钢结构焊接实用全套PPT

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,钢结构焊接(hnji),第一页，共24页。,a),形心,M,N,V,o,1,有效截面,c),X,X,l,w,剪力V与焊缝轴线平行，构成侧焊缝受轴力作用的状态，在有效截面上产生均匀分布剪应力。,轴力N与焊缝轴线垂直(chuzh)，形,成垂直(chuzh)于焊缝方向的均匀分布应,力fN,f,=,（3-29）,（3-28）,第二页，共24页。,在M作用下，有效截面上产生垂直,于焊缝(hn fn)方向且按三角形分布的应力M,We角焊缝(hn fn)有效截面绕x轴（图）的抵抗矩。,（3-30）,b),1,a),形心,M,N,V,o,1,有效截面,A,A,B,B,c),X,X,l,w,有效截面,第三页，共24页。,在1点处，有垂直于焊缝(hn fn)长度方向,的最大应力f，且,形心,M,N,V,o,1,1,第四页，共24页。,例4-6 设计牛腿与钢柱间的连接角焊缝（周遍围焊），并验算角焊缝强度。钢材A3F，手工焊，焊条,E43型。偏心(pinxn)力N=400kN（间接动力荷载引起），e=25cm。,N,V,M,a),b),c),例题(lt)4-6(角焊缝受偏心剪力),第五页，共24页。,分 析,目标：设计,节点板和预埋钢板间的角焊缝,（设计焊脚,尺寸、验算焊缝强度，焊缝长度已由其它构造,要求确定。）,操作,：,焊脚尺寸根据经验拟定；,验算焊缝强度；,是一个只有弯矩和剪力作用的问题。,特点：因周边围焊，焊缝截面较复杂，计算惯,性矩时忽略绕角部分（留作起落弧用）；,剪应力由两条竖向焊缝（牛腿腹板焊缝）,承受。,第六页，共24页。,计 算,确定焊缝(hn fn)强度设计值ffw,查规范得 ffw=160N/mm2,作用在焊缝(hn fn)上的力素计算,V=N=400103N,M=Ne=40025104=10000104 N-mm,拟定焊脚尺寸hf,考虑到牛腿腹板厚为10mm，受间接动力荷载。,设计 hf=8mm，并将所有焊脚尺寸取相同值。,计算焊缝(hn fn)截面抗剪面积Af惯性矩Ix,N,V,M,a),第七页，共24页。,Af=0.783602=4032mm2,Ix=0.78200(205.6-5.6/2)22,+0.78(95-5.6)(180-5.6/2)24,+0.7836032/12,=19897104mm4,确定危险点，计算危险点应力,由应力分布图知，腹板上端焊缝(hn fn)和翼缘下,侧焊缝(hn fn)交点最危险，该点至中性轴距离为,y=180mm。各项应力为：,b),第八页，共24页。,所以(suy)该构件强度满足要求,c),第九页，共24页。,例4-5 设计图例3-5中节点板和预埋钢板间的角焊缝(hn fn)。,偏心力P=150kN（静荷,载）。钢材A3F，手工,焊，焊条E43型。,100,100,20,P,4,5,3,V,N,M,节点板,预埋钢板,例题(lt)3-5（角焊缝受偏心力）,第十页，共24页。,验算焊缝强度。,例4-5 设计图例3-5中节点板和预埋钢板间的角焊缝(hn fn)。,例4-6 设计牛腿与钢柱间的连接角焊缝（周遍围焊），并验算角焊缝强度。,计算(j sun)焊缝截面几何量,计算焊缝(hn fn)截面抗剪面积Af惯性矩Ix,Ix、Iy 角焊缝(hn fn)有效截面对x、y轴的惯性矩,（2）角焊缝(hn fn)承受扭矩、轴心力和剪力共同作用,Ix、Iy 角焊缝(hn fn)有效截面对x、y轴的惯性矩,+0.,偏心力P=150kN（静荷,Ix、Iy 角焊缝(hn fn)有效截面对x、y轴的惯性矩,A点的应力(yngl)：,V=N=400103N,确定(qudng)焊缝强度设计值ffw,偏心(pinxn)力N=400kN（间接动力荷载引起），e=25cm。,分 析,目标：设计节点板和预埋钢板间的角焊缝（设计焊脚,尺寸、验算焊缝强度，焊缝长度已由其它构造,要求确定。）,操作(cozu)：焊脚尺寸根据经验拟定；,验算焊缝强度。,特点：荷载P不通过焊缝截面形心，使焊缝受轴力N、,剪力V、弯矩M。属于角焊缝受弯矩、剪力、,轴心力共同作用的情形。,第十一页，共24页。