【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 、射釘?shù)?。（用于壓型鋼板之間或與冷彎型鋼之間的連接）三、焊縫代號(hào)、螺栓圖例1. 焊縫代號(hào)由引出線（橫線和帶箭頭的斜線）、圖形符號(hào)（單邊角焊縫、雙邊角焊縫、V型坡口焊縫、塞焊縫、圍焊縫等）和輔助符號(hào)（如現(xiàn)場(chǎng)安裝焊縫）組成。2. 螺栓及其孔眼圖例167。 焊縫及其連接形式一． 焊縫的形式1．對(duì)接連接的形式 按焊縫與受力方向間的關(guān)系可分為直焊縫和斜焊縫為了保證焊接質(zhì)量，根據(jù)被連接板的厚度，坡口型式可分為I型（垂直坡口），V型，單面V型，U型，單面U型，X型，K型。2．角焊縫的截面形式二． 施焊位置橫焊、平焊、立焊、仰焊三． 焊縫缺陷及焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)1. 焊縫的缺陷裂紋、焊瘤、燒穿、弧坑、氣孔、夾渣、咬邊、未熔合、未焊透2. 焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)外觀檢查：檢查外觀缺陷和幾何尺寸；內(nèi)部無(wú)損檢驗(yàn)：檢驗(yàn)內(nèi)部缺陷?！朵摻Y(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》規(guī)定：焊縫按其檢驗(yàn)方法和質(zhì)量要求分為一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)。三級(jí)焊縫只要求對(duì)全部焊縫作外觀檢查且符合三級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)； 一、二級(jí)焊縫除對(duì)全部焊縫作外觀檢查并符合相應(yīng)級(jí)別的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)外，尚要求一定數(shù)量（100%和20%）的超聲波探傷，必要時(shí)采用射線探傷檢驗(yàn)。3. 焊縫質(zhì)量等級(jí)的規(guī)定《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB500172003）規(guī)定，焊縫應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性、荷載特性、焊縫形式、工作環(huán)境以及應(yīng)力狀態(tài)，選用不同的質(zhì)量等級(jí)：A、 在需要進(jìn)行疲勞計(jì)算的構(gòu)件中，凡對(duì)接焊縫均應(yīng)焊透，其質(zhì)量等級(jí)為：① 作用力垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的橫向?qū)雍缚p或T型對(duì)接與角接組合焊縫，受拉時(shí)應(yīng)為一級(jí)，受壓時(shí)應(yīng)為二級(jí)；① 作用力平行于焊縫長(zhǎng)度方向的縱向?qū)雍缚p應(yīng)為二級(jí)。B、 不需要計(jì)算疲勞的構(gòu)件中，凡要求與母材等強(qiáng)的對(duì)接焊縫應(yīng)予焊透，其質(zhì)量等級(jí)當(dāng)受拉時(shí)應(yīng)不低于1級(jí)，受壓時(shí)宜為二級(jí)。C、 重級(jí)工作制和起重量Q≥50t的中級(jí)工作制吊車梁的腹板與上翼緣之間以及吊車桁架上弦桿與節(jié)點(diǎn)板之間的T形接頭焊縫均要求焊透。焊縫形式一般為對(duì)接與角接的組合焊縫，其質(zhì)量等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí)。