鋼結(jié)構(gòu)焊接應(yīng)力與變形螺栓連接

第二章鋼結(jié)構(gòu)連接第五節(jié)焊接應(yīng)力與變形一、焊接應(yīng)力的產(chǎn)生焊接應(yīng)力暫時應(yīng)力：只在焊接過程中，一定的溫度情況下存在，冷卻至常溫時，即行消失。殘余應(yīng)力：焊件冷縮后殘留在焊件中的應(yīng)力，又稱收縮應(yīng)力。殘余應(yīng)力是一種在結(jié)構(gòu)體系內(nèi)自相平衡的力。第二章鋼結(jié)構(gòu)連接1、縱向焊接應(yīng)力焊接高溫焊縫周圍產(chǎn)生塑性壓縮，冷卻時收縮受到限制，焊縫附近區(qū)受拉，焊縫區(qū)以外受壓，第二章鋼結(jié)構(gòu)連接2、橫向焊接應(yīng)力縱向收縮產(chǎn)生反向變形—中間受拉，兩端受壓先焊接限制后焊接變形—中間受壓，兩端受拉應(yīng)力疊加第二章鋼結(jié)構(gòu)連接3、Z向焊接應(yīng)力表面先冷卻限制內(nèi)部收縮，內(nèi)部受拉，表面受壓第二章鋼結(jié)構(gòu)連接二、焊接應(yīng)力的影響1、結(jié)構(gòu)靜力強(qiáng)度自平衡應(yīng)力，內(nèi)外應(yīng)力疊加，有焊接應(yīng)力處先屈服，內(nèi)力重分布，最終全截面屈服，第二章鋼結(jié)構(gòu)連接先屈服區(qū)剛度為零，應(yīng)變增加，變形增大3、降低疲勞強(qiáng)度4、低溫冷脆2、降低結(jié)構(gòu)剛度第二章鋼結(jié)構(gòu)連接三、焊接變形不均勻收縮產(chǎn)生（a）縱橫向收縮（b）彎曲變形（c）角變形（d）波浪變形(e)扭曲變形第二章鋼結(jié)構(gòu)連接四、控制焊接應(yīng)力和變形(1)焊縫均勻?qū)ΨQ(a,c)(2)避免焊縫尺寸過大(e)(3)避免焊縫集中(g)(4)盡量避免在母材厚度方向的收縮應(yīng)力(i)第二章鋼結(jié)構(gòu)連接(5)采用合理的焊接次序：分段退焊、沿厚度分層焊、對角跳焊、鋼板分塊拼接(6)焊后校直(7)焊前預(yù)熱、焊后熱處理(8)鋼板不易過薄t>4mm第二章鋼結(jié)構(gòu)連接第六節(jié)普通螺栓連接一、普通螺栓1、螺栓類型(1)A級、B級和C級三種(2)A級和B級為精制螺栓，螺桿、螺孔加工精度高，制作安裝復(fù)雜，螺栓等級為8.8級。很少用，已被高強(qiáng)度螺栓代替。第二章鋼結(jié)構(gòu)連接(4)小數(shù)點前為材料抗拉強(qiáng)度，小數(shù)點后為屈強(qiáng)比，刻在螺桿頭上。例4.8級表示抗拉強(qiáng)度400N/mm2，屈服強(qiáng)度320N/mm2。(5)常用螺栓直徑為d=16，20，24mm，用M表示，如M16(3)C級為粗制螺栓，螺桿表面粗糙，螺孔直徑比螺桿大1.5~2mm，制作安裝方便，螺栓等級為4.6級和4.8級。C級螺栓變形大，多用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)或次要結(jié)構(gòu)連接。第二章鋼結(jié)構(gòu)連接2、螺栓符號(1)普通螺栓，安裝螺栓，高強(qiáng)度螺栓(2)孔徑do=d+1.5~2，用f表示，如孔徑f22(3)設(shè)計說明：螺栓類型，等級，直徑，孔徑

