钢结构材料_强_钢结构知识

1、会计学1钢结构材料钢结构材料_强强_钢结构知识钢结构知识第1页/共133页第2页/共133页钢结构钢结构钢混结构钢混结构钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构自重自重11.221.72结构自身面积结构自身面积0.280.371施工周期施工周期11.331.6用钢量用钢量1.451.231平均施工进度平均施工进度4.5天天/层层7天天/层层几种类型结构比较几种类型结构比较第3页/共133页第4页/共133页第5页/共133页第6页/共133页第7页/共133页第8页/共133页 吊车起重量较大或者其工作较繁重的车间的主要承重骨架多采用钢结构。 随着门式刚架或排架、网架屋盖，压型钢板屋面板的应用，轻钢结构厂

2、房得到了迅速的发展。 由于钢材韧性良好，有动力作用的厂房、对抗震要求高的结构，采用钢结构也是比较适宜的。第9页/共133页第10页/共133页东方明珠电视塔东方明珠电视塔巴黎铁塔巴黎铁塔l 高耸结构高耸结构第11页/共133页大连西太平洋石化有限公司1500立方米CF-62钢球罐钢球罐海上石油平台海上石油平台 容器和其他特种结构容器和其他特种结构 由于密封性好、耐高由于密封性好、耐高压，用于油罐、煤气罐、压，用于油罐、煤气罐、高炉、热风炉等。此外，高炉、热风炉等。此外，支架等构筑物和海上采油支架等构筑物和海上采油平台也大都采用钢结构。平台也大都采用钢结构。第12页/共133页活动车库活动车库活

3、动桥活动桥第13页/共133页 钢结构的综合效益指标优良，在多、高层民用建筑中也得到了广泛的应用。其结构形式主要有多层框架、框架支撑结构、框筒、悬挂、巨型框架等上海环球金融大厦上海环球金融大厦492492米米第14页/共133页第15页/共133页 当屋面活荷载特别轻时，小跨结构的自重也成为一个重要因素。轻钢结构有实腹变截面门式刚架、冷弯薄壁型钢结构（包括金属拱形波纹屋盖）以及钢管结构等。 冷弯薄壁型钢屋架在一定条件下的用钢量可比钢筋混凝土屋架的用钢量还少。门式刚架结构门式刚架结构第16页/共133页第17页/共133页主要构件形式有钢与混凝土组合梁和钢管混凝土柱等。 第18页/共133页区别

4、：区别：钢结构的钢结构的材料分项系数材料分项系数 取值：取值： Q235钢：钢：s1.087 Q345、Q390、Q420钢：钢： s 1.111第19页/共133页涉及：强度、塑性、韧性、可焊性、冷弯性、耐久性等。第20页/共133页试验条件试验条件常温、静载、标准试件、一次拉伸 钢材的主要强度指标和变形性能都是根据标准试件一次拉伸试验确定的。第21页/共133页比例极限比例极限 应力应力- -应变图中直线段的最大应力值。应变图中直线段的最大应力值。屈服点屈服点 应力不变而应变持续发展。应力不变而应变持续发展。抗拉强度抗拉强度 最高点应力为抗拉强度最高点应力为抗拉强度 。伸长率伸长率 代表材

5、料断裂前具有的代表材料断裂前具有的塑性变形塑性变形的能力。的能力。 pyu第22页/共133页第23页/共133页第24页/共133页抗拉强度抗拉强度 fu衡量钢材的承载能力和确定钢材强度设计值的指标衡量钢材的承载能力和确定钢材强度设计值的指标钢材的强度极限，仅作为安全储备。钢材的强度极限，仅作为安全储备。伸长率伸长率5冷弯性能冷弯性能 冲击韧性冲击韧性 衡量钢材塑性变形能力的重要指标。衡量钢材塑性变形能力的重要指标。 衡量钢材塑性性能和冶金质量的综合指标。衡量钢材塑性性能和冶金质量的综合指标。 衡量钢材在动荷载作用下抵抗脆性破坏能力的指标衡量钢材在动荷载作用下抵抗脆性破坏能力的指标第25页/

6、共133页可焊性可焊性 指采用一般焊接工艺就可完成合格的（无裂纹的）焊缝的性能。 钢材的可焊性受碳含量和合金元素含量的影响。 碳含量在0.120.20%范围内的碳素钢，可焊性最好。碳含量再高可使焊缝和热影响区变脆。如：Q235B Q235A的碳含量略高于B级，通常不能用于焊接构件。第26页/共133页 对下列情况的钢材，应根据国家标准进行抽样复检。对下列情况的钢材，应根据国家标准进行抽样复检。1 1）国家进口钢材；）国家进口钢材；2 2）钢材混批；）钢材混批；3 3）厚度）厚度4040，且有，且有Z向性能要求的厚板；向性能要求的厚板；4 4）一级建筑，大跨度建筑中的主要受力构件；）一级建筑，大