D、 不要求焊透的T形接頭采用的角焊縫或部分焊透的對(duì)接與角接組合焊縫，以及搭接連接采用的角焊縫，其質(zhì)量等級(jí)為：① 對(duì)直接承受動(dòng)力荷載且需要驗(yàn)算疲勞的結(jié)構(gòu)和吊車起重量等于或大于50t的中級(jí)工作制吊車梁，焊縫的外觀質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合二級(jí)；② 對(duì)其他結(jié)構(gòu)，焊縫的外觀質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)可為三級(jí)。四． 角焊縫的標(biāo)注方法167。 直角角焊縫連接的構(gòu)造和計(jì)算一． 定義側(cè)焊縫——焊縫軸線平行于力線；端焊縫——焊縫軸線垂直于力線；斜焊縫——焊縫軸線傾斜于力線。二． 直角角焊縫應(yīng)力分析大量試驗(yàn)結(jié)果表明，側(cè)面角焊縫主要承受剪應(yīng)力。傳力線通過(guò)側(cè)面角焊縫時(shí)產(chǎn)生彎折，應(yīng)力沿焊縫長(zhǎng)度方向的分布不均勻，呈兩端大而中間小的狀態(tài)。試驗(yàn)證明：1．側(cè)焊縫以45176?！把屎斫孛妗逼茐木佣?；2．～。規(guī)范規(guī)定：在焊縫計(jì)算時(shí)以側(cè)焊縫強(qiáng)度為基準(zhǔn)（）,，斜焊縫強(qiáng)度為三． 直角角焊縫的構(gòu)造1．最小焊縫高度：=，—較厚板件的厚度；2．最大焊縫高度：，—較薄板件的厚度；對(duì)于貼邊焊當(dāng)t≤6mm時(shí)，=t；當(dāng)t6mm時(shí)，=t－（1～2）mm要求：≤≤3．最大焊縫長(zhǎng)度：=60（靜荷）=40（動(dòng)荷）若內(nèi)力沿角焊縫全長(zhǎng)分布，則計(jì)算長(zhǎng)度不受此限；4．最小焊縫長(zhǎng)度：=8≮40mm要求：≤≤5．搭接連接的構(gòu)造要求試驗(yàn)結(jié)果表明，連接的承載力與b/lw有關(guān)。要求： 和 當(dāng)b不滿足上述要求時(shí)，應(yīng)加焊正面焊縫將兩板貼合。圍焊的轉(zhuǎn)角處必須連續(xù)施焊。在搭接連接中，當(dāng)僅采用正面角焊縫時(shí)，搭接長(zhǎng)度不少于5倍板厚。四． 直角角焊縫的計(jì)算1. 基本假定：（1） 所有角焊縫只承受剪應(yīng)力，只區(qū)分側(cè)焊縫和端焊縫；（2） 焊縫計(jì)算截面為45176?！把屎斫孛妗?，(－10mm)；（3） 在靜力條件下，考慮端焊縫強(qiáng)度提高22%；動(dòng)力荷載下，不考慮其強(qiáng)度的提高；2．計(jì)算公式：≤其中：——端焊縫受力總和；——側(cè)焊縫受力總和；——焊縫強(qiáng)度提高因數(shù)。3．計(jì)算步驟（1）求出同一平面的焊縫群的形心；（2）將荷載向形心簡(jiǎn)化，找出最不利位置；（3）分別求出各荷載分量在最不利位置產(chǎn)生的應(yīng)力；（4）區(qū)分側(cè)焊縫受力與端焊縫受力，視荷載種類（靜荷或動(dòng)荷）代入公式，進(jìn)行計(jì)算。4．幾種典型的焊縫受力分析（1）焊縫受軸心拉力（端焊縫）≤（2）焊縫受軸心剪力（側(cè)焊縫）≤（3）焊縫受軸心拉力和軸心剪力共同作用，≤（4）焊縫受彎矩作用≤（5）焊縫偏心受剪，≤（6）焊縫受N，M，V聯(lián)合作用，≤（7）焊縫受扭矩作用，≤（8）圍焊縫受偏心剪力——扭矩＋剪力≤（9）角鋼連接焊縫的計(jì)算雙面焊接：≤≤三面圍焊：≤≤五． 斜角角焊縫的計(jì)算兩焊腳邊的夾角不是90176。的角焊縫為斜角角焊縫。這種焊縫往往用于料倉(cāng)壁板、管形構(gòu)件等的端部T形接頭連接中。