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(1)最大焊脚尺寸
为了避免烧穿较薄的焊件,减少焊接应力和焊接变形,且扩大热影响区,角焊缝的焊脚尺寸不宜太大。规范规定:除了直接焊接钢管结构的焊脚尺寸hf不宜大于支管壁厚的2倍之外,hf不宜大于较薄焊件厚度的1.2倍。
在板件边缘的角焊缝,当板件厚度t>6mm时,hf ≤t;当t>6mm时,hf ≤t-(1-2)mm。圆孔或槽孔内的角焊缝尺寸尚不宜大于圆孔直径或槽孔短径的1/3。 (2)最小焊脚尺寸
焊脚尺寸不宜太小,以保证焊缝的最小承载能力,并防止焊缝因冷却过快而产生裂纹。规范规定:角焊缝的焊脚尺寸hf不得小于 1.5 ,t为较厚焊件厚度(单位:mm);自动焊熔深大,最小焊脚尺寸可减少1mm,对T形连接的单面角焊缝,应增加1mm,当焊件厚度等于或小于4mm时,则最小焊脚尺寸与焊件厚度相同。 (3)侧面角焊缝的最大计算长度
侧面角焊缝的计算长度不宜大于60 hf,当大于上述数值时,其超过部分在计算中不予考虑。这是因为侧焊缝应力沿长度分布不均匀,两端较中间大,且焊缝越长差别越大。当焊缝太长时,虽然仍有因塑性变形产生的内力重分布,但两端应力可首先达到强度极限而破坏。若内力沿侧面角焊缝全长分布时,比如焊接梁翼缘板与腹板的连接焊缝,计算长度可不受上述限制。 (4)角焊缝的最小计算长度
角焊缝的焊脚尺寸大而长度较小时,焊件的局部加热严重,焊缝起灭弧所引起的缺陷相距太近,以及焊缝中可能产生的其他缺陷,使焊缝不够可靠。对搭接连接的侧面角焊缝而言,如果焊缝长度过小,由于传力线弯折大,也会造成严重应力集中。因此,为了使焊缝能够有一定的承载能力,根据使用经验,侧面角焊缝或正面角焊缝的计算长度均不得小于8 hf和40mm,也就是说,其实际焊接长度应较前述数值还要大2 t(单位:mm)。 (5)搭接连接的构造要求
当板件端部仅有两条侧面角焊缝连接时(图3.21),试验结果表明,连接的承载力与b/lW有关。b为两侧焊缝的距离,Lw为侧焊缝长度。当 b/lW>1时,连接的承载力随着 比值的增大而明显下降。这主要是因应力传递的过分弯折使构件中应力分布不均匀造成的。为使连接强度不致过分降低,应使每条侧焊缝的长度不宜小于两侧面角焊缝之间的距离,即b/lW≤1。两侧面角焊缝之间的距离b也不宜大于16t(t>12mm)或200mm(t≤12mm),t为较薄焊件的厚度,以免因焊缝横向收缩,引起板件发生较大拱曲。
在搭接连接中,当仅采用正面角焊缝时(图3.22),其搭接长度不得小于焊件较小厚度的5倍,也不得小于25mm,以免焊缝受偏心弯矩影响太大而破坏。在转角处不能灭弧和起弧。 16、在计算正面角焊缝时,强度设计值增大系数Bf按照上面原则取值?
答:对承受静力荷载和间接,承受动力荷载的结构,22.1=fβ;对直接承受动力荷载的结构,0.1=fβ。
17、焊接应力分为几类,焊接应力对结构性能的影响有哪些?
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焊接应力分类:
1)按应力形成的原因分类:可分为热应力和组织应力。
2)按应力的作用方向分类:可分为线应力、平面应力和体积应力. 3)按应力的作用时间分类:可分为焊接瞬时应力和焊接残余应力. 4)按应力与焊缝的相对位置分类:可分为纵向应力和横向应力.
焊接应力对构件的静力强度不会产生影响,但会降低结构的刚度和稳定性而且在温度和介质的共同作用下,还会严重影响结构的疲劳强度、抗脆断能力、抵抗应力腐蚀开裂和高温蠕变开裂的能力。增加钢材在低温下的脆断倾向。
18、螺栓排列的形式有哪些?螺栓排列的间距应该满足哪些方面要求? 答:螺栓有并列和错列两种排列方式。间距应该满足 (1)受力要求 (2)构造要求 (3)施工要求。
19、受剪普通螺栓的破坏形式有哪些?其中的哪几项需要计算?
