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文檔簡介

第三篇鋼結構第1章概述(1學時)第2章鋼結構的材料(1學時)第3章構件的截面承載能力—強度(0.5學時)第4章單個構件的承載能力—穩定性(0.5學時)第7章鋼結構的連接和節點構造(2學時)鋼結構識圖(1學時)優點建筑鋼材強度高,塑性韌性好強度高——大跨、高層、高負荷結構塑性好——防止超載引起的脆性破壞韌性好——承受動力荷載,抗震性能好鋼結構的重量輕,質強比小

質強比:材料的質量密度與強度的比值建筑鋼材質強比:1.7~3.7×104

木材質強比:5.4×104

鋼筋混凝土質強比:18×1041.1.1鋼結構的特點1.1鋼結構的特點和應用第1章概述材質均勻、性能好,結構可靠性高鋼材接近于各向同性的理想彈-塑性體,實際受力同工程力學計算理論比較符合,因此鋼結構的可靠性高鋼結構施工簡便,工期短,易于改造和加固鋼材可加工性能好,工業化機械化程度高,構件輕,連接簡單,安裝方便缺點耐腐蝕性差使用環境,鋼材極易銹蝕,需注意保護,特殊環境下不易使用鋼結構耐火性差耐熱性較好(200℃以下鋼材性質變化很小),高于200℃后鋼材強度下降很快,600℃時鋼材進入塑性狀態,強度幾乎降為零喪失承載力,需采取隔熱防火措施鋼材價格相對較高1.1.2鋼結構的應用范圍大跨結構

結構跨度越大,自重在荷載中所占的比例就越大。因此鋼結構在大跨結構中得到了廣泛的應用。有空間桁架、網架、網殼、懸索(包括斜拉體系)、實腹或格構式拱架和框架等。南通體育會展中心-開合結構(網架體系)北京奧運會主會場-鳥巢(門式鋼架組合體系)重型工業廠房吊車起重量較大或者其工作較繁重的車間的主要承重骨架多采用鋼結構。隨著門式剛架或排架、網架屋蓋,壓型鋼板屋面板的應用,輕鋼結構廠房得到了迅速的發展。受動力荷載影響的結構

由于鋼材韌性良好,有動力作用的廠房、對抗震要求高的結構,采用鋼結構也是比較適宜的。東方明珠電視塔巴黎鐵塔高聳結構可拆卸、活動結構活動車庫活動橋多高層建筑

鋼結構的綜合效益指標優良,在多、高層民用建筑中也得到了廣泛的應用。其結構形式主要有多層框架、框架-支撐結構、框筒、懸掛、巨型框架等上海環球金融大廈492米香港匯豐銀行(框支懸掛體系)輕鋼結構

當屋面活荷載特別輕時,小跨結構的自重也成為一個重要因素。輕鋼結構有實腹變截面門式剛架、冷彎薄壁型鋼結構(包括金屬拱形波紋屋蓋)以及鋼管結構等。冷彎薄壁型鋼屋架在一定條件下的用鋼量可比鋼筋混凝土屋架的用鋼量還少。門式剛架結構輕鋼結構住宅同混凝土結構設計第三章1.2鋼結構的極限狀態和概率極限狀態法區別:鋼結構的材料分項系數取值:※Q235鋼:γs=1.087※Q345、Q390、Q420鋼:

γs

=1.1112.1鋼結構對材料的要求較高的抗拉強度fu和屈服點fy較高的塑性和韌性良好的加工性能在一定特殊情況下,適應低溫、高溫和腐蝕行環境的能力涉及:強度、塑性、韌性、可焊性、冷彎性、耐久性等。第2章鋼結構材料比例極限