永久螺栓安裝螺栓高強(qiáng)度螺栓圓形螺栓孔橢圓形螺栓孔第二章鋼結(jié)構(gòu)連接3、螺栓排布(1)并列和錯列：規(guī)則、統(tǒng)一、緊湊(2)排布參數(shù)：端距，邊距，間距(3)排布尺寸要求：考慮安裝，受力(4)至少要有兩個受力螺栓第二章鋼結(jié)構(gòu)連接4、最大、最小尺寸要求(1)保證安裝要求：用扳手?jǐn)Q緊螺帽—最小間距，節(jié)省連接板—最大間距和邊(端)距(2)保證受力要求：不過多削弱截面，最小間距和邊(端)距(3)保證使用要求：避免銹蝕和變形—最大間距和邊(端)距中距≥3d0邊距≥1.5d0（切割邊）≥1.2d0（軋成邊）端距≥2d0（防止端部鋼板沖剪破壞）中距≤12d0或18t(受壓構(gòu)件)≤16d0或24t(受拉構(gòu)件)端、邊距≤4d0或8t

第二章鋼結(jié)構(gòu)連接第二章鋼結(jié)構(gòu)連接5、螺栓連接受力(1)連接可傳遞彎矩、剪力和軸力，單個螺栓只能受拉或受剪(2)受剪螺栓—作用力與螺桿垂直，受拉螺栓—作用力與螺桿平行第二章鋼結(jié)構(gòu)連接連接類型按受力情況：抗剪連接抗拉連接抗拉與抗剪組合連接

受剪螺栓—作用力與螺桿垂直受拉螺栓—作用力與螺桿平行

第二章鋼結(jié)構(gòu)連接二、普通螺栓受剪性能1、單個螺栓受剪破壞試驗?zāi)Σ羵髁?0-1)，滑移(1-2)，螺桿傳力(2-3)，彈塑性破壞第二章鋼結(jié)構(gòu)連接(1)螺栓直徑小，連接板厚，螺桿剪切破壞(2)螺栓直徑大，連接板薄，孔壁擠壓破壞(3)螺栓孔徑大，連接板削弱多，連接板受拉破壞(4)連接板端距小，沖剪破壞（構(gòu)造解決，端距≥2d0）(5)連接板厚，螺桿長，螺桿彎曲破壞（構(gòu)造解決）第二章注鋼結(jié)訂構(gòu)連接2、單辨?zhèn)€螺爹栓抗芬剪承捕載力(1級)螺桿剪竊切破壞漆：假設(shè)早剪應(yīng)力監(jiān)均勻分念布，計嚴(yán)算平均符剪應(yīng)力第二章膊鋼結(jié)炎構(gòu)連接螺桿抗?jié)櫦舫休d污力單剪雙剪第二醉章密鋼結(jié)龍構(gòu)連害接螺栓抗荒剪強(qiáng)度第二玩章者鋼結(jié)隸構(gòu)連堵接(2)孔壁擠菊壓破壞堪：假設(shè)朝壓應(yīng)力逆沿直徑謹(jǐn)均勻分榴布，計葵算平均班壓應(yīng)力孔壁邪擠壓爸承載倉力同一零方向頂承壓辯板較射小總血厚度板件承粗壓強(qiáng)度第二請章聽鋼結(jié)亡構(gòu)連睡接3、螺胸栓群乎拼接(1推)螺栓群傾受拉，裹單個螺寸栓受剪(2)螺栓非鳳均勻受躍剪，連忍接較長唇時端部完先破壞第二章受鋼結(jié)退構(gòu)連接(3)假設(shè)l1≤15do時，剪金力均勻勻分布，閉螺栓群捆抗剪承航載力(4歷)假設(shè)l1>15do時，剪刻力非均獨勻分布娛，螺栓帥群抗剪逐承載力以下降h為折減究系數(shù)要求N≤Nb第二色章稈鋼結(jié)隆構(gòu)連裳接(1譜)開孔惠處破服壞面(I，II，II嬸I)4、凈截晚面抗拉槳強(qiáng)度計世算(2)凈截政面積愧計算螺栓惱并列場排布讓：直市線面今積第二示章癢鋼結(jié)蛙構(gòu)連蹤蝶接螺栓龍錯列媽排布涼：鋸械齒凈六面積計算凈鈔截面強(qiáng)詞度第二章稍鋼結(jié)燥構(gòu)連接5、螺三栓群泄牛腿(1宴)螺栓群組受扭(扭矩T=Pe)、受剪(剪力N=P)，單個停螺栓牢受剪(2斯)假設(shè)扭池矩使連堵接板繞分螺栓群線形心o轉(zhuǎn)動跟，扭悠矩產(chǎn)慶生的狐剪力NTi與螺絞栓至饅形心烈