鋼結(jié)構(gòu)變形的矯正.doc

鋼結(jié)構(gòu)變形的矯正 ，鋼結(jié)構(gòu)變形的矯正。
歡迎下載！
鋼結(jié)構(gòu)變形的矯正 8．1鋼結(jié)構(gòu)變形的基本概念 　　為什么有的船首尾會(huì)上翹中部會(huì)下垂(稱中垂變形)?有的船首尾會(huì)下垂中部會(huì)上拱(稱中拱變形)?在同一艘船上為什么更換一塊甲板，會(huì)比更換一塊同樣大小的船底板造成的總體變形要大?其實(shí)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(duì)稱堆焊，并不會(huì)引起上翹變形(圖8-la)。
假如在工字鋼翼面板上堆焊，就會(huì)引起上翹變形。
堆焊量愈大，變形愈大(圖8-16)。
對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)來說，橫截面上都有一根與某一基準(zhǔn)面對(duì)應(yīng)的中和軸(重心軸)。
其特點(diǎn)是：中和軸以上各個(gè)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(gè)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(gè)組合件的中和軸就要向下偏移，見圖8-1c。
　　焊接變形是圍繞型鋼中和軸進(jìn)行的。
在上翼板上焊接，工字鋼會(huì)產(chǎn)生中垂變形(圖8-1(b))；若在下翼板上焊接，會(huì)產(chǎn)生中拱變形；若焊縫對(duì)稱于中和軸焊接，從理論上講，不會(huì)產(chǎn)生總體變形。
8．2焊接變形原理 　　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(jìn)行，焊接時(shí)熔池溫度高達(dá)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(shí)，金屬在高溫時(shí)，其屈服點(diǎn)很低(當(dāng)溫度為700℃％時(shí)，其屈服點(diǎn)僅為原來的10％左右)，當(dāng)熱金屬內(nèi)的壓縮應(yīng)力超過屈服點(diǎn)as后，焊縫內(nèi)的熱金屬就會(huì)造成塑性壓縮變形，此種塑性壓縮變形是不可逆的。
隨著加熱金屬的冷卻，壓縮應(yīng)力隨之減小、消失；進(jìn)一步冷卻，加熱區(qū)段開始增長(zhǎng)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(zhǎng)為L(zhǎng)，寬為b。
我們把堆上去的焊縫看作是加在鋼板上的熱能，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(shì)必膨脹，膨脹長(zhǎng)度厶i，膨脹寬度厶6。
但是實(shí)際上板條bxL與鋼板不是分離的，四周會(huì)受到冷金屬的約束而無法膨脹，所以板條是縮短了長(zhǎng)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a0>as因而板條產(chǎn)生塑性變形(縮短)。
　　當(dāng)焊接完畢溫度降低時(shí)，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)。
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(duì)于厚度在8mm以下的板，因?yàn)樗�的臨界應(yīng)力比屈服點(diǎn)低得多，因此當(dāng)焊縫收縮時(shí)，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(huì)超過臨界應(yīng)力，因而板易喪失穩(wěn)定性而出現(xiàn)波浪形，在板邊會(huì)產(chǎn)生皺折，見圖8-2。
　　假如在板的邊緣