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月 尹 、 ，
根据混凝土板单元的受力及平衡条件可得如下关系式：
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ｃｏ ［ １求得 梁 完 组合以 组合作 ｉ 等［ 在 组合 在 全 ｎ ５ ， ６ 及无 用下的 弯曲曲
· 率基础上， 引人滑移效应的影响， 求得修正后的弯曲中心， 以此来 得到组合梁截面的应力。 文中通过材料力学原理， 推导出在均布荷载作用下的简支组 合梁交界面相对滑移的理论计算公式， 进一步得出挠度变形以及 弯曲曲率的计算公式， 从而得到组合梁任意截面的应力分布， 并
采用有限元软件 Ａ Ｓ Ｓ进行分析， ＮＹ 根据计算模 型用
ＰＡ Ｅ３２ ４ Ｌ Ｎ １， 节点热 ３ １ 一应力祸合单元建立有限模型［。利用 ］ ’
Ａ ＳＳ Ｎ Ｙ 单元生死方法和 祸合功能模拟焊接过程。其焊缝区沿焊 缝的应力分布如图２ 所示， 钢板上表面应力分布如图３ 所示。
Ｒ Ｅｎ
２ 相对滑移的理论计算公式 ２ １ 基本假定 ．
１钢梁与混凝土均为各向同性的弹性体；） ） ２变形前后， 组合 梁中的钢梁和混凝土板符合平截面假定；） ３钢梁与混凝土板的弯 曲曲率相等， 即钢梁与混凝土板之间无竖向掀起；） ４剪力连接件 沿梁长均匀布置， 连接件的荷载滑移关系为线性关系。
２２ 建立微分方程 ． 根 基 假 取钢梁与 定， 据 本 混凝土 板组合梁 某一单元 并 体， 蒋
钢梁与混凝土板单元分离开来， 如图 １ 所示。由组合梁单元的受 力及平衡条件， 考虑弯矩与曲率的关系式， 以及交界面的滑移应 变可得如下方程组：
聂建国 ［ 〕 ，推导了在不同 作用下钢一混凝土组合梁因 等［ ｉ ２ 荷载
滑移效应引起的附加变形计算公式， 并求得滑移效应使组合梁产 生的附加曲率进而考虑滑移效应对组合梁弯曲强度的影响； 余志
第３ ３卷
２ ００ ７
第 年
３ Ｏｎ
期 月
山
西
建
筑
Ｖｏ． ３ ｏ ８ ｌ３ Ｎ ．
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Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣ ＴＥ ＵＲＥ ＨＩ ＣＴ
２０ ０７
·５ ． ７
文章编号：０９ ８５２０ ）８０５－ １０－ ２ （０７０－０７ ２ ６ ０
Ｔ型钢节点焊接残余应力及变形研究
翟晓鹏 张系斌 刘泰凤
图 １ 钢管与节点板焊接坡口形式
３２ 有限元计算及残余应力分析 ．
收稿 日期： ０ － － ； ６１ ２ ２ ０ ０４
作者简介： 翟晓鹏（ ８－ 长江大学城市建设学院钢结构研究所硕士研究生， 荆州 ４４２ １ ０ ）男， ９ ． 湖北 ３０３ 张系斌（９６ ）男， １５－ 教授， ． 长江大学， 荆州 ４４２ 湖北 ３０３
武等［将剪力连接件拟合为符 ｏ ｍ ｎ ［ ３ １ 合Ｇｏ ａ假设的弹性夹层， ｄ 推导
