金屬結(jié)構(gòu)的連接

1、第三章金屬結(jié)構(gòu)的連接n結(jié)構(gòu) 金屬結(jié)構(gòu)是由型材、鍛件、鑄件采用一定的連接方式組成的能夠承受載荷的工程結(jié)構(gòu)。當(dāng)前，起重機(jī)中常見的連接是焊接、栓接和鉸接。n本章學(xué)習(xí)的重點(diǎn)1）學(xué)會選擇合理的連接方式 2）掌握承載能力的計(jì)算方法 3.1連接的方式及其特點(diǎn)一，方法n焊接：（廣泛應(yīng)用）n 螺栓連接：（用于常裝拆的結(jié)構(gòu)）分為：普通螺栓和高強(qiáng)度螺栓n 鉚釘連接：（國外僅用于特重型橋吊主梁）n 膠合連接：（國內(nèi)未采用）n 銷軸連接：（用于兩構(gòu)件間的連接）二，特點(diǎn)n焊 接：制造簡便，省工省料，不削弱構(gòu)件截面易于自動化操作；但易產(chǎn)生殘余應(yīng)力和變形、焊接缺陷，質(zhì)量不易檢查。n 螺栓連接：易裝拆，質(zhì)量易檢查，塑性、韌性好

2、，但費(fèi)工費(fèi)料，削弱構(gòu)件截面，動載作用下易松動；高強(qiáng)度螺栓除具有普通螺栓優(yōu)點(diǎn)以外，還具有傳力均勻，應(yīng)力集中小，疲勞強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，但螺栓制造和連接表面要求較高。1. 鉚 接：承動載能力強(qiáng)，低溫下工作較可靠，但不能拆。 3.2連接的材料一、焊接焊接的材料與焊接的方法有關(guān)，焊接的方法達(dá)35種之多，常用的1. 焊接方法1）氣焊、氧炔焊焊接薄板、切割金屬。2）電弧焊手工電弧焊設(shè)備簡單、操作靈活，生產(chǎn)效率低，質(zhì)量受人為因素波動較大。埋弧自動焊生產(chǎn)率高、易于實(shí)現(xiàn)自動化。氣體保護(hù)焊焊接質(zhì)量高。3）電渣焊焊接厚鋼板。2. 焊接材料1）手工焊焊條按照等強(qiáng)度選取。焊Q235，常用E43XX焊條，如E4303、E431

3、5、E4316焊Q345，常用E50XX焊條，如E5003、E5015、E5016焊Q235與Q345的混合連接，E43XX（一般）、E50XX（貼腳焊、受力較大的部位）3.2連接的材料2）埋弧自動焊焊絲+焊劑Q235H08、H08A、H08Mn+高硅型焊劑；Q345H08MnA、H10Mnq+低錳型或無錳型焊劑;3）氣體保護(hù)焊焊絲+氣體（CO2、氬氣）二，螺栓連接普通螺栓 Q235-A,Q235-B,35；高強(qiáng)度螺栓 螺栓：d24mm.45,40B,20MnTiB d24mm.20MnTiB,35VB 螺母：45，15MnVB 墊圈：45 (平墊圈) 3.2連接的材料螺栓連接的力學(xué)性能等級3

4、.5S12.9S10個(gè)等級，“.”前的數(shù)值是抗拉強(qiáng)度的1/100，“.”后的數(shù)值是屈強(qiáng)比的10倍。所有的力學(xué)性能等級都含有相應(yīng)的材質(zhì)和熱處理工藝，根據(jù)性能等級可以直接查出螺栓連接計(jì)算所需要的單栓承載能力。所以螺栓的標(biāo)注以后以性能等級作為材料的標(biāo)注。依據(jù)螺母的厚度，螺母的強(qiáng)度等級與螺栓的性能等級有固定的搭配關(guān)系（4H12H）0.8D的厚度時(shí)，8H8.8S；9H8.8（16mm) 9.8S（時(shí)：先計(jì)算e=M/N =Ix/n|ymax| 再判斷：e 或 e而后計(jì)算：Pmax螺栓強(qiáng)度條件：PmaxPll 3.9拉剪螺栓連接計(jì)算 根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果：在拉剪聯(lián)合作用下，符合園形相關(guān)公式 若螺栓的計(jì)算拉力、剪力分

