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    分析鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接節(jié)點設(shè)計

    2018-04-11 14:32:02太萬秋
    鍛壓裝備與制造技術(shù) 2018年5期
    關(guān)鍵詞:內(nèi)力鋼結(jié)構(gòu)承載力

    太萬秋

    (中車大同電力機(jī)車有限公司 技術(shù)中心研究院,山西 大同 037038)

    近些年來,由于鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍越來越廣泛,通過科學(xué)分析鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱節(jié)點設(shè)計要點,能夠為鋼結(jié)構(gòu)連接柱節(jié)點設(shè)計人員更好地了解焊接柱結(jié)構(gòu)特點,提升鋼結(jié)構(gòu)連接柱的整體拼接質(zhì)量。一般情況下,鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼裝節(jié)點設(shè)置在內(nèi)力較小的位置。對于鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接人員來講,在實際工作當(dāng)中,要認(rèn)真遵守焊接順序,減少應(yīng)力集中現(xiàn)象的出現(xiàn),避免鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱節(jié)點出現(xiàn)變形。鑒于此,本文主要分析鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接節(jié)點設(shè)計要點,進(jìn)一步提升鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。

    1 合理設(shè)計拼接接點

    伴隨我國鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的迅猛發(fā)展,鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。通過合理設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接節(jié)點,能夠保證鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接節(jié)點設(shè)計方案更加合理,有效提升鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱整體拼接質(zhì)量。由于鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼裝難度較大,連接柱的內(nèi)部構(gòu)造比較復(fù)雜,如果連接柱拼接節(jié)點設(shè)計方案不合理,會降低鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接質(zhì)量。因此,鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接節(jié)點設(shè)計人員在實際工作當(dāng)中,要選擇合理的連接方式,提高鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱的可靠性[1]。

    鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱的拼接方式主要分為三種,分別是焊接連接、鉚釘連接與螺栓連接方式等,其中,焊接連接方式應(yīng)用最為廣泛。鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接人員要根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱結(jié)構(gòu)特點,認(rèn)真按照鋼結(jié)構(gòu)連接柱節(jié)點焊接流程進(jìn)行焊接,在保證鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接質(zhì)量的基礎(chǔ)之上,不斷提升鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱節(jié)點的合理性。

    2 影響鋼結(jié)構(gòu)焊接缺陷主要因素

    2.1 焊接設(shè)備因素

    在焊接鋼結(jié)構(gòu)連接柱的過程中,由于連接柱節(jié)點焊接設(shè)備不合理,很容易出現(xiàn)焊接缺陷現(xiàn)象,降低鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼裝節(jié)點的可靠性。為了更好的提升鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱節(jié)點拼裝質(zhì)量,焊接人員要選擇合理的焊接設(shè)備,并定期維修與檢查,結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱節(jié)點拼裝情況,不斷改進(jìn),從根本上保證鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱節(jié)點拼裝質(zhì)量[2]。另外,連接柱拼接人員要結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)焊接設(shè)備的使用情況,建立鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱技術(shù)檔案,保證鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接過程中出現(xiàn)的問題得到妥善解決。

    2.2 拼接工藝因素

    由于鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接方式不合理,再加上鋼結(jié)構(gòu)連接柱材料質(zhì)量不過關(guān),嚴(yán)重降低鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱整體拼接質(zhì)量。為了有效提高鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接質(zhì)量,拼接人員要根據(jù)連接柱節(jié)點特征,選擇合理的節(jié)點拼裝工藝,并認(rèn)真按照鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱節(jié)點拼裝方案進(jìn)行拼裝,適當(dāng)加大焊接現(xiàn)場的監(jiān)督力度,從根本上提升鋼結(jié)構(gòu)焊接連接節(jié)點拼裝質(zhì)量[3]。

