1 .连接类型2 .钢结构连接的主要内容对接焊接的修正算法和结构对接焊接是被连接构件整体的剖面焊接应力可通过材料力学的修正公式进行修正。 在对接焊接的两端的起弧、消弧部位，由于无法熔化，因此经常产生凹形的焊接口和缺陷，容易因应力集中而产生裂纹。 因此，在实施焊接时，

5、在焊接的两端设置电弧起动板，对于一般承受静力负荷的构造，也可以不设置电弧起动板，但是使焊接的修正计算长度比实际的长度小10mm。轴心受力的对接焊接的修正计算：教材，第10次，第20次：采用构件连接(4) 48、起弧板时，对接焊接的压坏、剪切和一、二级焊接的抗拉强度与母材相同，在焊接物的强度保证的条件下，不需要修正焊接强度，在3次焊接上作用有抗拉力时如果直缝不能满足强度要求，可以采用斜对接焊接来增加焊接长度。 试验结果表明，当焊缝与作用力之间的夹角满足：时，斜焊强度在母材强度以上，不需管理。 课件，11，第20回：构件连接(4) 49，受弯矩和剪力共同作用的对接焊补正1矩形截面：焊接中的焊接中的

6、最大正应力和最大剪应力不是同一点，应该分别补正：2.工字形截面：大的正应力和大的剪应力a直缝b单边v字缝c双边v字缝dU缝eK缝fX缝、课件、13、第20回：构件连接(4)下次的主要内容411、1、角焊的分类和受力特征2 .角焊的强度3 .角焊的修正计算4 .角焊的课件，14，构造设定修正原理，第21回，讲师：曹双寅舒赣平，东南大学远程教育，课件，15，第21回：构件连接(4)上一回内容412，1，对接焊接的轴心力修正计算2 .垂直时，称为正面角焊，也称为端缝角焊缝的受力性能和强度与受力方向直接有关。 直角角焊缝的截面形式：角焊缝的小焊缝尺寸为hf有效高度he=0.7 hf，忽略焊缝馀量和熔深

7、，套件，第17，第21届：构件连接(4) 414，角焊缝的受力性能侧面角焊缝主要受剪切力作用，塑性好断裂面通常位于焊缝的最小截面(45o斜截面)。 断裂起点位于侧缝的两端，在此处产生裂纹后，会迅速扩展，使焊道断裂。 课件，18，第21回：构件连接(4) 415，角焊接受力性能端缝的应力状态比侧缝复杂，应力集中显着。 焊接根部出现应力峰值，容易破裂。 破坏时，首先在焊接的根部开裂，然后扩展到整个焊接截面。 试验结果表明，端缝强度比侧缝高，但塑性差，根部存在较大的收缩应力，性质脆。 课件，19，第21次：构件连接(4) 416，角焊的强度与侧缝和端缝无关，在焊接修正计算时总是修正焊缝和45o的斜面

8、，使截面即焊接有效厚度为0.7hf。 修正截面的平均断裂应力是焊接强度(力除以焊接断裂面积)。 角焊缝尺寸(mm )正面角焊缝(N/mm2)侧面角焊缝(n/mm2) 4432.5326.08362.2270.012332.0250.0标准中所规定的角焊缝的设定修正强度为侧面角焊缝的强度直角角焊缝的修正计算简化假设：1.沿角焊缝45o方向的焊接有效截面在修正计算时的破坏面2 .由于通过焊接质心的拉伸力、压力、剪切力，沿焊接长度的应力均匀分布。课件，第21回：构件连接(4) 418，直角角焊接的修正计算基本修正公式：端缝应力：侧缝应力：被称为正面角焊接的强度设定修正值增大系数直接承受动力负荷的构造