斜角角焊縫的計(jì)算方法與直角焊縫相同，應(yīng)按公式≤計(jì)算，只是應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：（1）不考慮應(yīng)力方向，任何情況都取β=。這是因?yàn)橐郧皩?duì)角焊縫的試驗(yàn)研究一般都是針對(duì)直角角焊縫進(jìn)行的，對(duì)斜角角焊縫研究很少。而且，我國(guó)采用的計(jì)算公式也是根據(jù)直角角焊縫簡(jiǎn)化而成，不能用于斜角角焊縫。（2）在確定斜角角焊縫的有效厚度時(shí)假定焊縫在其所成夾角的最小斜面上發(fā)生破壞。因此規(guī)范規(guī)定：當(dāng)兩焊角邊夾角或，且根部間隙（b、b1或b2），取焊縫有效厚度為：，焊縫有效厚度取為：任何根部間隙不得大于5mm。當(dāng)圖（a）中的b1＞5mm時(shí)，可將板端切割成圖（b）的形式。對(duì)于夾角a＞135176?；騛＜60176。的斜角角焊縫，除鋼管結(jié)構(gòu)外，不宜用作受力焊縫。167。 對(duì)接焊縫及其連接的計(jì)算一． 對(duì)接連接構(gòu)造（加引弧板） （不加引弧板）不同板寬和不同板厚的對(duì)接焊縫直接承受動(dòng)力荷載且需要進(jìn)行疲勞計(jì)算的結(jié)構(gòu)，斜角坡度不應(yīng)大于1:4。二． 焊透的對(duì)接焊縫的計(jì)算1．軸心受拉（壓）≤or——對(duì)接連接中較小的厚度，忽略焊縫起鼓；——對(duì)接焊縫抗拉強(qiáng)度；——對(duì)接焊縫抗壓強(qiáng)度；——焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度。通過(guò)一、二級(jí)檢驗(yàn)的對(duì)接焊縫的強(qiáng)度可以認(rèn)為與母材等強(qiáng)度，連接不必驗(yàn)算；而僅通過(guò)三級(jí)檢驗(yàn)的焊縫，=,需要如上驗(yàn)算。若經(jīng)驗(yàn)算強(qiáng)度不夠，可采用斜焊縫；當(dāng)a/b≤，可以不算。b2．彎剪共同作用≤≤受拉區(qū)腹板與翼緣的交界處≤167。 焊接殘余應(yīng)力和殘余變形熱變形和熱應(yīng)力——焊接構(gòu)件在施焊過(guò)程中，由于受到不均勻的電弧高溫作用，在焊件中將產(chǎn)生變形和應(yīng)力（有約束）。殘余應(yīng)力和殘余變形——冷卻后，焊件產(chǎn)生反向的應(yīng)力和變形。一．成因及特點(diǎn)1．基本假設(shè)1) 假定焊件由纖維組成，但各纖維之間相互約束（變形時(shí)保持平面）。2) 當(dāng)溫度t≤500℃時(shí)，彈性模量E=const.t600℃時(shí)，E→0；500℃＜t＜600℃時(shí)，E按線性變化。2． 殘余應(yīng)力1) 縱向焊接應(yīng)力2) 橫向焊接應(yīng)力3) 厚度方向的焊接應(yīng)力3． 成因：不均勻分布的溫度場(chǎng)，同時(shí)存在局部高溫，加上纖維間的相互約束，便產(chǎn)生了焊接殘余應(yīng)力。由于約束程度不同，一部分殘余應(yīng)力會(huì)以殘余變形的形式釋放出來(lái)。4． 特點(diǎn)：自相平衡力系。二．焊接殘余應(yīng)力對(duì)構(gòu)件工作的影響1．對(duì)強(qiáng)度無(wú)影響2．降低構(gòu)件的剛度3．降低構(gòu)件的穩(wěn)定承載力由于剛度降低，有效截面減小，過(guò)早地進(jìn)入彈塑性區(qū),彈性模量降低，所以穩(wěn)定承載力降低（因?yàn)椋?．降低構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度殘余應(yīng)力的存在，加快了疲勞裂紋的開展速度（雙向或三向拉力場(chǎng)），因此，疲勞強(qiáng)度降低。