钢结构第三章焊接连接PPT格式课件下载.pptx
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焊机焊机导线导线熔池熔池焊条焊条焊钳焊钳保护气体保护气体焊件焊件电弧电弧Q235钢钢E43型型焊条焊条(E4300E4328);
Q345钢钢E50型型焊条焊条(E5000E5048);
Q390钢钢Q420钢钢E55型型焊条焊条(E5500E5518)。
注:
不同钢种的钢材相焊接时,宜采用与低强注:
不同钢种的钢材相焊接时,宜采用与低强度钢材相适应的焊条。
度钢材相适应的焊条。
AA、焊条的选择:
焊条应与焊件钢材相适应。
、焊条的选择:
BB、焊条的表示方法:
、焊条的表示方法:
EE焊条焊条(ElectrodeElectrode)第第11、22位数字为熔融金属的最小抗拉强度位数字为熔融金属的最小抗拉强度(MPa)第第33、44适用焊接位置、电流及药皮的类型。
适用焊接位置、电流及药皮的类型。
E43型熔融金属的最小抗拉强度为420MPa;
E50型熔融金属的最小抗拉强度为490MPa;
E55型熔融金属的最小抗拉强度为550MPa;
E4300:
平、仰、立、横;
交流或直流正、反接;
特殊性;
E4322:
平;
交流或直流;
正接氧化铁型;
生产效率低,劳动强度大,焊接技术直接影响焊接质量。
设备简单,操作灵活方便,适于任意空间位置焊接;
CC、手工电弧焊的优、缺点:
、手工电弧焊的优、缺点:
优点优点:
连接刚度大,传力可靠;
二、铆钉连接二、铆钉连接缺点缺点:
对施工技术要求很高,劳动强度大,施工条件差,施工速度慢。
铆钉连接是利用铆钉连接是利用铆钉铆钉将两个将两个或两个以上的元件或两个以上的元件(一般为一般为板材或型材板材或型材)连接在一起的连接在一起的方法,简称方法,简称铆接铆接。
铆钉有空。
铆钉有空心和实心两大类。
心和实心两大类。
铆钉连接包括制孔制孔和打铆打铆两个工序。
螺栓连接螺栓连接普通普通螺栓螺栓高强高强螺栓螺栓三、螺栓连接三、螺栓连接精制螺栓精制螺栓摩擦型连接摩擦型连接承压型连接承压型连接粗制螺栓粗制螺栓粗制普通螺栓粗制普通螺栓(C级)级):
材料的性能等级为材料的性能等级为4.6或或4.8级;
级;
4表示表示ffuu400N/mm400N/mm22,0.6或或0.8表示表示ffyy/f/fuu=0.6=0.6或或0.80.8;
精制普通螺栓精制普通螺栓(A、B级)级):
材料的性能等级为材料的性能等级为5.6或或8.8级级;
5或或8表示表示ffuu500500或或800800N/mmN/mm22,0.6或或0.8表示表示ffyy/f/fuu=0.6=0.6或或0.80.8;
11、普通螺栓:
、普通螺栓:
(AA、BB、CC三级)三级)摩擦型连接:
摩擦型连接:
摩擦型连接依靠被连接板件之间强大的摩摩擦擦阻阻力力来承受外力,以以摩摩擦擦阻阻力力被被克克服服作作为为承承载载能能力力的的极极限限状状态态。
为了提高摩擦阻力,一般要对接触面进行处理,并施加预压力。
摩擦型螺栓连接的螺螺栓栓孔孔径径比螺螺栓栓直直径径大大1.52.0mm。
摩擦型连接有很大的摩阻力,剪切变形小,特别适用于承受动力荷载的结构中承受动力荷载的结构中。
摩擦型连接摩擦型连接承压型连接承压型连接22、高强度螺栓高强度螺栓连接连接承压型连接:
承压型连接:
承压型连接允许被连接板件之间接触面发生相相对对滑滑移移,以栓栓杆杆被被剪剪断断或或承承压压破破坏坏作作为为承承载载能能力力的的极限状态极限状态。
承压型螺栓连接的螺螺栓栓孔孔径径比螺螺栓栓直直径径大大1.01.5mm。
