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        影響管桁架焊接變形的幾點因素及應對控制

        發布時間:2020-12-07 瀏覽次數:52

        鋼管結構焊接時會產生內應力,被焊桿件施焊和冷卻時,不均勻的溫度會影響熱應力。金屬組織中的金相組織產生的內應力受到結構的約束,產生約束應力。如果在焊接過程中內應力沒有得到很好的控制,則將導致焊條的形狀和尺寸發生變化。小變形將影響結構的精度并給組裝帶來困難。過度的變形也會導致裂紋,從而降低結構的承載能力。因此,焊接變形不僅會影響建筑結構的外觀,降低適用性,造成經濟損失。



        焊接材料


        焊接母材和焊接材料是影響管桁架焊接變形的主要因素。焊接材料是金屬,其獨特的熱物理性能以及機械性能的變化會在焊接過程中引起焊條變形。材料的熱傳導系統的系數越大,溫度梯度越小,并且在焊接過程中的焊接變形也越小。金屬材料具有熱膨脹和收縮特性,材料線性膨脹系數的增加將增加焊條的變形。同時,不同的材料具有不同的化學成分并影響機械性能。例如,Q345B結構鋼沖擊韌性較低,而G20Mn5鑄鋼在鑄造過程中不可避免地會產生縮孔,成分偏析,晶粒粗大等缺陷。這些因素都在一定程度上影響焊接性能。

         


        焊接技術


        焊接技術對管桁架焊接變形的影響是復雜的。在管桁架結構加工時,焊接胎架的生產,定位和拼裝要求以及運輸等因素決定了管桁架管件焊接方式,從而影響焊接電流,焊接電壓,結構定位,固定方法和焊接的選擇順序。例如,多層焊接對焊接技術參數的影響。研究表明,層的焊縫收縮大,第二和第三層的焊縫收縮迅速減小,第二層收縮量是層的20%,第三層是層的5%左右。焊接層越多,焊接變形的影響越大;斷續焊縫比連續焊縫引起的變形??;焊接順序對材料的殘余應力和應力分布影響。通常認為,過度的焊接變形的原因通常是由于沒有按照合理的焊接程序進行焊接,或者是在沒有焊接子部件的情況下進行整體拼接。

         


        結構因素


        焊接結構設計也是影響管桁架變形的一個重要方面。通常,結構的約束度增加時,焊接變形相對減小。在焊接過程中,結構構件本身的約束隨著結構的復雜性的增加和焊接工作的發展而不斷變化。在焊接結構的設計中,使用耳板或加勁板來提高結構構件的穩定性和剛度可以減少焊接變形,但是這種方法增加了組裝和焊接的工作量,并增加了焊接變形分析的難度。


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        1)類是由平面桁架系組成的網架結構兩向正交正放網架 :這是由兩組平面桁架系組成的網架,桁架系在平面上的投影軸線互成90°交角,且與邊界平行或垂直,所形成網格可以是矩形的,也可以是正方形的 。兩向正交斜放網架:它可由梁向正交正放網架在水平面上旋轉45°而得,其交角也是90°,但每片桁架不與建筑物軸線平行,而是成45°的交角,故成為兩向正交斜放網架 。三向網架:比兩向網架的剛度大,適合在大跨度結構中采用,其平面適用于三角形,梯形及正六邊形,在圓形平面中也可采用。2)第二類是由四角錐體組成的網架由四根上弦組成正方形錐底,錐頂位于正方形的形心下方,由正方形四角節點向錐頂連接四根腹桿即形成一個四角錐體,將各個四角錐體按一定規律連接起來,便成為四角錐體網架。正放四角錐網架:四角錐底邊分別與建筑物的軸線相平行,各個四角錐體的底邊相互連接形成網架的上弦桿,連接各個四角錐體的錐頂形成下弦桿并與建筑物的軸線平行。這種網架的上下弦桿長度相等,并相互錯開半個節間。斜放四角錐網架:這種網架是將各四角錐體的錐底角與角相連,上弦(即錐底邊)與建筑物軸線成45°交角,連接錐頂而形成的下弦仍與建筑物軸線平行。這種網架受壓的上弦桿長度小于受拉的下弦桿,因而受力比較合理,每個節點交匯的桿件數量少,因此用鋼量較少。缺點:是屋面板種類較多,屋面排水坡的形成比較困難。棋盤四角錐網架:將整個斜放四角錐網架水平轉動45°角,使網架上弦與建筑物軸線平行,下弦與建筑物軸線成45°交角,即得棋盤四角錐網架。這種網架可以克服斜放四角錐網架屋面板種類多,屋面排水坡形成困難的缺點。星形四角錐網架:網架單元為一星形四角錐,十字交叉的四根上弦為錐體的底邊,由十字交叉點連接一根豎桿,在由交叉的四根上弦桿的另一端向豎桿下端連接,形成四根腹桿,構成星形四角錐網架單元,將各單元的錐頂相連成為下弦桿。這種網架的受力性能和剛度都比較好。3)第三類是由三角錐體組成的網架結構,它的基本單元是由3根弦桿、3根斜桿所構成的正三角錐體,即四面體。三角錐體可以順置,也可以倒置。三角錐網架:將三角錐體的角與角連接,使上下弦桿組成的平面圖均為正三角型,即稱三角錐網架 。蜂窩型三角錐網架:這種網架也也由三角錐體單元組成,但其連接方式為上弦桿與腹桿位于同一垂直平面內,上下弦節點均匯集六根桿件,是常見網架中節點匯集桿件少的一種。由于其受壓上弦桿的長度比受壓下弦桿桿的長度短,受力比較合理,用鋼量較少。但其上弦組成的圖形為六邊形,給屋面板設計帶來一定的困難。4)常用的網殼 門式鋼架 彩鋼板 鋼結構加工 鋼結構框架 彩鋼板 門式鋼架 鋼結構框架 鋼結構框架 管桁架 鋼結構加工
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