5．加劇低溫冷脆材料在低溫下呈脆性，焊接殘余應(yīng)力的同號(hào)拉力場(chǎng)會(huì)阻礙材料塑性的發(fā)展，加重了脆性因素。三． 焊接殘余變形對(duì)構(gòu)件工作的影響1．構(gòu)件不平整，安裝困難，且產(chǎn)生附加應(yīng)力；2．變軸心受壓構(gòu)件為偏心受壓構(gòu)件。四． 保證焊接質(zhì)量及減小焊接殘余應(yīng)力的措施1．設(shè)計(jì)方面（1）采用細(xì)長(zhǎng)，不采用短粗的焊縫；（2）對(duì)稱布置焊縫，減小變形；（3）不等高連接加不大于1:(直接承受動(dòng)力荷載且需驗(yàn)算疲勞的結(jié)構(gòu)不大于1:4)的斜坡，減小應(yīng)力集中；（4）盡量防止銳角連接；（5）焊縫不宜過(guò)于集中，不要出現(xiàn)三向交叉焊縫；（6）注意施焊方便，以保證焊接質(zhì)量。2．制造方面（1）焊件預(yù)熱法；（2）錘擊法； 減小殘余應(yīng)力（3）退火法；（4）反變形法；（5）合理施焊次序； 減小殘余變形（6）局部加熱法。167。 普通螺栓和鉚釘連接的構(gòu)造和計(jì)算抗剪連接——板件之間有相對(duì)錯(cuò)動(dòng)的趨勢(shì)；抗拉連接——板件之間有相互脫開的趨勢(shì)。一．普通螺栓（鉚釘）的計(jì)算1．抗剪螺栓（鉚釘）的計(jì)算（1）單個(gè)螺栓（鉚釘）的受剪工作性能1）彈性段（0～1）：板件間相互擠壓，靠摩擦阻力傳力；2）相對(duì)滑移段（1～2）：摩擦阻力被克服后，板件間產(chǎn)生滑移，栓（釘）桿與孔壁相接觸，滑移量取決于栓（釘）桿與孔的間距；3）彈塑性工作階段（2～3）：螺栓桿既受剪又受彎直到破壞為止。（2）對(duì)一組螺栓連接，有五種可能的破壞形式1）栓桿被剪斷；2）被連接板被擠壓破壞；3）被連接板被拉（壓）破壞；4）被連接板被剪破壞——拉豁；5）栓桿受彎破壞。（3）針對(duì)如上情況，應(yīng)避免所有破壞的可能性1）栓（釘）桿長(zhǎng)度（）≤——防止受彎破壞；2）≥，栓距≥——避免拉豁；3）通過(guò)計(jì)算保證螺栓（鉚釘）抗剪；4）通過(guò)計(jì)算保證螺栓（鉚釘）抗擠壓；5）通過(guò)計(jì)算保證被連接構(gòu)件具有足夠的拉壓強(qiáng)度。（4）螺栓群受剪計(jì)算1）軸心受力基本假定：螺栓群均勻受力。一個(gè)螺栓的抗剪承載能力：——剪切面數(shù)；——螺栓直徑；——螺栓抗剪設(shè)計(jì)強(qiáng)度。一個(gè)螺栓抗擠壓承載能力：——螺栓直徑；——被連接板中受力一側(cè)的總厚度的較小值；——螺栓承壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度。當(dāng)受力一邊螺栓分布長(zhǎng)度時(shí)，會(huì)出現(xiàn)較嚴(yán)重的傳力不均勻現(xiàn)象，故采用強(qiáng)度折減系數(shù)對(duì)螺栓的承載能力進(jìn)行折減：當(dāng)時(shí)，取這樣，設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，對(duì)受力最大的螺栓進(jìn)行驗(yàn)算：≤2）螺栓群受扭基本假定：① 被連接板是剛性的；② 螺栓是彈性的；③ 在扭矩作用下，繞螺栓群中心旋轉(zhuǎn)，每個(gè)螺栓受力大小與其到形心的距離成正比，方向垂直于矢徑。根據(jù)平衡條件：∴為方便計(jì)算，將其分解則≤例：P①將荷載向螺栓群形心簡(jiǎn)化；②確定受力最不利螺栓；③計(jì)算該螺栓的受力④合成、比較≤2．抗拉螺栓的計(jì)算（1）受拉螺栓的工作特點(diǎn)杠桿效應(yīng)——由于被連接件的剛度不夠，在螺栓中產(chǎn)生附加應(yīng)力。