《钢结构》课件第12章

第12章钢结构连接本章介绍钢结构连接的概念、类型和设计原则,并详细阐述焊接连接、螺栓连接、铆钉连接等主要连接方式的特点、实现方法和设计要求。通过学习这一章,学生将掌握钢结构连接的基本知识,为今后的工程设计实践打下坚实基础。T1byTAOBAO18K工作室12.1钢结构连接概述1连接的作用钢结构连接是确保整个结构系统稳定性和安全性的关键所在。通过各种连接方式将钢构件牢固地连接在一起,传递和分散荷载,确保结构整体受力受稳。2连接的类型钢结构连接主要包括焊接连接、螺栓连接、铆钉连接等,每种方式都有其特点和适用范围。选择合适的连接方式对项目成本和工期有重大影响。3设计原则钢结构连接的设计需要考虑力的传递、应力集中、焊缝和螺栓的承载能力等多方面因素,确保连接安全可靠、施工方便、经济实用。12.1.1钢结构连接的作用1结构稳定性确保整个结构系统整体受力受稳2荷载传递通过连接将荷载传递和分散3安全可靠性确保连接安全可靠,避免失效钢结构连接是确保整个建筑物结构系统稳定性和安全性的关键所在。通过将钢构件牢固地连接在一起,可以有效传递和分散作用于结构上的各种荷载,确保整体受力受稳,发挥结构的承载能力。同时,合理的连接设计还能提高结构的整体抗震性能,增强其安全可靠性。12.1.2钢结构连接的类型焊接连接通过熔融金属将钢构件牢固焊接在一起,可形成高强度的刚性连接。广泛应用于现代钢结构工程。螺栓连接使用高强度螺栓将构件连接起来,具有安装拆卸方便的优点,常用于预制装配式结构。铆钉连接利用铆钉将构件紧密固定,连接可靠但施工较为繁琐,目前多用于维修加固等场合。12.1.3钢结构连接的设计原则1力的传递确保连接处荷载顺畅传递2应力集中考虑连接部位的应力集中情况3承载能力保证焊缝和螺栓有足够承载力4施工考虑选用便于施工的连接方式钢结构连接的设计需要综合考虑多方面因素,确保连接安全可靠、施工方便、经济实用。首先要确保荷载能够顺畅地从一个构件传递到另一个构件,避免出现应力集中。同时,还需针对不同的连接方式,如焊接、螺栓等,仔细计算焊缝和螺栓的承载能力。此外,还要结合具体的施工条件,选择便于施工的连接方式,以提高工程质量和效率。12.2焊接连接高强度刚性焊接能形成金属熔融连接,构成牢固的刚性连接,能承受较大的外荷载。施工便捷焊接作业相对简单,连接效率高,适用于大型钢结构工程。细部处理焊接可以灵活处理各种细部构造,满足复杂结构设计需求。12.2.1焊接连接的特点1高强度刚性焊接形成金属熔融连接,能构成非常牢固的刚性连接,具有极佳的承载能力。2施工便捷焊接工艺相对简单高效,无需额外的连接件,施工速度快、适合大型钢结构。3细部灵活性焊接能灵活处理各种复杂的细部构造,满足各种特殊设计要求。12.2.2焊接连接的类型1对接焊接将两个截面相对的构件直接焊接在一起2角焊接将相交的两个构件通过焊缝连接3T型焊接一个构件与另一个构件垂直焊接钢结构焊接连接主要有三种基本类型:对接焊接、角焊接和T型焊接。对接焊接是将两个截面相对的构件直接焊接在一起;角焊接则是将相交的两个构件通过焊缝连接;而T型焊接是将一个构件垂直焊接在另一个构件上。这些焊接形式可根据实际构件形状和受力情况灵活组合应用。12.2.3焊接接头的设计1选择合适焊接方式根据受力情况和焊接位置选择对接焊、角焊或T型焊2确定焊缝尺寸根据承载力要求计算所需焊缝尺寸3控制焊接变形采取适当措施减小焊接变形对结构的影响焊接接头的设计需要根据具体的受力情况和结构构造选择合适的焊接方式,如对接焊、角焊或T型焊。同时还要认真计算所需焊缝的尺寸，确保其具备足够的承载能力。另外还要采取相应的措施,如预热等,尽量控制焊接变形对结构的影响。12.2.4焊接质量控制1焊接工艺控制严格控制焊机参数、焊条选用、焊接顺序等因素2焊接缺陷检查运用无损检测手段，全面及时发现焊接缺陷3焊接后处理采取矫正变形、锻炼焊缝等措施提高质量确保焊接质量是钢结构施工的关键。首先要严格控制焊接工艺参数,选用合适的焊材,规范焊接顺序等。其次要采取无损检测等手段,及时发现焊接缺陷并予以纠正。最后还需要针对焊接变形等问题进行专业处理,确保焊接接头达到设计要求。只有全面把控焊接质量,钢结构才能真正发挥应有的承载能力。12.3螺栓连接1稳定可靠螺栓连接能可靠地将构件固定在一起2便于安装螺栓连接方便拆装,适用于预制装配3灵活性强螺栓连接可根据需要进行调整和加固螺栓连接是钢结构中常见的一种连接方式。