距ri成正比第二章刪鋼結(jié)屑構(gòu)連接(2屋)扭矩君平衡扭矩洪產(chǎn)生圍螺栓棵剪力分量第二債章芹鋼結(jié)飛構(gòu)連掩接(3)剪力P在螺繳栓群家中均同勻分騙配單個螺冰栓剪力開合成計算受迷剪力最描大的螺姨栓第二章攻鋼結(jié)完構(gòu)連接算例：設(shè)計螺栓躍蓋板造拼接竄，設(shè)角計拉蜓力N=屬35伶0k味N，鋼材Q34輛5B(或16您Mn爭)，拼接板啄寬b=36原0mm，厚t1=8m亞m，采用M20完C級螺栓機(jī)，孔鳳徑f22。第二庭章餡鋼結(jié)襪構(gòu)連頂接解：螺栓描抗剪挑強(qiáng)度板件炊承壓勢強(qiáng)度(1)雙蓋扔板的疲厚度t2≥拼接尤板的韻厚度t1/2板件洋抗拉景強(qiáng)度取t2=6詳mm雙剪(2循)單個膝螺栓諸抗剪睡承載號力第二窄章只鋼結(jié)暗構(gòu)連曬接(3)孔壁乳承壓(4裁)所需螺攝栓數(shù)n=3煤50走/6惠7.銳3楊=5柜.2個(5綢)6個螺栓3排布造置，芽間距10暈0，端距60，邊蘿距80第二叔章才鋼結(jié)才構(gòu)連飯接(6)連接證長度壟驗算l1=15do=1大5×束22垂=慶33鋤0>錄10界0(7)拼接凈宵截面積An=(3劣60津-3扣×22烈)×尾8=矮235默2mm2凈截面量拉應(yīng)力sn=35潔000陳0/2榜352海=14交9N/曉mm2<f毛截跳面拉變應(yīng)力s=35乒000倘0/(衛(wèi)360勇×8)各=1摘21N攔/mm2第二章古鋼結(jié)攝構(gòu)連接三、元普通螺栓受拉性能1、單眼個螺摸栓受舞拉破丟壞試差驗螺桿受文拉，連岸接板脫餐開，螺影紋處拉績斷或連船接板屈勢服螺栓抗異拉承載祖力設(shè)計值：Ae為螺輔紋處黑有效鄙截面練面積泉，de為螺懶紋內(nèi)鏡徑查托書247頁附欣錄螺栓奔抗拉邪強(qiáng)度行設(shè)計匆值第二章另鋼結(jié)計構(gòu)連接Ae已列表第二蜘章條鋼結(jié)兩構(gòu)連家接2、螺栓管群受拉拉力均慰勻分布惱，螺栓笑個數(shù)第二章價鋼結(jié)旬構(gòu)連接3、螺耀栓群畢受彎螺栓受柏拉，連表接板受掌壓，受們拉區(qū)連殼接板脫蕩開，螺可栓面積哲小，拉欺壓平衡鉛，受壓彩區(qū)高度伸小。假呼設(shè)轉(zhuǎn)動徹中和軸糖在最下席排螺栓格處。第二章慢鋼結(jié)犯構(gòu)連接假設(shè)螺易栓拉力類三角形帆分布，場大小與蛋距轉(zhuǎn)動禁中和軸及距離成敵正比彎矩限平衡彎矩濁產(chǎn)生撫螺栓橡拉力計算受腔力最大規(guī)的螺栓(最外撇排)第二鎖章雹鋼結(jié)檔構(gòu)連呆接4、同白時受大拉受虹剪螺騙栓螺栓貫所受孩拉力Nt和剪誘力Nv，試驗得王破壞近孕似相關(guān)蕉方程螺栓計灑算孔壁蚊擠壓皇計算第二躍章發(fā)鋼結(jié)鍬構(gòu)連織接可通過宅加板托瘡承受剪宗力，螺艘栓只受逆拉力第二章滑鋼結(jié)印構(gòu)連接5、算例墾：驗算斧牛腿值螺栓粥連接到，設(shè)蹄計剪朋力V=2叫00護(hù)kN，偏心e=1萄50尼mm，連接板吐及柱翼條緣厚t=2臨0m六m，Q2貞35昌B鋼材渾，采用1訂0個M2峰0C級螺栓由，孔經(jīng)徑f22，分別計暮算有承傷托和無株承托兩圾種情況鉗。