起重机械金属结构(第三章).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三章金属结构的连接,结构,金属结构是由型材、锻件、铸件采用一定的连接方式组成的能够承受载荷的工程结构。当前，起重机中常见的连接是焊接、栓接和铰接。,本章学习的重点,1,）学会选择合理的连接方式,2,）掌握承载能力的计算方法,3.1,连接的方式及其特点,一，方法,焊接：（广泛应用）,螺栓连接：（用于常装拆的结构）分为：普通螺栓和高强度螺栓,铆钉连接：（国外仅用于特重型桥吊主梁）,胶合连接：（国内未采用）,销轴连接：（用于两构件间的连接）,二，特点,焊 接：制造简便，省工省料，不削弱构件截面易于自动化操作；但易产生残余应力和变形、焊接缺陷，质量不易检查。,螺栓连接：易装拆，质量易检查，塑性、韧性好，但费工费料，削易构件截面，动载作用下易松动；高强度螺栓除具有普通螺栓优点以外，还具有传力均匀，应力集中小，疲劳强度高等优点，但螺栓制造和连接表面要求较高。,铆 接：承动载能力强，低温下工作较可靠，但不能拆。,3.2,连接的材料,一、焊接,焊接的材料与焊接的方法有关，焊接的方法达,35,种之多，常用的,1.,焊接方法,1,）气焊、氧炔焊,焊接薄板、切割金属。,2,）电弧焊,手工电弧焊,设备简单、操作灵活，生产效率低，质量受人为因素波动较大。,埋弧自动焊,生产率高、易于实现自动化。,气体保护焊,焊接质量高3,）电渣焊,焊接后钢板。,2.,焊接材料,1,）手工焊,焊条按照等强度选取。,焊,Q235,，常用,E43XX,焊条，如,E4303,、,E4315,、,E4316,焊,Q345,，常用,E50XX,焊条，如,E5003,、,E5015,、,E5016,焊,Q235,与,Q345,的混合连接，,E43XX,（一般）、,E50XX,（贴脚焊、受力较大的部位）,3.2,连接的材料,2,）埋弧自动焊,焊丝,+,焊剂,Q235H08,、,H08A,、,H08Mn+,高硅型焊剂；,Q345H08MnA,、,H10Mnq+,低锰型或无锰型焊剂,;,3,）气体保护焊,焊丝,+,气体（,CO2,、氩气）二，螺栓连接,普通螺栓,Q235-A,Q235-B,35,；,高强度螺栓,螺栓：,d24mm.45,40B,20MnTiB,d,24mm.20 MnTiB,35VB,螺母：,45,，,15MnVB,垫圈：,45,(,平垫圈,),3.2,连接的材料,螺栓连接的力学性能等级,3.5S12.9S10,个等级，“,.”,前的数值是抗拉强度的,1/100,，“,.”,后的数值是屈强比的,10,倍。,所有的力学性能等级都含有相应的材质和热处理工艺，根据性能等级可以直接查出螺栓连接计算所需要的单栓承载能力。所以螺栓的标注以后以性能等级作为材料的标注。,依据螺母的厚度，螺母的强度等级与螺栓的性能等级有固定的搭配关系（,4H12H,）,0.8D,的厚度时，,8H8.8S,；,9H8.8,（,16mm),9.8S,（,时：,先计算,e=M/N =Ix/,n|ymax,|,再判断：,e,或,e,而后计算：,Pmax,螺栓强度条件：,PmaxP,ll,3.9,拉剪螺栓连接计算,根据试验结果：在拉剪联合作用下，符合园形相关公式,若螺栓的计算拉力、剪力分别为,Pll,和,Pjl,，则强度条件为,3.10,高强度螺栓连接设计计算,一，概述,1,，分类,摩擦型：是工程中主要的应用种类。,承压型：摩擦力、螺栓剪力和承压力三者共同作用在连接中。