钢结构课件第三章钢结构连接.ppt

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1、第三章钢结构的连接本章重点1、钢结构的各种连接方法的特点；2、角焊缝的构造与计算；3、焊接残余应力与变形的产生机理与影响；4、普通螺栓受剪连接的破坏形式与机理；5、高强螺栓连接的构造与计算。目录第一节钢结构的连接方法第二节焊接连接的特性第三节对接焊缝连接的构造和计算第四节角焊缝连接的构造和计算第五节焊接残余应力和焊接残余变形第六节普通螺栓连接的构造和计算第七节高强度螺栓连接的性能和计算第一节钢结构的连接方法一、连接设计原则二、结构的连接方法一、连接设计原则钢结构是由钢板、型钢通过必要的连接组成构件，各构件再通过一定的安装连接而形成整

2、体结构。连接部位应有足够的强度、刚度及延性。被连接构件间应保持正确的相互位置，以满足传力和使用要求。连接的加工和安装比较复杂、费工，因此选定合适的连接方案和节点构造是钢结构设计中重要的环节。连接设计不合理会影响结构的造价、安全和寿命。设计时应根据连接节点的位置及其所要求的强度和刚度，合理地确定连接方式及节点的细部构造和计算方法，并应注意以下几点：(1)连接的设计应与结构内力分析时的假定相一致；(2)结构的荷载，内力组合应能提供连接的最不利受力工况；(3)连接的构造应传力直接，各零件受力明确，并尽可能避免严重的应力集中；(4)连接的计

3、算模型应能考虑刚度不同的零件间的变形协调；(5)构件相互连接的节点应尽可能避免偏心，不能完全避免时应考虑偏心的影响；(6)避免在结构内产生过大的残余应力，尤其是约束造成的残余应力，避免焊缝过度密集；(7)厚钢板沿厚度方向受力容易出现层间撕裂，节点设计时应予以充分注意；(8)连接的构造应便于制作、安装，综合造价低。二、结构的连接方法焊缝连接铆钉连接螺栓连接焊缝连接20世纪初开始在工程结构上较广泛应用。焊接是现代钢结构最主要的连接方法之一。优点：不削弱构件截面，构造简单，节约钢材，加工方便，可采用自动化操作，生产效率高。刚度较大、密封性

4、能好。缺点：焊缝附近存在热影响区，由高温快速降到常温，使钢材脆性加大；存在焊接残余应力及残余变形；焊接结构低温冷脆问题也比较突出。铆钉连接优点：传力可靠，韧性和塑性好，质量易于检查，抗动力荷载好。缺点：构造复杂、费工、费钢。螺栓连接（1）普通螺栓连接1）C级螺栓连接：2）A、B级螺栓连接：（2）高强螺栓连接20世纪中钢结构开始采用。是现代钢结构最主要的连接方法之一。（3）射钉、自攻螺栓连接（1）．普通螺栓连接优点：装卸便利，设备简单。缺点：螺栓精度低时不宜受剪，螺栓精度高时加工和安装难度较大。（2）.高强螺栓连接优点：加工方便，对结

5、构削弱少，可拆换，能承受动力荷载，耐疲劳，塑性、韧性好。缺点：摩擦面处理，安装工艺略为复杂，造价略高（3）射钉、自攻螺栓连接优点：灵活，安装方便，构件无须予先处理，适用于轻钢、薄板结构。缺点：不能受较大集中力。第二节焊接连接的特性一、钢结构中常用的焊接方法二、焊缝类型三、焊缝缺陷、质量检验和焊缝级别四、焊缝符号及标注方法一、钢结构中常用的焊接方法1、电弧焊1）手工焊2）自动焊3）半自动焊2、电阻焊3、气焊4、电渣焊注：各种焊接方法的比较。各种焊接方法的比较焊接方法焊条焊剂操作方式适应范围质量状况电弧焊手工焊焊条短焊条(350－400

6、mm)附于焊条之药皮全手动工位复杂，形状复杂之焊缝比自动焊略差自动焊连续焊丝焊剂全自动长而简单的焊缝质量均匀、塑性、韧性好，抗腐蚀性强半自动焊连续焊丝CO2气体保护人工操作前进任意焊缝质量均匀、塑性、韧性好，抗腐蚀性强电阻焊无无通电、加压、机械薄板点焊一般用作构造焊缝气焊无短、光焊条无（乙炔还原手工薄板、小型、不同材质结构中一般用作构造焊缝焊接连接与铆钉、螺栓连接比较，有以下优缺点：优点：1）不需打孔，省工省时；2）任何形状的构件可直接连接，连接构造方便；3）气密性、水密性好，结构刚度较大，整体性较好。缺点：1）焊接附近有热影响区，

7、材质变脆；2）焊接的残余应力使结构易发生脆性破坏，残余变形使结构形状、尺寸发生变化。3）焊接裂缝一经发生，便容易扩展。三、焊缝缺陷、质量检验和焊缝级别1、焊缝缺陷2、焊缝质量检验和焊缝级别3、焊缝连接的型式及焊缝形式4、焊缝符号及标注方法1、焊缝缺陷①焊缝尺寸偏差;②咬边;③弧坑,起弧或落弧处焊缝所形成的凹坑；④未熔合；⑤母材被烧穿;⑥气孔；⑦非金属夹渣；⑧裂纹。缺陷会引起应力集中削弱焊缝有效截面，降低承载能力。若发现焊缝有裂纹，应彻底铲除后补焊。2、焊缝质量检验和焊缝级别焊接时为保证质量，需要注意之处：（1）对不熟悉的钢种焊接时，

8、需做工艺性能和力学性能的试验；（2）焊工要进行考核，持证上岗；（3）焊条、焊丝、焊剂按规定烘焙；（4）多层焊接需连续施焊，每层焊道之间要清理；（5）焊缝出现裂缝，应申报、查明原因，方能处理。焊缝质量检验方法分：外观检查、超声波探伤检验