承压型连接的承载力比摩擦型连接高,可节约螺栓,但剪切变形大,故不能用于承受动力荷载的结构中。
3.23.2焊缝和焊接连接的形式焊缝和焊接连接的形式一、焊缝的形式一、焊缝的形式
(2)对接焊缝正对接焊缝
(1)角焊缝T型对接焊缝斜对接焊缝11、角焊缝、角焊缝定义定义:
角焊缝:
角焊缝连接不必坡口,焊缝金属直接连接不必坡口,焊缝金属直接填充在被连接板件形成的直角或斜角区。
填充在被连接板件形成的直角或斜角区。
角焊缝角焊缝直角角焊缝直角角焊缝斜角角焊缝斜角角焊缝hehfhf普通式hehf1.5hf平坡式(11)直角角焊缝直角角焊缝hehfhf凹面式一般情况下直接承受动力荷载的结构中焊脚尺寸焊脚尺寸计算厚度计算厚度(22)斜角角焊缝)斜角角焊缝对于135o或6mm时,取,取t-(12)mm;
t6mm时,取,取t;
几种特殊情况下的最大最小焊脚尺寸的规定:
防止焊缝长度过小,力线弯折大,造防止焊缝长度过小,力线弯折大,造成严重的成严重的应力集中应力集中。
正面角焊缝:
侧面角焊缝在弹性阶段沿长度方向侧面角焊缝在弹性阶段沿长度方向受受力不均匀力不均匀,两端大中间小,焊缝越长,两端大中间小,焊缝越长,应力集中越明显;
如果长度过长,有可应力集中越明显;
如果长度过长,有可能在焊缝的两端破坏。
能在焊缝的两端破坏。
(1)
(1)仅有侧面角焊缝时:
仅有侧面角焊缝时:
(t为较薄焊件的厚度)
(2)
(2)仅有正面角焊缝时:
仅有正面角焊缝时:
(t为较薄焊件的厚度),55、搭接连接的构造要求搭接连接的构造要求否则应力分布不均匀,承载力下降否则应力分布不均匀,承载力下降66、断续角焊缝断续角焊缝的构造要求:
的构造要求:
角焊缝沿长角焊缝沿长度方向布置度方向布置连续角焊缝连续角焊缝断续角焊缝断续角焊缝主要的焊缝形式主要的焊缝形式应力集中现象明显应力集中现象明显4.绕角焊转转角角处处构构件件存存在在应应力力集集中中现现象象,如如果果在在此此处处起起、灭灭弧弧。
可可能能出出现现弧弧坑坑、咬咬肉肉等等现现象象,加加大大应应力力集集中,故应该采用中,故应该采用绕角焊绕角焊,或者采用,或者采用三面围焊三面围焊。
77、减少角焊缝应力集中的措施:
减少角焊缝应力集中的措施:
设计计算设计计算直角角焊缝强度计算基本公式:
直角角焊缝强度计算基本公式:
正面角焊缝的强度增大系数,直接承受动力荷载时取1.0直角角焊缝计算公式:
直角角焊缝计算公式:
有效截面(计算截面)有效截面(计算截面)直角角焊缝的极限强度公式:
直角角焊缝的极限强度公式:
适合于Q235钢其他钢种直角其他钢种直角角焊缝的极限强度公式:
角焊缝的极限强度公式:
能适合大部分钢种能适合大部分钢种当作用斜向轴心力当作用斜向轴心力FF:
FNV沿长度方向沿长度方向垂直于长度方向垂直于长度方向FNVNV将上述应力代入到折算应力公式中:
将上述应力代入到折算应力公式中:
其中,其中,直角角焊缝强度计算基本公式:
正面角焊缝的强度增大系数,直接承受动力荷载时取1.0对正面角焊缝对正面角焊缝:
对侧面角焊缝对侧面角焊缝不同受力情况下角焊缝连接计算:
轴心力作用轴心力作用弯矩、轴心力和剪力共同作用弯矩、轴心力和剪力共同作用扭矩和剪力共同作用扭矩和剪力共同作用11、轴心力轴心力作用下角焊缝的连接计算作用下角焊缝的连接计算只有正面角焊缝时:
a.a.盖板连接的角焊缝盖板连接的角焊缝只有侧面角焊缝只有正面角焊缝三面围焊b.b.承受斜向轴力的角焊缝承受斜向轴力的角焊缝c.c.承受轴心力的角钢角焊缝承受轴心力的角钢角焊缝a.a.盖板的角焊缝的连接计算盖板的角焊缝的连接计算采用三面围焊时:
