钢结构3(对接焊缝)g.ppt

单击此处编辑母版标题样式,X,第,*,页,第,3,章 钢结构的连接,角焊缝的计算,（二）,对接焊缝的计算,焊接应力和焊接变形,复习,1,、直角角焊缝的基本计算公式,2,、角焊缝的计算,3,、各种受力状态下直角角焊缝连接的计算,承受轴心力作用时角,焊缝连接的计算,1,）用盖板的对接连接,当只有侧面角焊缝时，按,计算；,当只有正面角焊缝时，按 计算；,再,计算侧面角焊缝的强度,三面围焊时,先计算正面角焊缝所承担的内力,2,）承受斜向轴心力的角焊缝连接计算,3,）承受轴力的角钢端部连接,三面围焊,（图,b,）,可先假定正面角焊缝的,h,f3,，,求出正面角焊缝所分担的轴心力,N,3,。,当腹杆为双角钢组成的,T,形截面，且肢宽为,b,时,对于,两面侧焊,，,因,N3=0,，,得：,求得各条焊缝所受的内力后，按构造要求（角焊缝的尺寸限制）假定肢背和肢尖焊缝的,h,f,，,即可求出焊缝的,l,w,。,例如对双角钢截面：,考虑到每条焊缝两端的起灭弧缺陷，实际焊缝长度应为计算长度,加,2h,f,；,对于采用绕角焊的侧面角焊缝实际长度等于计算长度（绕角焊缝长度,2h,f,不进入计算）。,当杆件受力很小时，可采用,L,形围焊（图,c,）。,由于只有正面角焊缝和角钢肢背上的侧面角焊缝，令（式,3.14,）中的,N,2,=0,，,得：,角钢肢背上的角焊缝计算长度可按,（式,3.17,）,计算，角钢端部的正面角焊缝的长度已知，可按下式计算其焊脚尺寸：,1,）承受轴力、弯矩、剪力的联合作用,复杂受力时角焊缝连接计算,轴心拉力,N,X,产生的应力,由,弯矩,M,产生的应力,剪力,Ny,在,A,点产生的应力,代入焊缝强度计算式,2,）对于工字梁（或牛腿）与钢柱翼缘的角焊缝连接如图，通常只承受弯矩,M,和剪力,V,的联合作用。,（腹板焊缝承受全部剪力，弯矩由全部焊缝承受）,工字梁（或牛腿）与钢柱翼缘角焊缝的连接的另一种计算方法是：,假设腹板焊缝只承受剪力；翼缘焊缝承担全部弯矩，并将弯矩,M,化为一对水平力,H=M/h,。,翼缘焊缝的强度计算式为：,腹板焊缝的强度计算式为：,例题：,3.4,3,）三面围焊承受扭矩剪力联合作用时角焊缝的计算,图为三面围焊承受偏心力,F,。,此偏心力产生,轴心力,F,和,扭矩,T=Fe,。,最危险点为,A,或,A,点。,4,、斜角角焊缝的计算,两焊脚边的夹角不是,90,的角焊缝为斜角角焊缝（,obligue,filletwelds,），,这种焊缝往往用于料仓壁板、管形构件等的端部,T,形接头连接中。,斜角角焊缝的计算方法与直角焊缝相同，应按公式（,3.6,）至公式（,3.8,）计算，,只是应注意以下两点：,（,1,）不考虑应力方向，任何情况都取,f,（或,f,）,=1.0,。,（,2,）,在确定焊缝有效厚度时，假定焊缝在其所成夹角的最小斜面上发生破坏。,规范,规定：,p41,3.4,对接焊缝的构造和计算,一、对接焊缝的构造,二、对接焊缝的计算,对接焊缝包括,焊透,和,部分焊透,。,1,、焊透的对接焊缝的计算,对接焊缝的强度与所用钢材的牌号、焊条型号及焊缝质量的检验标准等因素有关。,如果焊缝中不存在任何缺陷，焊缝金属的强度是高于母材的。,轴心受力的对接焊缝,只有受拉的三级焊缝才需要进行计算。,。,当直焊缝不能满足强度要求时，可采用斜对接焊缝。,按下列公式计算：,当斜焊缝倾角,56.3,，即,tg1.5,时，可认为与母材等强，不用计算。,承受弯矩和剪力联合作用的对接焊缝,承受轴向力、弯矩和剪力联合作用的对接焊缝,当,轴心力,与弯矩、剪力联合作用时，轴心力和弯矩在焊缝中引起的正应力应进行叠加，,弯矩产生的正应力按式（,3.29,）验算,，,剪应力仍按式（,3.30,）验算,，,折算应力仍按式（,3.31,）验算,。,2,、部分焊透的对接焊缝的计算,P44,3-5,焊接残余应力和焊接变形,一、焊接残余应力的成因,焊接残余应力（,weldingresidualstresses,）,简称焊接应力，有沿焊缝长度方向的纵向焊接应力，垂直于焊缝长度方向的横向焊接应力和沿厚度方向的焊接应力。,纵向焊接应力,横向焊接应力,厚度方向的焊接应力,二、焊接应力对结构工作性能的影响,1,、对结构静力强度的影响,：,焊接应力不影响结构强度。,2,、,对结构刚度的影响,：构件上的焊接应力会降低结构的刚度。,3,、,对低温冷脆的影响,焊接残余应力对低温冷脆的影响经常是决定性的，必须引起足够的重视。在厚板和具有严重缺陷的焊缝中，以及在交叉焊缝的情况下，产生了阻碍塑性变形的三轴拉应力，使裂纹容易发生和发展。,4,、对疲劳强度的影响,焊接残余应力对结构的疲劳强度有明显不利影响。,成因：,在焊接过程中，由于不均匀的加热，在焊接区局部产生了热塑性压缩变形，当冷却时焊接区要在纵向和横向收缩，势必导致构件产生局部鼓曲、弯曲、歪曲和扭转 等。,种类：,包括纵、横向收缩、弯曲变形、角变形和扭曲变形等，且 通常是几种变形的组合。,三、,焊接残余变形,（,weldingresidualdeformations,）,四、减少焊接应力和变形的措施,设计上的措施,（,1,）合理的选择焊缝的尺寸和形式。,（,2,）尽可能能减少不必要的焊缝。,（,3,）合理地安排焊缝的位置。,（,4,）尽量避免焊缝的过分集中和交叉。,（,5,）尽量避免在母材厚度方向的收缩应力。,工艺上的措施,（,1,）采用合理的焊接顺序和方向。,（,2,）采用反变形法减小焊接变形或焊接应力。,（,3,）锤击或辗压焊缝，使焊缝得到延伸，从而降低焊接应力。,（,4,）对于小尺寸焊件，焊前预热，或焊后回火加热至,600,左右，然后缓慢冷却，可以消除焊接应力和焊接变形。也可采用刚性固定法将构件加以固定来限制焊接变形，但却增加了焊接残余应力。,小结：,作业：,p69 3.3 3.4,