應力-應變圖中直線段的最大應力值。屈服點應力不變而應變持續發展。抗拉強度最高點應力為抗拉強度

。伸長率代表材料斷裂前具有的塑性變形的能力。屈服點、抗拉強度和伸長率,是鋼材的三個重要力學性能指標。

指鋼材在冷彎產生塑性變形時,對產生裂紋和分層的抵抗能力。是判定鋼材塑性變形能力和冶金質量的綜合指標。

2.2.2冷彎性能小結

鋼材的五項主要機械性能指標抗拉強度fu——衡量鋼材的承載能力和確定鋼材強度設計值的指標鋼材的強度極限,僅作為安全儲備。伸長率δ5——冷彎性能

——沖擊韌性

——衡量鋼材塑性變形能力的重要指標。

衡量鋼材塑性性能和冶金質量的綜合指標。

衡量鋼材在動荷載作用下抵抗脆性破壞能力的指標屈服點

fy

——2.2.4可焊性可焊性

———指采用一般焊接工藝就可完成合格的(無裂紋的)焊縫的性能。

鋼材的可焊性受碳含量和合金元素含量的影響。碳含量在0.12~0.20%范圍內的碳素鋼,可焊性最好。碳含量再高可使焊縫和熱影響區變脆。如:Q235BQ235A的碳含量略高于B級,通常不能用于焊接構件。2.2.5鋼材性能的鑒定對下列情況的鋼材,應根據國家標準進行抽樣復檢。1)國家進口鋼材;2)鋼材混批;3)厚度≥40㎜,且有Z向性能要求的厚板;4)一級建筑,大跨度建筑中的主要受力構件;5)設計由復檢要求;6)對鋼材質量有異議。鋼材質量的抽樣檢驗,應由相應資質的單位進行。2.3.2成材過程的影響(了解)1、冶煉平爐煉鋼——質量好,但效率低(已停產);

氧氣頂吹轉爐煉鋼——質量好,效率高(主要的煉鋼方法)堿性側吹轉爐煉鋼——質量差(禁用);電爐煉鋼——質量好,但成本高(不用);

冶金過程形成不同化學成分、含量、組織結構、質量,從而確定不同的鋼種、鋼號及其相應的力學性能。2、澆鑄方法:①、澆入鑄模做成鋼錠;(傳統)②、澆入連續澆鑄機做成鋼坯;(現代)沸騰鋼——加弱脫氧劑(錳),脫氧不充分,澆鑄時有大量氣體逸出,引起鋼液劇烈沸騰,冷卻快,晶粒粗,缺陷較嚴重;鎮靜鋼——加強脫氧劑(硅、鋁或鈦),保溫時間長,氧氣雜質少且晶粒較細,偏析等缺陷不嚴重,所以鋼材性能比較好。冶金缺陷:偏析——指金屬結晶后化學成分分布不勻;非金屬夾雜——指鋼中含有如硫化物等雜質;氣泡——指澆鑄時由FeO與C作用所生成的CO氣不能充分逸出而留在鋼錠內形成的微小空洞。3、軋制鋼材的軋制能使金屬的晶粒變細,也能使氣泡、裂紋等焊合,因而改善了鋼材的力學性能。薄板因輥軋次數多,其強度比厚板略高。4、熱處理目的:取得高強度的同時,保持良好的塑性好韌性。

正火回火淬火加回火2.3.3影響鋼材性能的其他因素(了解)1、冷加工硬化(應變硬化)2、溫度影響3、應力集中2.4鋼材的延性破壞和非延性破壞、循環加載的效應

(不要求)2.5建筑鋼材的類別和鋼材的選用2.5.1建筑鋼材的類別

鋼結構用的鋼材主要有兩個種類,即碳素結構鋼和低合金高強度結構鋼。1、碳素結構鋼

碳素結構鋼的牌號(簡稱鋼號)有Q195、Q215A及B,Q235A、B、C及D,Q255A及B以及Q275。A、B、C或D——表示按質量劃分的級別。脫氧方法的符號——如“F”、“Z”、“TZ”、“b”等。鎮靜鋼和特殊鎮靜鋼的符號可省略。建筑結構在碳素結構鋼這一鋼種中主要應用Q235這一鋼號。鋼號中質量分級由A到D,表示質量的由低到高。A級鋼——沖擊韌性不作為要求條件,冷彎試驗只在需方要求時進行;B級鋼——要求常溫(20±5℃)沖擊值AKV≥27J、冷彎合格;C級鋼——要求常溫(0℃)沖擊值AKV≥27J、冷彎合格;D級鋼——要求常溫(-20℃)沖擊值AKV≥27J、冷彎合格;對Q235鋼來說,A、B兩級的脫氧方法可以是Z、b或F,C級只能是Z,D級只能是TZ。2、低合金高強度結構鋼

