钢结构设计原理之钢结构的连接和节点构造

第7章钢结构的连接和节点构造7.1钢结构对连接的要求及连接方法

设计时，在选用合理的连接方式时，应考虑以下问题：1、连接设计与结构内力分析时的假定相一致；2、连接设计应选择最不利的荷载工况；3、传力直接、明确，避免应力集中；4、节点的变形协调；5、避免偏心的影响；6、连接的方式应避免在结构中产生过大的残余应力；7、利用厚钢板时，应避免层间撕裂；8、连接的构造简单，便于施工。钢结构的连接分类：冶金连接——焊接连接；铆钉连接机械连接——普通螺栓

螺栓连接高强度螺栓焊接连接20世纪20年代发展起来的，是现代钢结构最主要的连接方式。优点：构造简单，加工方便，节省钢材。而且能实现自动化操作，生产效率较高。缺点：焊缝质量易受材料操作的影响，因此对钢材材质要求较高（主要是含碳量），焊接时构件内有残余应力和残余变形，且宜产生裂缝，给疲劳破坏带来隐患。所以，对直接承受动力荷载的结构不宜采用。铆钉连接优点：传力可靠，连接的韧性和塑性较好，质量易于检查。缺点：用钢量大、施工较复杂。在土木工程中很少采用，主要用在飞机制造业。普通袋螺栓按性法能等服级分妇：3.救6，4.凑6，4.译8，5.痛6，5.概8，6.蜻8，8.设8级。含义盘：以展“4.书6”为例誓：按制昨作精敲度分健：A、B级和C级。1、A、B级——精制熄螺栓授，栓笑杆由乔车床吼加工盖而成胶，表用面光同滑，概尺寸天准确异，要梳求螺求栓孔帽为I类孔保，允思许偏割差为0.美18～0.尽25至mm。2、C级——粗制今螺栓挑，要证求螺雕栓孔撕为II类孔敌，允睛许偏牛差为1.其5～2.币0m灵m。应用克范围卸：承划受拉党力的款安装简连接绕；可葵拆卸藏结构及的连辟接；归安装短时构猾件的赌临时哑固定瓣。高强寇度螺签栓按性肺能等桐级分喊：8.险8级、10灿.9级、12床.9级从外良形上外分：1、大使六角踪蝶头螺灶栓(见图1）：连俯接副借：一胳个螺钢栓、俯一个纵螺母透、二巾个垫盗圈。被有8.嘱8级、10凶.9级。2、扭满剪型宾螺栓（见凤图2）：连坛接副缎：一数个螺区栓、西一个贯螺母烦、一爸个垫吃圈。模有8.菠8级、10伍.9级。按受六力状何况分商：1、摩沟擦型启连接原：预泊拉力岛把被遭连接予的部猴件夹武紧，取使部适件的虾接触觉面间隙产生摧很大津的摩粮擦力职，外担力通适过摩罚擦力迷来传告递。寸板件坛之间莫不允状许产杰生滑据移。2、承数压型馅连接签：板暖件之斤间允粪许产帖生滑道移。7.去2焊接严连接知的特逃性一、焊接布方法电弧昂焊电阻绣焊气体效保护死焊1.手工绒电弧骄焊A、焊条垒的选码择：焊条叛应与企焊件铅钢材扰相适浸应。原理醋：利兆用电鸦弧产再生热扒量熔化信焊条尿和母舟材形成焊窃缝。

焊机导线熔池焊条焊钳保护气体焊件电弧Q3烧90、Q4枣20钢选具择E5映5型焊此条(E谋55舰00舱--革55战18清)Q3银45钢选斧择E5诸0型焊顷条(E早50卷00胶--父50算48皱)不同腊钢种坑的钢稍材焊议接，掩宜采说用与物低强红度钢歉材相备适应唱的焊茧条。缺点仁：质拐量波问动大焦，要精求焊足工等四级高陷，劳仁动强友度大票，效泉率低废。优点歌：方较便，祸特别饰在高始空和河野外锦作业肤，小贿型焊联接；Q2成35钢选黑择E4糊3型焊异条（E4驰30悉0-秋-E款43落28待)B、优远、缺寨点2.埋弧抛焊（务自动悬或半蹲自动标）、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、焊丝转盘送丝器焊剂漏斗焊剂熔渣焊件埋弧自动焊A、焊丝舞的选驼择应袍与焊槽件等袭强度作。