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1、,第三章,钢结构的连接,1,第三章钢结构的连接1,一、焊缝连接,3.1 钢结构的连接方法,优点：不削弱截面，方便施工，连接刚度大；,缺点：材质易脆，存在残余应力，对裂纹敏感。,2,一、焊缝连接 3.1 钢结构的连接方法对接焊缝连接优点,三、螺栓连接,优点：连接刚度大，传力可靠；,分为： 普通螺栓连接 高强度螺栓连接,二、铆钉连接,缺点：对施工技术要求很高，劳动强度大，施工条件差， 施工速度慢。,优点：拆装方便 缺点：板件有削弱,3,三、螺栓连接 优点：连接刚度大，传力可靠； 分,一、钢结构常用焊接方法,1.手工电弧焊,A、焊条的选择： 焊条应与焊件钢材相适应。,原理：利用电弧产生热量 熔化焊条
2、和母材形 成焊缝。,3.2 焊接连接的特性,4,一、钢结构常用焊接方法1.手工电弧焊A、焊条的选择：原理：利,单击图片3-1播放,5,单击图片3-1播放5,Q390、Q420钢选择E55型焊条(E5500-5518),Q345钢选择E50型焊条(E5000-5048),B、焊条的表示方法：,E焊条(Electrode),第1、2位数字为熔融金属的最小抗拉强度（kgf/mm2),第3、4适用焊接位置、电流及药皮的类型。,不同钢种的钢材焊接，宜采用与低强度钢材相适应的焊条。,缺点：质量波动大，要求焊工等级高，劳动强度大，效率低。,优点：方便，特别在高空和野外作业，小型焊接；,Q235钢选择E43型
3、焊条（E4300-E4328),C、优、缺点,6,Q390、Q420钢选择E55型焊条(E5500-5518,2.埋弧焊（自动或半自动）,7,2.埋弧焊（自动或半自动）、,二、焊接连接形式和焊缝形式,1.焊接连接形式,单击图片3-2播放,对接,8,二、焊接连接形式和焊缝形式1.焊接连接形式单击图片3-2播放,搭接,单击图片3-3播放,9,搭接单击图片3-3播放9,2.焊缝形式,（1）对接焊缝,（2）角焊缝,10,2.焊缝形式（1）对接焊缝正对接焊缝（2）角焊缝T型对接焊缝,平焊、立焊、横焊和仰焊。,施焊方式,图3.1.6 施焊方式,3.1 钢结构的连接,11,平焊、立焊、横焊和仰焊。施焊方式图
4、3.1.6 施焊方式平焊,三、焊缝缺陷及焊缝质量检查,1.焊缝缺陷,12,三、焊缝缺陷及焊缝质量检查1.焊缝缺陷12,2.焊缝质量检查,外观检查：检查外观缺陷和几何尺寸；内部无损检验：检验内部缺陷。,内部检验主要采用超声 波，有时还用磁粉检验 荧光检验等辅助检验方法。还可以采用X射线或射线透照或拍片。,13,2.焊缝质量检查外观检查：检查外观缺陷和几何尺寸； 内部检验,钢结构工程施工及验收规范规定：,焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级和三级。,三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查且符合三级质量标准。,一、二级焊缝除外观检查外，尚要求一定数量的超声波检验并符合相应级别的质量标准。,14,钢结
5、构工程施工及验收规范规定： 焊缝按其检验,4.焊缝代号,详细参见表3-1，图3-13,15,4.焊缝代号 详细参见表3-1，图3-1315,1、对接焊缝的坡口形式:,一、对接焊缝的构造,3.3 对接焊缝的构造与计算,对接焊缝的焊件常做坡口，坡口形式与板厚和施工条件有关。,t-焊件厚度,(1)当:t6mm(手工焊),t10mm(埋弧焊)时可不做坡 口,采用直边缝;,(2)t=720mm时，宜采用单边V形和双边V形坡口;,(3)t20mm时，宜采用U形、K形、X形坡口。,16,1、对接焊缝的坡口形式:一、对接焊缝的构造3.3 对接焊缝的,17,C=0.52mm（a）C=23mm（b）C=23mm,