与焊接相比,螺栓连接具有安装拆卸方便、可靠性高等优点,广泛应用于预制装配式结构中。同时,螺栓连接的连接强度和刚度也能满足工程需求,并且可根据实际情况进行调整和加固,灵活性较强。12.3.1螺栓连接的特点安装拆卸方便螺栓连接无需焊接或铆钉作业,采用螺栓紧固,安装拆卸相对简单快捷。连接可靠性高高强螺栓能可靠地将构件固定在一起,整体连接稳定性良好。灵活性强螺栓连接可根据实际需求进行调整和加固,适应性强。12.3.2普通螺栓连接1构件咬合通过将螺栓拧紧，实现构件之间的直接接触和咬合，形成可靠的受力连接。2应力传递力通过螺栓传递到构件表面，再通过接触面传递到整个连接区域。3可拆卸性普通螺栓连接方便拆卸,可根据实际需要进行调整或维修。12.3.3高强度螺栓连接1预紧力作用高强螺栓能产生较大的预紧力，增强构件之间的咬合2抗滑移性强高预紧力使接触面产生较大的摩擦力，提高结构抗滑移能力3承载能力高高强螺栓本身具有高强度，连接承载能力强高强度螺栓连接是普通螺栓连接的一种升级形式。高强螺栓能产生较大的预紧力,增强构件之间的咬合,从而显著提高连接的抗滑移性能。同时,高强螺栓本身具有较高的抗拉强度,连接整体的承载能力也更强。因此,高强螺栓连接广泛应用于需要承受较大外荷载的钢结构工程中。12.3.4螺栓连接设计确定承载力根据构件尺寸和受力情况,计算所需螺栓数量和规格。布置螺栓位置合理布置螺栓,满足受力平衡和应力传递要求。考虑边距和间距留出足够的边距和螺栓间距,避免出现应力集中。控制预紧力对高强度螺栓施加适当的预紧力,增强连接稳定性。12.4铆钉连接1稳定可靠铆钉连接能可靠地将构件固定在一起,承载能力强。2施工方便铆钉连接工艺简单,无需高温焊接,施工便捷高效。3适用范围广铆钉连接适用于薄壁构件和连接受力较小的部位。12.4.1铆钉连接的特点1稳定可靠铆钉连接能可靠地将金属构件牢固地固定在一起2施工便捷铆钉连接工艺简单,无需高温焊接,操作相对容易3适用范围广铆钉连接适用于各种薄壁构件和受力较小部位相比其他连接方式,铆钉连接具有一些独特的优点。首先,铆钉连接能够可靠地将构件紧固在一起,形成稳定的整体,承载能力较强。其次,铆钉连接的工艺相对简单,无需进行复杂的焊接操作,施工更加便捷高效。此外,铆钉连接还适用于各种薄壁构件以及承受较小外力的部位。因此,在某些情况下,铆钉连接是一种很好的选择。12.4.2铆钉连接的类型1单剪铆钉受到单剪力作用2双剪铆钉承受双剪力作用3爆破铆钉利用爆破力成型根据受力方式的不同,铆钉连接可以分为三种主要类型:单剪铆钉、双剪铆钉和爆破铆钉。单剪铆钉仅受单向切割剪力作用;双剪铆钉同时受两个方向的剪力作用；而爆破铆钉则是利用爆破力使金属管变形成型。不同类型的铆钉连接适用于不同的结构形式和受力条件。12.4.3铆钉连接的设计1确定承载力根据构件尺寸及受力计算所需铆钉数量和规格2布置铆钉位置合理分布铆钉,满足受力平衡和应力传递3考虑边距和间距留出适当的铆钉边距和间距,避免应力集中在设计铆钉连接时,首先需要根据构件尺寸和受力情况,计算出所需的铆钉数量和规格。然后合理布置铆钉的位置,使受力均衡并确保应力能顺畅传递。同时还要留出足够的铆钉边距和间距,避免出现应力集中等问题。通过精细的设计计算和合理的构造布置,可确保铆钉连接具备足够的承载能力和可靠性。12.5其他连接方式1粘贴连接利用结构胶粘剂将构件牢牢粘接在一起,适用于一些薄壁部件的连接。2摩擦连接通过预紧力产生的摩擦力将构件连接在一起,常用于受力较小的部位。3组合连接将不同的连接方式如焊接、螺栓和铆钉等进行组合使用,发挥各自优势。12.5.1粘贴连接利用结构胶采用高性能的结构胶粘剂,将金属构件紧密粘结在一起。薄壁适用粘贴连接尤其适用于薄壁构件的拼接,无需开孔加工。轻便高效粘贴连接工艺简单快捷,可大幅提高施工效率。12.5.2摩擦连接1高预紧力通过高强螺栓施加预紧力2产生摩擦力预紧力使构件接触面产生大摩擦力3抗滑移性强摩擦力提高了连接抗滑移能力摩擦连接是一种利用构件之间的高摩擦力实现连接的方式。通过在连接处施加足够大的预紧力,使得各构件之间产生较大的接触压力,从而产生足够的摩擦力来转移剪力和抗滑移。这种连接方式特别适用于承受的荷载较小的部位,可以起到可靠的连接作用,且施工简单高效。12