答:破坏形式有:(1)当栓杆直径较小板件较厚时,栓杆可能先被剪断。(2)当栓杆直径较大板件较薄时,板件可能先被挤坏(螺栓承压破坏)(3)当板件净截面面积固螺栓孔削弱太多时,板件可能先被拉断 (4)端距太小端距范围内的板件有可能被栓杆冲剪破坏。上述第三种破坏形式属于构件的强度计算。因此抗剪螺栓连接计算只考虑1 2两种破坏形式。
20、在剪力作用下,摩擦型高强度螺栓和普通螺栓各自靠什么传递外力?摩擦型高强度螺栓,承压型高强度螺栓和普通螺栓抗剪连接的受力性能有何不同(强度和变形)?
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答:(1)普通螺栓连接中的抗剪螺栓连接是依靠螺栓抗剪和孔壁承压来传递外力。高强螺栓连接中的抗剪螺栓连
接时,通过拧紧螺帽使螺杆产生预拉力,同时也使被连接件接触面相互压紧而产生相应的摩擦力,依靠摩擦力来传递外力。(2)a摩擦型高强度螺栓抗剪连接的剪切变形小,弹性性能好,耐疲劳;b承压型高强度螺栓连接的承载力高于摩擦型,连接紧凑,但剪切变形比摩擦型大;c普通螺栓抗剪连接(经过摩擦传力的弹性阶段,滑移阶段,栓杆直接传力的弹性阶段,弹塑性阶段而破坏)较高强度螺栓强度低,变形大。
21、普通螺栓连接在偏心拉力作用时,应怎样计算?
螺栓群偏心受拉相当于连接承受轴心拉力N和弯矩M=N·e的共同作用。按弹性设计法,根据偏心距的大小可能出现小偏心受拉和大偏心受拉两种情况。
1)小偏心受拉
当偏心距e较小时——即连接以承受拉力为主、而弯矩较小时。这时全部螺栓均为受拉,但拉力不均匀;端板与柱翼缘板的接触面在偏心拉力的作用下已完全脱离接触,因而不存在端板受压区。计算时轴心拉力N由各螺栓均匀承受;而弯矩M则引起以螺栓群形心O处水平轴为中和轴的三角形应力分布,使上部螺栓受拉、下部螺栓受压(负弯矩情况);叠加后则全部螺栓均为受拉。
这样可得最大和最小受力螺栓的拉力和满足设计要求的公式如下(各y均自O点算起):
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(3.48a)
(3.48b)
式(3.48a)表示最大受力螺栓的拉力不超过一个螺栓的承载力设计值;式(3.48b)则表示全部螺栓受拉,不存在受压区。由此式可得Nmin≥0时的偏心距
。令ρ=
距,即e≤ρ时为小偏心受拉。
2)大偏心受拉
当偏心距e较大时,即e>ρ=
为螺栓有效截面组成的核心
时,则端板底部将出现受压区。
近似并偏安全取中和轴位于最下排螺栓O′处,按相似步骤写对O′处水平轴的弯矩平衡方程,可得(e′和各y′自O′点算起,最上排螺栓1的拉力最大):
注意:小偏心受拉和大偏心受拉的计算方法完全不一样。这是因为两种受拉时,结构的变形情况完全不一样。
22、轴心压杆的整体失稳形式有哪几种?常见的是哪种失稳形式? 答:有三种:弯曲屈曲,扭转屈曲,弯扭屈曲;常见的是弯曲屈曲。
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23、确定轴心受压构件整体失稳临界应力的方法有哪几种?我国现行的钢结构设计规范所采用的轴心受压柱子曲线是按哪种方法确定的?
答:有四种(1)屈曲准则(2)边缘屈服准则(3)最大强度准则(4)经验公式 我国现行的钢结构设计规范所采用的轴心受压柱子曲线是按最大强度准则确定的。 24、影响实际轴心压杆的整体稳定承载力的初始缺陷有哪些? 答:初偏心 初弯矩 残余应力。
25、十字形截面的实腹式轴心受压构件,如果屈曲? 答:会.
26、实腹式轴心压杆需做那几个方面的验算?局部稳定的设计原则是什么? 答:实腹式轴心压杆需做强度 整体稳定 局部稳定 刚度等验算 局部稳定的设计原则:构件的局部失稳不能先于构件的整体失稳。
27、确定轴心压杆的稳定系数的截面类型有几类?根据什么来划分?依据哪些因素确定轴心压杆稳定系数?
答:确定轴心压杆的稳定系数的截面类型有 a b c d四类。是根据截面形式,对截面哪一个主轴屈曲,钢材边缘加工方法,组成截面板材厚度四个因素划分的。轴心压杆稳定系数与构件截面类型 钢材品种 构件长细比有关。
28、格构式轴心压杆计算整体稳定时,对虚轴为什么采用换算长细比确定稳定系数?写出换算长细比的公式。分肢稳定满足的条件是什么?
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和均大于5.07b/t,是否会发生扭转