7、跨度建筑中的主要受力构件；5 5）设计由复检要求；）设计由复检要求；6 6）对钢材质量有异议。）对钢材质量有异议。 钢材质量的抽样检验，应由相应资质的单位进行。钢材质量的抽样检验，应由相应资质的单位进行。第27页/共133页铁：钢的基本元素 ，普通碳素钢中占99%碳：碳含量增加，钢材强度提高，降低塑性、韧性、耐腐蚀性、疲劳强度、冷弯性能、可焊性硅、锰：脱氧剂，提高钢材强度钒、钛：提高钢的强度和抗腐蚀性 硫、磷：降低钢材的塑性、韧性、可焊性和疲劳强度，分别加剧热脆和冷脆，磷能提高强度和抗锈性氧、氮：分别加剧热脆和冷脆铜：降低可焊性，提高钢的强度和抗腐蚀性第28页/共133页1 1、冶炼、冶炼 平

8、炉炼钢质量好，但效率低（已停产）； 氧气顶吹转炉炼钢质量好，效率高（主要的炼钢方法） 碱性侧吹转炉炼钢质量差（禁用）； 电炉炼钢质量好，但成本高（不用）； 冶金过程形成不同化学成分、含量、组织结构、质量，从而冶金过程形成不同化学成分、含量、组织结构、质量，从而确定不同的钢种、钢号及其相应的力学性能。确定不同的钢种、钢号及其相应的力学性能。第29页/共133页2 2、浇铸、浇铸方法：、浇入铸模做成钢锭；（传统）方法：、浇入铸模做成钢锭；（传统） 、浇入连续浇铸机做成钢坯；、浇入连续浇铸机做成钢坯；（现代）（现代）沸腾钢沸腾钢加弱脱氧剂（锰），脱氧不充分，浇铸时有大量气体加弱脱氧剂（锰），脱氧不充

9、分，浇铸时有大量气体逸出，引起钢液剧烈沸腾，冷却快，晶粒粗，缺陷较严重；逸出，引起钢液剧烈沸腾，冷却快，晶粒粗，缺陷较严重；镇静钢镇静钢加强脱氧剂（硅、铝或钛），保温时间长，氧气杂质加强脱氧剂（硅、铝或钛），保温时间长，氧气杂质少且晶粒较细，偏析等缺陷不严重，所以钢材性能比较好。少且晶粒较细，偏析等缺陷不严重，所以钢材性能比较好。冶金缺陷：冶金缺陷：偏析偏析指金属结晶后化学成分分布不匀；指金属结晶后化学成分分布不匀；非金属夹杂非金属夹杂指钢中含有如硫化物等杂质；指钢中含有如硫化物等杂质；气泡气泡指浇铸时由指浇铸时由FeO与与C作用所生成的作用所生成的CO气不能充分逸出气不能充分逸出 而留在钢锭

10、内形成的微小空洞。而留在钢锭内形成的微小空洞。第30页/共133页3 3、轧制、轧制 钢材的轧制能使金属的晶粒变细，也能使气泡、裂纹等钢材的轧制能使金属的晶粒变细，也能使气泡、裂纹等焊合，因而改善了钢材的力学性能。薄板因辊轧次数多，其焊合，因而改善了钢材的力学性能。薄板因辊轧次数多，其强度比厚板略高。强度比厚板略高。4 4、热处理、热处理 目的：取得高强度的同时，保持良好的塑性好韧性。目的：取得高强度的同时，保持良好的塑性好韧性。 正火正火 回火回火 淬火加回火淬火加回火第31页/共133页 第32页/共133页 钢结构用的钢材主要有两个种类，即钢结构用的钢材主要有两个种类，即碳素结构钢碳素结

11、构钢和和低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢。 碳素结构钢的牌号碳素结构钢的牌号 (简称钢号简称钢号)有有Q195、Q215A及及B，Q235A、B、C及及D，Q255A及及B以及以及Q275。A、B、C或或D表示按质量划分的级别。表示按质量划分的级别。脱氧方法的符号脱氧方法的符号如如“F”、 “Z” 、“TZ”、 “b” 等。等。镇静钢和特殊镇静钢的符号可省略。镇静钢和特殊镇静钢的符号可省略。建筑结构在碳素结构钢这一钢种中主要应用建筑结构在碳素结构钢这一钢种中主要应用Q235235这一钢号。这一钢号。 第33页/共133页钢号中质量分级钢号中质量分级由由A到到D，表示质量的，表示质量的由低到

