【文章內(nèi)容簡介】 （ 3）小尺寸焊件，應焊前預熱或焊后回火處理 焊縫的合理構造及減小焊接應力、變形的措施 （ 1）焊縫的合理構造 1)焊縫的焊腳尺寸和焊縫長度應符合構造要求，宜采用細長焊縫，不用粗短焊縫。施焊時不得隨意加大焊縫的焊腳尺寸。 2)設計時要考慮焊縫是否有施焊空間，并盡量避免仰焊。 3)焊縫布置盡可能對稱，以減少焊接變形 ,圖 (a)。 4)不宜采用帶銳角的板料做肋板，板料的銳角應切掉， 圖 (b)，以免焊接時銳角處板材被燒損，影響材質。 5)焊縫不宜過分集中，避免產(chǎn)生過大的焊接應力甚至產(chǎn)生裂紋， 圖 (c)。 6)當拉力垂直于受力板面時，要考慮鋼板的分層破壞， 圖 (d)。 7)盡量避免焊縫相交，可將次要焊縫中斷，保證主焊縫連續(xù)，圖 (e)。 (d) (e)正確 不正確 不正確正確(a) (b) (c)正確 不正確不正確正確不正確正確（ 2）減小焊接應力、變形的措施 4321 7 66 7551234錘擊法預熱法 合理的焊接次序42ⅠⅡⅢⅠ Ⅱ Ⅲ反變形法措施 預熱法 錘擊法 退火法 合理的焊接次序 反變形法 167。 3－ 5 普通螺栓的構造和計算 回顧：螺栓的種類 C級 粗制螺栓 ，性能等級為 ； 4表示 fu≥400N/mm 2, fy/fu= ； Ⅱ類孔 ，孔徑 (do)栓桿直徑 (d) ＝ 1～ 3mm。 A、 B級 精制螺栓 ，性能等級為 。 5或 8表示 fu≥500 或 800N/mm2, fy/fu= 或 ； Ⅰ 類孔 ，孔徑 (do)栓桿直徑 (d)＝ ～ 。 按其加工的精細程度和強度分為 :A、 B、 C三個級別。 由 45號、 40B和 20MnTiB鋼加工而成，并經(jīng)過熱處理 45號－ ； 40B和 20MnTiB－ （ a）大六角頭螺栓 （ b）扭剪型螺栓 扭剪型高強度螺栓 、螺栓的排列和其他構造計算 — 簡單、整齊、緊湊所用連接板尺寸小，但構 件截面削弱大； B 錯列 A 并列 中距 中距 邊距 邊距 端距 — 排列不緊湊，所用連接板尺寸大，但構件截 面削弱小。 1. 螺栓的排列 螺栓排列的要求 （ 1）受力要求 : 垂直受力方向： 為了防止螺栓應力集中相互影響、截面削弱過多而降低承載力， 螺栓的邊距和端距不能太??； 順力作用方向： 為了防止板件被拉斷或剪壞， 端距不能太?。? 對于受壓構件： 為防止連接板件發(fā)生鼓曲， 中距不能太大。 （ 2）構造要求； 螺栓的邊距和中距不宜太大，以免板件間貼合不密，潮氣侵入腐蝕鋼材。 （ 3）施工要求 為了便于扳手擰緊螺母，螺栓中距應不小于 3do。 根據(jù)以上要求，規(guī)范給定了螺栓的容許間距。 螺栓連接的構造要求 ?為了保證連接的可靠性，每個桿件的節(jié)點或拼接接頭一端不宜少于 兩個永久螺栓 ，但組合構件的綴條除外； ?直接承受動荷載的普通螺栓連接應采用 雙螺帽 ，或其他措施以防螺帽松動； ?C級螺栓宜用于沿桿軸方向的受拉連接，以下情況可用于抗剪連接： 承受靜載或間接動載的次要連接； 承受靜載的可拆卸結構連接； 臨時固定構件的安裝連接。 ?型鋼構件拼接采用高強螺栓連接時，為保證接觸面緊密，應采用鋼板而不能采用型鋼作為拼接件； 普通螺栓的受剪連接 螺栓連接的受力形式 F N F A 只受剪力 B 只受拉力 C 剪力和拉力共同作用 （一）工作性能和破壞形式 對圖示螺栓連接做抗剪試驗 ,即可得到板件上 a、 b兩點相對位移 δ 和作用力 N的關系曲線 ,該曲線清楚的揭示了抗剪螺栓受力的四個階段 ,即： (1)摩擦傳力的彈性階段 (0~1段 ) 直線段 — 連接處于彈性狀態(tài)； 該階段較短 — 摩擦力較小。 N δ O 1 2 3 4 N N a b N N/2 N/2 (2)滑移階段 (1~2段 ) 克服摩擦力后，板件間突然發(fā)生水平滑移，最大滑移量為栓孔和栓桿間的距離，表現(xiàn)在曲線上為水平段。 N δ O 1 2 3 4 a b N N/2 N/2 (3)栓桿傳力的彈性階段 (2~3段 ) 該階段主要靠栓桿與孔壁的接觸傳力。栓桿受剪力、 拉力 、彎矩作用 ，孔壁受擠壓。由于材料的彈性以及 栓桿拉力增大 所導致的板件間摩擦力的增大， Nδ關系以曲線狀態(tài)上升。 (4)彈塑性階段 (3~4段 ) 達到 ‘ 3’后，即使給荷載以很小的增量，連接的剪切變形迅速增大，直到連接破壞。 ‘ 4’點（曲線的最高點）即為普通螺栓抗剪連接的極限承載力 Nu。 N δ O 1 2 3 4 a b N N/2 N/2 Nu （ 1）螺栓桿被剪壞 栓桿較細而板件較厚時 （ 2）孔壁的擠壓破壞 栓桿較粗而板件較薄時 （ 3）板件被拉斷 截面削弱過多時 以上破壞形式予以計算解決。 