第二章嚷鋼結(jié)遙構(gòu)連接解：螺栓輔抗剪栗強(qiáng)度板件嗚承壓聚強(qiáng)度(1熟)有承托司板，螺背栓群受凡彎矩M=Ve=20饑0×0凱.15輪=30交kNm單個勺螺栓抽抗拉須承載耍力螺栓抗丑拉強(qiáng)度第二厲章示鋼結(jié)愉構(gòu)連妻接螺栓最搬大拉力(2)無承再托板烏，螺汪栓受煩拉受瞞剪單個螺盡栓抗剪倒承載力螺栓死平均循剪力第二章謝鋼結(jié)臭構(gòu)連接螺栓犁計算螺栓叔最大嘆拉力孔壁承冒壓計算滿足要眼求。第二章彈鋼結(jié)湊構(gòu)連接第七節(jié)悉高強(qiáng)度群螺栓連學(xué)接一、高鎮(zhèn)強(qiáng)度螺栓1、螺栓站類型(1)高強(qiáng)度臺鋼材制愧成。(2)按材羅料強(qiáng)右度分該成8.8級和10.愧9級(3)按傳剪翼力方式漫分成摩乒擦型和承壓箏型第二位章辱鋼結(jié)首構(gòu)連紹接(4)按施工睬方式分只成大六劈燕角頭和扭剪陳型第二顏章剪鋼結(jié)綠構(gòu)連蹄接2、受拒力機(jī)呈理(1恭)高強(qiáng)厘度螺延栓可獸以傳佛遞剪濃力和顫拉力(2)高強(qiáng)度冠螺栓通乳過施加傘預(yù)拉力斷使連接譜板之間鏡產(chǎn)生預(yù)從壓力，使接觸面錢上有摩濾擦力，窄依靠摩卸擦力傳皺遞剪力第二章遲鋼結(jié)架構(gòu)連接高強(qiáng)螺疊栓與普窄通螺栓庫抗剪受奏力區(qū)別普通螺念栓：靠為栓桿承魚壓和抗說剪傳遞雕剪力高強(qiáng)黃螺栓缸：摩后阻力逃來傳取力。摩擦直型高惡強(qiáng)螺這栓：消僅由陶摩阻泊力傳牧力。承壓型延高強(qiáng)螺縮慧栓：由襪摩阻力牌和栓桿壯剪切、群承壓共貿(mào)同傳力消。第二章局鋼結(jié)鍛構(gòu)連接(3)摩擦型兄連接—在承載能衛(wèi)力極限血狀態(tài)最大托剪力欺不能奸超過愧板件掩間摩并擦力羽。(4釘)承壓型閃連接—在承載蛾能力丘極限攏狀態(tài)允許滑掏動，但最大辮剪力不傘能超過喂螺栓的奶抗剪承膊載力和屑孔壁的級承壓強(qiáng)首度。(5)高強(qiáng)繭度螺訴栓承短載力段高，銅變形悼小，但傳力考可靠走，多厭用于挑主承及重受步力構(gòu)桂件連劫接。(6領(lǐng))高強(qiáng)糖度螺踢栓的井排布渴要求吊與普填通螺晉栓相蔥同，花螺孔拾直徑驗比螺瘡桿直知徑大1.5妻~2m耽m，也用M表示。第二章爽鋼結(jié)抵構(gòu)連接3、緊固漏方法與悔預(yù)拉力P(1鬧)高強(qiáng)覺度螺叉栓的奶預(yù)拉帶力是結(jié)通過債擰緊速螺帽油實現(xiàn)急的。褲扭矩懲法，疊轉(zhuǎn)角信法和憶扭剪掃法，拆分成者初擰鹽和終敵擰兩捆步完轉(zhuǎn)成，剛保證角拉力騙均勻踏。第二章探鋼結(jié)薦構(gòu)連接(2)扭矩法—專用扭靠矩板手勝，標(biāo)定筍預(yù)拉力稱和扭矩預(yù)之間的窗關(guān)系，象通過施查加一定葡扭矩達(dá)次到預(yù)拉獵力，大鏈六角螺各栓。(3意)轉(zhuǎn)角侍法—手動扳雜手初擰蔥后，再孝轉(zhuǎn)動一圍定角度慌達(dá)到預(yù)筑拉力，宮大六角的螺栓。(4)扭剪讓法—扭剪范型螺莊栓，舌特制謎電動壤扳手涼，以型扭斷江梅花沈頭為碎標(biāo)志問，準(zhǔn)調(diào)確可韻靠，腐易檢徐查，簽成本甘高。第三章粘鋼結(jié)單構(gòu)連接(5皺)螺栓叛預(yù)拉寧力越睬大，闊摩擦嬌力越哨高，姨連接店傳力奏性能誤越好仍，但橫要避可免在尺擰緊聾階段郊發(fā)生湖破壞曠，還懲要保丹留螺綿栓具輪有一喪定的浩抗拉嘴承載愚力。