起重机械金属结构(第三章)课件

第三章金属结构的连接n结构 金属结构是由型材、锻件、铸件采用一定的连接方式组成的能够承受载荷的工程结构。当前，起重机中常见的连接是焊接、栓接和铰接。n本章学习的重点1）学会选择合理的连接方式 2）掌握承载能力的计算方法 第三章金属结构的连接结构13.1连接的方式及其特点一，方法1.焊接：（广泛应用）2.螺栓连接：（用于常装拆的结构）分为：普通螺栓和高强度螺栓3.铆钉连接：（国外仅用于特重型桥吊主梁）4.胶合连接：（国内未采用）5.销轴连接：（用于两构件间的连接）二，特点1.焊 接：制造简便，省工省料，不削弱构件截面易于自动化操作；但易产生残余应力和变形、焊接缺陷，质量不易检查。2.螺栓连接：易装拆，质量易检查，塑性、韧性好，但费工费料，削易构件截面，动载作用下易松动；高强度螺栓除具有普通螺栓优点以外，还具有传力均匀，应力集中小，疲劳强度高等优点，但螺栓制造和连接表面要求较高。3.铆 接：承动载能力强，低温下工作较可靠，但不能拆。3.1连接的方式及其特点一，方法23.2连接的材料一、焊接焊接的材料与焊接的方法有关，焊接的方法达35种之多，常用的1.焊接方法1）气焊、氧炔焊焊接薄板、切割金属。2）电弧焊手工电弧焊设备简单、操作灵活，生产效率低，质量受人为因素波动较大。埋弧自动焊生产率高、易于实现自动化。气体保护焊焊接质量高。3）电渣焊焊接后钢板。2.焊接材料1）手工焊焊条按照等强度选取。焊Q235，常用E43XX焊条，如E4303、E4315、E4316焊Q345，常用E50XX焊条，如E5003、E5015、E5016焊Q235与Q345的混合连接，E43XX（一般）、E50XX（贴脚焊、受力较大的部位）3.2连接的材料一、焊接33.2连接的材料2）埋弧自动焊焊丝+焊剂Q235H08、H08A、H08Mn+高硅型焊剂；Q345H08MnA、H10Mnq+低锰型或无锰型焊剂;3）气体保护焊焊丝+气体（CO2、氩气）二，螺栓连接普通螺栓 Q235-A,Q235-B,35；高强度螺栓 螺栓：d24mm.45,40B,20MnTiB d24mm.20 MnTiB,35VB 螺母：45，15MnVB 垫圈：45 (平垫圈)3.2连接的材料2）埋弧自动焊焊丝+焊剂43.2连接的材料螺栓连接的力学性能等级3.5S12.9S10个等级，“.”前的数值是抗拉强度的1/100，“.”后的数值是屈强比的10倍。所有的力学性能等级都含有相应的材质和热处理工艺，根据性能等级可以直接查出螺栓连接计算所需要的单栓承载能力。所以螺栓的标注以后以性能等级作为材料的标注。依据螺母的厚度，螺母的强度等级与螺栓的性能等级有固定的搭配关系（4H12H）0.8D的厚度时，8H8.8S；9H8.8（16mm)9.8S（时：先计算e=M/N =Ix/n|ymax|再判断：e 或 e而后计算：Pmax螺栓强度条件：PmaxPll 3.8拉力螺栓连接当e时：423.9拉剪螺栓连接计算 根据试验结果：在拉剪联合作用下，符合园形相关公式 若螺栓的计算拉力、剪力分别为Pll和Pjl，则强度条件为 3.9拉剪螺栓连接计算 根据试验结果：在拉剪联合作用下，符433.10高强度螺栓连接设计计算 一，概述1，分类摩擦型：是工程中主要的应用种类。承压型：摩擦力、螺栓剪力和承压力三者共同作用在连接中。螺栓受拉型我国当前列入设计规范的仅摩擦型（GB122884钢结构用高强度大六角螺栓连接副）。2，工作原理依靠强大预紧力产生的摩擦力抵抗剪切滑动，以出现剪切滑动时状态作为连接失效的极限状态。