3-0钢结构设计原理之连接构造概述.

1、本章导学(1)本章的学习内容有：1钢结构的连接方式2、焊接连接的特性3、焊接应力与焊接变形对接焊缝的构造和计算4、对接焊缝的构造和计算5、角焊缝的构造和计算6、普通螺栓连接的构造和计算7、高强度螺栓连接的构造和计算3本章导学（2）钢结构连接一一钢结构是一种由预制材料（钢材）制作，通过工厂加工成 构件，再经工地现场拼装而形成的结构，因此，构件与构件之间的连 接节点是形成钢结构并保证结构安全正常工作的重要组成部分。设计钢结构连接的基本原则合理设计连接，保证节点具有足够的承载能力和适当的节点刚度, 以实现在节点处传递内力。具体设计时应根据荷载设计值所产生的结构或构件内力响应进行 连接节点的计算。正确

2、计算节点所承受（或传递）的内力是保证节点安全传力的前 提，而根据节点连接的传力机理选择适当连接方式以及连接件的布置 则取决于结构或构件所承受的荷载特征、 连接处的构件截面形状.构 件尺寸.连接区的尺度、节点刚度要求、不同连接方式的构造要求. 施工的可能性等诸多因素。本章导读（3）本章的学习重点是：1、各种连接方式的构造要求2、各种连接方式的传力机理3、典型焊接连接节点的计算方法4、典型螺栓连接节点的计算方法本章导读(4)本章的学习方法是:1、认识实践作先导-录像、图片等2、基本概念为基础-传力机理、连接特性等3、强化对构造要求的理解-构造要求量多面广4、典型连接例题.习题训练一一设计和验算步骤

3、.计算方法等本章导读( (5)本章的知识点分布:1、钢结构的基本连接方式2、焊接连接形式与焊接连接特性33、焊接应力与焊接变形:4.对接焊缝的构造；5、对接焊接的计算:6、角焊缝的构造27、角焊缝的受力特点针8.角焊缝的计算9.普通螺栓连接的构造10、普通螺栓的受力特点和设计承载力1K普通螺栓连接的计算12、高强度螺栓连接的构造13、高强度螺栓连接的计算焊缝连接螺栓连接钾钉连接3-1钢结构的基本连接方式简介使金属高温融化后形成整体采用焊接材料：电弧焊.气焊.电渣焊不采用焊接材料：电阻焊（1）焊接连接（冶金式）（2）紧固件连接（机械式）螺栓：钾钉：钉连接:普通螺栓：精制螺栓（A.B级）粗制螺栓（

4、C级）高强度螺栓：（射钉、自攻螺钉.焊钉）（3）其他强力胶：直接粘合零件（化学式）3.1.1焊接的特点 _优点构造简单任何形状的构件可直接连接，无需辅助零配件省工省料加工方便，不需打孔钻眼，不削弱截面施工快速可自动化操作连接的密闭性好，刚度大，整体性好庶才产生残余应力、残余变形、焊接缺陷对钢结构疲劳、稳定有不利影响较多地依赖焊工的技能水平质量检验要求较高时检验工作量较大*现代钢结构最基本的连接方式，应用最广泛3.1.2螺栓连接的特点施工简单，装拆方便，对安装工的要求高3丄3栓（焊）钉连接的特点栓钉将钢板与混凝土板连接起来 栓钉承受剪力缺点钢结构连工厂费料、开孔截面削弱螺栓孔加工精度要求高摩擦型

5、高强度螺栓连接动力性能好3丄4射钉、自攻螺钉的特点用于薄壁构件的连接可采用射枪、钏枪等专用工具安装3.1.5基本连接方式对比在传力过程中，连接部位应有足够的强度。被连接件间应保持正确 的位置，以满足传力和使用耍求。钢结构的连接通常有焊接，钏接和螺栓连接三种方式。连接方法优点缺点焊接对几何形体适应性强，构造ff单，省材省工，易于口动化， 工效高対材质要求高，焊接程序严 格，质量检验工作量大钏接传力可黑，韧性和塑性好，质 屋易于检查，抗动力荷载好费钢、费工普通螺栓 连接装卸便利，设备简单螺栓精度低时不宜受剪，螺 栓粘度高时加工和安装难度 较大高强螺栓 连接加工方便， 对结构削弱少， 可 拆换，能承

6、受动力荷載，耐疲 劳，塑性.韧性好摩擦而处理，安装工艺略为 复杂，造价略高3佗“的Litf1x1+3.2焊接工艺简介3.2.1焊接工艺利用通电后焊接材料 （焊条或焊丝） 和焊件之间产生电弧， 熔化焊接材 料形成焊缝.需要使用焊条手工电弧焊:Q235E43 系列，Q345E50 系列 Q390E55 系列不同钢种连接时，宜采用与低强度钢材相适应的焊条 一一质毘不易保证.用于现场焊自动（半自动）埋弧焊：Q235-H08. H（）（）8A H（）（）MnA 焊丝.Q345. Q390 H08A. H08E. H10Mn2一一质量均匀，塑性.冲击韧性好.用于规则构件的工厂焊采用 CO2 气体（代替焊剂