B、优、态缺点斗：优点疮：自家动化柔程度份高，烤焊接怎速度昂快，众劳动途强度但低，碌焊接责质量疏好。缺点秒：设通备投喜资大顺，施享工位绒置受联限等做。送丝器机器Q2妄35的焊附件——率H0琴8、H0反8A焊丝Q3鲜45的焊挎件——歪H坡08座A、H0游8M睡nA、H1船0M饶n2Q3渔45的焊咸件——石H0杰8M醋nA、H1旅0M鞭n2自动啦焊的月焊缝右质量耐均匀扛，塑弹性好姐，冲挤击韧狱性高棕，抗挤腐蚀毅性强哀。半部自动涌焊除遥人工独操作设前进巾外，肥其余卵与自自动焊允相同奥。适用帐于焊谦接受格力构绵件，拜如：术焊接细截面饰中腹拼板与想翼缘伴的连逃接等双。3.气体辆保护等焊优、怨缺点页：优点撇：焊荣接速铅度快建，焊蜜接质篮量好桃。缺点告：施飞工条迎件受艰限制槐等。4、电都阻焊利用炊电流调通过诵焊件您接触悬点表共面产匙生的玻热量仰来熔渗化金积属，没再通朵过压劣力使按其焊傻合。冷弯护薄壁抛型钢（厚腹度低眼于3.贫5m他m）的焊慨接；翻板叠货厚度详不超点过12慨mm的焊我接。二、伯焊缝他连接哨的优贫缺点优点：（1）不火需要栋在钢陶材上袋打孔吓钻眼薄，既熄省工罩省时垂，又会不使猎材料骆的截刮面积厉受到森减弱（2）任口何形旱状的且构件旷都可垦直接趣连接许，一脊般不台需要雅辅助匙零件旧，使狠连接压构造体简单宏，传厉力路彼线短图，适剪应面胖广；（3）焊雪接连均接的透气密莲性和告水密财性都扎较好肿，结周构刚香性也浸较大添，结纱构的啊整体雹性较奶好。缺点：（1）由膛于高缴温作驻用在别焊缝霉附近充形成薯热影全响区茧材质壮变脆扒；（2）焊骄接的尼残余尺应力演会使流结构恐发生阔脆性砍破坏描和降走低压聚杆稳建定的愿临界辫荷载点，同等时残响余变独形还装会使地构件螺尺寸户和形熄状发丧生变箩化；（3）焊申接结袭构具是有连陕续性况，局意部裂背缝一航经发疾生便房诚容易坛扩展观到整扭体。三、邀焊缝码缺陷细及焊龟缝质京量检腰查1.焊缝夕缺陷2.焊缝丛质量孙检查外观弱检查零：检查续外观究缺陷臣和几裙何尺监寸；内部护无损躬检验割：检验切内部显缺陷侧。内部液检验怀主要戴采用超声波，有哥时还修用磁粉检验荧光庆检验仙等辅胜助检阁验方法。聚还可浑以采横用X射线或γ射线慎透照搞或拍缝片。《钢结察构工屋程施象工及深验收运规范》规定珠：焊缝昆按其权检验仰方法嘴和质晕量要柜求分伴为一画级、句二级退和三夸级。三级掌焊缝盖只要仗求对毛全部路焊缝阿作外胞观检贵查且匪符合三级剑质量洞标准利；一、裤二级怖焊缝惕除外蠢观检台查外马，尚屿要求邪一定线数量冷的超响声波汽检验痕并符西合相笼应级才别的熊质量环标准护。《钢结丢构设跌计规恨范》（GB洽50阿01资7-焦-2瞎00聋3）中，极对焊变缝质滤量等语级的料选用或有如因下规绒定：(1哲)需要榨进行怖疲劳火计算送的构旬件中衣，垂鉴直于轰作用炸力方怎向的炕横向栏对接匆焊缝翼受拉寒时应煤为一号级，欣受压屡时应障为二员级。3.焊缝鼠质量稳等级虽及选赵用(2瞒)在不泥需要将进行摧疲劳研计算际的构典件中杜，凡伴要求涝与母混材等午强的获受拉傍对接射焊缝告应不芳低于观二级竟；受服压时笨宜为蛙二级暗。（３匆）重班级工旧作制捧和起宝重量姨Ｑ立＞５眼０ｔ当的中宰级工娃作制夏吊车厌梁的摘腹板扑与上惩翼缘啊板之扁间以牙及吊史车桁闲架上旗弦杆叫与节位点板霞之间孕的Ｔ响形接陈头焊规透的泛对接徒与角搏接组保合焊像缝，孝不应捎低于愧二级宁。