钢结构的连接.ppt

1、，第三章，钢结构的连接，概述要求，1 .了解钢结构的连接种类和各自的特点。2.了解焊接连接的工作性能，了解焊接连接的计算方法和配置要求。3.了解焊接应力和焊接变形的原因及其对结构操作的影响。4.了解螺栓联接的性能，了解螺栓联接的计算和配置要求。3.1钢结构的连接方法，牙齿部分要求：1 .熟悉钢结构的连接方法。2.了解各种连接方法的特点。3.1.1焊接连接，3.1钢结构的连接方法，优点：不削弱截面，施工方便，连接刚度大。缺点：材料脆，有残余应力，对裂纹敏感。1，焊缝连接特性，3，螺栓连接，优点：连接刚度，力可靠性；劈裂：普通螺栓连接高强度螺栓连接，第二，铆钉连接，缺点：对施工技术要求高，劳动强度

2、大，施工条件差，施工速度慢，钢材浪费。c级粗糙螺栓，性能等级4.6或4.8；4表示fu400n/mm2，0.6或0.8表示fy/fu=0.6或0.8。类别孔，孔直径(do)-螺栓直径(d) 1.53mm。a级，b级精炼螺栓，性能5.6级或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。类别孔，孔直径(do)-螺栓直径(d)0.30.5mm。根据加工的细节和强度分为：A、b、c三个茄子等级。1 .一般螺栓，2 .用高强度螺栓加工成45、40B、20MnTiB钢，热处理，45 8 . 8级40B和20MnTiB10.9级，摩擦高强度螺栓连接压力型高强

3、度螺栓连接，3.2.1钢结构常用焊接方法，(1)手动电弧焊，A，选择焊条：焊条，原理：用电弧生成的热熔焊条和母材形成焊接。3.2焊接方法和焊接连接形式，Q390，Q420钢选择E55英寸焊条(E5500-5518)，Q345钢选择E50英寸焊条(E5000-5048)，B，焊条标记，不同钢材种类的钢缺点：质量波动大，焊工等级高，劳动强度大，效率低。优点：方便，特别是在高空和室外工作，小焊接，选择Q235钢E43英寸焊条(E4300-E4328)，C，优，缺点，(2)埋弧焊管电弧焊(自动或半自动)，A，b，优秀，缺点：优点：自动化程度高，焊接速度快，劳动强度低，焊接质量好。缺点：设备投资、建设位

4、置限制等。线材给料机，机械，(3)气体保护焊接，良好，缺点：优点：焊接速度，焊接质量。缺点：建设条件有限。3.2.2焊接连接和焊接形式，1 .焊接连接形状、包络、圆角连接、对接、2。焊缝形状、(1)对接焊缝、(2)角焊缝、焊缝位置、3.内部无损检测：检查内部缺陷。内部检查主要使用超声波波，有时还使用磁粉检查、荧光检查等辅助检查方法。也可以用x射线或射线照射或拍摄。钢结构工程施工及验收规范规定：焊接根据检查方法及质量要求分为一级、二级、三级。第三次焊接只需要对所有焊接进行外观检查，符合第三次质量标准，第一、第二次焊接除外观检查外，还需要一定量的超声波检查和该级别的质量标准遵守。钢结构设计规范(G

5、B50017 - 2003)中焊接质量等级的选择如下：(1)在需要疲劳计算的零部件中，垂直于力方向的侧对接焊缝必须为一级，压力时必须为二级。3 .选取熔接品质等级，(2)在不需要疲劳计算的元件中，例如母材等强大的抗拉对接熔接必须为次要或更高。受到压力的时候是2级。、()中级工作制及重量的中级工作制起重机梁的腹板与上部翼缘板之间、起重机桁架上弦杆与节点板块之间的形状连接穿透的对接和角度耦合焊接不得低于二次。()角焊缝质量等级一般为3级，应直接承担动力载荷，检查疲劳和重量的中级工作制起重机梁的角焊缝外观质量符合2级。3.2.4焊接代码，事故测试问题，1 .手动杆模型应根据哪些选择进行选择？焊接Q2