7、）.焊丝，电弧使焊丝熔化形成焊缝CO2 气体保护被焊金届与空气接竝利用电流通过熔渣所产生的电阻热熔化填充金属和母材，凝固后形成连 接 利用乙烘在氧气中燃烧形成的火焰融化焊条形成焊缝一一用于薄钢板 和小型结构焊接 利用电流通过待连接焊件的表面产生的热量融化金属、通过压力使之 熔合一一用于厚度不超过12mm 钢板和薄壁型钢焊接焊接方法焊条焊別操作方式适应范围质呈状况电 弧于匸焊短焊条(350-4(X)mm)附J:焊条 之药皮全$动工位复杂， 形状复杂 Z炸缝比 fl 动焊略垫自动焊连续焊 丝焊剂全自动氏而简单的 焊缝质址均匀.犁性、 韧性好，抗腐蚀性 强半自动炸连续焊co。气体 葆护人工操作前 进

8、任意輝缝质显均匀、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烬缝气焊短.光 焊条无（乙烘 还原）手工薄板、小型、不同材质结 构中一般用作构造焊缝3倜*的直仪针电弧焊气体保护焊电渣电阻3.2.2焊接工艺一一手工电弧焊采用涂有焊药的焊条通电后，焊条与焊件之间产生电弧 高热量使焊条熔化而形成焊缝焊缝质量好，生产效率高 需专用焊接设备，成本高采用无涂层焊药的焊丝，埋在焊剂下 通电后电弧使焊丝、焊剂熔化形成焊缝 熔化后的焊剂成为焊渣，浮在金属面上送共at輝刑斗埋弧焊半自动埋弧焊设备简单， 适应性强,应用最广泛质冕波动大，生产率低，劳动强度大323焊接工艺自动、 半自 动电

9、弧焊采用CO?气体（代替焊剂）、焊丝电弧使焊丝熔化形成焊缝 CO2气体保护被焊金属与空气接触焊接速度快，熔化深度大可手工焊，也可自动化操作目前工厂很常用的焊接方法室外施焊要有避风措施，防止气孔.焊坑缺陷325焊接工艺一一气焊采用乙怏在氧气中燃烧的火焰来熔化焊条适用于钢板厚度薄的连接，一般小厂家备用此焊接设备324焊接工艺一一气体保护焊焊丝焊炬1一乙烘$2-氣气$3焊枪4焊件:5焊条；6火焰3侣体的M直tf4+电弧焊丝CO1、3.3焊缝连接形式按两焊件的相对位置分：焊缝连接形武按构件的相対位胃町分为平接、搭接.搭接。按构造形式分：焊缝形式上要有对接焊缝和角焊缝。对接焊缝按受力与焊缝方向分:a）直

10、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角焊缝按受力与焊缝方向分：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：易发生应力集中按施工位置：俯焊、立焊、横焊、仰焊，其中以俯焊施工位置最好，所以焊缝质 量也最好，仰焊显差。搭接顶接焊缝形式一一对接焊缝与角焊缝用料经济，传力平稳，动力性能好较厚的板需开剖口，费工角焊缝施工简彳更侧焊缝（与力平行）传力不均，应力集中严重，搭接时费料焊缝形式一 一连续焊缝与间断焊缝直焊缝斜焊缝间断焊缝Ml輝纯（与力垂直）不重要或受力小的构件，可采用间断焊缝连接焊缝形式一一

11、施焊方位3的直art4+质量好质量一般总结：焊缝形式一一焊缝的不同分类根据焊件相对位置根据焊缝构造根据焊缝连续性根据施焊位置质量差平接（对接焊缝）对接焊缝 （直缝和斜缝）角焊缝（侧缝和端缝） 组合形式搭接（角焊缝）连续焊间断焊角接对接焊缝角焊缝对接焊缝角焊缝3 4焊缝缺陷和焊绻等级焊缝中可能存在裂纹、焊瘤、烧穿、未焊透、气孔、夹渣等 缺陷。焊缝质量检验方法: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、超声波探伤合格；三级焊缝需外观检查合格。三级焊缝只要求通过外观检查， 即检查焊缝实际尺寸是否符合设计耍求和有无看得

12、见的裂纹等 缺陷。钢结构工程施工质量验收规范(GB502052001)规定，焊 缝依其质量检查标准分为三级，其中：对于重要结构或要求焊缝金属强度等于被焊金属强度的对接 焊缝，必须进行一级或二级质量检验，即在外观检查的基础上 再做无损检验。二级要求用超声波检验每条焊缝的20%长度，且不小于200mm；一级要求用超声波检验每条焊缝全部长度，以便揭示焊缝内部 缺陷。焊缝缺陷热裂纹根部未焊透焊瘤焊缝应根据结构的重要性、荷载特性、烽缝形式、工作环境以 及应力状态等，按下述原则分别选用不同的质量等级：1在需要进行疲劳计算的构件中，凡对接焊缝均应焊透，其 质量等级为1）作用力垂直于焊缝长度方向的横向对接焊缝或T形对 接与角接组合焊缝，受拉时应为一级，受压时应为二级;2）作用力平行于焊缝长度方向的纵向对接焊缝应为二级。2不需要计算疲劳的构件中，凡要求与母材等强的对接焊缝应予以焊透，其质量等级当受拉时应不低于二级，受压时宜为 二级。不喙求焊透的T形接头采用的角焊缝或部分焊透的对接与角 接组合焊缝，以及搭接连接采用的角焊缝，其质二等级为：1）对直接承受动力荷载且需要脸验算疲劳的结构焊缝的外 观质量标准应符合二级；2）对其他结构，焊缝的外观质量标准可为三级。焊缝质量检验三级二级a4I一级肉眼外观检查用于般连接-所冇炸缝均应作外观检验