（４盟）角眨焊缝凶质量歉等级队一般仪为三五级，沸直接栋承受虫动力廉荷载慎且需错要验尼算疲唯劳和千起重取量Ｑ借＞５据０ｔ需的中待级工稻作制捕吊车刊梁的僻角焊靠缝的袄外观箭质量锄应符逮合二慎级。注：一、部二级悠焊缝用于呜等强拦连接击，其直焊缝举的拉鹊、压痰、弯钢时与留母材艰相等亩，不乓必计亿算焊罩缝的悟强度酿。三级稳焊缝一般血只能亿达到齿母材朝强度令的85畏%，应木进行俘验算而。若为高空愤施焊，焊音缝强僚度设赢计值久应乘当折减消系数0.佛9。1.焊接绣连接松形式搭接角部连接对接T型连伙接四、接焊缝霜连接如型式固及焊暮缝型加式2.焊缝将形式（1）对兔接焊降缝正对接焊缝（2）角吩焊缝T型对接焊缝斜对接焊缝对接共焊缝角焊挥缝3.焊缝守位置4.焊缝猎代号焊缝隙代号至由引足出线汽、图煤形符罚号和悬辅助何符号袍三部通分组降成。年引出让线由牙横线才和带吩箭头索的斜亩线组残成。1、对垂接焊痛缝的斤坡口鞭形式:一、堂对接汗焊缝资的构塘造要踩求对接姻焊缝掠的焊幸件常晓做坡藏口，芳坡口涝形式洒与板厚范和施惩工条滤件有关亚。t-颤-焊件界厚度(1蜜)当:t脸<6夕mm族(手工煮焊),微t<昼10爪mm仿(埋弧烦焊)时可贵不做案坡口,采用扑直边够缝;(2叼)t恰=7~20俱mm时，件宜采皇用单迟边V形和莫双边V形坡链口;(3馅)t旦>2滚0m典m时，开宜采资用U形、K形、X形坡归口。7.英3对接渣焊缝迟的构雅造和哑计算C=0.5~2mm（a）C=2~3mm（b）αC=2~3mm（C）αp（d）C=3~4mmpC=3~4mmp（e）C=3~4mmp（f）2、不澡同板刊厚与咽板宽跃的对疾接：当板猴件厚恶度或栏宽度邀在一花侧相杏差大爸于4m叨m时，蜡应做絮坡度倦不大屑于1:贵2.估5(静载)或1:谷4(动载)的斜为角，你以平各缓过简度，镰减小煌应力弹集中口。若板搏厚相蜡差不沟大于4m坏m，则可电不做番斜坡中。≤1:2.5≤1:2.53、加恐引弧享板对接禁焊缝麦的起丝式点和工终点赖，常曲因不沫能熔邪透而鸣出现哥凹形俭的焊暗口，免受力累后易冒出现买裂缝拢及应蜜力集粗中。弯为消遵除这罚种不接利情幻玉况，洋施焊渔时常忆将焊着缝两干端施萌焊至蔽引弧佣板上芒，然谁后再昨将多捧余的童部分影割掉份，并良用砂用轮将扮表面孝磨平销。在身工厂射焊接臂时可怖采用遥引弧联板，廊在工竖地焊患接时虑，除统了受爬动力疤荷载认的结殃构外扣，一般晓不用雷引弧粘板，男而是翼计算屑时扣做除焊混缝两握端各t（连接耐件较帽小厚食度）趟长度子。4、T形连沉接5、钢挠板拼腐接焊森缝对接扬焊缝帝分为绕：焊透和部分圆焊透雁（自恨学）两种起；对于症静载垃作用碑下的娱一级本和二促级对景接焊糕缝其阶强度茅可视悦为与恒母材疮相同馆，不开与计愧算。三级候焊缝细需进练行计蕉算；对接概焊缝龟可视闷作焊膜件的谜一部蜓分，父故其愤计算爆方法荷与构黑件强揭度计伪算相朽同。计算巷时对赶焊缝撕截面碍的应倾力进逼行分属析，念应力全为弹风性阶箱段。二、确对接夹焊缝凝的计饿算NNt1、轴心怨力作愁用下券的对敌接焊求缝计肠算式中贴：N—轴心蕉拉力易或压膜力；t—板件悼较小蒸厚度夫；ftw、fcw—对接帆焊缝泄的抗征拉和焰抗压某强度载设计鞋值。NNlwtA当不找满足条上式缎时，饶可采扰用斜鹊对接担焊缝迅连接杆如图B。另:当ta碍nθ≤1.将5时,不用斯验算!NNtBθNsinθNcosθlw2、M、V共同积作用化下的瞧对接规焊缝挤计算因焊糊缝截轧面为擦矩形狮，M、V共同着作用贷下应射力图奏为：故其共强度够计算揭公式劫为：（1）板菊件间祖对接俊连接AστlwtMVlwt（2）工字猛形截集面梁坏对接