第三章钢结构连接.pptVIP

de dn dm d 公式的两点说明： （1）螺栓的有效截面面积 因栓杆上的螺纹为斜方向的，所以公式取的是有效直径de而不是净直径dn，现行国家标准取： (2）螺栓垂直连接件的刚度对螺栓抗拉承载力的影响 A、螺栓受拉时，一般是通过与螺杆垂直的板件传递，即螺杆并非轴心受拉，当连接板件发生变形时，螺栓有被撬开的趋势（杠杆作用），使螺杆中的拉力增加（撬力Q）并产生弯曲现象。连接件刚度越小撬力越大。试验证明影响撬力的因素较多，其大小难以确定，规范采取简化计算的方法，取ftb=0.8f（f—螺栓钢材的抗拉强度设计值）来考虑其影响。 B、 在构造上可以通过加强连接件的刚度的方法，来减小杠杆作用引起的撬力，如设加劲肋，可以减小甚至消除撬力的影响。 (三）普通螺栓群的轴拉设计 一般假定每个螺栓均匀受力，因此，连接所需的螺栓数为： N (四）普通螺栓群在弯炬作用下 M 刨平顶紧 承托(板) M 1 2 3 4 受压区 y1 y2 y3 N1 N2 N3 N4 中和轴 M作用下螺栓连接按弹性设计，其假定为： （1）连接板件绝对刚性，螺栓为弹性； （2）螺栓群的中和轴位于最下排螺栓的形心处，各 螺栓所受拉力与其至中和轴的距离呈正比。 显然‘1’号螺栓在M作用下所受拉力最大 由力学及假定可得： M 刨平顶紧 承托(板) M 1 2 3 4 受压区 y1 y2 y3 N1 N2 N3 N4 中和轴 （3）沿厚度方向的焊接残余应力 在厚钢板的焊接连接中，焊缝需要多层施焊，焊接时沿厚度方向已凝固的先焊焊缝，阻止后焊焊缝的膨胀，产生塑性压缩变形。焊缝冷却时，后焊焊缝的收缩受先焊焊缝的限制而产生拉应力，而先焊焊缝产生压应力，因应力自相平衡，更远处焊缝则产生拉应力。因此，除了横向和纵向焊接残余应力σx,σy 外，还存在沿厚度方向的焊接残余应力σz，这三种应力形成同号(受拉)三向应力，大大降低连接的塑性。 - + - 321 σx σy σz 二、焊接残余应力对结构性能的影响 1、对结构静力强度的影响 f + - - b fy + - - b fy Ny Ny 因焊接残余应力自相平衡，故： 当板件全截面达到fy，即N=Ny时： 结论： 焊接残余应力对结构的静力强度没有影响。 + - - fy f b B t 2、对结构刚度的影响 A、当焊接残余应力存在时，因截面的bt部分拉应力已经达到fy ，故该部分刚度为零（屈服），这时在N作用下应变增量为： f + - - b fy N N + - - fy f N N b B t 因为B-bB，所以△ε1 △ε2。 结论： 焊接残余应力的存在增大了结构的变形，即降低了结构的刚度。 B、当截面上没有焊接残余应力时，在N作用下应变增量为： 另外，对于轴心受压构件，焊接残余应力使其挠 曲刚度减小，降低压杆的稳定承载力（详见第五章）。 对于厚板或交叉焊缝，将产生三向焊接残余拉应力，限制了其塑性的发展，增加了钢材低温脆断倾向。 所以，降低或消除焊接残余应力是改善结构低温冷脆性能的重要措施。 3、对低温冷脆的影响 4、对疲劳强度的影响 在焊缝及其附近主体金属焊接残余拉应力通常达到钢材的屈服强度，此部位是形成和发展疲劳裂纹的敏感区域。因此焊接残余应力对结构的疲劳强度有明显的不利影响。 三、焊接变形 焊接变形包括：纵向收缩、横向收缩、弯曲变形、角变形和扭曲变形等，通常是几种变形的组合。 焊接变形动画 搭接变形 对接变形 角变形 弯曲变形 翘曲变形 工字钢扭曲变形 四、减小焊接残余应力和焊接变形的措施（自学） 1、设计上的措施； （1）焊接位置的合理安排 （2）焊缝尺寸要适当 （3）焊缝数量要少，且不宜过分集中 （4）应尽量避免两条以上的焊缝垂直交叉 （5）应尽量避免母材在厚度方向的收缩应力 2、加工工艺上的措施 （1）采用合理的施焊顺序（1、2） （2）采用反变形处理 （3）小尺寸焊件，应焊前预热或焊后回火处理 §3－6 螺栓连接的构造 一、螺栓的种类 1.普通螺栓 C级---粗制螺栓，性能等级为4.6或4.8级； 4表示fu≥400N/mm2, 0.6或0.8表示fy/fu=0.6或0.8；Ⅱ类孔，孔径(do)-栓杆直径(d) ＝1～3mm。 A、B级---精制螺栓，性能等级为5.6或8.8级; 5或8表示fu≥500或800N/mm2, 0.6或0.8表示fy/fu=0.6 或0.8；Ⅰ类孔，孔径(do)-栓杆直径(d)＝0.3～0.5mm。 按其加工的精细程度和强度分为:A、B、C三个级别。 2.高强度螺栓 由45号、40B和20MnT