低合金高強度結構鋼是在冶煉過程中添加少量合金元素(總量低于5﹪),使鋼的強度明顯提高。Q345、Q390和Q420是鋼結構設計規范規定采用的鋼種。抗震結構只能用Q345。質量等級:A級鋼—沖擊韌性不是要求條件,冷彎試驗在需方要求時進行;B級鋼—要求常溫(20±5℃)沖擊值AKV≥34J、冷彎合格;C級鋼—要求0℃沖擊值AKV≥34J、冷彎合格;D級鋼—要求負溫(-20℃)沖擊值AKV≥34J、冷彎合格;E級鋼—要求負溫(-40℃)沖擊值AKV≥27J、冷彎合格。其中A、B級屬于鎮靜鋼,C、D、E級屬于特殊鎮靜鋼。

2.5.2鋼材的選擇總的原則:安全可靠、經濟合理需考慮因素:結構的重要性荷載情況連接方法結構所處的溫度和環境鋼材厚度1、選用原則承重結構采用的鋼材應具有抗拉強度、伸長率、屈服強度和硫、磷含量的合格保證焊接結構應保證碳的極限含量焊接承重結構以及重要的非焊接承重結構采用的鋼材應具有冷彎試驗的合格保證需要驗算疲勞以及主要的受拉或受彎的焊接結構的鋼材應具有的沖擊韌性合格保證2、選用建議鋼結構所用鋼材主要有:熱軋鋼板、熱軋型鋼、冷軋薄鋼板、冷彎薄壁型鋼熱軋鋼板

符號“-”+“寬度×厚度”厚鋼板:厚度4.5~60mm,寬度600~3000mm,長度4~12m

用做大型實腹式梁柱翼緣、腹板薄鋼板:厚度0.35~4mm,寬度500~1500mm,長度0.5~4m

用于制作冷彎薄壁型鋼扁鋼:厚度4~60mm,寬度12~200mm,長度3~9m

焊接組合梁柱翼緣板,各種連接板、加勁肋等2.5.3鋼材的規格熱軋型鋼角鋼:等邊角鋼不等邊角鋼等邊(等肢)—符號“L”+“邊長×厚度”不等邊(不等肢)—符號“L”+“長邊寬×短邊寬×厚度”主要用來制作桁架等格構式結構的桿件和支撐等連接桿件工字鋼:

工字鋼H型鋼及剖分T型鋼工字鋼—符號“I”+號數(截面高cm)+類別(a、b、c腹板厚度)H型鋼—符號“HW、HM、HN”+“高H×寬B×腹板厚t1×翼緣厚t2”T型鋼—符號“TW、TM、TN”+“高H×寬B×腹板厚t1×翼緣厚t2”槽鋼:

普通槽鋼輕型槽鋼

表示方法—符號“[”+號數(截面高cm)+類別(a、b、c腹板厚度)適于作檁條等雙向受彎的構件,也可用其組成組合或格構式構件鋼管

無縫鋼管焊接鋼管表示方法—符號“Φ”+“外徑×厚度”常用作桁架、網架、網殼等平面和空間格構式結構的桿件;在鋼管混凝土柱中也有廣泛的應用

冷扎薄鋼板冷彎薄壁型鋼:

采用0.4~1.6mm的薄鋼板經輥壓成型的壓型鋼板和采用1.5~6mm厚的鋼板經冷彎和輥壓成型的型材,廣泛地應用于國內外輕鋼建筑結構中或用作輕型屋面及墻面等構件

鋼壓型鋼板冷彎薄壁型鋼3.1軸心受力構件的強度及截面選擇鋼結構的承載能力分為:截面承載能力—取決于材料強度、應力性質及其在截面上的分布;構件承載能力—穩定承載能力,和構件的整體剛度有關;結構承載能力—也由結構的穩定承載力決定。

第3章構件的截面承載力—強度

1、軸心受力構件的應用定義—指力的作用線和桿的形心軸線相互重合的一類受力構件。應用—軸心受力構件在實際工程中的應用非常普遍,例如各種支撐、桁架、塔架、網架和網殼中的桿件基本都是軸心受力構件。柱通常由柱頭、柱身和柱腳三部分組成2、軸心受力構件的截面形式截面形式可分為:實腹式

和格構式

兩大類。1)實腹式截面2)格構式截面截面由兩個或多個型鋼肢件通過綴材連接而成。3、軸心受力構件的設計內容軸心受力構件軸心受拉構件軸心受壓構件強度(承載能力極限狀態)剛度