    2.3 環(huán)境因素

    當(dāng)外界環(huán)境較差時,會嚴(yán)重影響鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接質(zhì)量。例如,在拼接鋼結(jié)構(gòu)連接柱節(jié)點的過程中,由于外界風(fēng)力比較大,再加上外界空氣濕度較大,拼接人員要及時停止連接柱節(jié)點拼裝工作,并采用合理的防范措施,有效提升鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼裝水平。此外,當(dāng)外界溫度較低時,拼接人員要保證低碳鋼連接柱拼裝溫度得不小于-20℃,如果外界溫度低于-20℃,連接柱拼接人員要采取妥善的預(yù)熱措施。

    3 設(shè)計要點

    3.1 準(zhǔn)確計算抗彎承載力

    對于鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接節(jié)點設(shè)計人員來說,通過準(zhǔn)確計算鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱抗彎承載力,并結(jié)合連接柱拼的截面模量,科學(xué)計算鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱的慣性矩[4]。例如,在某裝備工程中,設(shè)計人員要根據(jù)連接柱翼緣處彎矩,計算鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱腹板的承載力,將鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱進(jìn)行合理拼接,不斷提升鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱節(jié)點的穩(wěn)定性。

    由于鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱的翼緣寬度較大,節(jié)點設(shè)計人員要結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱的規(guī)格尺寸,預(yù)留出鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱側(cè)面貼角的焊縫長度,有效提升鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱的穩(wěn)定性。鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱受氣自身力學(xué)性能的影響,節(jié)點設(shè)計人員要結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱的彈性受力情況,科學(xué)計算連接柱的內(nèi)力,保證鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱內(nèi)力與變形量成正比[5]。

    3.2 科學(xué)分析焊縫內(nèi)力

    為了更好地提升鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱翼緣坡口焊縫焊接質(zhì)量,連接柱節(jié)點設(shè)計人員要選擇合理的貼角焊縫折減參數(shù),科學(xué)分析連接柱拼接板側(cè)面貼角焊縫內(nèi)力,進(jìn)一步提升鋼結(jié)構(gòu)焊縫的承載能力。在分析鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接板側(cè)面貼角焊縫內(nèi)力的過程中,節(jié)點設(shè)計人員還要根據(jù)連接柱的抗彎能力,不斷調(diào)整鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接節(jié)點位置。

    在計算鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接節(jié)點抗彎承載力的過程中,節(jié)點設(shè)計人員可按照以下公式進(jìn)行計算:

    Mo=WxoF

    式中:Mo——鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱的抗彎能力

    Wxo——鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱自身強(qiáng)軸的截面模量

    F——鋼材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計值

    3.3 合理拼接連接柱

    通過合理拼接鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱,能夠幫助鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接節(jié)點設(shè)計人員更好的了解連接柱節(jié)點特征。由于鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼裝難度較大,在實際拼裝的過程中,施工人員要結(jié)合柱子拼接節(jié)點組合截面模量,準(zhǔn)確計算連接柱截面的面積比,合理確定鋼結(jié)構(gòu)拼接連接柱拼接板的位置。鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接節(jié)點設(shè)計人員要結(jié)合外界環(huán)境特點,運用合理的連接柱拼接節(jié)點設(shè)計理念,準(zhǔn)確拼接鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱,不斷提升鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱的整體拼接質(zhì)量[6]。

    4 結(jié)束語

    綜上,通過準(zhǔn)確計算鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱抗彎承載力、科學(xué)分析拼接板側(cè)面貼角焊縫內(nèi)力、合理拼接鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱,能夠保證鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱節(jié)點設(shè)計方案更加合理,提升鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱的總體施工質(zhì)量。鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱拼接節(jié)點設(shè)計人員在實際工作當(dāng)中,要根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)焊接連接柱的承載力,不斷改進(jìn)原有的連接柱節(jié)點設(shè)計方案,從而保證剛接骨焊接連接柱拼接節(jié)點設(shè)計方案得到有效實施。

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