12、高由低到高。A级钢级钢冲击韧性不作为要求条件，冷弯试验只在需方要求时进行；冲击韧性不作为要求条件，冷弯试验只在需方要求时进行；B级钢级钢要求常温（要求常温（205 ）冲击值）冲击值AKV 27J、冷弯合格；、冷弯合格；C级钢级钢要求常温（要求常温（0 ）冲击值）冲击值AKV 27J、冷弯合格；、冷弯合格；D级钢级钢要求常温（要求常温（20 ）冲击值）冲击值AKV 27J、冷弯合格；、冷弯合格； 对对Q235钢来说，钢来说，A、B两级的脱氧方法可以是两级的脱氧方法可以是Z、b或或F，C级只能是级只能是Z，D级只能是级只能是TZ。 第34页/共133页 低合金高强度结构钢是在冶炼过程中添加少量合金

13、元素（总低合金高强度结构钢是在冶炼过程中添加少量合金元素（总量低于量低于5），使钢的强度明显提高。），使钢的强度明显提高。Q345、Q390和和Q420是钢是钢结构设计规范规定采用的钢种。结构设计规范规定采用的钢种。抗震结构只能用抗震结构只能用Q345。质量等级：质量等级：A级钢级钢冲击韧性不是要求条件，冷弯试验在需方要求时进行；冲击韧性不是要求条件，冷弯试验在需方要求时进行；B级钢级钢要求常温（要求常温（205 ）冲击值）冲击值AKV 34J、冷弯合格；、冷弯合格；C级钢级钢要求要求0 冲击值冲击值AKV 34J、冷弯合格；、冷弯合格；D级钢级钢要求负温（要求负温（20 ）冲击值）冲击值AK

14、V 34J、冷弯合格；、冷弯合格；E级钢级钢要求负温（要求负温（40 ）冲击值）冲击值AKV 27J、冷弯合格。、冷弯合格。 其中其中A、B级属于镇静钢，级属于镇静钢，C、D、E级属于特殊镇静钢。级属于特殊镇静钢。第35页/共133页第36页/共133页第37页/共133页第38页/共133页第39页/共133页工字钢： 工字钢工字钢 H型钢及剖分型钢及剖分T型钢型钢 工字钢工字钢符号符号“I”号数（截面高号数（截面高cm）类别（）类别（a、b、c腹板厚度）腹板厚度） H型钢型钢符号符号“HW、HM、HN”“高高H宽宽B腹板厚腹板厚t1翼缘翼缘t2” T型钢型钢符号符号“TW、TM、TN”“高

15、高H宽宽B腹板厚腹板厚t1翼缘翼缘t2”第40页/共133页第41页/共133页槽钢： 普通槽钢普通槽钢 轻型槽钢轻型槽钢 表示方法表示方法符号符号“”号数（截面高号数（截面高cm）类别（）类别（a、b、c腹板厚度）腹板厚度） 适于作檩条等双向受弯的构件，也可用其组成组合或格构适于作檩条等双向受弯的构件，也可用其组成组合或格构式构件式构件钢管 无缝钢管无缝钢管 焊接钢管焊接钢管 表示方法表示方法符号符号“”“外径厚度外径厚度” 常用作桁架、网架、网壳等平面和空间格构式结构的杆件常用作桁架、网架、网壳等平面和空间格构式结构的杆件；在钢管混凝土柱中也有广泛的应用；在钢管混凝土柱中也有广泛的应用 第

16、42页/共133页冷扎薄钢板冷弯薄壁型钢： 采用采用0.41.6mm的薄钢板经辊压成型的压型钢板和采用的薄钢板经辊压成型的压型钢板和采用1.56mm厚的钢板经冷弯和辊压成型的型材，厚的钢板经冷弯和辊压成型的型材，广泛地应用广泛地应用于国内外轻钢建筑结构中或用作轻型屋面及墙面等构件于国内外轻钢建筑结构中或用作轻型屋面及墙面等构件 钢压型钢板钢压型钢板 冷弯薄壁型钢冷弯薄壁型钢第43页/共133页钢结构的承载能力钢结构的承载能力分为分为：截面截面承载能力承载能力取决于材料强度、应力性质及其在截面上的取决于材料强度、应力性质及其在截面上的 分布；分布；构件构件承载能力承载能力稳定承载能力，和构件的整