N/2 N N/2 N N N N （ 4）板件端部被剪壞 (拉豁 ) 端矩過小時；端矩不應小于 2dO N N （ 5） 栓桿彎曲破壞 螺栓桿過長；栓桿長度不應大于 5d 這兩種破壞構造解決 N/2 N N/2 （二）抗剪螺栓的單栓承載力設計值 由破壞形式知 抗剪螺栓的承載力取決于螺栓桿受剪和孔壁承壓兩種情況，故單栓抗剪承載力由以下兩式?jīng)Q定 : nv— 剪切面數(shù)目 ； d— 螺栓桿直徑； fvb、 fcb— 螺栓抗剪和承壓強度設計值； ∑ t— 連接接頭一側承壓構件總厚度的較小值 。 ? ? )343(m i nm i n ?? bcbvb NNN ，單栓抗剪承載力： )323(42?? bvvbv fdnN ?抗剪承載力： )333(bcbc ?? ? ftdN承壓承載力： d 剪切面數(shù)目 nv N N 1?vn單剪：N N/2 N/2 2?vn雙剪：4?vn四剪：N/2 N/3 N/3 N/3 N/2 （三）普通螺栓群抗剪連接計算 普通螺栓群軸心力作用下抗剪計算 N/2 N l1 N/2 平均值 螺栓的內(nèi)力分布 試驗證明 ,栓群在軸力作用下各個螺栓的內(nèi)力沿栓群長度方向不均勻，兩端大 ,中間小。 當 l1≤15d 0(d0為孔徑 )時，連接進入彈塑性工作狀態(tài)后，內(nèi)力重新分布，各個螺栓內(nèi)力趨于相同，故設計時假定 N有各螺栓均擔。 bNNnm i n?所以，連接所需螺栓數(shù)為： 當 l115d0(d0為孔徑 )時，連接進入彈塑性工作狀態(tài)后，即使內(nèi)力重新分布 ,各個螺栓內(nèi)力也難以均勻，端部螺栓首先破壞 ,然后依次破壞。由試驗可得連接的抗剪強度折減系數(shù) η 與 l1/d0的關系曲線 。 )353(1 5 0601501010?????dldld?時：當ECCS 試驗曲線 M22 我國規(guī)范 0 10 20 30 40 50 60 70 80 l1/d0 η 平均值 長連接螺栓的內(nèi)力分布 60 01???時：當 dl)363(m i n?? bNNn?故，連接所需栓數(shù)： N N b t t1 b1 普通螺栓群軸心力作用下，為了防止板件被拉斷尚應進行板件的凈截面驗算。 拼接板的危險截面為 22截面 : A、螺栓采用并列排列時 : 主板的危險截面為 11截面 : 1 1 2 2 ? ?主板厚度。主板寬度；危險截面上的螺栓數(shù)；螺栓孔直徑；鋼材強度設計值???????????tbmdftdmbAfANnn001,1,。?? ?拼接板厚度。危險截面上的螺栓數(shù)；拼接板寬度；螺栓孔直徑；鋼材強度設計值???????????1101012,2,。tmbdftdmbAfANnn?N N t t1 b c2 c3 c 4 c 1 B、螺栓采用錯列排列時 : 主板的危險截面為 11和 1’1’截面 : ? ?? ?主板厚度。主板寬度；危險截面上的螺栓數(shù)；螺栓孔直徑；鋼材強度設計值；式中：截面：’’對于截面：對于??????????????????????????tbmdftdmccmcAtdmbAfANnnn00222140。1211。11?1 1 1’ 1’ N N b t t1 b1 c2 c3 c 4 c 1 拼接板的危險截面為 22和 2’2’截面 : ? ?? ?拼接板厚度。拼接板寬度；危險截面上的螺栓數(shù)；螺栓孔直徑；鋼材強度設計值；式中：截面：’’對于截面：對于??????????????????????????1101022214101。1222。22tbmdftdmccmcAtdmbAfANnnn?2 2 2’ 2’ 普通螺栓群偏心力作用下抗剪計算 ★ F作用下每個螺栓受力 ： F e F T T x y N1T N1Tx N1Ty r1 1 F 1 N1F )373(1 ?? nFN F★ T作用下連接按彈性設計，其假定為 ： （ 1） 連接板件絕對剛性，螺栓為彈性； （ 2） T作用下連接板件繞栓群形心轉動，各螺栓剪力與其至形心距離呈線形關系，方向與 ri垂直。 T x y N1T N1Tx N1Ty r1 1 顯然， T作用下 ‘ 1’號螺栓所受剪力最大 （ r1最大）。 )383(2211 ????? nnTTT rNrNrNT ?)393(332211 ????nnTTTTrNrNrNrN ?由假定 ‘ (2)’得 由式 339得 : )403(1131132112 ??????? nTnTT