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1、4.3鋼結(jié)構(gòu)連接計(jì)算和構(gòu)造4.3.1對(duì)接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算4.3.2角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算4.3.3普通螺栓連接的受力性能和計(jì)算4.3.4高強(qiáng)度螺栓連接的受力性能和計(jì)算4.3.1對(duì)接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算4.3.1.1、對(duì)接焊縫的構(gòu)造要求(1)對(duì)接焊縫按坡口形式分:1)工字型:焊件厚度t很小(t≤10mm)2)帶鈍邊單邊V形縫或Y形縫:焊件厚度t(t=10~20mm)3)帶鈍邊U形縫、帶鈍邊雙單邊V形縫(K形縫)或雙Y形縫(X形縫):焊件厚度t較厚(t>20mm)(2)當(dāng)兩焊件寬度或厚度不同時(shí)焊縫處理(3)交叉焊(十字、T形)a?200mm4.3.1.1、對(duì)接焊縫的構(gòu)造要求4.3.1.2對(duì)接焊縫的計(jì)
2、算(1)軸心受力的對(duì)接焊縫計(jì)算公式:式中:N——軸心拉力或壓力的設(shè)計(jì)值lw——焊縫計(jì)算長(zhǎng)度。有引弧板,lw=l;無(wú)引弧板,lw=l-10mmt——在對(duì)接連接中為連接件的較小厚度;在T形連接中為腹板厚度;fcw、ftw——對(duì)接焊縫的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。4.3.1.2對(duì)接焊縫的計(jì)算(1)軸心受力的對(duì)接焊縫計(jì)算公式:式中:Ww——焊縫截面的抵抗矩Iw——焊縫截面對(duì)其中和軸的慣性矩Sw——焊縫截面在計(jì)算剪應(yīng)力處以上部分對(duì)中和軸的面積矩fvw——對(duì)接焊縫的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值正應(yīng)力(2)同時(shí)受彎、受剪的對(duì)接焊縫計(jì)算公式1)矩形截面剪應(yīng)力4.3.1.2對(duì)接焊縫的計(jì)算(2)同時(shí)受彎、受剪的對(duì)接焊縫計(jì)算公式
3、2)工字形截面4.3.1.2對(duì)接焊縫的計(jì)算例1:設(shè)計(jì)500×14鋼板的對(duì)接焊縫連接。鋼板承受軸向拉力,其中恒荷載和活荷載標(biāo)準(zhǔn)值引起的軸心拉力值分別為700kN和400kN,相應(yīng)的荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.2和1.4。已知鋼材為Q235-B.F(A3F),采用E43型焊條手工電弧焊,三級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),施焊時(shí)未用引弧板。解思路:效應(yīng)S<抗力R(即S=<)1.焊縫承受的軸心拉力設(shè)計(jì)值為:2.三級(jí)對(duì)接焊縫抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值3.先考慮用直焊縫驗(yàn)算其強(qiáng)度直焊縫強(qiáng)度不夠,故應(yīng)采用斜焊縫。按照(tg??1.5即??560)的要求布置斜焊縫。例2:8m跨度簡(jiǎn)支梁的截面和荷載(設(shè)計(jì)值,包括梁自重),擬在離支座2.5m處做翼
4、緣和腹板的工廠拼接,試設(shè)計(jì)其拼接對(duì)接焊縫。已知鋼材為Q235-B.F(A3F),采用E43型焊條手工電弧焊,三級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),用引弧板施焊。解思路:首先分析此對(duì)接焊縫的受力情況為受彎和受剪,再對(duì)最不利點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算1.離支座2.5m處的內(nèi)力(設(shè)計(jì)值)為2.52.計(jì)算梁截面參數(shù):3.先考慮翼緣和腹板都用直焊縫拼接,驗(yàn)算其強(qiáng)度:3.先考慮翼緣和腹板都用直焊縫拼接,驗(yàn)算其強(qiáng)度:一、角焊縫的分類:(1)按夾角分:斜角角焊縫(600???1200)直角角焊縫(?=900);4.3.2角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算4.3.2.1、角焊縫的構(gòu)造4.3.2角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算4.3.2.1、角焊縫的構(gòu)造(2)按受力:側(cè)面
5、角焊縫(平行于作用力方向)正面角焊縫(垂直于作用力方向)斜向角焊縫(與作用力方向斜交)二、角焊縫的尺寸限制:(1)焊腳尺寸的限制:t1___較厚焊件厚度(mm),t2___較薄焊件厚度(mm),hf__焊縫尺寸4.3.2角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算4.3.2.1、角焊縫的構(gòu)造①自動(dòng)焊:hf=hfmin-1(mm);②T形連接的單面角焊縫:hf=hfmin+1(mm);③當(dāng)t<4mm時(shí),hfmin=t(mm);④當(dāng)t≤6mm時(shí),hfmax≤t(mm);?當(dāng)t>6mm時(shí),hfmax=t-(1~2)(mm);4.3.2角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算4.3.2.1、角焊縫的構(gòu)造(2)焊縫長(zhǎng)度的限制8hf(40mm)≤
6、lw≤40hf(動(dòng)力荷載作用下側(cè)向角焊縫)60hf(靜力荷載作用下側(cè)向角焊縫)若內(nèi)力沿側(cè)向角焊縫全長(zhǎng)分布,其計(jì)算長(zhǎng)度不受限制4.3.2角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算4.3.2.1、角焊縫的構(gòu)造(3)當(dāng)板件僅用兩條側(cè)向角焊縫連接時(shí),lw≥bb<16t(t>12mm)或b<200mm(t≤12mm)[t為較薄焊件厚度]4.3.2角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算4.3.2.1、角焊縫的構(gòu)造(4)搭接連接中,搭接長(zhǎng)度≥5t[t為較薄焊件厚度]且≥25mm4.3.2角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算4.3.2.1、角焊縫的構(gòu)造一、角焊縫的應(yīng)力狀態(tài)和強(qiáng)度在軸心力N作用下,側(cè)面角焊縫主要承受剪應(yīng)力(1)側(cè)面角焊縫4.3.2角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算4
7、.3.2.2、角焊縫的強(qiáng)度和基本計(jì)算公式在軸心力N作用下,正面角焊縫主要承受正應(yīng)力、剪應(yīng)力(2)正面角焊縫4.3.2角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算一、角焊縫的應(yīng)力狀態(tài)和強(qiáng)度4.3.2.2、角焊縫的強(qiáng)度和基本計(jì)算公式二、角焊縫強(qiáng)度條件的一般表達(dá)式(1)在垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的軸心力Nx作用下產(chǎn)生的應(yīng)力:4.3.2角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算4.3.2.2、角焊縫的強(qiáng)度和基本計(jì)算公式將其分解為垂直于焊縫有效截面的正應(yīng)力σ⊥和垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的剪應(yīng)力τ⊥,即: