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焊接鋼膜結(jié)構(gòu)項目接頭的形式主要有:對接鋼膜結(jié)構(gòu)項目接頭、十字鋼膜結(jié)構(gòu)項目接頭、T形鋼膜結(jié)構(gòu)項目接頭和搭接鋼膜結(jié)構(gòu)項目接頭,在鋼膜結(jié)構(gòu)項目接頭部位由于傳力線受到干擾,因而發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。
對接鋼膜結(jié)構(gòu)項目接頭的力線干擾較小,因而應(yīng)力集中系數(shù)較小,其疲勞強度也將高于其他鋼膜結(jié)構(gòu)項目接頭形式。但實驗表明,對接鋼膜結(jié)構(gòu)項目接頭的疲勞強度在很大范圍內(nèi)變化,這是因為有一系列因素影響對接鋼膜結(jié)構(gòu)項目接頭的疲勞性能的緣故。如試樣的尺寸、坡口形式、焊接方法、焊條類型、焊接位置、焊縫形狀、焊后的焊縫加工、焊后的熱處理等均會對其發(fā)生影響。具有永久型墊板的對接鋼膜結(jié)構(gòu)項目接頭由于墊板處形成嚴重的應(yīng)力集中,降低了鋼膜結(jié)構(gòu)項目接頭的疲勞強度。這種鋼膜結(jié)構(gòu)項目接頭的疲勞裂紋均從焊縫和墊板的接合處產(chǎn)生,而并不是在焊趾處產(chǎn)生,其疲勞強度—般與不帶墊板的最不佳外形的對接鋼膜結(jié)構(gòu)項目接頭的疲勞強度相等。
十字鋼膜結(jié)構(gòu)項目接頭或T形鋼膜結(jié)構(gòu)項目接頭在焊接結(jié)構(gòu)中得到了廣泛的應(yīng)用。在這種承力鋼膜結(jié)構(gòu)項目接頭中,由于在焊縫向基本金屬過渡處具有明顯的截面變化,其應(yīng)力集中系數(shù)要比對接鋼膜結(jié)構(gòu)項目接頭的應(yīng)力集中系數(shù)高,因此十字或T形鋼膜結(jié)構(gòu)項目接頭的疲勞強度要低于對接鋼膜結(jié)構(gòu)項目接頭。對未開坡口的用角焊縫連接的鋼膜結(jié)構(gòu)項目接頭和局部熔透焊縫的開坡口鋼膜結(jié)構(gòu)項目接頭,當焊縫傳遞工作應(yīng)力時,其疲勞斷裂可能發(fā)生在兩個薄弱環(huán)節(jié)上,即基本金屬與焊縫趾端交界處或焊縫上。對于開坡口焊透的的十字鋼膜結(jié)構(gòu)項目接頭,斷裂一般只發(fā)生在焊趾處,而不是在焊縫處。焊縫不承受工作應(yīng)力的T形和十字鋼膜結(jié)構(gòu)項目接頭的疲勞強度主要取決于焊縫與主要受力板交界處的應(yīng)力集中,T形鋼膜結(jié)構(gòu)項目接頭具有較高的疲勞強度,而十字鋼膜結(jié)構(gòu)項目接頭的疲勞強度較低。提高T形或十字鋼膜結(jié)構(gòu)項目接頭疲勞強度的根本措施是開坡口焊接,并加工焊縫過渡處使之圓滑過渡,通過這種改進措施,疲勞強度可有較大幅度的提高。
搭接鋼膜結(jié)構(gòu)項目接頭的疲勞強度是很低的,這是由于力線受到了嚴重的扭曲。采用所謂“加強”蓋板的對接鋼膜結(jié)構(gòu)項目接頭是極不合理的,由于加大了應(yīng)力集中影響,采用蓋板后,原來疲勞強度較高的對接鋼膜結(jié)構(gòu)項目接頭被大大地削弱了。對于承力蓋板鋼膜結(jié)構(gòu)項目接頭,疲勞裂紋可發(fā)生在母材,也可發(fā)生在焊縫,另外改變蓋板的寬度或焊縫的長度,也會改變應(yīng)力在基本金屬中的分布,因此將要影響鋼膜結(jié)構(gòu)項目接頭的疲勞強度,即隨著焊縫長度與蓋板寬度比率的增加,鋼膜結(jié)構(gòu)項目接頭的疲勞強度增加,這是因為應(yīng)力在基本金屬中分布趨于均勻所致。
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