鋼結(jié)構(gòu)變形的矯正

1、鋼結(jié)構(gòu)變形的矯正鋼結(jié)構(gòu)變形的矯正81鋼結(jié)構(gòu)變形的基本概念為什么有的船首尾會上翹中部會下垂(稱中垂變形)有的船首尾會下垂中部會上拱(稱中拱變形)在同一艘船上為什么更換一塊甲板，會比更換一塊同樣大小的船底板造成的總體變形要大其實鋼結(jié)構(gòu)箱形構(gòu)件、工字鋼梁與船十分相似。假如在一根工字鋼“中和軸”處對稱堆焊，并不會引起上翹變形(圖8la)。假如在工字鋼翼面板上堆焊，就會引起上翹變形。堆焊量愈大，變形愈大(圖816)。對于鋼結(jié)構(gòu)來說，橫截面上都有一

2、根與某一基準面對應(yīng)的中和軸(重心軸)。其特點是：中和軸以上各個零件的截面積分別乘以截面積形心到中和軸距離的總和，等于中和軸以下各個零件截面積分別乘以截面積形心到中和軸距離的總和。假如在工字鋼下面焊一根扁鋼，那么這個組合件的中和軸就要向下偏移，見圖81c。焊接變形是圍繞型鋼中和軸進行的。在上翼板上焊接，工字鋼會產(chǎn)生中垂變形(圖81(b))；若在下翼板上焊接，會產(chǎn)生中拱變形；若焊縫對稱于中和軸焊接，從理論上講，不會產(chǎn)生總體變形。82焊接變形

3、原理鋼結(jié)構(gòu)施工中，造成結(jié)構(gòu)變形的主要原因是焊接。焊接是在高溫狀態(tài)下進行，焊接時熔池溫度高達17闐℃，構(gòu)件受熱是局部的、不均勻的，焊縫區(qū)域受熱后要膨脹，但是焊縫四周的金屬又處于冷的狀態(tài)，阻止受熱金屬的膨脹，使受熱金屬(焊縫金屬)產(chǎn)生了壓縮應(yīng)力。同時，金屬在高溫時，其屈服點很低(當溫度為700℃％時，其屈服點僅為原來的10％左右)，當熱金屬內(nèi)的壓縮應(yīng)力超過屈服點as后，焊縫內(nèi)的熱金屬就會造成塑性壓縮變形，此種塑性壓縮變形是不可逆的。隨著加熱

4、金屬的冷卻，壓縮應(yīng)力隨之減小、消失；進一步冷卻，加熱區(qū)段開始增長反方向的應(yīng)力(拉伸應(yīng)力)。但由于周圍冷金屬的阻止，使得熱金屬(焊縫)不能得到充分的收縮，因而又使其內(nèi)部呈現(xiàn)拉伸應(yīng)力，造成結(jié)構(gòu)變形。從上述分析可以看出，焊接應(yīng)力與變形的產(chǎn)生，是由于焊縫區(qū)域受熱不均勻和焊縫周圍金屬的約束所致，而熱膨脹過程中出現(xiàn)的塑性壓縮變形，便是冷卻中產(chǎn)生殘余變形的根源。在鋼板上面沿縱向堆焊一條焊縫，此焊縫長為L，寬為b。我們把堆上去的焊縫看作是加在鋼板上的熱

5、能，將焊縫的投影面積看作是一分離的板條bxI。板條受熱后，假定四周沒有冷金屬的約束，板條勢必膨脹，膨脹長度厶i，膨脹寬度厶6。但是實際上板條bxL與鋼板不是分離的，四周會受到冷金屬的約束而無法膨脹，所以板條是縮短了長度△L、寬度△b。板條的縮短是由于產(chǎn)生壓縮應(yīng)力a0所致，且a0as因而板條產(chǎn)生塑性變形(縮短)。當焊接完畢溫度降低時，ao亦下降，板條要收縮，但是由于四周冷金屬的阻止，使得板條無法得到充分的縮短，因而產(chǎn)生了殘余應(yīng)力(拉應(yīng)力)

6、。板條內(nèi)的拉應(yīng)力使四周的冷金屬造成壓縮，四周的板受到壓縮后，在平面內(nèi)將出現(xiàn)波形。對于厚度在8mm以下的板，因為它的臨界應(yīng)力比屈服點低得多，因此當焊縫收縮時，焊縫內(nèi)呈現(xiàn)的殘余拉應(yīng)力ao(即四周冷金屬所受到的壓應(yīng)力)會超過臨界應(yīng)力，因而板易喪失③在單個零件上，先鉆成或沖成較小的孔徑，然后在裝配好的構(gòu)件上再擴鉆至設(shè)計孔徑的孔。(5)螺栓的制圖符號在鋼結(jié)構(gòu)施工圖上需將螺栓及螺孔的施工要求，用圖形表示，以免引起混淆(圖91)。詳細表示方法參見《建

7、筑結(jié)構(gòu)制圖標準》(GBl0587)。(6)螺栓的有效面積(表91)2)構(gòu)造要求螺栓的間距也不宜過大。尤其是受壓板件，當栓距過大時，容易發(fā)生凸曲現(xiàn)象。板和剛性構(gòu)件(如槽鋼、角鋼等)連接時，栓距過大不易緊密接觸，潮氣易于侵入縫隙而銹蝕。按規(guī)范規(guī)定，栓孔中心最大間距受壓時為12do或18tmin。(tmin。為外層較薄板件的厚度)，受拉時為16do或24tmin，中心至構(gòu)件邊緣最大距離為4do或18txin。3)施工要求螺栓應(yīng)有足夠距離，以便

8、于轉(zhuǎn)動扳手，擰緊螺母。912普通螺栓連接的構(gòu)造要求(1)螺栓的直徑在同一結(jié)構(gòu)連接中，無論是臨時安裝螺栓還是永久螺栓，為了便于制造，宜用同一種直徑的螺栓孔d。螺栓直徑d的選擇根據(jù)連接件的尺寸和受力大小而定，可參照表91螺栓的有效面積，按螺栓結(jié)構(gòu)形式和受力大小進行計算。常用的標準螺栓直徑是M16、M18、M20、M22、M24。(2)螺栓的排列及間距螺栓的排列及間距可分為并列排列與錯位排列兩種，如圖92所示。其排列原則如下：1)受力要求螺栓