6、2、V形、U形坡口焊缝单面施焊，但背面需进行补焊；3、对接焊缝的起、灭弧点易出现缺陷，故一般用引弧板引出，焊完后将其切去；不能做引弧板时，每条焊缝的计算长度等于实际长度减去2t1，t1较薄焊件厚度；4、当板件厚度或宽度在一侧相差大于4mm时，应做坡度不大于1:2.5(静载)或1:4(动载)的斜角，以平缓过度，减小应力集中。,18,2、V形、U形坡口焊缝单面施焊，但背面需进行补焊；1:2.,单击图片3-6播放,19,单击图片3-6播放19,对接焊缝分为：焊透和部分焊透（自学）两种；动荷载作用下部分焊透的对接焊缝不宜用做垂直受力方向的连接焊缝；对于静载作用下的一级和二级对接焊缝其强度可视为与母材相
7、同，不与计算。三级焊缝需进行计算；对接焊缝可视作焊件的一部分，故其计算方法与构件强度计算相同。,二、对接焊缝的计算,20,对接焊缝分为：焊透和部分焊透（自学）两种；二、对接焊缝的计算,1、角焊缝的形式:,一、角焊缝的形式和受力分析,3.4 角焊缝的构造与计算,直角角焊缝、斜角角焊缝,（1）直角角焊缝,21,hehfhf普通式hehf1.5hf平坡式1、角焊缝的形式:,7.2焊接连接的特性,五、焊缝代号,封底焊缝,I形焊缝,V形焊缝,单边V形焊缝,带钝边V形焊缝,22,7.2焊接连接的特性五、焊缝代号封底焊缝I形焊缝V形焊,7.2焊接连接的特性,角焊缝,塞焊缝与槽焊缝,点焊缝,带钝边U形焊缝,2
8、3,7.2焊接连接的特性角焊缝塞焊缝与槽焊缝点焊缝带钝边,7.2焊接连接的特性,焊缝代号用于钢结构施工图上对焊缝进行标注，标明焊缝形式、尺寸和辅助要求。,24,7.2焊接连接的特性 焊缝代号用于钢结构施工图上对焊缝进,7.2焊接连接的特性,当焊缝分布比较复杂或用上述注标方法不能表达清楚时，可在标注焊缝代号的同时，在图上加栅线表示焊缝。,25,7.2焊接连接的特性 当焊缝分布比较复杂或用上述注标,角焊缝沿长度方向的布置,1）连续角焊缝：受力性能较好，为主要的角焊缝形式。 2）间断角焊缝：在起、灭弧处容易引起应力集中。,3.1 钢结构的连接,不重要或受力小的构件，可采用间断角焊缝连接,50或10h
9、f,26,角焊缝沿长度方向的布置1）连续角焊缝：受力性能较好，为,b) 最大焊脚尺寸(hfmax),对板件（厚度t ）边缘的角焊缝（贴边焊）当t6mm时，hfmaxt ；当t6mm时，hfmaxt - (12)mm 。,为了避免焊缝局部过热，烧穿较薄的焊件，减小焊接残余应力和残余变形。hf,max应满足以下要求:,直接焊接钢管结构的尺寸不宜大于支管壁厚的2倍。对于圆孔或槽孔内的角焊缝尺寸不宜大于圆孔直径或槽孔短径的1/3。,3.3 角焊缝的构造和计算,27,hfmax 1.2t t较薄焊件的板厚。 b) 最,（1）侧面角焊缝（侧焊缝）,2.直角角焊缝的受力分析,单击图片3-7播放,28,（1）
10、侧面角焊缝（侧焊缝）2.直角角焊缝的受力分析单击图片3,（2）正面角焊缝,单击图片3-3播放,29,（2）正面角焊缝单击图片3-3播放29,B. 正面角焊缝的破坏形式,30,B. 正面角焊缝的破坏形式30,（3）斜角焊缝,斜焊缝的受力性能介于侧面角焊缝和正侧面角焊缝之间。,单击图片3-8播放,31,（3）斜角焊缝 斜焊缝的受力性能介于侧面角焊缝和正侧面,三、焊接变形,焊接变形包括：纵向收缩、横向收缩、弯曲变形、角变形和扭曲变形等，通常是几种变形的组合。,32,三、焊接变形 焊接变形包括：纵向收缩、横向收缩、弯曲变,单击图片3-4播放,33,单击图片3-4播放33,单击图片3-9播放,34,单击
11、图片3-9播放34,单击图片3-5播放,35,单击图片3-5播放35,单击图片3-10播放,36,单击图片3-10播放36,单击图片3-11播放,37,单击图片3-11播放37,3.6 普通螺栓连接构造与计算,一、普通螺栓的种类和构造要求,（一）普通螺栓种类,C级-粗制螺栓，性能等级为4.6或4.8级；4表示fu400N/mm2, 0.6或0.8表示fy/fu=0.6或0.8；类孔，孔径(do)-栓杆直径(d) 13mm。,A、B级-精制螺栓，性能等级为5.6或8.8级;5或8表示fu500或800N/mm2, 0.6或0.8表示fy/fu=0.6或0.8；类孔，孔径(do)-栓杆直径(d)0