礦我國翠預(yù)拉沉力定微為P=0頸.6歲75fyAe第二章貓鋼結(jié)朱構(gòu)連接4、抗紙滑移懲系數(shù)m(1遺)連接疏板接屆觸面隊之間撓摩擦穴力的碑大小狐與摩艦擦系兄?jǐn)?shù)有冒關(guān)，盞稱為督抗滑炒移系鵲數(shù)，賣與表崗面處喘理方刪式有母關(guān)。第二章時鋼結(jié)肉構(gòu)連接二、妖高強(qiáng)莖度螺栓抗剪計算1、單個螺銹栓抗剪金承載力單個菊螺栓菌周圍借接觸孤面上兵的摩權(quán)擦力堂為mP，考慮安渣全系數(shù)1.抽11，單個但螺栓洽抗剪李承載例力取nf為摩壁擦面辨數(shù)，慕單剪nf=1，雙剪nf=2第二章悔鋼結(jié)饅構(gòu)連接2、摩擦必型螺栓紡抗剪計黑算(1)單個螺奮栓傳遞飽的最大姿剪力Nv，要求(2雷)螺栓群受償軸力冤作用拼時，莫每個宗螺栓艱均勻忍受剪，要求螺栓數(shù)第二章舒鋼結(jié)投構(gòu)連接(3)凈截面柔計算每個螺核栓均勻甜傳力，孔前鍬傳力歉系數(shù)0.5凈截面閥拉應(yīng)力凈截均面拉例力第二詳章牢鋼結(jié)嫁構(gòu)連睛接3、承壓還型螺栓蜻抗剪計仁算(1之)單個螺厚栓承載援力計算怒方法與宿普通螺瓶栓相同n為受剪雀面，單棵剪n=1，雙剪n=2高強(qiáng)度倘螺栓抗霜剪強(qiáng)度但要批控制準(zhǔn)螺栓員最大波剪力般，避映免在辭正常碑使用什狀態(tài)屢下發(fā)盒生滑羽動第二責(zé)章貓鋼結(jié)休構(gòu)連幟接(2)螺栓群受軸方力作用現(xiàn)時，每扮個螺栓該均勻受胃剪，要求螺栓碗數(shù)(3至)凈截面復(fù)計算也獎可偏安既全取與病普通螺雙栓相同高強(qiáng)層度螺禮栓連陽接時抱板件樂承壓松強(qiáng)度實際上宗摩擦力啄仍然傳潑遞部分濾剪力，兔承壓型圣螺栓承辨載力高旦，破壞鞠時變形覽大第二鏡章屬鋼結(jié)網(wǎng)構(gòu)連震接三、牧高強(qiáng)瘦度螺栓抗拉計吧算1、單個償螺栓監(jiān)抗拉越承載圣力由于螺仗栓預(yù)拉海力P的存銷在，升接觸分面產(chǎn)猾生初膠始壓爺力C=P，連接板擾沿厚度群方向壓球縮。外開拉力Nt使接觸恰面壓力都減為C-DC，螺栓省拉力霧增加具至P+DP，既要保坊證螺栓羅不被拉保斷，又晃要保證揀接觸面侍壓力不領(lǐng)減為零葉。第二章素鋼結(jié)兼構(gòu)連接根據(jù)平服衡條件衣：C-DC+Nt=P+DP或：DP=Nt-DC，外拉懷力Nt并非全啄部傳給叛螺栓第二章噴鋼結(jié)驚構(gòu)連接假設(shè)前螺栓蹦面積糊為Ab，受壓接鞋觸面積繩為Ap外拉丑力Nt使連接攀板厚度條回彈量壓為外拉力Nt使螺決栓伸語長量浪為變形通協(xié)調(diào)第二市章熊鋼結(jié)鐵構(gòu)連喪接代入過前式鳴得由試驗傳和分析傾知Ap≈(1擔(dān)0~抓20)Ab，近似盜取Ap≈10Ab外拉力Nt只有菜很小肯部分影直接鏡傳給通螺栓第二許章羊鋼結(jié)系構(gòu)連忽接假設(shè)資控制牌剩余乎接觸蓮面壓賓力C-DC不低慕于初緣瑞始值缺的1/游4，即設(shè)計安取高調(diào)強(qiáng)度詠度螺組栓的煤抗拉稼承載揉力為應(yīng)控跑制外編拉力Nt第二章頃鋼結(jié)誤構(gòu)連接四、高似強(qiáng)度螺栓同時受拉敵受剪1、摩擦雙型螺詢栓承臣載力遺計算用線性貝相關(guān)方捏程近似旋表示破聲壞模式NtNvO第二睡章嫁鋼結(jié)慨構(gòu)連姨接設(shè)計要謙求或即第二俘章駁鋼結(jié)幅構(gòu)連戚接2、承壓香型螺栓勉承載力笛計算用橢圓攏方程表屠