第3章 钢结构的连接
《第3章 钢结构的连接》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第3章 钢结构的连接（123页珍藏版）》请在文档大全上搜索。
1、第三章钢结构的连接第三章钢结构的连接（1） 掌握钢结构常用的连接方法、特点及应掌握钢结构常用的连接方法、特点及应用范围；用范围；（2） 了解对接焊缝的工作性能，掌握对接焊了解对接焊缝的工作性能，掌握对接焊缝的计算方法；缝的计算方法；（3） 了解角焊缝的工作性能，掌握角焊缝的了解角焊缝的工作性能，掌握角焊缝的计算方法，理解各构造尺寸限制的意义；计算方法，理解各构造尺寸限制的意义；本章提要本章提要（4） 了解焊接应力、焊接变形的形成原因，了了解焊接应力、焊接变形的形成原因，了解减少焊接应力、焊接变形的措施；解减少焊接应力、焊接变形的措施；（5） 了解普通螺栓连接的工作性能、破坏形态，了解普通螺栓连
2、接的工作性能、破坏形态，掌握普通螺栓连接的计算方法；掌握普通螺栓连接的计算方法；（6） 了解高强螺栓连接的工作性能，掌握高强了解高强螺栓连接的工作性能，掌握高强螺栓连接的计算方法。螺栓连接的计算方法。 本本 章章 内内 容容1 钢结构的连接方法和特点钢结构的连接方法和特点2 焊接连接的特性和焊缝焊接连接的特性和焊缝3 对接焊缝的构造与计算对接焊缝的构造与计算4 角焊缝的构造与计算角焊缝的构造与计算5 焊接残余应力和残余变形焊接残余应力和残余变形6 螺栓连接的排列和构造要求螺栓连接的排列和构造要求7 普通螺栓连接的工作性能与计算普通螺栓连接的工作性能与计算8 高强度螺栓连接的工作性能与计算高强度
3、螺栓连接的工作性能与计算1 钢结构的连接方法和特点钢结构的连接方法和特点 钢结构的连接方法有焊接、铆钉连接和螺栓连接三种。 3-1钢结构连接方法 (a) 焊接；(b) 铆接；(c) 栓接 铆钉连接是将一端带有预制钉头的铆钉，插入被连接件的钉孔中，用铆钉枪或压铆机将另一端压成封闭钉头而成。 焊接是钢结构最主要的连接方式，优点是任何形状的结构都可以用焊缝连接，构造简单，省工省料，而且能实现自动化操作，生产效率高。 螺栓连接分普通螺栓连接和高强螺栓连接。普通螺栓是用A3F(Q235AF）钢制造的，按加工精度分为A、B、C三级。 螺栓性能等级“m.n级”，小数点前的数字表示螺栓成品的抗拉强度不小于m1
4、00N/mm2，小数点及小数点后的数字表示螺栓材料的屈强比，即屈服点与抗拉强度的比值。高强度螺栓分高强度螺栓摩擦型连接、高强度螺栓承压型连接两种。系用高强钢材制成，可对栓杆施加很大的紧固预拉力，使板叠压得很紧，利用板间的摩擦阻力传递剪力，这就是摩擦型高强螺栓连接。承压型连接允许连接件之间接触面发生相对滑移，以栓杆被剪断或承压破坏作为连接承载能力的极限状态。 在摩擦阻力被克服以后继续靠栓杆承担荷载，连接变形比摩擦型大，只能用于承受静荷载。2 焊接连接的特性和焊缝质量等级焊接连接的特性和焊缝质量等级焊接方法有电弧焊、电阻焊、气焊等。电弧焊又分为手工焊、自动焊和半自动焊三种。目前，钢结构中常用的是手
5、工电弧焊。（1） 手工电弧焊与焊条如图3-2所示，电焊机即是一个降压变压器，其两个电极一极连焊钳（焊条），一极连焊件。常用的焊条牌号有E43型、E50型和E55型等。优点：方便，特别适合在高空和野外作业，小型焊接。缺点：质量波动大，要求焊工等级高，劳动强度大，效率低。钢结构焊接方法钢结构焊接方法（2） 自动焊或半自动焊自动焊设备（自动电焊机）工艺原理如图3-3所示。自动或半自动埋弧焊所用焊丝和焊剂还应与主体金属强度相适应，即要求焊缝与主体金属强度等强度。优点：自动化程度高，焊接速度快，劳动强度低，焊接质量好。缺点：设备投资大，施工位置受限等。图3-2手工电弧焊 图3-3自动埋弧电弧焊 焊缝连接