出 考虑滑 效 组 支梁 度 公式； 移 应的 合简 挠 计算 王连广等闭对钢 一
轻骨料混凝土组合梁滑移性能进行了实验研究和理论分析；ｅ － Ｓｒ ａ
（ｃｓ ＋二ｈＮ啥 省 Ｅ＋ｌ （十 ）＝ 一 ｃＥ） 、 ｓｓ Ｉ ｓ ０ ｕ ）ｓ ＇ Ｎ ＝Ｓ （＋ ）‘ｌＥｓ ｓ ｈ ｈ‘Ｅｃ Ａ ｃ ｓ一ｃ＋ Ｌｕ ， １
５ １６ １ ． ２ ６
的综合 应力， 计算应力公式为。 Ｄ 。 。 。 ＝ （ 一 。 其中， 为温度变 ） 。 。
化引起的温度应变。
０ ３５８ ４ ．９ ７ ．９ ９ ．９ １７ ９ ８ ２ ．９ ７ １６ ７ ４ ３ ２ １．８ ０ ４ １．９ ３ ．９ ５ ．９ ８ ．９ １６ １ １ １７９ ５３ ７ ８９ ５ ２ ５３ ０ ．９ ＤＩＴ Ｓ
ＺＩ Ｉ ｏｐｎ Ｚ Ａ Ｇ －ｉ Ｉ Ｔ ｉｅｇ Ｉ Ｍａ ｅｇ Ｈ Ｎ Ｘ ｂ ＬＵ － ｎ Ａ － ｉ ｎ ａｆ
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［］ 修三． 钢的焊接【 ． １上田 结构 Ｍ］北京： 金工 版社， ０． 冶 业出 ２４ ０ 【 幻王助成 有限单元法【 ． Ｍ］北京： 清华大学出 版社， ０． ２３ ０ ［］ ３龚曙光．Ｎ Ｙ 工程应用实例解析［ ． Ａ ＳＳ Ｍ］北京： 机械工业出 版
社 ，０３ ２０ ．
５ 结语 文中采用有限元数值模拟的方法分析了Ｔ型节点焊接残余 应力及变形分析， 给出了Ｔ型焊接残余应力的分布规律和控制变
王 硕
摘 要： 通过材料力学原理： 推导出 在均布荷载作用下的简支组合梁交界面相对滑移的 理论计算公式， 进一步得出 挠度 变形以 及弯曲曲率的计算公式， 讨论了 滑移效应对弯曲 应力的影响， 为进一步的 理论研究提供了 依据。
关键词： 滑移效应， 钢一混凝土组合梁， 弯曲应力 中图分类号二Ｕ ７． Ｔ ３５１
Ｋ：ｒ ｓｌ
图２
９妇 ＝１ ５６ ４ ５ ６ １．７ ７ Ｖ ＝匆 １５ ＩＥ ９
焊缝区沿焊缝的应力分布
（ １＊ ａ ｘ ０ ＊）
Ｙ ＡＨ ｎ工 犷
Ｉ ＇ Ｍ ＝８ ２
５０ ３ １１ ５ ．４ ４４ １７ １ ９ ．０
３９ ０ ２ １ ３ ．６
Ｐ １２ ３ Ｙ ）＝７ 任 Ｎ
３引 ８ １ 治．２ ２任】．８ ７３１ ２２ ５９ １ ４ ．４ ！ ８ ．０ ６月５１ ！１３０ １ ２ ．６
摘 要： 运用有限元方法分析研究了Ｔ型节点焊接的残余应力与变形， 重点阐述了 该Ｔ型焊接变形的类型、 残余应力分 布规律及控制焊接变形的措施， 供类似工程参考。
关键词： Ｔ型节点， 焊接变 残余应力 形，
中图分类号二Ｕ ５ ．１ Ｔ ７８１ 文献标识码： Ａ
１ 研究目的
焊接过程中， 应力变形是随时间而改变的。当焊件温度降至
式大多采用相贯焊接， 但其残余应力比 较大， 同时残余变形比较
难控制。文中拟采用Ｔ型节点取代管管相贯焊缝， ． 并对Ｔ型节点 焊接残余应力与变形进行分析研究。
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形的措施。证明在工程中用 Ｔ型焊接对接焊缝取代相贯焊缝， 可