(正常使用極限狀態)強度剛度

(正常使用極限狀態)穩定(承載能力極限狀態)保證構件剛度——通過限制其長細比,保證構件在運輸、安裝、使用時不會產生過大變形。

★軸心受力構件強度承載力以截面平均應力達到鋼材屈服應力為極限★對有削弱的截面,雖然存在應力集中現象,但應力高峰區會率先屈服使應力塑性重分布,最終達到均勻分布應力塑性重分布塔架桁架網架梁主要是用作承受橫向荷載的構件,主要內力為彎矩與剪力。一、梁的類型樓蓋梁平臺梁按功能分吊車梁檁條墻架梁等3.2梁的類型和強度3.2.1梁的類型按受力不同分為:單向彎曲梁和雙向彎曲梁按制作方法分:型鋼梁和組合梁熱軋型鋼梁焊接組合梁冷彎薄壁型鋼梁蜂窩梁鋼—砼組合梁二、梁的計算內容正常使用極限狀態——剛度承載能力極限狀態強度抗彎強度抗剪強度局部壓應力折算應力整體穩定局部穩定3.2.2梁的彎曲、剪切強度1、梁的正應力(抗彎強度)彈性階段:正應力為直線分布,梁最外緣正應力不超過屈服點彈塑性階段:梁邊緣區域應力屈服,而中和軸附近仍處于彈性塑性階段:梁全截面應力等于屈服點,形成塑性鉸達到承載極限2、梁的剪應力1、拉彎、壓彎構件的應用拉彎構件—同時承受軸線拉力和彎矩的構件;壓彎構件—同時承受軸線壓力和彎矩的構件;應用—框架柱、剛架柱、海洋平臺的立柱、有非節間荷載下的桁架弦桿等。3.6拉彎和壓彎構件一般工業廠房和多層房屋的框架柱均為拉彎和壓彎構件。NMNe2、截面形式多為單軸對稱的實腹式截面或格構式截面。3、計算內容拉彎構件: 承載能力極限狀態:強度 正常使用極限狀態:剛度壓彎構件(見下頁)強度穩定實腹式*

格構式

彎矩作用在實軸上彎矩作用在虛軸上(分肢穩定)整體穩定局部穩定承載能力極限狀態正常使用極限狀態剛度平面內穩定*

平面外穩定*拉彎構件的容許長細比和軸心拉桿相同;壓彎構件的容許長細比和軸心壓桿相同。一、失穩的類別(了解)1、分支點失穩(分岔屈曲)—亦稱為第一類穩定問題。在臨界狀態時,結構(構件)從初始的平衡狀態突變到與其臨近的另一平衡狀態。又分為:穩定分岔屈曲—分岔屈曲后,結構還可承受荷載增量。不穩定分岔屈曲—分岔屈曲后,結構只能在比臨界荷載低的荷載下才能保持平衡狀態。第4章單個構件的承載能力—穩定性

例如:有初彎曲的軸壓桿。隨荷載增加到一定程度時,截面的塑性區域不斷發展,內外力不能繼續保持穩定的平衡。2、極值點失穩—結構(構件)從受力開始到破壞沒有平衡狀態分岔,臨界狀態表現為不能再承受荷載增量,桿件只能在卸載下才能保持平衡,這類穩定問題也稱為第二類穩定問題。躍越屈曲—結構(構件)以大幅度的變形從一個平衡狀態跳到另一個平衡狀態。二、軸心受壓構件的整體穩定計算(了解)---整體穩定系數,根據構件截面類型和長細比查表確定。選擇原則面積的分布應適當遠離軸線,以增加截面的慣性矩和回轉半徑。在保證局部穩定的條件下,提高柱的整體穩定性和剛度兩個主軸方向的長細比應盡量接近,即,比較經濟;便于與其他構件連接構造簡便,制造省工選用能夠供應的鋼材規格等