規(guī)范中考慮杠桿效應(yīng)，降低了螺栓的抗拉強(qiáng)度，同時(shí)要求設(shè)計(jì)中應(yīng)采取構(gòu)造措施以減少不利影響。（2）螺栓抗拉計(jì)算一個(gè)螺栓的抗拉承載能力——螺栓的有效面積，可查表；——螺栓受拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度（已考慮杠桿效應(yīng)的不利影響）?！埽?）螺栓群受彎計(jì)算基本假定：1）在彎矩作用下，板件繞最邊緣的螺栓旋轉(zhuǎn)；2）每個(gè)螺栓受力大小與其到旋轉(zhuǎn)中心的距離成正比。假定有m列螺栓，則——1個(gè)“1”號(hào)螺栓在彎矩M作用下產(chǎn)生的拉力；——第個(gè)螺栓距旋轉(zhuǎn)中心的距離?！墚?dāng)偏心受拉時(shí)：——以形心為旋轉(zhuǎn)中心，每個(gè)螺栓到中心的距離。有兩種可能性：1）當(dāng)＞0時(shí)，按小偏心計(jì)算，結(jié)果正確。2）當(dāng)≤0時(shí)，應(yīng)按大偏心計(jì)算，此時(shí)，應(yīng)繞邊緣螺栓“”點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，力臂及螺栓位置均應(yīng)以該點(diǎn)為基準(zhǔn)?！菟ǖ健啊秉c(diǎn)的距離。（4）螺栓受拉剪聯(lián)合作用≤1 ——判別條件（經(jīng)驗(yàn)公式）且≤——最危險(xiǎn)螺栓所受剪力和拉力；——螺栓的抗剪和抗拉承載能力。通常做法不讓螺栓受拉時(shí)受剪，用承托，則剪力由承托承擔(dān)，螺栓只受拉力。二． 螺栓（鉚釘）的排列和構(gòu)造要求1．受力要求：如邊距≥2等；2．構(gòu)造要求：間距不能太大，避免壓不緊潮氣進(jìn)入——腐蝕；3．施工要求：螺栓間距不能太近，滿足凈空要求，便于安裝。167。 高強(qiáng)螺栓連接的計(jì)算一．預(yù)拉力的建立1．轉(zhuǎn)角法：通過(guò)工藝試驗(yàn)，確定滿足預(yù)拉力要求所需角度，在實(shí)際工程中采用固定轉(zhuǎn)角，不精確；2．扭矩法：通過(guò)工藝試驗(yàn)，確定滿足預(yù)拉力要求所需扭矩，制做特殊扳手，如機(jī)械的，光電的等等；3．扭矩螺栓：一種特制螺栓，用特殊扳手，擰斷為止——預(yù)拉力建立完成?！紤]材料不均勻程度的系數(shù)；——超張拉5%～10%；——以螺栓的抗拉強(qiáng)度為準(zhǔn)，為安全起見引入的附加安全系數(shù)；——擰緊螺栓時(shí)產(chǎn)生剪力降低栓桿的承拉能力；——最低抗拉強(qiáng)度。二．摩擦型高強(qiáng)螺栓的計(jì)算1． 摩擦型高強(qiáng)螺栓的抗剪計(jì)算一個(gè)螺栓的抗剪承載能力：對(duì)受力最不利螺栓，要求：≤2．摩擦型高強(qiáng)螺栓的抗拉計(jì)算（1）摩擦型高強(qiáng)螺栓的受力分析連接受力之前，根據(jù)平衡條件得：連接受拉之后，螺栓伸長(zhǎng)，被連接板壓縮量恢復(fù)，此時(shí)，螺栓內(nèi)拉力從增加為，而被連接板間的壓力從減小為，假定外加拉力為，根據(jù)平衡條件得：根據(jù)變形協(xié)調(diào)條件設(shè)螺栓和被連接板的彈性模量皆為E，面積分別為和，則：代入等式：，則若，即當(dāng)外拉力達(dá)到P時(shí)，螺栓內(nèi)拉力只增加7%，幾乎接近5%。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，螺栓將產(chǎn)生應(yīng)力松弛現(xiàn)象——預(yù)拉力變小。當(dāng)時(shí)，無(wú)松弛現(xiàn)象，故規(guī)范規(guī)定一個(gè)螺栓的抗拉承載能力為：只要外拉力Nt。因此