,计 算,确定焊缝强度设计值,f,f,w,查规范得,f,f,w,=160N/mm,2,作用在焊缝上的力素计算,N=3P/5=3150/5=90kN,V=4P/5=4150/5=120kN,M=Ne=902=180kN-cm,拟定焊脚尺寸,h,f,考虑到连接板件厚度为10,mm，,受静力荷载。取,h,f,=8mm。,确定危险点，计算危险点应力,焊缝下端点最危险，该点各项应力为：,100,100,20,第十二页，共24页。,焊缝强度富裕量较大是因为节点板尺寸较大的缘故(yung)，而节点半尺寸常由其它构造要求决定。,第十三页，共24页。,图3.34 角焊缝承受扭矩作用,B,A,4、在扭矩、轴心力和剪力共同作用下的T形连接(linji)角焊缝计算,o,y,x,r,x,r,y,T,(1)、角焊缝承受(chngshu)扭矩作用,设：被连接的板件是刚性的，而焊缝是弹性的，扭转时，焊缝有效(yuxio)截面绕形心“0”转动。扭矩引起的应力与r成正比。,分析扭矩,T,产生的应力,在,A,和,B,点，,r,最大，扭转应力 最大。,A,点或,B,点是应验算的危险点。,把由扭矩,T,引起的剪应力分解成垂直于焊缝方向的应力分量和平行于焊缝方向的分量。,第十四页，共24页。,A点的应力(yngl)：,IpIxIy 角焊缝(hn fn)有效截面对形心0的极惯性矩,Ix、Iy 角焊缝(hn fn)有效截面对x、y轴的惯性矩,把 向,x、y,方向分解，得与焊缝轴线垂直的应力 和与焊缝轴线平行的应力,第十五页，共24页。,A点或B点焊缝强度(qingd)的计算：,(3-35,),图3.34 角焊缝承受扭矩作用,B,A,o,y,x,r,x,r,y,T,第十六页，共24页。,（2）角焊缝(hn fn)承受扭矩、轴心力和剪力共同作用,A,F,V,N,e,=,+,r,y,r,x,T=V.e,r,x,r,y,V N,第十七页，共24页。,最不利点A点焊缝(hn fn)强度的验算：,第十八页，共24页。,例4-7 设计牛腿板与钢柱间的连接角焊缝（三面围焊），并验算焊缝强度。板边长度l1=300mm，,l2=400mm，偏心力N=4196kN，e1=300mm，直接承受(chngshu)动力荷载，钢材A3F，手工焊，焊条为E43型。,y,e,1,T,N,V,A,o,a),e,2,l,1,l,2,x,r,y,r,x,r,b),y,o,x,y,h,f,例题4-7围焊缝(hn fn)受偏心剪力,第十九页，共24页。,分 析,目标：设计(shj)牛腿板和钢柱板间的角焊缝（设计(shj)焊脚,尺寸、验算焊缝强度，焊缝长度已由其它构造,要求确定）,特点：扭矩和剪力共同作用,操作：焊脚尺寸根据经验拟定；,计 算,确定(qudng)焊缝强度设计值ffw,查规范得 ffw=160N/mm2,y,e,1,T,N,V,A,o,a),e,2,l,1,l,2,第二十页，共24页。,拟定焊脚尺寸hf,考虑到牛腿板厚度不明(b mn)，受直接动力荷载。,暂设计 hf=8mm，并将所有焊脚尺寸取相同值。,计算(j sun)焊缝截面几何量,（1）形心位置(wi zhi),x,=,90,mm,（2）惯性矩,x,y,x,300,400,I,x,=0.78400,32,2,=16.410,7,mm,4,扣除了8,mm,考虑起落弧,I,y,=0.78300,3,2/12+0.78300(150-90),2,2,+0.7840090,2,=5.510,7,mm,4,I,p,=I,x,+I,y,=(16.4+5.5)10,7,mm,4,=21.910,7,mm,4,第二十一页，共24页。,e=e,1,+e,2,=300+210=510,mm,r,x,=,e,2,=210mm，,r,y,x,y,x,300,400,e,2,e,1,N,r,T,V,A,e,2,=,l,1,-=300-90=210,mm,。,x,作用在焊缝(hn fn)上的内力计算,V=N=196103N T=Ne=196510103=100000103 N-mm,危险点A强度(qingd)验算,第二十二页，共24页。,强度(qingd)满足要求。,第二十三页，共24页。,谢谢(xi xie)观看,第二十四页，共24页。,