3.10高强度螺栓连接设计计算 一，概述443.10高强度螺栓连接设计计算 二、摩擦型高强度螺栓的强度计算1，轴心力作用下的剪力螺栓连接 N/nP P但栓抗滑许用承载力.P=ZmfPg/n Zm传力摩擦面数；f摩擦系数（与表面处理方法有关），查规范P41 Pg预拉力（预紧力）.查规范P41 n安全系数(按载荷工况确定）.3.10高强度螺栓连接设计计算 二、摩擦型高强度螺栓的强度453.10高强度螺栓连接设计计算 2，偏心力作用下的剪力螺栓连接 计算公式同普通螺栓，许用承载能力为上面的计算结果。3.10高强度螺栓连接设计计算 2，偏心力作用下的剪力螺栓463.10高强度螺栓连接设计计算3，剪力和拉力作用下的剪力螺栓强度条件 抗滑承载能力PQP 抗拉承载能力Pt0.7Pg P=Zmf（Pg-1.25Pt）/n4，受拉连接轴向许用载荷 sl螺栓钢材的屈服点 Al螺栓的有效面积，规范P41 载荷分配系数 3.10高强度螺栓连接设计计算3，剪力和拉力作用下的剪力螺473.10高强度螺栓连接设计计算 5，被连接件的强度计算 每个螺栓所产生的摩擦力N：N/n n为螺栓总数 第一排为n1个螺栓产生N N/nn1的摩擦力 N=N-N=N-(N/n)n150%=N（1-0.5n1/n）被连接件的强度条件：=N/Aj Aj为净载面积3.10高强度螺栓连接设计计算 5，被连接件的强度计算483.11销轴连接设计计算 一，销轴计算静强度w=M/ww max=QS/(IB)=16Q/(3d2)w=d3/32=0.1d3 w销轴许用弯曲应力 不重要及受载不大：Q235，w=125N/mm2 载荷不大，要求韧性较高：20正火回火w=125 N/mm2 有一定强度及加工塑性要求：35正火回火w=165 N/mm2 调质w=175 N/mm2 广泛应用：45正火回火w=195 N/mm2 调质w=215 N/mm2 载荷较大，无很大冲击的重要轴.40Cr调质w=245 N/mm2 3.11销轴连接设计计算 一，销轴计算493.11销轴连接设计计算二,销孔耳板的计算危险截面：BB，AA 3.11销轴连接设计计算二,销孔耳板的计算503.11销轴连接设计计算耳板孔壁承压应力计算N耳板的轴向力；D销轴直径；总厚度；c许用挤压应力；由弹性力学，应用弹性曲梁公式计算危险载面应力 3.11销轴连接设计计算耳板孔壁承压应力计算51第三章 作业3-1 验算图示工字梁腹板对接焊缝的强度。已知拼接处的内力为M=9.8102kNm，Q=4102kN，钢材为Q235，许用应力=176MPa，采用E4303焊条手工焊，用普通方法检查焊缝质量。3-2 图示支托与柱采用贴角焊缝连接，贴角焊缝高度hf=6mm。柱与支托材料为Q235，许用应力=176MPa，用E4303焊条手工焊，采用普通方法检查焊缝质量。试确定P的最大值。第三章 作业3-1 验算图示工字梁腹板对接焊缝的强度。已52第三章 作业3-3 某搭接托架结构如图示，受偏心载荷P=92kN作用。连接板材料为Q345，用E5015焊条手工三面围焊（用引弧板），焊缝高度hf=10mm，许用应力h=140MPa，试验算焊缝强度。3-4 图示接头采用6个M20的精制螺栓连接。构件板厚16mm，连接件板厚10mm材料均为Q235，许用应力=176MPa，连接受外载P=40kN作用。问：1）连接强度是否满足要求？2）若改用6个M20，力学性能等级为10.9s的高强度螺栓，连接面喷砂后涂无机富锌漆，连接强度是否满足要求？第三章 作业3-3 某搭接托架结构如图示，受偏心载荷P=953