9、，课件，第22回，第20回：构件连接1 .角焊接的轴心力的修正计算2 角焊的扭矩和剪切力的修正4，角焊的构造，课件，23，东南大学远程教育，构造设定修正原理，第二十二次，讲师：曹双寅舒赣平，课件1 .角焊的分类和受力特征2，角焊的强度和修正假设3，角焊的修正公式，教材由轴心力产生的角焊的修正轴心力(拉伸力、压力、剪切力)在由焊接修正截面图心的外力与焊接长度方向平行时，侧面角焊接受力，在外力与焊接长度方向垂直时，正面角焊接受力，在外力方向与焊接长度方向所成的角度时，角焊接受力第22回：构件连接(4) 422、轴心力引起的角焊的修正计算、课件、第27回：构件连接(4) 423、弯曲力矩和剪断力引起

10、的角焊的修正计算，根据焊接的有效截面，首先根据基本假设3，修正角焊的有效截面的几何特性a点： c点：课件，第28，第22回：构件连接(4) 424，通过扭矩和剪断力进行的角焊的修正计算一般假定被连接件为绝对刚性体，焊接有弹性的焊接的任意点的应力方向，与该点和形心o的连接线垂直，其大小是这一点吗焊接1点的强度应该满足：教材，第29，第22回：构件连接(4) 425，角焊的结构焊缝尺寸和焊接修正长度1 .最小焊缝尺寸：焊接过冷变脆，容易产生裂纹2 .最大焊缝尺寸：防止“过烧”现象4 .最大修正长度：不得大于60 (承受静力负荷或间接动力负荷时)或40 (承受动力负荷时)，课件，第30，第22次：构

11、件连接(4) 426，角焊的结构措施：课件，第31，第22次：构件连接(4) 一般螺栓的形式和规格2，讲师：曹双寅舒赣平，课件，33，第23回：构件连接(4)上回内容426，1，角焊的分类和受力特征2，角焊的强度和修正假设3，角焊的修正公式，课件，34，第23回2 .最大焊脚4 .最大修正长度：不得大于60 (承受静力负荷或间接动力负荷时)或40 (承受动力负荷时)，课件，第35，第23次：构件连接(4) 428，角焊的结构措施：课件，第36，第23次：构件接触部件冷却后残留在焊接物内部的自平衡的内部应力称为焊接残留应力。由于焊接中的不均匀膨胀和收缩而在焊接物上伴随焊接残留应力的残留变形称为焊

12、接残留变形。 焊接残馀应力和残馀变形影响构件的受力和使用，是产生焊接裂纹的重要因素之一。 教材，37，第23回：构件连接(4)，教材，38，第23回：构件连接(4) 430，焊接残馀应力和残馀变形焊接残馀应力为1 .纵向应力2 .横向应力3 .厚度方向2 .自平衡。 课件，39，第23回：构件连接(4) 431，焊接残馀应力和残馀变形焊接残馀应力的影响：1.不影响构件的静力强度2 .减小构造的刚性(稳定承载力)3.导致应力集中，使疲劳强度降低。课件40、第23回：构件连接(4) 432、焊接残馀应力和残馀变形减少焊接残馀应力和焊接残馀变形的方法：1.设定修订：减少焊接高度，焊接对称配置，截面平缓过渡，避免背焊2 .焊接技术：采用适当的焊接顺序和方向在后角焊接处焊接错位的短焊接，然后焊接直的长焊接，使焊接具有大的横向收缩馀地先焊接力大的焊接，然后焊接力小的焊接。 采用逆变形法焊接前预热，焊接后保温、高温烧门、锤击等。 课件，第41，第23回：构件连接(4) 433，焊接残馀应力和残馀变形减少焊接残馀应力和焊接残馀变形的方法：课件，第42，第23回：构件连接(4)下次的主要内容434，1，普通第二十四回，发表教师：曹双寅舒上次主要内容435，1、角焊结构2、焊接残馀应力和残馀变形、课件45，第24次：构件连接2. C级螺栓的螺孔采用类孔，M16M24螺栓的孔径比螺栓标称直