,螺栓受拉型,我国当前列入设计规范的仅摩擦型（,GB122884,钢结构用高强度大六角螺栓连接副）。,2,，工作原理,依靠强大预紧力产生的摩擦力抵抗剪切滑动，以出现剪切滑动时状态作为连接失效的极限状态。,3.10,高强度螺栓连接设计计算,二、摩擦型高强度螺栓的强度计算,1,，轴心力作用下的剪力螺栓连接,N/,nP,P,但栓抗滑许用承载力,.P=,ZmfPg/n,Zm,传力摩擦面数；,f,摩擦系数（与表面处理方法有关），查规范,P41,Pg,预拉力（预紧力）,.,查规范,P41,n,安全系数,(,按载荷工况确定）,.,3.10,高强度螺栓连接设计计算,2,，偏心力作用下的剪力螺栓连接,计算公式同普通螺栓，许用承载能力为上面的计算结果。,3.10,高强度螺栓连接设计计算,3,，剪力和拉力作用下的剪力螺栓,强度条件,抗滑承载能力,P,Q,P,抗拉承载能力,Pt0.7Pg,P=,Zmf,（,Pg-1.25Pt,）,/n,4,，受拉连接,轴向许用载荷,sl,螺栓钢材的屈服点,Al,螺栓的有效面积，规范,P41,载荷分配系数,3.10,高强度螺栓连接设计计算,5,，被连接件的强度计算,每个螺栓所产生的摩擦力,N,：,N/n n,为螺栓总数,第一排为,n1,个螺栓产生,N N/nn1,的摩擦力,N=N-N=N-(N/n)n150%,=N,（,1-0.5n1/n,）,被连接件的强度条件：,=N/,Aj,Aj,为净载面积,3.11,销轴连接设计计算,一，销轴计算,静强度w,=M/,ww,max,=QS/(IB)=16Q/(3d2),w=d3/32=0.1d3,w,销轴许用弯曲应力,不重要及受载不大：,Q235,，,w,=125N/mm2,载荷不大，要求韧性较高：,20,正火回火,w,=125 N/mm2,有一定强度及加工塑性要求：,35,正火回火,w,=165 N/mm2,调质,w,=175 N/mm2,广泛应用：,45,正火回火,w,=195 N/mm2,调质,w,=215 N/mm2,载荷较大，无很大冲击的重要轴,.,40Cr,调质,w,=245 N/mm2,3.11,销轴连接设计计算,二,销孔耳板的计算,危险截面：,BB,，,AA,3.11,销轴连接设计计算,耳板孔壁承压应力计算,N,耳板的轴向力；,D,销轴直径；,总厚度；,c,许用挤压应力；,由弹性力学，应用弹性曲梁公式计算危险载面应力,第三章 作业,3-1,验算图示工字梁腹板对接焊缝的强度。已知拼接处的内力为,M=9.810,2,kNm,，,Q=410,2,kN,，钢材为,Q235,，许用应力,=176MPa,，采用,E4303,焊条手工焊，用普通方法检查焊缝质量。,3-2,图示支托与柱采用贴角焊缝连接，贴角焊缝高度,hf,=6mm,。柱与支托材料为,Q235,，许用应力,=176MPa,，用,E4303,焊条手工焊，采用普通方法检查焊缝质量。试确定,P,的最大值。,第三章 作业,3-3,某搭接托架结构如图示，受偏心载荷,P=92kN,作用。连接板材料为,Q345,，用,E5015,焊条手工三面围焊（用引弧板），焊缝高度,hf,=10mm,，许用应力,h,=140MPa,，试验算焊缝强度。,3-4,图示接头采用,6,个,M20,的精制螺栓连接。构件,板厚,16mm,，连接件,板厚,10mm,材料均为,Q235,，许用应力,=176MPa,，连接受外载,P=40kN,作用。问：,1,）连接强度是否满足要求？,2,）若改用,6,个,M20,，力学性能等级为,10.9s,的高强度螺栓，连接面喷砂后涂无机富锌漆，连接强度是否满足要求？,