［］ 乐． 接工程学［ ． ４曾 焊 Ｍ］北京： 新时代出 版社， ８． １６ ９ ［」 ５北京土木工程建筑学会． 钢结构工程施工技术措施〔 ． Ｍ］北 京： 经济科学出 版社， ０． ２５ ０
Ｒｅｅ ｒｈ ｓ ｒｓ ｕ ｌ ｅｓ Ｔ ｔｐ ｓ ｅ ｈｄ ｗ ｌｉｇ ｄ ｄｆｒ ｔ ｎ ｓａｃ ｅ ｏ ｅｉ ａ ｓｒｓ ｏ － ｅ ｔ ｌ ｅ ｄｎ ａ ｉ ｅ ｍａｉ ｎ ｄ ｔ ｆ ｙ ｅ ｏ ｅ ｎ ｔ ｏ ｓ ｏ
文献标识码： Ａ
１ 概述
钢一混凝土组合梁中剪力连接件是钢梁与混凝土板共同工 作的关键， 前应用最广泛的剪力连接件是圆柱头焊钉连接件。 目 由于连接件在传递钢梁与混凝土交界面上的水平剪力时自身要 发生变形， 使钢梁与混凝土交界面上产生相对滑移。对于使用圆 柱头焊钉这类柔性连接件的组合梁， 滑移效应对组合梁的力学性 能产生不可忽略的影响， 许多学者通过实验发现按照换算弹性模 量法计算所得的组合梁挠度值要小于实测值， 这在工程中是偏不 安全的， 我国Ｇ ５０７ ０３ Ｂ １－ ０ 钢结构设计规范对部分连接组合 ０ ２ 梁， 考虑了滑移效应对刚度的折减以及对极限抗弯强度的影响。
讨论了焊钉纵桥向布置间距对截面应力的影响。
ｄ ｓ ｄ ｃ ｓｘ Ｎ 二一 Ｎ ＝一ｒｄ 由假定得到交界面上分布剪力与相对滑移的关系式：
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其中， 焊钉的抗剪刚度； 为焊钉纵桥向 Ｋ为 Ｐ 间距。 令ａ ＥＩ十 ｓ ； ｃ ＝ ｃ ＥＩ Ｑ ＥＡｃ Ｅ Ａ ；“二ｈｃ ｓ ； ｃ ｓ ｈ ｃ ＋ｈｕ ｋ ＝ ｓ ｓｓ
受任何约束， 则物体上有变形而不引起应力， 但是物体由于约束或 各部分温度变化不均匀热变形不能自由进行时， 则在物体中产生 应力， 物体由于温度的变化而引起的应力称为热应力。当弹性体 的温度场已经求得时， 就可以进一步求出弹性体各部分的热应力。 由于热变形产生的应变可以看作是物体的初应变， 计算热应 力时只需算出 热变形引起的初应变。， 。求得相应的初应变引起的 等效节点载荷Ｐｏ与其他载荷项合在一起， Ｅ ， 求得包括热应力在内
６５ １ 日旧 ５． ６２ ７ ７ ６ ８ ．９ ６０３ ７ ２ ２ ．９ ５７ ９ ７ ５ ．朋
２ 残余应力计算方法［ Ｉ ｌ ｌ
当物体各部分温度发生变化时物体将由于热变形而产生线 应变ａＯ ０） 其中， 为材料的 （ 一 ０。 ａ 线膨胀系数； 为弹 ０ 性体内任一
５４５ ７ ４ ９ ．８ ５２ １７０ ３ ．８
４ 悍接 残余变 控制５ 形的 ［ １ １
从设计和工艺两方面着手， 根据分析结果及实际工程中发现 的问题， 采取以下措施确保焊缝质量， 减小焊接变形。１预留补 ） 偿余量。根据试验结果， 为便于管理， 每根无缝管制作时预留 １ｍ ０ ｍ余量。ｚ采用合理的安装、 ＞ 焊接顺序。对析架结构采取由 中间往两边对称安装、 焊接的顺序。先将处于正中间的析架结构 准确定位并进行刚性固定． 接着安装邻近的无缝管， 测量定位后，