17、体刚度有关；稳定承载能力，和构件的整体刚度有关；结构结构承载能力承载能力也由结构的稳定承载力决定。也由结构的稳定承载力决定。 第44页/共133页定义定义指力的作用线和杆的形心轴线相互重合的一类受力构件。指力的作用线和杆的形心轴线相互重合的一类受力构件。应用应用轴心受力构件在实际工程中的应用非常普遍，例如各种支轴心受力构件在实际工程中的应用非常普遍，例如各种支撑、桁架、塔架、网架和网壳中的杆件基本都是轴心受力撑、桁架、塔架、网架和网壳中的杆件基本都是轴心受力构件。构件。第45页/共133页柱身柱脚柱头l1（虚轴）（实轴）( b ) 格构式柱 （缀板式）柱身柱脚( a ) 实腹式柱xyyxxyy

18、x柱头缀板l01（虚轴）（实轴）( c ) 格构式柱 （缀条式）yxyxl01=l1缀条第46页/共133页截面形式可分为：截面形式可分为：实腹式实腹式 和和 格构式格构式 两大类。两大类。1）实腹式截面）实腹式截面第47页/共133页截面由两个或多个型钢肢件通过缀材连接而成。截面由两个或多个型钢肢件通过缀材连接而成。第48页/共133页 轴心受力构件轴心受力构件轴心受拉构件轴心受拉构件轴心受压构件轴心受压构件强度强度 （承载能力极限状态承载能力极限状态）刚度刚度 （正常使用极限状态正常使用极限状态）强度强度刚度刚度 （正常使用极限状态正常使用极限状态）稳定稳定（承载能力极限状态承载能力极限状

19、态）第49页/共133页应力塑性重分布第50页/共133页塔架塔架桁架桁架网架网架第51页/共133页 梁主要是用作承受横向荷载的构件，主要内力为梁主要是用作承受横向荷载的构件，主要内力为弯矩与剪力。弯矩与剪力。一、梁的类型一、梁的类型 楼盖梁楼盖梁 平台梁平台梁按功能分按功能分 吊车梁吊车梁 檩条檩条 墙架梁等墙架梁等3.2.1 3.2.1 梁的类型梁的类型第52页/共133页按受力不同分为按受力不同分为：单向弯曲梁和双向弯曲梁单向弯曲梁和双向弯曲梁按制作方法分：按制作方法分：型钢梁型钢梁 和和 组合梁组合梁第53页/共133页热轧型钢梁热轧型钢梁焊接组合梁焊接组合梁冷弯薄壁型钢梁冷弯薄壁型

20、钢梁蜂窝梁蜂窝梁钢钢砼组合梁砼组合梁第54页/共133页二、梁的计算内容二、梁的计算内容正常使用极限状态正常使用极限状态刚度刚度承载能力极限状态承载能力极限状态强度强度 抗弯强度抗弯强度 抗剪强度抗剪强度 局部压应力局部压应力 折算应力折算应力整体稳定整体稳定局部稳定局部稳定第55页/共133页f第56页/共133页vf第57页/共133页拉弯构件同时承受轴线拉力和弯矩的构件；压弯构件同时承受轴线压力和弯矩的构件；应用框架柱、刚架柱、海洋平台的立柱、有非节间荷载下的桁架弦杆等。第58页/共133页NMNe第59页/共133页a)b)多为单轴对称的实腹式截面或格构式截面。第60页/共133页取值

21、同轴压构件。,maxmaxyx第61页/共133页强度强度稳定稳定实腹式实腹式* 格构式格构式 弯矩作用在实轴上弯矩作用在实轴上 弯矩作用在虚轴上弯矩作用在虚轴上 (分肢稳定分肢稳定)整体稳定整体稳定局部稳定局部稳定承承载载能能力力极极限限状状态态正正常常使使用用极极限限状状态态 取取值值同同轴轴压压构构件件。 ,maxmax yx刚度刚度 平面内稳定平面内稳定* 平面外稳定平面外稳定*拉弯构件的容许长细比和轴心拉杆相同；拉弯构件的容许长细比和轴心拉杆相同；压弯构件的容许长细比和轴心压杆相同。压弯构件的容许长细比和轴心压杆相同。第62页/共133页亦称为第一类稳定问题第一类稳定问题。在临界状态

22、时，结构（构件）从初始的平衡状态突变到与其临近的另一平衡状态。又分为： 稳定分岔屈曲分岔屈曲后，结构还可承受荷载增量。 不稳定分岔屈曲分岔屈曲后，结构只能在比临界荷载低 的荷载下才能保持平衡状态。 第63页/共133页 例如：有初弯曲的轴压杆。随荷载增加到一定程度时，截面的塑性区域不断发展，内外力不能继续保持稳定的平衡。结构（构件）从受力开始到破坏没有平衡状态分岔，临界状态表现为不能再承受荷载增量，杆件只能在卸杆件只能在卸载下才能保持平衡，这类稳定问题也称为载下才能保持平衡，这类稳定问题也称为第二类稳定问题第二类稳定问题。结构（构件）以大幅度的变形从一个平衡状态跳到另一个平衡状态。第64页/共

23、133页 -整体稳定系数，根据构件截面类型和长细比 查表确定。第65页/共133页第66页/共133页 截面图形、名称 优点 缺点 省工、价廉 ix ，iy 相差很大，当 l0 x ，l0y 接近时很不经济 省工，双向 ix ， iy 接近，经济性好 规格有限制 实腹式轴压杆常用截面形式及其优缺点实腹式轴压杆常用截面形式及其优缺点 第67页/共133页 双向双向 ix ， iy 接近，接近，经济性好，截面组经济性好，截面组合灵活，便于自动合灵活，便于自动焊焊 增加加工焊接工增加加工焊接工作量作量 加工量较少，材料加工量较少，材料单价较低单价较低 用材增多，截面用材增多，截面形式、尺寸均受形式、

24、尺寸均受限制，连接复杂限制，连接复杂 ix 和和 iy 相同或接近相同或接近（矩形管），回转（矩形管），回转半径大，抗压稳定半径大，抗压稳定性好，用材省，抗性好，用材省，抗扭刚度大扭刚度大 圆管单价较高，圆管单价较高，与其它构件连接与其它构件连接时相对较繁时相对较繁 实腹式轴压杆常用截面形式及其优缺点实腹式轴压杆常用截面形式及其优缺点 第68页/共133页a、b、c截面：截面：x为虚轴为虚轴y为实轴为实轴d、e截面：截面：x、 y 均为虚轴均为虚轴第69页/共133页第70页/共133页a-焊缝连接；焊缝连接； b-铆钉连接；铆钉连接； c-螺栓连接螺栓连接; 第71页/共133页第72页/共

25、133页第73页/共133页类别类别加工精度加工精度抗剪抗剪 性能性能成本成本特点特点精制精制 (A、B)级级 高，栓径与孔高，栓径与孔径之差为径之差为0.50.8mm，I I类孔类孔 高高 高高 抗剪性能好，变形小；抗剪性能好，变形小；制造安装复杂；制造安装复杂；用于构件精度很高的结构；用于构件精度很高的结构；粗制粗制 (C级级)较低，栓径与较低，栓径与孔径之差为孔径之差为11.5mm, 1.5mm, 类孔类孔较低较低 低低 传递剪力有滑移；传递剪力有滑移；抗拉性较好；抗拉性较好；广泛应用承受拉力的连接。广泛应用承受拉力的连接。第74页/共133页2、高强螺栓连接、高强螺栓连接l 高强度螺栓

26、分为大六角头型和扭剪型两种高强度螺栓分为大六角头型和扭剪型两种第75页/共133页按传力机理分两种：按传力机理分两种：第76页/共133页电弧焊电弧焊（最常用）（最常用） 手工电弧焊：手工电弧焊：工地焊接时使用。优点：设备简单，使用方便；缺工地焊接时使用。优点：设备简单，使用方便；缺点：质量波动大，要求焊工等级高，劳动强度大，效率低。点：质量波动大，要求焊工等级高，劳动强度大，效率低。埋弧焊：埋弧焊：分自动或半自动埋弧焊，在工厂加工时使用。优点：自分自动或半自动埋弧焊，在工厂加工时使用。优点：自动化程度高，焊接速度快，劳动强度低，焊接质量好。缺点：设动化程度高，焊接速度快，劳动强度低，焊接质量

27、好。缺点：设备投资大，施工位置受限等。备投资大，施工位置受限等。 电阻焊：电阻焊：点焊，多用于模压和冷弯薄壁型钢等薄板焊接。点焊，多用于模压和冷弯薄壁型钢等薄板焊接。电渣焊：电渣焊：一般在立焊位置进行。一般在立焊位置进行。气体保护焊：气体保护焊：在工厂加工时使用，多用于厚钢板的焊接。在工厂加工时使用，多用于厚钢板的焊接。优点：焊接速度快，焊接质量好。缺点：施工条件受限制等。优点：焊接速度快，焊接质量好。缺点：施工条件受限制等。第77页/共133页 优点优点构造简单，节约钢材、加工方便，便于采用构造简单，节约钢材、加工方便，便于采用 自动化操作，连接的密闭性好，结构的刚自动化操作，连接的密闭性好