1、實腹柱的截面形式三、實腹式柱和格構式柱

截面圖形、名稱優點缺點

省工、價廉ix,iy相差很大,當l0x,l0y接近時很不經濟

省工,雙向ix,iy接近,經濟性好規格有限制實腹式軸壓桿常用截面形式及其優缺點

雙向ix

iy

接近,經濟性好,截面組合靈活,便于自動焊增加加工焊接工作量

加工量較少,材料單價較低用材增多,截面形式、尺寸均受限制,連接復雜

ix和iy

相同或接近(矩形管),回轉半徑大,抗壓穩定性好,用材省,抗扭剛度大圓管單價較高,與其它構件連接時相對較繁實腹式軸壓桿常用截面形式及其優缺點

一般采用雙軸對稱截面,分肢通常采用槽鋼和工字鋼,有時也采用四個角鋼或三個圓管作為肢件。

2、格構柱的截面形式a、b、c截面:x為虛軸y為實軸d、e截面:x、y均為虛軸綴條式格構柱常采用角鋼作為綴條綴條可布置成不帶橫桿或帶橫桿的三角形體系綴板式格構柱常采用鋼板作為綴板

第7章鋼結構的連接和節點構造鋼結構連接原則:

安全可靠、傳力明確、構造簡單、制造方便、節約鋼材連接方法

焊接連接、鉚釘連接、螺栓連接a-焊縫連接;b-鉚釘連接;c-螺栓連接;

7.1鋼結構的連接方法7.1.1焊縫連接(最主要的連接方法)優點:構造簡單,任何形式的構件都可直接相連;用料經濟,不削弱截面;制作加工方便,可實現自動化操作;連接的密閉性好,結構剛度大

缺點:在焊縫附近的熱影響區內,鋼材的金相組織發生改變,導致局部材質變脆;焊接殘余應力和殘余變形使受壓構件承載力降低;對裂紋很敏感,局部裂紋一旦發生,就容易擴展到整體,低溫冷脆問題較為突出

7.1.2鉚釘連接(很少采用)缺點:構造復雜,費鋼費工;優點:塑性和韌性較好,傳力可靠,質量易于檢查。在重型和直接承受動載的結構中,有時采用。7.1.3螺栓連接

普通螺栓連接;高強螺栓連接1、普通螺栓連接分為A、B、C三個等級類別加工精度抗剪性能成本特點精制(A、B)級高,栓徑與孔徑之差為0.5~0.8mm,I類孔高高

抗剪性能好,變形小;制造安裝復雜;用于構件精度很高的結構;粗制(C級)較低,栓徑與孔徑之差為1~1.5mm,Ⅱ類孔較低低傳遞剪力有滑移;抗拉性較好;廣泛應用承受拉力的連接。A級、B級螺栓材料性能為8.8級

表示螺栓的抗拉強度下限值為800N/mm2,屈強比為0.8C級螺栓材料性能為4.6級或4.8級

表示螺栓的抗拉強度下限值為400N/mm2,屈強比為0.6或0.82、高強螺栓連接

高強度螺栓分為大六角頭型和扭剪型兩種摩擦型高強螺栓靠摩擦阻力傳力,并以剪力不超過接觸面摩擦力作為設計準則螺桿與螺孔之差1.5~2.0mm剪切變形小,彈性性能好,施工較簡單,可拆卸,耐疲勞、抗動力荷載性能好,承載力較承壓型低特別適用于承受動力荷載的結構承壓型高強螺栓允許接觸面滑移,以連接達到破壞極限承載力為設計準則。螺桿與螺孔之差1.0~1.5mm承載力高,連接緊湊,但抗剪變形大,不能重復使用一般僅用于承受靜載和間接承受動載結構中的連接按傳力機理分兩種:7.2焊接連接的特性7.2.1常用焊接方法(了解)※電弧焊(最常用)

手工電弧焊:工地焊接時使用。優點:設備簡單,使用方便;缺點:質量波動大,要求焊工等級高,勞動強度大,效率低。埋弧焊:分自動或半自動埋弧焊,在工廠加工時使用。優點:自動化程度高,焊接速度快,勞動強度低,焊接質量好。缺點:設備投資大,施工位置受限等。

※電阻焊:點焊,多用于模壓和冷彎薄壁型鋼等薄板焊接。※電渣焊:一般在立焊位置進行。※氣體保護焊:在工廠加工時使用,多用于厚鋼板的焊接。優點:焊接速度快,焊接質量好。缺點:施工條件受限制等。※