(1)只有侧面角焊缝时:
(2)只有正面角焊缝时:
(3)采用三面围焊时:
先求出正面焊缝所能承受的力先求出正面焊缝所能承受的力然后计算侧面焊缝然后计算侧面焊缝只有正面角焊缝时:
采用三面围焊时:
b.b.承受斜向轴力的角焊缝承受斜向轴力的角焊缝分分力力法法令:
斜焊缝的计算公式:
直直接接法法验算如下角焊缝的强度验算如下角焊缝的强度,已知斜向力,已知斜向力F=250KN,角度,角度,焊脚尺寸,焊脚尺寸,焊缝实际长度,焊缝实际长度,钢材钢材Q235B钢,手工焊,钢,手工焊,E43型焊条。
型焊条。
例题例题3-13-11、分力法、分力法代入到式(代入到式(3-83-8)中,得:
)中,得:
满足要求。
2、直接法、直接法斜焊缝的计算公式斜焊缝的计算公式:
最后代最后代入公式:
入公式:
试试设设计计采采用用拼拼接接盖盖板板的的对对接接连连接接,已已知知钢钢板板宽宽度度B=270mm,厚厚度度,拼拼接接盖盖板板厚厚度度,该该连连接接承承受受的的轴轴心心静静力力荷荷载载设设计计值值N=1400KN,钢钢材材Q235B,手工焊,手工焊,E43型焊条。
例题例题3-23-2跟焊缝的受力形式有关跟焊缝的受力形式有关两面侧焊两面侧焊采用菱形盖板采用菱形盖板三面围焊三面围焊11、采用两面侧焊、采用两面侧焊拼接盖板的宽度拼接盖板的宽度bb的确定?
的确定?
应满足:
在钢材种类相同的情况下,拼接盖板的截面积应大于等于被连接钢板的截面积。
同时需满足构造构造要求:
(t为较薄焊件的厚度)=满足要求,故盖板尺寸为满足要求,故盖板尺寸为-16240680-1624068022、采用三面围焊、采用三面围焊可减少侧面角焊缝长度,继而减少盖板尺寸。
假设拼接盖板的宽度和厚度与采用两面侧焊时相同假设拼接盖板的宽度和厚度与采用两面侧焊时相同未知量:
盖板的长度L先求出正面焊缝所能承受的力先求出正面焊缝所能承受的力然后计算侧面焊缝然后计算侧面焊缝代入式中33、采用菱形拼接盖板、采用菱形拼接盖板可减小角部的应力集中,继而改善连接的工作性能。
设计思路:
假定菱形拼接盖板的尺寸,然后进行验算。
正面角焊缝侧面角焊缝斜焊缝c.c.承受轴心力的角钢角焊缝承受轴心力的角钢角焊缝两面侧焊两面侧焊三面围焊三面围焊LL形围焊形围焊三面围焊:
三面围焊:
b已知量:
已知量:
NN,ee,bb未知量:
未知量:
NN11,NN22,NN33首先确定正面角焊缝所能承受的最大力:
首先确定正面角焊缝所能承受的最大力:
N1,N2N1N22、角钢连接的角焊缝计算同理,同理,注:
kk11,kk22称为轴力分配系数,可查表称为轴力分配系数,可查表两面侧焊:
两面侧焊:
b即:
即:
NN33=0=0
(2)两面侧焊(3)L形围焊LL形围焊:
形围焊:
NN22=0=0一桁架的腹杆,截面为214010,钢材Q235B,手工焊,E43型焊条。
杆件承受静力荷载,由恒荷载标准值产生的,由活荷载标准值产生的。
构件与16mm厚的节点板相连接,如图所示,分别设计下列情况时此节点的连接:
(1)三面围焊;
(2)两面侧焊;
(3)L形围焊。
例题例题3-33-3已知条件:
已知条件:
角钢类型:
214010214010;
外荷载:
恒载作用的标准值和活载作用的标准值;
节点板厚度:
16mm16mm目的:
对节点的连接进行设计目的:
对节点的连接进行设计11、三面围焊:
、三面围焊:
22、两面侧焊:
、两面侧焊:
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