28、，结构的刚 度大。度大。 缺点缺点在焊缝以及焊缝附近的热影响区材质变脆，焊接会在焊缝以及焊缝附近的热影响区材质变脆，焊接会产生残余应力，导致受压构件的承载力减低，裂纹产生残余应力，导致受压构件的承载力减低，裂纹的扩展会发展到整体。的扩展会发展到整体。 （同前）l焊条与焊件强度相适应；不同钢种的钢材焊接，宜采用与低强度钢材相适应的焊条。焊条的型号有：焊条的型号有：E43E43型、型、 E50E50型、型、 E55E55型型第78页/共133页1 1、焊缝的连接形式、焊缝的连接形式对对 接接搭接搭接T T型连接型连接角接角接第79页/共133页2 2、焊缝的形式、焊缝的形式l 按构件相对位置按构件

29、相对位置正对接焊缝正对接焊缝斜对接焊缝斜对接焊缝第80页/共133页l 按施焊的相对位置按施焊的相对位置平焊（俯焊）平焊（俯焊）横焊横焊立焊立焊仰焊仰焊第81页/共133页第82页/共133页l 三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查（检查外观三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查（检查外观缺陷和几何尺寸）；且符合三级质量标准；缺陷和几何尺寸）；且符合三级质量标准；l 一、二级焊缝除外观检查外，尚要求一定数量内部一、二级焊缝除外观检查外，尚要求一定数量内部无损检验（超声波检验、有时还用无损检验（超声波检验、有时还用X X或或射线拍片），射线拍片），并符合相应级别的质量标准。并符合相应级别的质量标准。第

30、83页/共133页b.b指引线指引线基准线基准线基本符号基本符号第84页/共133页为使焊件能焊透，根据板厚采用不同的坡口形式。为使焊件能焊透，根据板厚采用不同的坡口形式。b=0.52mm（a）b=23mm（b）b=23mm（C）p p（d）b=34mmp pb=34mmp p（e）b=34mmp p（f）第85页/共133页为了消除起弧、落弧点不能焊透引起的焊口，可加引弧板。为了消除起弧、落弧点不能焊透引起的焊口，可加引弧板。l 焊缝的计算长度取值：焊缝的计算长度取值：无引弧板时：每条焊缝的计算长度等于实际长度减去无引弧板时：每条焊缝的计算长度等于实际长度减去2t2t1， t t1较薄焊件厚

31、度较薄焊件厚度采用引弧板时：采用引弧板时：每条焊缝的计算长度等于实际长度每条焊缝的计算长度等于实际长度12 tlwllwl 3 3、当板件厚度或宽度在一侧相差大于、当板件厚度或宽度在一侧相差大于4mm4mm时，应做坡度不大于时，应做坡度不大于 1:2.5(1:2.5(静载静载) )或或1:4(1:4(动载动载) )的斜角，以减小应力集中。的斜角，以减小应力集中。1:2.51:2.5第86页/共133页 对接焊缝的应力分布基本与焊件相同，对一二级焊缝不对接焊缝的应力分布基本与焊件相同，对一二级焊缝不必计算。只有三级焊缝受拉力作用才需进行计算！必计算。只有三级焊缝受拉力作用才需进行计算！第87页/

32、共133页一、角焊缝的形式和强度一、角焊缝的形式和强度直角角焊缝直角角焊缝斜角角焊缝斜角角焊缝第88页/共133页角焊缝按其与作用力的关系可分为：角焊缝按其与作用力的关系可分为：焊缝长度方向与作用力平行焊缝长度方向与作用力平行正面角焊缝正面角焊缝侧面角焊缝侧面角焊缝焊缝长度方向与作用力垂直焊缝长度方向与作用力垂直Ny 正面焊缝正面焊缝N N侧面焊缝侧面焊缝第89页/共133页正面角焊缝：正面角焊缝：应力集中严应力集中严重，易于开裂。破坏强度要重，易于开裂。破坏强度要高一些，但塑性差。高一些，但塑性差。 第90页/共133页二、角焊缝的构造要求二、角焊缝的构造要求1、焊脚尺寸、焊脚尺寸hf不应过

33、小。保证焊缝最小承载力，并防止焊缝冷却过快而产生裂纹；不应太大。防止焊缝收缩产生较大的焊接变形，防止热影响区扩大，而产生裂缝和烧穿。2、焊缝长度、焊缝长度lw焊缝长度过小，焊局部加热严重，起落弧坑相距太近，是焊缝不可靠；焊缝长度太大，焊缝应力不均匀，可能焊缝端部道道极值破坏，中部应力还为发挥承载力。此现象对承受动载尤为不利。3、转角处：、转角处：围焊需连续施焊；焊缝端部做绕角焊，避免起落弧焊缺陷发生在应力集中的转角处。4、板件仅用两侧焊缝连接时：、板件仅用两侧焊缝连接时：为避免应力传递过于弯折或应力过分不均，焊缝长度和侧焊缝距离应满足一定的要求。5、搭接连接：、搭接连接：不能只用1条正面焊缝穿

