第五章 轴心受力构件.doc

第五章轴心受力构件
第一节概述
第二节轴心受拉构件
第三节轴心受压构件的整体稳定
第四节轴心受压构件的局部稳定
第五节实腹式轴心压杆的截面设计
第六节格构式轴心压杆的截面设计
第七节轴心受压柱的柱头与柱脚
第一节焊缝连接
 
一、焊接结构的特点和常用的焊接方法
(一)焊接结构的特点
优点:
1. 不削弱截面,经济;
2. 焊件间可直接焊接,构造简便,制造省工,传力路线短而明确;
3. 连接的密闭性好,刚度大,整体性好;
4. 便于自动化作业,提高质量和效率;
缺点:
1. 位于热影响区的材质变脆;
2. 产生残余应力和变形
3. 焊接结构对裂纹很敏感
(二)常用的焊接方法
焊接方法
焊条
焊剂
操作方式
适应范围
质量状况
电弧焊
手工焊
短焊条(350-400mm)
附于焊条之药皮
全手动
工位复杂,形状复杂之焊缝
比自动焊略差
自动焊
连续焊丝
焊剂
全自动
长而简单的焊缝
质量均匀、塑性、韧性好,抗腐蚀性强
半自动焊
连续焊丝
CO 2 气体保护
人工操作前进
任意焊缝
质量均匀、塑性、韧性好,抗腐蚀性强
电阻焊
无
无
通电、加压、机械
薄板点焊
一般用作构造焊缝
气焊
短、光焊条
无(乙炔还原)
手工
薄板、小型、不同材质结构中
一般用作构造焊缝
二、焊缝类型及施焊方法
(一)焊缝类型
分为对接焊缝和角焊缝。
(二)施焊方法
根据焊工与焊缝的相对位置分为俯焊、立焊、横焊、仰焊,其中以俯焊施工位置最好,所以焊缝质量也最好,仰焊最差。
(三) 对接焊缝按受力与焊缝方向分为:
    a)直缝:作用力方向与焊缝方向正交
    b)斜缝:作用力方向与焊缝方向斜交
(四) 角焊缝按受力与焊缝方向分为:
a)端缝:作用力方向与焊缝长度方向垂直
b)侧缝:作用力方向与焊缝长度方向平行
第二节对接焊缝连接
 
一、对接焊缝构造
:
a )直边缝:适合板厚 t ≤ 10mm
b )单边 V 形:适合板厚 t = 10 ~ 20mm
c )双边 V 形:适合板厚 t = 10 ~ 20mm
d ) U 形:适合板厚 t > 20mm
e ) K 形:适合板厚 t > 20mm
f ) X 形:适合板厚 t > 20mm
2. 对接焊缝的优缺点
优点:用料经济、传力均匀、无明显的应力集中,利于承受动力荷载。
缺点:需剖口,焊件长度要精确。
3. 对接焊缝的构造处理
( 1 )起落弧处易有焊接缺陷,所以用引弧板。但采用引弧板施工复杂,除承受动力荷载外,一般不用,计算时将焊缝长度两端各减去t。
( 2 )变厚度板对接,在板的一面或两面切成坡度不大于1:,避免应力集中。
( 3 )变宽度板对接,在板的一侧或两侧切成坡度不大于1:,避免应力集中。
4. 对接焊缝的强度
有引弧板的对接焊缝在受压时与母材等强,但焊缝的抗拉强度与焊缝质量等级有关。
二、对接焊缝连接的计算
理论分析和实验结果表明,焊接缺陷对受压对接焊缝的强度无影响,但是,受拉的对接焊缝对焊缝中的缺陷非常敏感,焊缝质量不同,其抗拉设计强度也不相同。
对接焊缝的应力分布认为与焊件原来的应力分布基本相同。计算时,焊缝中最大应力(或折算应力)不能超过焊缝的强度设计值,对接焊缝计算方法与基材的强度计算方法一致。
一、二级焊缝质量:焊缝的抗拉强度等于基材的抗拉强度,适用于直接承受动力荷载和对焊缝质量要求高的结构中;
三级焊缝质量:焊缝的抗拉强度等于基材的抗拉设计强度的 倍。
第三节角焊缝连接
 
一、角焊缝的形式和构造
1 、截面形式
  ( 1 )直角焊缝
( a )普通焊缝( b )平坡焊缝( c )深熔焊缝
  一般采用( a )。但( a )应力集中较严重,在承受动力荷载时采用( b )、( c )。
  ( 2 )斜角角焊缝
( d )斜锐角焊缝( e )斜钝角焊缝( f )斜凹面角焊缝
主要用于钢管连接中。
2 、构造要求
部位
项目
构造要求
备注
焊脚尺寸 hf
上限
;对板边:
t1为较薄焊件厚
下限
;当

t2为较厚焊件厚对自动焊可减1mm;对单面T型焊应加1mm
焊缝长度 lw
上限
(受动力荷载); (其他情况);
内力沿侧缝全长均匀分布者不限
下限
8 hf或 40mm,取两者最大值
 
端部仅有两侧面角焊缝连接
长度 lw
 
距离 l0
  t为较薄焊件厚
端部
转角
转角处加焊一段长度 2hf (两