钢结构设计原理第三章钢结构的连接

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1、第三章钢结构的连接§3-1钢结构的连接方法及其特点钢结构是由若干构件组合而成的。连接的作用就是通过一定的方式将板材或型钢组合成构件，或将若干个构件组合成整体结构，以保证其共同工作。因此，连接方式及其质量优劣直接影响钢结构的工作性能。钢结构的连接必须符合安全可靠、传力明确、构造简单、制造方便和节约钢材的原则。连接接头应有足够的强度，要有适宜于施行连接的足够空间。(a)(b)焊接连按撫钉连接(c)缥斤连接图3」钢结构的连接、钢结构的连接方法可分为焊接连接、螺栓连接和钏钉连接。・焊接连接：是钢结构最主要的连接方法。焊接连接又可分为对接焊缝和角焊缝。・螺栓连接：可分为普通螺栓连接和高强度螺栓连接。

2、・御钉连接：由于其构造复杂、费钢费工且为热作业，现已很少使用。二.根据连接板的相对位置可分为对接、搭接和盖板拼接。三、特点1.焊接连接优点：构造简单，任何形式的构件都可直接相连；用料经济，不削弱截面；制作加工方便，可实现自动化操作；连接的密闭性好，结构刚度大。缺点：在焊缝附近的热影响区内，钢材的金相组织发生改变，导致局部材质变脆；焊接残余应力和残余变形使受压构件承载力降低；焊接结构对裂纹很敏感,局部裂纹一旦萌生，就很容易扩展到整个构件截面，低温冷脆问题突出。2.螺栓连接(1)普通螺栓连接普通螺栓分为A、B、C三级。A级与B级为精制螺栓，螺栓表面光滑，尺寸准确，盅比〃大0.3—0.5mm,对

3、成孔质量要求高。由于精度较高，因而受剪性能较C级螺栓好。但由于制作和安装复杂，价格较高，已很少使用。C级为粗制螺栓，由未经加工的圆钢压制而成，表面粗糙，比比〃大1.5~3mmo由于栓杆与栓孔间的间隙较大，受剪力作用时，变形较大，工作性能差。但安装方便，且能有效地传递拉力，故一般可用于沿螺栓杆受拉的连接中，以及次要结构的抗剪连接或安装时的临时固定。（2）高强度螺栓连接高强度螺栓连接分为摩擦型连接和承压型连接。摩擦型连接的剪切变形小，弹性性能好，施工较简单，可拆卸，耐疲劳，特别适用于承受动力荷载的结构。承压型高强度螺栓的承载力高于摩擦型，但剪切变形大，故不得用于承受动力荷载的结构中。（3）钾钉

4、连接19世纪20年代开始使用钾钉连接，钾钉连接的塑性、韧性和整体性好，连接变形小，传力可靠，承受动力荷载时的疲劳性能好，特别适用于重型和直接承受动力荷载的结构。但由于其构造复杂，用钢量大，施工麻烦，噪音大，目前已很少采用。钾钉连接的受力性能、构造要求及设计方法原则上与普通螺栓连接相同，不同的是设计参数及设计值取值不同。探关键词焊接连接weldedconnection螺栓连接boltedconnection钾钉连接rivetedconnection§3-2焊接方法和焊缝连接型式一、焊接方法焊接方法种类很多，按其工艺过程的特点分为熔焊（包括电弧焊、气焊、电渣焊、铝热焊、激光焊和电子束焊）、压焊

5、（包括锻焊、摩擦焊、电阻焊、超声波焊、扩散焊、高频焊、气压焊、冷压焊、和爆炸焊）及钎焊（火焰钎焊、烙铁钎焊、感应钎焊、电阻钎焊、盐浴钎焊、炉中钎焊）三大类。用于钢结构连接的焊接方法主要有电弧焊（包括手工电弧焊、自动或半自动埋弧焊和气体保护焊）及电阻焊。手工电弧焊、气体保护焊、单丝埋弧自动焊、双丝埋弧自动焊、熔嘴电渣焊、栓钉焊等。（1）手工电弧焊是最常用的一种焊接方法。通电后，在涂有药皮的焊条和焊件间产生电弧，所用焊条应与焊件钢材相适应（Q235选用E43型，Q345选用E50型，Q390、Q420选用E55型，）。其设备简单，操作灵活方便，适于任意空间位置的焊接，特别适于焊接短焊缝。但生产

6、效率低，劳动强度大，焊接质量随机性大。（2）埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧的一种电弧焊方法。由于采用了自动或半自动操作，焊接时的工艺条件稳定，焊缝化学成分均匀，质量好，但对焊缝边缘的装配精度要求较高。(3)二氧化碳气体保护焊是利用二氧化碳气体作为保护介质的一种电弧熔焊方法。(4)熔嘴电渣焊是先打盲孔，然后利用通电焊条底融，从而形成焊缝。(5)栓钉焊一般用于钢梁与压型钢板之间的焊接。二、焊缝连接型式焊缝连接的型式按照被连接构件的相对位置分为平接、搭接、T形连接和角接。图3-2焊缝连接的型式根据焊缝施焊位置可分为平焊(俯焊)、横焊、立焊和仰焊。(b)J刃图3-3焊缝的施焊位置三、焊接缺陷焊接缺陷指

7、焊接过程中产生于焊缝金属或附近热影响区钢材表面或内部的缺陷。(1)气孔由于焊接过程中的水产生的氢气和氧气而形成的。当气孔为孤立时,对静载的影响不大；当气孔为链状时，相当于裂缝，对静载的影响较大。因此,在焊接时，应对焊条进行烘干、保温。(2)夹渣主要由焊条的药皮引起，焊接完需清渣。(3)咬肉焊缝与热影响区的交界处形成的弧坑，对疲劳强度的影响较大。(4)未焊透避免根部未焊透的措施：①焊件离开一段距离；②采用垫板实焊。垫板的强