優點—構造簡單,節約鋼材、加工方便,便于采用自動化操作,連接的密閉性好,結構的剛度大。※

缺點—在焊縫以及焊縫附近的熱影響區材質變脆,焊接會產生殘余應力,導致受壓構件的承載力減低,裂紋的擴展會發展到整體。

焊縫連接的優缺點(同前)焊條與焊件強度相適應;不同鋼種的鋼材焊接,宜采用與低強度鋼材相適應的焊條。焊條的型號有:E43型、E50型、E55型7.2.2焊縫連接形式和焊縫形式1、焊縫的連接形式對接搭接T型連接角接2、焊縫的形式按構件相對位置對接焊縫角焊縫正對接焊縫斜對接焊縫按施焊的相對位置平焊(俯焊)橫焊立焊仰焊7.2.3焊縫缺陷及焊縫焊縫質量檢查(一)焊縫缺陷(二)焊縫質量檢查焊縫按檢驗方法和質量要求分一、二、三級。

三級焊縫只要求對全部焊縫作外觀檢查(檢查外觀缺陷和幾何尺寸);且符合三級質量標準;一、二級焊縫除外觀檢查外,尚要求一定數量內部無損檢驗(超聲波檢驗、有時還用X或γ射線拍片),并符合相應級別的質量標準。7.2.4焊縫代號bδ

αα.bⅢ指引線基準線基本符號7.3對接焊縫連接的構造與計算一、對接焊縫的構造要求1、坡口:為使焊件能焊透,根據板厚采用不同的坡口形式。b=0.5~2mm(a)b=2~3mm(b)αb=2~3mm(C)αp(d)b=3~4mmpb=3~4mmp(e)b=3~4mmp(f)2、引弧板為了消除起弧、落弧點不能焊透引起的焊口,可加引弧板。

焊縫的計算長度取值:無引弧板時:每條焊縫的計算長度等于實際長度減去2t1,t1—較薄焊件厚度采用引弧板時:每條焊縫的計算長度等于實際長度3、當板件厚度或寬度在一側相差大于4mm時,應做坡度不大于1:2.5(靜載)或1:4(動載)的斜角,以減小應力集中。≤1:2.5≤1:2.5二、對接焊縫的計算(不要求)對接焊縫的應力分布基本與焊件相同,對一二級焊縫不必計算。只有三級焊縫受拉力作用才需進行計算!7.4角焊縫的構造與計算一、角焊縫的形式和強度直角角焊縫斜角角焊縫焊腳尺寸hf角焊縫按其與作用力的關系可分為:-焊縫長度方向與作用力平行正面角焊縫側面角焊縫-焊縫長度方向與作用力垂直Ny

正面焊縫N

N側面焊縫側面角焊縫:應力分布不均勻。彈模低強度低,但塑性較好。正面角焊縫:應力集中嚴重,易于開裂。破壞強度要高一些,但塑性差。二、角焊縫的構造要求1、焊腳尺寸hf★不應過小。保證焊縫最小承載力,并防止焊縫冷卻過快而產生裂紋;★不應太大。防止焊縫收縮產生較大的焊接變形,防止熱影響區擴大,而產生裂縫和燒穿。2、焊縫長度lw★焊縫長度過小,焊局部加熱嚴重,起落弧坑相距太近,焊縫不可靠;★焊縫長度太大,焊縫應力不均勻,可能焊縫端部達到極值破壞,中部應力還未發揮承載力。此現象對承受動載尤為不利。3、轉角處:圍焊需連續施焊;焊縫端部做繞角焊,避免起落弧焊缺陷發生在應力集中的轉角處。4、板件僅用兩側焊縫連接時:為避免應力傳遞過于彎折或應力過分不均,焊縫長度和側焊縫距離應滿足一定的要求。5、搭接連接:不能只用1條正面焊縫傳力,且長度滿足要求。產生的原因:不均勻的加熱和冷卻二、焊接殘余應力的分類縱向焊接殘余應力—沿焊縫長度方向;橫向焊接殘余應力—垂直于焊縫長度方向;沿厚度方向的焊接殘余應力焊接殘余應力是內應力,在焊件內自相平衡。焊縫附近為拉應力,焊縫稍遠區產生壓應力。7.5焊接熱效應一、焊接殘余應力產生的原因三、焊接殘余應力對結構性能的影響1、對結構靜力強度的影響因焊接殘余應力自相平衡,故:焊接殘余應力對結構的靜力強度沒有影響。2、對結構剛度的影響焊接殘余應力的存在降低結構的剛度。3、焊接殘余應力會降低壓桿的穩定承載力