6、35-B钢和Q345钢的一般结构应分别使用哪种焊条？焊缝的质量等级是多少？钢材等强度的拉伸对接焊缝应该使用多少等级？3.3角焊缝的构造和计算，牙齿部分的要求： 1。掌握角焊缝的连接计算。2.熟悉角焊缝的配置要求。3.熟悉角焊缝的形状。4.角焊缝的基本公式导出，1，角焊缝的形状3360，1，角焊缝的形状和强度，3.3角焊缝，(1)侧角焊缝(侧焊缝)，2。直角角焊缝的力分析外力通过焊缝时会发生弯曲，因此剪切应力沿焊缝长度分布不均，两端较大，中间越小，lw/hf越大，剪切应力分布越不均匀。a .应力分析，b .破坏类型，(2)正面填角熔接，a .应力分析，正面填角熔接的力复杂，应力集中严重，塑胶下降

7、，强度高，比侧填角熔接高35%到55%以上，(3)斜熔接，斜熔接的力效能介于侧填角熔接和正侧填角熔接之间，3.2.2角焊缝的组成，1，最大焊脚尺寸hf，max，为了防止焊缝中局部过热，hf，max必须满足以下要求3360，hf，MAX 1.2T1，板材边的角焊缝为t6mm，HF；T6mm、HF、maxt-(12)mm；2，最小焊脚尺寸hf，min，为了防止焊接金属中冷却速度导致硬化组织发生，母材裂纹，hf，min必须满足以下要求：形式中的： T2:-对于厚焊接件厚度其他3360埋弧自动焊接HF，T连接截面圆角焊接HF需要在min处增加1mm。T24mm时hf，min=t2，3。侧角焊缝的最大计

8、算长度，挠性会话中沿长度方向的力不均，两端大，中间小。焊缝长度越长，应力集中系数越大。如果焊缝长度不太大，则焊缝两端达到屈服强度后，施加继续载荷，应力会逐渐均匀。当焊缝长度达到特定长度时，焊缝两端可能破坏发生，因此，注：1，当实际长度大于上述值时，不考虑计算。2、如果内力沿侧焊缝的全长分布，则没有上述限制。4 .侧角焊缝的最小计算长度，焊脚尺寸大、长度小的焊缝，焊接件的部分加热严重，弧坑过近，可能出现缺陷，因此焊缝不可靠。因此，为了使焊缝具有一定的载荷力，5 .叠合连接的构造要求，如果板块端仅使用两个侧角焊缝连接：A，零部件的应力不均匀，避免应力传递过度弯曲；规格：B，为了避免焊缝侧收缩，防止

9、板拱过大，规格：c，如果角焊缝末端位于零部件角，则应为2hf的圆形焊缝、T1、3.3直角填角熔接强度计算的预设公式，1，实验结果直角填角熔接的破坏经常发生在喉深上，因此通常使用45o剖面做为计算剖面，对于前角焊缝，格式为f=0，3.6:对于侧角焊缝，格式为f=0，3.6:上述各种中间：he=0.7hf；Lw角焊缝计算长度，考虑到电弧缺陷，每个焊缝的实际长度减去2hf。3.3.4计算各种力状态下的直角角焊缝连接，1，在轴向力作用下计算角焊缝连接，(1)根据枢轴力计算盖子对接连接：A，仅使用侧面角焊缝连接：b，使用三面环焊缝连接：(；力和力矩平衡的：因此：检查问题：设计问题：B，三面环焊缝，力和力

10、矩平衡：剩馀问题A，即：检查问题：设计问题333330 2。承受轴向力、弯矩或剪切力时的角焊缝计算；(2)V，m牙齿一起工作时的焊缝强度计算；1:00，格式中：Iw全焊缝有效截面对和轴转动惯量；H1顶部和底部法兰焊缝有效截面中最外部纤维之间的距离。两点：强度检查公式：格式：H2，lw，2腹板熔接的计算长度；He，2腹板焊接截面有效高度。另一种计算方法是将焊缝传递应力与母材的应力进行近似调整。也就是说，假设腹板熔接仅接收剪切力。凸缘熔接承担总弯矩，并将弯矩M简化为一对水平力H=M/h。凸缘熔接的强度计算假设腹板熔接的强度为： A，连接器的绝对刚性，熔接为弹性。也就是说，t形作用倾向于围绕焊缝中心

