第五章 轴心受力构件

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1、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

2、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CO2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

3、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1.对接焊缝的形式：a）直边缝：适合板厚t≤10mmb）单边V形：适合板厚t＝10～20mmc）双边V形：适合板厚t＝10～20mmd）U形：适合板厚t>20mme）K形：适合板厚t>20mmf）X形：适合板厚t>20mm2

4、.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1：2.5的斜面，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1:2.5的斜边，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

5、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0.85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

6、）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8hf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

7、长度2hf（两面侧缝时）或用三面围焊转角处焊缝须连续施焊搭接连接搭接最小长度5t1或25mm，取两者最大值t1为较薄焊件厚度 其它构造要求：(1) 承受动力荷载的结构中，垂直于受力方向的焊缝不宜采用不焊透的对接焊缝。(2) 在直接承受动力荷载的结构中，角焊缝表面应做成直线形或凹形，焊脚尺寸的比例：对正面角焊缝宜为1:1.5,长边顺内力方向；对侧面角焊缝可为1:1。(3)在次要构件或次要焊接连接中，可采用断续角焊缝。断续角焊缝之间的净距，不应大于15t（对受压构件）或30t（对受拉构件），t为较薄焊件的厚度。3、端焊缝和侧焊缝 （

8、1）端缝：焊缝垂直于受力方向，其特点为受力后应力状态较复杂，应力集中严重，焊缝根部形成高峰应力，易于开裂。端缝破坏强度要高一些，但塑性差。（2）侧缝：焊缝长度方向与受力方向平行，其特点为应力分布简单些，但分布并不均匀，剪应力两端大，中间小。侧缝强度低，但塑性较好