34、力，且长度满足要求。第91页/共133页第92页/共133页l产生的原因：不均匀的加热和冷却产生的原因：不均匀的加热和冷却二、焊接残余应力的分类二、焊接残余应力的分类 纵向焊接残余应力纵向焊接残余应力沿焊缝长度方向沿焊缝长度方向; ; 横向焊接残余应力横向焊接残余应力垂直于焊缝长度方向垂直于焊缝长度方向; ; 沿厚度方向的焊接残余应力沿厚度方向的焊接残余应力l焊接残余应力是内应力，在焊件内自相平衡。焊接残余应力是内应力，在焊件内自相平衡。l焊缝附近为拉应力，焊缝稍远区产生压应力。焊缝附近为拉应力，焊缝稍远区产生压应力。7.5 7.5 焊接热效应焊接热效应一、焊接残余应力产生的原因一、焊接残余应

35、力产生的原因第93页/共133页因焊接残余应力自相平衡，故：因焊接残余应力自相平衡，故：焊接残余应力焊接残余应力对结构的静力强度没有影响。对结构的静力强度没有影响。2 2、对结构刚度的影响、对结构刚度的影响焊接残余应力的存在降低结构的刚度。焊接残余应力的存在降低结构的刚度。3 3、焊接残余应力会降低压杆的稳定承载力、焊接残余应力会降低压杆的稳定承载力第94页/共133页5 5、对疲劳强度的影响、对疲劳强度的影响 三向焊接残余拉应力降低材料的塑性，从而疲三向焊接残余拉应力降低材料的塑性，从而疲劳强度降低！劳强度降低！第95页/共133页第96页/共133页第97页/共133页第98页/共133页

36、7.5 螺栓连接的构造螺栓连接的构造一、一、 螺栓的排列螺栓的排列A A 并列并列中距中距中距中距 边距边距边距边距端距端距B B 错列错列第99页/共133页第100页/共133页 螺栓或铆钉的最大、最小容许长度螺栓或铆钉的最大、最小容许长度第101页/共133页二、普通螺栓的种类二、普通螺栓的种类A A、B B级级 - - 精制螺栓精制螺栓- - 粗制螺栓粗制螺栓C C级级类孔，孔径类孔，孔径(d(do o) )比栓杆比栓杆直径直径(d)(d)大大0.30.30.5mm0.5mm；性能等级为性能等级为8.88.8级。级。类孔，孔径类孔，孔径(do)(do)比栓杆直比栓杆直径径(d)(d)大

37、大1.51.53mm3mm；性能等级为性能等级为4.64.6或或4.84.8级。级。钢结构一般选用钢结构一般选用C C级（粗制）级（粗制）六角螺母螺栓，用六角螺母螺栓，用M M表示，例如表示，例如 M16M16、M20 M20 等。等。第102页/共133页三、三、 螺栓连接的构造螺栓连接的构造（了解）（了解）第103页/共133页7.6 普通螺栓连接的工作性能普通螺栓连接的工作性能（了解）（了解）一、一、 普通螺栓的普通螺栓的抗剪抗剪连接连接1、 抗剪连接的工作性能抗剪连接的工作性能第104页/共133页第105页/共133页端矩不应小于端矩不应小于2d2dO O栓杆长度不应大于栓杆长度不应

38、大于5d5d以上以上1、2、3三种破坏形式通过强度计算避免。三种破坏形式通过强度计算避免。4 4、5 5、6 6破坏由构造解决。破坏由构造解决。第106页/共133页2、单个普通螺栓的抗剪承载力、单个普通螺栓的抗剪承载力3、普通螺栓群抗剪连接计算、普通螺栓群抗剪连接计算a）普通螺栓群）普通螺栓群轴心受剪轴心受剪第107页/共133页b）普通螺栓群）普通螺栓群偏心受剪偏心受剪第108页/共133页二、二、 普通螺栓的普通螺栓的抗拉抗拉连接连接1、单个普通螺栓的抗拉承载力、单个普通螺栓的抗拉承载力 连接件刚度对螺栓抗拉承载力的影响：连接件刚度对螺栓抗拉承载力的影响： 翼缘板刚度不是很大，由于翼缘弯