11、旋转。b，T表示焊缝组中所有点的应力方向垂直于焊缝中心连接，与大小R成正比。c，v作用下熔接群组的应力均匀分布。3，T，V共同作用以将F方向熔接群组中心简化为： V=F T=F(e1 E2)，因此牙齿连接的设计控制点包括a点和a点，T导致a点应力3360沿x轴线和y轴线分解： 1，对接熔接的起槽形式：3.4.1对接熔接的建构，t焊件厚度，(1) :t6mm(手动焊接)，t10mm(埋弧焊管电弧焊)不创建边，而是使用直边缝。(2)t=720mm时，必须使用单边v形边和双面v形边。(3)t20mm必须使用u、k和x形凹槽。2、V、U坡口焊缝截面焊缝，背面需要补焊。3、对接焊接开始，电弧消化点容易发

12、生缺陷，因此一般诱导到电弧板，焊接后切割。如果无法制作弧板，则每个熔接的计算长度等于实际长度减去2t1，t1减去薄熔接件厚度。4.如果板块厚度或宽度在一侧相差超过4mm，则应使用1:2.5(静态负载)或1:4(动态负载)以下的坡度使其过度平坦，以减少应力集中。对接熔接分为贯穿和部分贯穿(自学)两种茄子类型。在动态负载下，部分熔接的对接熔接可以渡边杏用作垂直力方向的接合熔接。静态负载下，第一次和第二次对接熔接的强度被视为与母材料相同，因此无需计算。第三次熔接需要计算。对接熔接可以视为熔接件的一部分，因此计算方式与元件强度计算方式相同。3.4.2对接焊缝计算，1，通过枢轴力计算对接焊缝，公式：n轴

13、张力或压力；t板小厚度；t形连接是腹板厚度。Ftw、fcw对接焊缝的拉伸和抗压强度设计值。如果不能满足常识，则可以使用斜对接焊缝连接，如图B所示。其他： tan1.5，不需要检查！2，M，V一起工作的对接熔接计算。强度计算公式为：形式中的：Ww焊缝截面系数，因为焊缝截面矩形、M、V共同作用，应力图如下；Sw -焊接截面面积力矩；Iw -焊接截面的转动惯量。(1)板块之间的对接连接，(2) I型轮廓对接连接计算，a，焊缝的最大值和最大值必须满足3.29和3.30的要求。B，对于凸缘和腹板相接的点熔接(1点)，转换应力必须符合以下要求：1.1最大转换应力考虑了局部发生的强度增长系数。工作：下图是三

14、个钢板焊接的I型截面对接焊接。已知：凸缘板：-12100，腹板：-10200板，钢Q345，手动熔接，焊条E50类型，加入电弧板，熔接品质等级次要，作用于熔接的弯矩M=75kN.m，剪切力，3.5熔接应力和b、侧焊缝残余应力垂直于焊缝长度方向。c、厚度方向的焊接残余应力。2、焊接残余应力的原因(1)垂直焊接残余应力，焊接过程不均匀加热冷却过程，在焊接件上产生不均匀温度场，焊接可达1600oC，邻近区域温度骤降。高温钢材膨胀大，但两侧温度低、膨胀小的钢材限制，产生热塑性压缩，焊接冷却时塑料压缩的焊接区域倾向于收缩，但两侧钢材限制，产生拉伸应力。在软钢和低合金钢方面，牙齿拉伸应力可以使钢材达到屈服

15、强度。焊接残余应力是无载荷的内部应力，因此在焊接件中实现了自身平衡，因此在焊缝稍远的区域中可能会出现压力应力。(2)侧焊缝残余应力，原因： 1，焊缝纵向收缩，焊缝反转弯曲变形趋势，导致焊缝中间两个焊接件拉断，两端压缩。2、防止焊接时凝固的线焊缝、后焊焊缝横向膨胀，产生横向塑料压缩变形。熔接冷却时，后熔接的收缩受第一个熔接的限制，产生抗拉应力，第一个熔接产生压力应力，应力处于自平衡状态，而更远的熔接产生抗拉应力。应力分布与熔接方向相关。上述两种应力的组合是侧焊接残余应力。(3)在厚度方向上的焊接残余应力，在厚钢板的焊接接头上，焊接需要多层焊接，焊接是第一个在厚度方向上凝固的焊接，以防止背面焊接膨胀，从而产生塑料压缩变形。熔接冷却时，后熔接的收缩会受到第一个熔接的限制而产生抗拉应力