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在上一篇讲了钢管柱理想的受力状态下(即轴心受压),直缝焊管和螺栓焊管抗打击能力, 但现实中纯粹的轴心受压很少,钢柱或管道常同时受到轴力、弯矩的作用, 比如受到风、地震、安装偏差、自重等荷载的作用引起弯曲, 钢柱就会受弯变形,从而形成一种叫做“压弯组合的构件”。 所以,钢管的抗弯性能是非常重要的。 在抗弯性能的优异性上,直缝和螺旋到底有什么不同的地方呢?
我们一个一个来说。
首先对于直缝焊管,其主焊缝方向与管子的纵向平行, 这个纵向就是弯矩作用方向, 在承受纵向弯曲时,最大应力出现在管壁的顶部和底部,如下图所示: 那位于顶部和底部的直缝能承受得住这个应力吗? 当然可以。 对于高质量的直缝埋弧焊管,其焊缝可以与母材等强甚至更强, 直缝埋弧焊管工艺 因此能这个直缝能非常有效地承担弯曲应力。 那螺旋焊管呢? 他的焊缝受力就比较复杂了。 因为他的焊缝方向与管子轴线有一个通常为45-65度的夹角。如下图所示: 当管子承受纵向弯曲时,最大主应力方向是纵向的,而螺旋焊缝是斜向的。 这样会导致什么结果呢? 主要有两种不利的情况。 第一个 ,传力的路径变复杂了。 你想想,力的传导走直线好,还是走曲线好呢? 当然是直线了,力如果走曲线,那会产生复杂的应力状态,直接影响材料的有效利用率。 第二个,螺旋焊缝更薄弱。
因为他的弯弯曲曲的焊道,你工艺再好,其焊接质量也是比不过埋弧直缝的,如果再存在焊缝缺陷,那受力更是薄弱。 建高速公路,那也是直路比弯曲路质量要更有保障,对吧。
大量的工程实践表明,在承受弯曲载荷时,直缝焊管的力学性能更可靠、承载力更强。 在许师傅这么多年的施工经历也几乎没有见过在主要受力结构使用螺旋焊管。
最后总结一下: 如果结构存在明显的弯曲、扭转或压弯组合受力,比如绝大多数建筑钢结构、起重机臂、压力管道,应优先选择直缝焊管,其承载力的可靠性和安全性远高于螺旋焊管。
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