39、曲，翼缘板刚度不是很大，由于翼缘弯曲，螺栓受到撬力的附加作用，杆力增加。螺栓受到撬力的附加作用，杆力增加。 我国规范将螺栓的抗拉强度设计值我国规范将螺栓的抗拉强度设计值降低降低20%来简化考虑撬力影响。来简化考虑撬力影响。第109页/共133页2、 普通螺栓群轴心受拉普通螺栓群轴心受拉3、 普通螺栓群弯距受拉普通螺栓群弯距受拉 剪力剪力V通过承托板传递通过承托板传递 弯矩作用下，离中和轴弯矩作用下，离中和轴越远的螺栓所受拉力越越远的螺栓所受拉力越大，而压力则由部分受大，而压力则由部分受压的端板承受。压的端板承受。第110页/共133页4、 普通螺栓群偏心受拉普通螺栓群偏心受拉第111页/共13

40、3页三、普通螺栓受剪力和拉力的联合作用三、普通螺栓受剪力和拉力的联合作用有两种可能破坏形式：有两种可能破坏形式： 螺栓杆受剪受拉破坏；螺栓杆受剪受拉破坏； 孔壁承压破坏；孔壁承压破坏；第112页/共133页1、高强度螺栓、高强度螺栓抗剪抗剪连接的工作性能连接的工作性能Y 高强度螺栓高强度螺栓承压型承压型连接抗剪连接抗剪 容许接触面出现滑移，以连接达到破坏为承载力极限状态容许接触面出现滑移，以连接达到破坏为承载力极限状态 达到极限承载力时预拉力几乎完全消失。达到极限承载力时预拉力几乎完全消失。7.7 高强度螺栓连接的工作性能高强度螺栓连接的工作性能（了解）（了解）第113页/共133页2、 高强

41、度螺栓高强度螺栓抗拉抗拉连接的工作性能连接的工作性能3、高强度螺栓、高强度螺栓抗拉剪抗拉剪的工作性能的工作性能第114页/共133页一、常用型钢表示方法一、常用型钢表示方法第115页/共133页第116页/共133页二、螺栓、孔、电焊铆钉的表示方法二、螺栓、孔、电焊铆钉的表示方法第117页/共133页三、焊缝的表示方法三、焊缝的表示方法1、单面焊缝、单面焊缝1）当箭头指向焊缝所在的一面时，应将图形符号和尺寸标注在横线的上方当箭头指向焊缝所在的一面时，应将图形符号和尺寸标注在横线的上方(图图a)；当；当箭头指向焊缝所在另一面时，应将图形符号和尺寸标注在横线的下方箭头指向焊缝所在另一面时，应将图形

42、符号和尺寸标注在横线的下方(图图b)。2）表示环绕工作件周围的焊缝时，其围焊焊缝符号为圆圈，绘在引出线的转折处，表示环绕工作件周围的焊缝时，其围焊焊缝符号为圆圈，绘在引出线的转折处，并标注焊角尺寸并标注焊角尺寸K(图图c)。第118页/共133页2、双面焊缝、双面焊缝1）双面焊缝的标注，应双面焊缝的标注，应在横线的上、下都标注符在横线的上、下都标注符号和尺寸。上方表示箭头号和尺寸。上方表示箭头一面的符号和尺寸，下方一面的符号和尺寸，下方表示另一面的符号和尺寸表示另一面的符号和尺寸(图图a)；2）当两面的焊缝尺寸相当两面的焊缝尺寸相同时，只需在横线上方标同时，只需在横线上方标注焊缝的符号和尺寸注

43、焊缝的符号和尺寸(图图b、c、d)。第119页/共133页3个和个和3个以上的焊件相互焊接的焊缝，不得作为双面焊缝标注。其个以上的焊件相互焊接的焊缝，不得作为双面焊缝标注。其焊缝符号和尺寸应分别标注。焊缝符号和尺寸应分别标注。3、三个以上焊件的焊缝、三个以上焊件的焊缝第120页/共133页4、相同焊缝的表示、相同焊缝的表示1）在同一图形上，当焊缝型式、断面尺寸和辅助要求均相同时，可只选择一处在同一图形上，当焊缝型式、断面尺寸和辅助要求均相同时，可只选择一处标注焊缝的符号和尺寸，并加注标注焊缝的符号和尺寸，并加注“相同焊缝符号相同焊缝符号”，相同焊缝符号为，相同焊缝符号为3/4圆弧，圆弧，绘在引出线的转折处绘在引出线的转折处(图图a)。2）在同一图形上，当有数种相同的焊缝时，可将焊缝分类编号标注。在同一类在同一图形上，当有数种相同的焊缝时，可将焊缝分类编号标注。在同一类焊缝