5、別為Pll和Pjl，則強(qiáng)度條件為 12*2*ljljllllpppp122ljljllllPPPP3.10高強(qiáng)度螺栓連接設(shè)計(jì)計(jì)算 一，概述1，分類摩擦型：是工程中主要的應(yīng)用種類。承壓型：摩擦力、螺栓剪力和承壓力三者共同作用在連接中。螺栓受拉型我國當(dāng)前列入設(shè)計(jì)規(guī)范的僅摩擦型（GB122884鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角螺栓連接副）。2，工作原理依靠強(qiáng)大預(yù)緊力產(chǎn)生的摩擦力抵抗剪切滑動，以出現(xiàn)剪切滑動時(shí)狀態(tài)作為連接失效的極限狀態(tài)。3.10高強(qiáng)度螺栓連接設(shè)計(jì)計(jì)算 二、摩擦型高強(qiáng)度螺栓的強(qiáng)度計(jì)算1，軸心力作用下的剪力螺栓連接 N/nP P但栓抗滑許用承載力. P=ZmfPg/n Zm傳力摩擦面數(shù)； f摩擦系數(shù)（

6、與表面處理方法有關(guān)），查規(guī)范P41 Pg預(yù)拉力（預(yù)緊力）.查規(guī)范P41 n安全系數(shù)(按載荷工況確定）. 3.10高強(qiáng)度螺栓連接設(shè)計(jì)計(jì)算 2，偏心力作用下的剪力螺栓連接 計(jì)算公式同普通螺栓，許用承載能力為上面的計(jì)算結(jié)果。2maxmax2maxmaxQyxRRRR3.10高強(qiáng)度螺栓連接設(shè)計(jì)計(jì)算3，剪力和拉力作用下的剪力螺栓強(qiáng)度條件 抗滑承載能力PQP 抗拉承載能力Pt0.7Pg P=Zmf（Pg-1.25Pt）/n4，受拉連接軸向許用載荷 sl螺栓鋼材的屈服點(diǎn) Al螺栓的有效面積，規(guī)范P41 載荷分配系數(shù) nAPlslt10002 .03.10高強(qiáng)度螺栓連接設(shè)計(jì)計(jì)算 5，被連接件的強(qiáng)度計(jì)算 每個(gè)螺

7、栓所產(chǎn)生的摩擦力N：N/n n為螺栓總數(shù) 第一排為n1個(gè)螺栓產(chǎn)生N N/nn1的摩擦力 N=N-N=N-(N/n)n150% =N（1-0.5n1/n） 被連接件的強(qiáng)度條件： = N/Aj Aj為凈載面積3.11銷軸連接設(shè)計(jì)計(jì)算 一，銷軸計(jì)算靜強(qiáng)度w=M/ww max=QS/(IB)=16Q/(3d2) w=d3/32=0.1d3 w銷軸許用彎曲應(yīng)力 不重要及受載不大：Q235，w=125N/mm2 載荷不大，要求韌性較高： 20正火回火w=125 N/mm2 有一定強(qiáng)度及加工塑性要求： 35正火回火w=165 N/mm2 調(diào)質(zhì)w=175 N/mm2 廣泛應(yīng)用： 45正火回火w=195 N/m

8、m2 調(diào)質(zhì)w=215 N/mm2 載荷較大，無很大沖擊的重要軸. 40Cr調(diào)質(zhì)w=245 N/mm2 3.11銷軸連接設(shè)計(jì)計(jì)算二,銷孔耳板的計(jì)算危險(xiǎn)截面：BB，AA 3.11銷軸連接設(shè)計(jì)計(jì)算耳板孔壁承壓應(yīng)力計(jì)算N耳板的軸向力；D銷軸直徑；總厚度；c許用擠壓應(yīng)力；由彈性力學(xué)，應(yīng)用彈性曲梁公式計(jì)算危險(xiǎn)載面應(yīng)力 ccdNAN hRhhRhRRPhAPb222ln24212422max hRhhRhRRPhAPa222ln2142422max第三章 作業(yè)3-1 驗(yàn)算圖示工字梁腹板對接焊縫的強(qiáng)度。已知拼接處的內(nèi)力為M=9.8102kNm，Q=4102kN，鋼材為Q235，許用應(yīng)力=176MPa，采用E4303焊條手工焊，用普通方法檢查焊縫質(zhì)量。3-2 圖示支托與柱采用貼角焊縫連接，貼角焊縫高度hf =6mm。柱與支托材料為Q235，許用應(yīng)力=176MPa，用E4303焊條手工焊，采用普通方法檢查焊縫質(zhì)量。試確定P的最大值。第三章 作業(yè)3-3 某搭接托架結(jié)構(gòu)如圖示， 受偏心載荷P=92kN作用。連接板材料為Q345，用E5015焊條手工三面圍焊（用引弧板），焊縫高度hf =10mm，許用應(yīng)力h=140MPa，試驗(yàn)算焊縫強(qiáng)度。 3-4 圖示接頭采