6、按构件的相对位置可分为对接、搭接、T形连接、角部连接等形式。焊缝按构造可分为对接焊缝和角焊缝两种，如图3-4所示。 对接焊缝：在两焊件连接面的间隙内，用溶化的焊条金属填设，并与焊件溶化部分相结合，形成的焊缝。角焊缝：焊缝金属填充在被连接件形成的直（斜）角区域内的焊缝。对接焊缝省料、传力均匀、强度高，但边缘须作坡口，尺寸要求严且制造费工。焊缝连接形式及焊缝形式焊缝连接形式及焊缝形式图3-4焊缝连接形式 （1）按两焊件的相对位置分：（2）对接焊缝按受力与焊缝方向分： a）直缝：作用力方向与焊缝方向正交 b）斜缝：作用力方向与焊缝方向斜交图3-6焊缝的施焊位置（平、立、横、仰）（3）角焊缝按受力与焊
7、缝方向分： a）端缝：作用力方向与焊缝长度方向垂直 b）侧缝：作用力方向与焊缝长度方向平行 （4）按焊缝连续性： a）连续焊缝：受力较好 ； b）断续焊缝：易发生应力集中 焊缝按施焊位置又可分为平焊、立焊、横焊、仰焊，平焊施焊最方便，质量易于保证；仰焊施焊条件最差，质量不易保证，设计时应尽量避免（图3-6）。 常见的焊接缺陷： 裂纹、气孔、未焊透、夹渣、咬边、烧穿、凹坑、塌陷、未焊满。裂纹是焊缝连接中最危险的缺陷。焊缝缺陷和质量检验焊缝缺陷和质量检验焊接质量将直接影响焊缝的强度，对焊缝的质量应按其受力性质和所处的部位进行分级检验。质量检验分为三级，其中三级质量检验只对全部焊缝作外观检查，即只检
8、查焊缝外观缺陷（气孔、咬边）和几何尺寸是否符合三级标准的要求；二级的检验项目规定除对全部焊缝按二级标准检查外观外，还须按要求用超声波抽查焊缝长度的50%；一级的检验项目则规定除对全部焊缝按一级标准检查外观外，尚需按要求用超声波检查，并用X射线抽查焊缝长度2%，且部分拍片。 对接焊缝的质量分一、二、三级，其中一、二级质量的强度与母材相同，三级质量的抗拉强度设计值则降低了15%。角焊缝均为三级质量，其强度设计值不论拉、压、剪均取统一值。 焊缝质量检验方法分：外观检查、超声波探伤检验、X射线检验。 焊缝质量分三级: 一级焊缝需经外观检查、超声波探伤、x射线检验都合格；二级焊缝需外观检查、超声波探伤合
9、格；三级焊缝需外观检查合格。在钢结构施工图中的焊缝，应遵照焊缝符号表示法（GB 32488）和建筑结构制图标准（GB/T50105）的规定予以标注（见表3-1）。 焊缝符号主要由图形符号、辅助符号和引出线等部分组成。 图形符号表示焊缝截面的基本形式。引出线由横线、斜线及箭头组成，而横线由两条平行的实线与虚线组成，可在实线侧或虚线侧标注符号，斜线和箭头则将整个焊缝符号指向图形的有关焊缝处。 焊缝符号与标注方法焊缝符号与标注方法当焊缝分布不规则时，在标注焊缝符号的同时，宜在焊缝处加粗线（表示可见焊缝）或栅线（表示不可见焊缝），工地安装焊缝加号（图3-7）。图3-7焊缝标注图形 (a) 可见焊缝；(
10、b) 不可见焊缝；(c） 工地安装焊缝 表表3-1焊缝符号焊缝符号 3 对接焊缝的构造和计算对接焊缝的构造和计算（1） 选择正确的坡口与间隙保证焊透如图3-8所示，根据焊接条件和钢板的厚度可选择图中的各种坡口形式，图中的坡口形式（由钢板厚度决定）、间隙c和角度可参见国家有关标准。（2） 设置引弧板 焊缝的起弧灭弧处，常会出现弧坑等缺陷，引起应力集中并易产生裂纹。可设引弧板于两端，其材料和坡口形式同于焊件，在焊接完毕后切除（图3-9）。 1 对接焊缝的构造对接焊缝的构造（3） 清渣补焊U形和V形焊缝主要为正面焊，其根部往往没有焊透而存在缺陷。所以一面焊完后，应反过来清渣补焊，以保证焊缝质量。（4
11、） 不同厚度与宽度钢板的连接在钢板拼接处，当焊件宽度不同或厚度在一侧相差超过4mm时，应分别在宽度或厚度方向从一侧或双侧做成坡度不大于1 2.5的斜角（如图3-10）所示，形成平缓过渡，减少应力集中。 （5） 采用不焊透的对接焊缝时应在设计图中注明坡口的形式与尺寸，其有效厚度he不得小于1.5 ,t为坡口所在焊件的较大厚度。 t图3-8对接焊缝的坡口形式 图3-9引弧板 图3-10钢板变截面平接 (a) 变宽度；(b) 变厚度 （1） 轴心受力的对接焊缝计算2 对接焊缝的计算对接焊缝的计算 或 wcwNfl twtft-在对接连接中较小的厚度，在T形接头中为腹板厚度。lw-焊缝计算长度，无引弧
