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1、第三章 钢结构的连接,钢结构的连接方法焊接方法和焊接连接形式角焊缝连接的构造和计算对接焊缝连接的构造和计算焊接残余应力和残余变形普通螺栓连接的构造和计算高强螺栓连接的构造和计算,3.1 钢结构的连接方法和特点,一.钢结构的连接设计原则 安全可靠、传力明确、构造简单、制造方便和节约钢材。二.钢结构的连接方法分类 焊接连接，铆钉连接，螺栓连接，射钉、自攻螺栓连接,3.1 钢结构的连接方法和特点,三.钢结构的连接特点1焊接连接 优点：不削弱截面，方便施工，连接刚度大,气密性和水密性都较好；缺点：材质易脆，存在残余应力，对裂纹敏感。2铆钉连接 孔比钉直径大1mm，加热9001000，铆钉枪打铆。连接塑
2、性、韧性好，传力可靠，但对施工技术要求很高，劳动强度大，施工速度慢，费钢费工，将逐步被高强螺栓所取代。3螺栓连接 螺栓连接又分普通螺栓连接和高强螺栓连接两种。4.射钉、自攻螺栓连接 灵活，安装方便，构件无须予先处理，适用于轻钢、薄板结构，不能受较大集中力,3.2 焊接方法和焊接连接形式,3.2.1 钢结构常用的焊接方法 常用的焊接方法有：电弧焊、电阻焊和气焊。一.电弧焊 电弧焊又分手工电弧焊、自动或半自动埋弧电弧焊。原理：利用通电后焊条和焊件之间产生的强大电弧提供热源熔化焊条和母材形成焊缝。焊缝质量比较可靠，是一种最常用的焊接方法,3.2.1 钢结构常用的焊接方法,1）手工电弧焊 优点：方便，
3、特别在高空和野外作业，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。焊件与焊条的匹配关系：焊条：E4300-E4328 型适于Q235钢 E5000-E5048型适于Q345钢；E5500-E5518型适于Q390、Q420钢；其中：43、50、55溶敷金属的最小抗拉强度，单位为kg/mm2;（第三、四位)焊接位置、药皮类型及电流种类。注意：不同钢种的钢材焊接时，宜采用与低强度钢材相适应的焊条。,2）自动或半自动埋弧电弧焊 优点：焊接速度快、效率高；工艺条件稳定、焊接质量好；电弧热量集中，熔深大，适于厚板焊接。焊丝与母材的匹配关系：Q235钢：H08、H08A、H08MnA焊
4、丝配高锰、高硅型焊剂 Q345、Q390钢：H08A、H08E焊丝配高锰型焊剂 H08Mn、H08MnA焊丝配中锰、高锰型焊剂 H10Mn2焊丝配无锰、低锰型焊剂半自动焊除人工操作前进外，其余与自动焊相同。,3.2.1 钢结构常用的焊接方法,二.电阻焊 原理：利用电流通过焊件接触点表面的电阻所产生的热量来融化金属,再通过压力使其焊合。应用:适于厚度为6-12的板叠焊接.常用于薄钢焊接.三.气焊 原理：利用乙炔在氧气中燃烧而形成的火焰来熔化焊条,形成焊缝.应用:常用于薄钢或小型钢焊接。,3.2.1 钢结构常用的焊接方法,3.2.2 焊接连接形式及焊缝形式,一.焊接连接形式(焊接接头形式)按焊件的
5、相对位置可分为:平接、搭接、T形连接、角部连接四种,二.焊缝形式1.按焊缝构造可分为：对接焊缝、角焊缝、塞焊缝、槽焊缝、点焊缝五种基本形式。2.按受力方向可分为：对接焊缝 直对接焊缝和斜对接焊缝 角焊缝 正面（端）角焊缝（焊缝轴线垂直于力线）、侧面角焊缝（焊缝轴线平行于力线）和斜焊缝（焊缝轴线倾斜于力线）。,3.2.2 焊接连接形式及焊缝形式,3.按沿焊缝长度方向的布置可分为：连续角焊缝和间断角焊缝。前者受力性能好，常用；后者起、灭弧处易引起应力集中，只用于次要构件或受力很小的连接中。间断角焊缝的间断距离应满足（受压构件）或（受拉构件），t为较薄构件的厚度。,3.2.2 焊接连接形式及焊缝形式
6、,4.按焊缝的施焊位置可分为:平焊、横焊、立焊、仰焊。平焊（仰焊）施焊方便，质量易于保证；尽量采用仰焊操作条件最差，质量不易保证，应尽量避免。,3.2.2 焊接连接形式及焊缝形式,3.2.3 焊缝缺陷及焊缝质量检验,一.焊缝缺陷 焊缝缺陷可分为：外部缺陷（位于焊缝表面）和内部缺陷（位于焊缝内部）。裂纹、气孔、烧穿和未焊透等缺陷 其它缺陷有夹渣、未焊透、咬边、焊瘤等。其中裂纹的危害程度最为严重。二.焊缝缺陷的影响 削弱了焊缝的截面面积，不同程度地降低了焊缝强度。在缺陷处容易形成应力集中现象,对连接强度、冲击韧性、冷弯性能等均有不利影响。因此施工时应引起足够的重视。,3.2.3 焊缝缺陷及焊缝质量
7、检验,三.焊缝质量检验的常用方法 常用方法有：外观检验（用肉眼或5-20倍的防大镜观察），检验外部缺陷和几何尺寸；及内部无损检验（用超声波、X 射线或射线检验），检验内部缺陷。四.焊缝质量检验级别和标准 焊缝质量检验级别：钢结构工程施工质量验收规范(GB50205)规定焊缝依其质量检查标准分为一、二、三级。检验标准：三级只作外观检查且符合三级质量检验标准。检查焊缝实际尺寸是否符合设计要求和有无看得见的裂纹，咬边等缺陷。一级、二级除外观检查外，还要求一定数量的超声波检验并符合相应级别的质量检验标准。二级要求用超声波检验每条焊缝的20长度，且不小于200mm；一级要求检验每条焊缝全部长度，以便揭示
8、焊缝内部缺陷。当超声波探伤不能对缺陷作出判断时，应采用射线探伤，探伤比例与超声波相同。,3.2.3 焊缝缺陷及焊缝质量检验,五.焊缝质量等级的选用角焊缝一般采用三级焊缝，对于重要连接部位的角焊缝，要求其外观质量等级为二级。对接焊缝的抗拉强度有较大的变异性，钢结构工程施工质量验收标准规定其设计值只为主体钢结构的85%左右。因此，对有较大拉应力的对接焊缝以及直接受动力荷载的构件的较重要的对接焊缝，宜采用二级焊缝；对抵抗动力和疲劳性能有较高要求的部位可采用一级焊缝。规范对焊缝质量等级的选用的规定,3.2.4 焊缝的标注方法,由引出线、图形符号和辅助符号三部分组成。引出线有横线和带箭头的斜线组成，箭头指到图形上相应的焊缝处，当引出线的箭头指向焊缝所在的一面时，应将图形符号和焊缝尺寸等标注在水平横线的上面；当引出线的箭头指向焊缝所在的另一面时，应标注在水平横线的下面。必要时，可在水平横线的末端加一尾部作其它辅助说明。,3.2.4 焊缝的标注方法,