對于厚板或交叉焊縫,將產生三向焊接殘余拉應力,增加了鋼材低溫脆斷傾向。4、對低溫冷脆的影響5、對疲勞強度的影響

三向焊接殘余拉應力降低材料的塑性,從而疲勞強度降低!四、焊接殘余變形五、減小焊接殘余應力和殘余變形的措施1、設計上的措施;(1)焊接位置的合理安排(2)焊縫尺寸要適當(3)焊縫數量要少,且不宜過分集中(4)應盡量避免兩條以上的焊縫垂直交叉(5)應盡量避免母材在厚度方向的收縮應力2、加工工藝上的措施(1)采用合理的施焊順序(2)采用反變形處理(3)小尺寸焊件,應焊前預熱或焊后回火處理原則:簡單、統一、整齊而緊湊。并列和錯列兩種形式:并列:比較簡單整齊,連接板尺寸小,但對構件截面削弱較大。錯列:可以減小螺栓孔對截面的削弱,但螺栓孔排列不緊湊,連接板尺寸較大。7.5螺栓連接的構造一、螺栓的排列A并列栓距線距邊距邊距端距B錯列螺栓的排列要求受力要求:垂直于受力方向:螺孔中距和邊距限制順力作用方向:端距限制——防止孔端鋼板剪斷,≥2d0

;構造要求:防止板翹曲后浸入潮氣而腐蝕,限制螺孔中矩最大值;施工要求:為便于擰緊螺栓,留適當間距(不同的工具有不同要求),最小中距為3d0;螺栓或鉚釘的最大、最小容許距離二、普通螺栓的種類A、B級--精制螺栓--粗制螺栓C級Ⅰ類孔,孔徑(do)比栓桿直徑(d)大0.3~0.5mm;性能等級為8.8級。Ⅱ類孔,孔徑(do)比栓桿直徑(d)大1.5~3mm;性能等級為4.6或4.8級。鋼結構一般選用C級(粗制)六角螺母螺栓,用M表示,例如M16、M20等。每一桿件在節點及拼接接頭一端,不宜少于兩個永久螺栓;對直接承受動載的普通螺栓連接應采取防止螺帽松動措施;C級螺栓只宜用于桿軸方向受拉,或承受靜載結構的次要連接、可拆卸結構的連接和臨時固定構件的受剪連接;對重要的或受反復動載作用的連接不得采用C級螺栓。型鋼拼接采用高強度螺栓連接時,應采用鋼板作為拼接件;在高強度螺栓連接范圍內,應說明構件接觸面的處理方法;沿桿軸方向受拉的螺栓連接中,應適當加強端板剛度(如加設加勁肋),以減少撬力對螺栓抗拉承載力的不利影響。三、螺栓連接的構造(了解)按受力情況分:螺栓只承受剪力螺栓只承受拉力螺栓承受拉力和剪力共同作用7.6普通螺栓連接的工作性能(了解)一、普通螺栓的抗剪連接1、抗剪連接的工作性能抗剪螺栓的破壞形式:1、螺栓桿被剪斷2、板件被擠壞(孔壁承壓破壞)3、板件被拉斷4、板件沖剪破壞5、螺栓桿彎剪破壞6、螺栓雙剪破壞板件被拉斷破壞形式屬于構件的強度計算;只考慮螺栓桿被剪斷和孔壁承壓破壞兩種破壞。端矩不應小于2dO栓桿長度不應大于5d以上1、2、3三種破壞形式通過強度計算避免。4、5、6破壞由構造解決。普通螺栓受剪承載力主要由栓桿受剪和孔壁承壓兩種破壞模式控制,分別計算,取其小值進行設計2、單個普通螺栓的抗剪承載力3、普通螺栓群抗剪連接計算a)普通螺栓群軸心受剪b)普通螺栓群偏心受剪抗拉螺栓連接破壞形式為螺栓桿被拉斷。螺栓有效直徑:抗拉計算采用有效直徑de和有效面積Ae計算。二、普通螺栓的抗拉連接1、單個普通螺栓的抗拉承載力連接件剛度對螺栓抗拉承載力的影響:

翼緣板剛度不是很大,由于翼緣彎曲,螺栓受到撬力的附加作用,桿力增加。我國規范將螺栓的抗拉強度設計值降低20%來簡化考慮

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