不切坡口换热器 t 10～20mm

　　钢结构件_化学_自然科学_专业资料。钢结构 上册 钢结构基础 （钢结构基本原理） 辅导材料 陈绍蕃 2014年4月 第7章 钢结构的连接和节点构造 7.1 钢结构对连接的要求及连接方法 连接是把型钢和钢板组成构件和结构的不可缺少的手

　　钢结构 上册 钢结构基础 （钢结构基本原理） 辅导材料 陈绍蕃 2014年4月 第7章 钢结构的连接和节点构造 7.1 钢结构对连接的要求及连接方法 连接是把型钢和钢板组成构件和结构的不可缺少的手段。 ? 要求：不因连接而影响钢材和结构的潜在能力正常发挥，即不形成薄 弱环节。 为此，连接部位应有足够的强度、刚度及延性。 需要从选用材料、设计计算、构造处理和施工质量等方面全面着手。 教材提出8点注意事项，十分重要，需要很好领会，但还需要补充施 工质量方面的要求。 7.2 焊接连接的特性 ? 优缺点：不需在钢材上打孔，不减损钢材截面； 焊件可以直接相连，不需要辅助零件； 连接的密封性好，结构刚度大，整体性好； 焊缝附近出现热影响区，产生组织变化，材质变脆； 出现焊接残余应力和残余变形； 用于低温地区时容易出现脆性断裂，且因整体性而一裂到底。 采用焊接结构需要扬长避短。避短的一个例子：采用适当的材料和 焊接工艺，降低淬硬性，使热影响区不致开裂。 7.2 焊接连接的特性 ? 避免焊缝缺陷（保证施工质量） 焊缝可能出现的缺陷：裂纹、气孔、烧穿、未焊透和咬边等。 缺陷造成截面削弱和应力集中，对结构安全承载很不利。尤其是 承受多次重复荷载的结构和处在容易脆断的环境的结构。 避免缺陷的方法： 必须由合格的焊工进行操作； 加强检验（按照有关规范规定）：外观检查和超声波检验； 尽量避免不易焊好的焊位（仰焊、不易到达的部位）。 ? 焊缝质量等级 焊缝根据外观质量的不同要求和超声波检验范围的不同要求划分 为三个质量等级，其中一级者质量。 7.3 对接焊缝的构造和计算 ? 构造 不同厚度的钢板采用不同的坡口形式：既保证焊接质量又不过多消耗 物力和人力。 t ≤10mm ，不切坡口 t 10～20mm ,V形或单边V形缝 t ＞20mm ，X形或K形缝 引弧板（熄弧板）的应用：保证熔透。 垫板的应用：保证焊透。 当不用垫板时需要清根（碳弧气刨）和补焊。 两板有宽度差或厚度差者采用平缓过渡。 所有这些构造措施的目的：保证焊接的优点能正常发挥，缺点尽量避 免。 7.3 对接焊缝的构造和计算 ? 计算 质量等级为一级和二级的对接焊缝 和母材等强，无需计算。 质量等级为三级的对接焊缝，截面 强度计算公式和母材相同，只是强度设 计值略低。 ? 部分焊透的对接焊缝 主要用于起联系作用的焊缝，如箱形截面的四角。 7.4 角焊缝的构造和计算 ? 构造 角焊缝分为侧面角焊缝和正面角焊缝。 角焊缝的大小以焊脚尺寸hf来衡量，两边 可以不等。 hf相对于焊件厚度t不应过小和过大： 过小则冷却过快，易生裂纹，hf ＞1.5 t1 ， t1：较厚焊件厚度； hf hf hf 1.5h f 过大则热影响区大，也易裂， hf ≤1.2t2 ，t2：较薄焊件厚度。 焊缝长度也不应过小和过大（相对于hf）: 过小则不易保证整体质量（起、落弧坑影响过大)，l ≥ 8hf ， 过大则应力沿长度的分布过于不均匀，l ≤ 60hf 。 还需满足一些其他构造要求，如焊缝端部加绕角。 7.4 角焊缝的构造和计算 ? 计算 角焊缝受力情况比较复杂。 角焊缝在纵、横向外力作用下，薄弱截面（45° 面）上存在正应力 和两个方向的剪应力 和 / 2 / C τ∥ F D fy τ⊥ σ⊥ fx 45° 2, //。强fz度计算的基本公式是： 2 3( 2 2 // ) 3 f w f 常用连接焊缝的计算公式都从此式演变得出。 （1）侧面角焊缝，外力与焊缝长度方向平行，以受剪为主； f N he lw ≤ f w f ， he=有效厚度=0.7hf （2）正面角焊缝，外力与长度方向垂直，以正应力为主； f N he lw ≤f f w f βf=1.22，但直接承受动力荷载时取为1.0 侧缝延性很好，正缝相对稍差。两者可以配合使用形成三面围焊。 7.4 角焊缝的构造和计算 ? 各类连接中的角焊缝计算 e2 e1 连接中经常用多条焊缝。按照力学原则把外力 分配给各条焊缝，即可对焊缝需要的尺寸做出计算。 例如双角钢杆件和节点板连接的两条焊缝按重心距离e1、e2成反比分配。 承受扭矩的焊缝群可套用扭矩作用下的剪应力计算公式 A T r J J Ix Iy A A点剪应力，为验算对象。 A 的 方向垂直于CA线，需要分解为 T A 和 T A T 再进行组合。 思考：上述算法，仅A点处焊缝应力达 到强度设计值，其他部位应力都较低，如果只用两条 A r τA x C y τTA 水平焊缝是否可行? T A τA 7.4 角焊缝的构造和计算 ? 多种应力的组合 上图 A 分成 T A 和 T A 后应按下式组合并验算 T A f 2 T A 2 ≤ f w f V B A N O 如果连接直接承受动力荷载， f 1，则没有 必要把 分解后组合。 A C D 右图所示的连接，竖向力V对连接焊缝产生竖向剪力和扭矩T。因 此，焊缝在A点处除 T A 和 T外还有 A V A 和 N A 。验算公式为 T A V A f 2 T A N A 2 ≤ f w f 思考：例题7.6保留［ 形焊缝，但改变算法，是否能够改为hf=7mm? 7.5 焊接热效应 ? 焊接残余应力的起因： (1) 热态塑性压缩 焊缝及其近旁的金属在施焊时处于高温，其膨胀要求受到约束 而不能实现，从而受到压缩。冷却时趋于缩得比原始长度短。这种 缩短也受到一定程度的约束，乃形成高额的纵向残余拉应力
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