12、.30.5mm。,按其加工的精细程度和强度分为:A、B、C三个级别。,38,3.6 普通螺栓连接构造与计算一、普通螺栓的种类和构造要求（,（二）螺栓的排列,1.并列简单、整齐、紧凑所用连接板尺寸小，但构 件截面削弱大；,2.错列排列不紧凑，所用连接板尺寸大，但构件截 面削弱小；,39,（二）螺栓的排列1.并列简单、整齐、紧凑所用连接板尺寸小，,3.螺栓排列的要求,（1）受力要求: 垂直受力方向：为了防止螺栓应力集中相互影响、截面削弱过多而降低承载力，螺栓的边距和端距不能太小； 顺力作用方向：为了防止板件被拉断或剪坏，端距不能太小； 对于受压构件：为防止连接板件发生鼓曲，中距不能太大。（2）构造
13、要求； 螺栓的边距和中距不宜太大，以免板件间贴合不密，潮气侵入腐蚀钢材。,40,3.螺栓排列的要求（1）受力要求:40,（3）施工要求,为了便于扳手拧紧螺母，螺栓中距应不小于3do。 根据以上要求，规范给定了螺栓的容许间距。,41,（3）施工要求 为了便于扳手拧紧螺母，螺栓中距应不小于3,二、螺栓连接的受力形式,A 只受剪力,B 只受拉力,C 剪力和拉力共同作用,42,二、螺栓连接的受力形式FNFA 只受剪力B 只受拉力C 剪力,2.破坏形式,（1）螺栓杆被剪坏 栓杆较细而板件较厚时（2）孔壁的挤压破坏 栓杆较粗而板件较薄时（3）板件被拉断 截面削弱过多时 以上破坏形式予以计算解决。,43,2
14、.破坏形式（1）螺栓杆被剪坏N/2NN/2NNNN43,（4）板件端部被剪坏(拉豁) 端矩过小时；端矩不应小于2dO,（5）栓杆弯曲破坏 螺栓杆过长；栓杆长度不应大于5d,44,（4）板件端部被剪坏(拉豁)NN（5）栓杆弯曲破坏这两种破坏,剪切面数目nv,45,剪切面数目nvNNNN/2N/2N/2N/3N/3N/3N/,高强螺栓由45号、40B和20MnTiB钢加工而成，并经过热处理,45号8.8级； 40B和20MnTiB10.9级,（a）大六角头螺栓 （b）扭剪型螺栓,3.7 高强度螺栓连接计算,46,高强螺栓由45号、40B和20MnTiB钢加工而成，并经过热,一、高强度螺栓的工作性能
15、及单栓承载力 按受力特征的不同高强度螺栓分为两类： 摩擦型高强度螺栓通过板件间摩擦力传递内力， 破坏准则为克服摩擦力； 承压型高强度螺栓受力特征与普通螺栓类似。1、高强度螺栓预拉力的建立方法 通过拧紧螺帽的方法，螺帽的紧固方法： A、转角法 施工方法： 初拧用普通扳手拧至不动，使板件贴紧密；,47,一、高强度螺栓的工作性能及单栓承载力47,终拧初拧基础上用长扳手或电动扳手再拧过一定的 角度，一般为120o180o完成终拧。,特点：预拉力的建立简单、有效，但要防止欠拧、漏拧 和超拧；B、扭矩法 施工方法： 初拧用力矩扳手拧至终拧力矩的30%50%，使 板件贴紧密； 终拧初拧基础上，按100%设计终拧力矩拧紧。特点：简单、易实施，但得到的预拉力误差较大。,48,终拧初拧基础上用长扳手或电动扳手再拧过一定的,C、扭断螺栓杆尾部法（扭剪型高强度螺栓）,施工方法： 初拧拧至终拧力矩的60%80%； 终拧初拧基础上，以扭断螺栓杆尾部为准。特点：施工简单、技术要求低易实施、质量易保证等高强度螺栓的施工要求： 由于高强度螺栓的承载力很大程度上取决于螺栓杆的预拉力，因此施工要求较严格：1）终拧力矩偏差不应大于10%；2）如发现欠、漏和超拧螺栓应更换；3）拧固顺序先主后次，且当天安装，当天终拧完。 如工字型梁为：上翼缘下翼缘腹板。,49,C、扭断螺栓杆尾部法（扭剪型高强度螺栓）施工方法：49,
