3钢结构的连接-焊缝连接
2.焊缝的施焊位置 平焊、横焊、立焊及仰焊。 平焊(又称俯焊)施焊方便。 立焊和横焊要求焊工的操作水平比平焊高一些。 仰焊的操作条件最差，焊缝质量不易保证，因此 应尽量避免采用仰焊。
3.3 焊缝缺陷和质量检验
3.3.1焊缝缺陷 焊缝缺陷：焊接过程中产生于焊缝金属或附近热影响 区钢材表面或内部的缺陷。
2. 坡口焊缝
焊件常需做成坡口，焊缝金属填充在坡口内。
坡口形式与焊件厚度和施工条件有关：
（1）焊件厚度很小(小于等于10mm)：直边缝。
（2）一般厚度(t=10~20mm) :具有斜坡口的单边V形或 V形焊缝。
斜坡口和离缝b共同组成一个焊条能够运转的施焊空间， 使焊缝易于焊透；钝边p有托住熔化金属的作用。
采用对接焊缝，两构件在同一平面内，传力均匀平缓， 没有明显的应力集中，用料经济，但是焊件边缘需要 加工，被连接两板的间隙和坡口尺寸有严格的要求。 采用双盖板和角焊缝，传力不均匀、费料，但施工简 便，所连接两板的间隙大小无需严格控制。
搭接连接：适用于不同厚度构件的连接。传力不均匀， 材料较费，构造简单，施工方便，广泛应用。
3.2 焊缝和焊接连接的形式
3.2.1 焊缝的形式
（1）对接焊缝
正对接焊缝 （2）角焊缝
斜对接焊缝
T型对接焊缝
3.2焊缝和焊接连接形式
3.2.2 焊接连接的形式
1.焊接连接形式 被连接板件的相互位置：对接、搭接、T形连接和角部 连接四种。 连接所采用的焊缝主要有坡口焊缝和角焊缝。
对接连接：主要用于厚度相同或接近相同的两构件的 相互连接。
A、B级精制螺栓是由毛坯在车床上经过切削加 工精制而成。表面光滑，尺寸准确，对成孔质量 要求高。有较高的精度，因而受剪性能好。制作 和安装复杂，价格较高，已很少在钢结构中采用
C级螺栓由未经加工的圆钢压制而成。螺栓表面 粗糙，一般采用在单个零件上一次冲成或不用钻 模钻成设计孔径的孔(II类孔)。
螺栓孔的直径比螺栓杆的直径大1.5~2mm。螺栓 杆与螺栓孔之间有较大的间隙，受剪力作用时， 将会产生较大的剪切滑移，连接的变形大。安装 方便，且能有效地传递拉力，可用于沿螺栓杆轴 受拉的连接中，以及次要结构的抗剪连接或安装 时的临时固定。
缺点 在热影响区内，金相组织发生改变，局部 材质变脆；焊接残余应力和残余变形使受压构 件承载力降低；焊接结构对裂纹很敏感，局部 裂纹一旦发生，就容易扩展到整体，低温冷脆 问题较为突出。
对接焊缝连接
角焊缝连接
钢结构常用焊接方法
通常采用电弧焊（包括手工电弧焊）、埋弧 焊(自动或半自动焊)以及气体保护焊等。
送丝器 、 、、 、 、、
、 、 、 、
、
焊剂
、 、、、、、、、、、 、
焊件
焊剂漏斗
埋弧自动焊
送
机
丝
器
器
2 埋弧焊(自动或半自动) 电弧在焊剂层下燃烧的一种电弧焊方法。 自动电弧焊 焊丝送进和电弧按焊接方向的移动 有专门机构控制完成。 半自动电弧焊 焊丝送进有专门机构，而电弧按 焊接方向的移动靠人手工操作完成。 优点：自动化程度高，焊接速度快，劳动强度低， 焊接质量好。
1.手工电弧焊 最常用的一种焊 接方法。通电后 在涂有药皮的焊 条与焊件之间产 生电弧。
手工电弧焊所用焊条应与焊件钢材(或称主体金 属)相适应：
Q235钢 E43型焊条(E4300~E4328)；
Q345钢 E50型焊条(E5000~E5048)；
Q390钢Q420钢 E55型焊条(E5500~E5518)。
(2) 在不需要进行疲劳计算的构件中，凡要求与母材等 强的对接焊缝应焊透，受拉应不低于二级；受压时宜 为二级。
（３）重级工作制和起重量 Ｑ＞５０ｔ的中级工作 制吊车梁的腹板与上翼缘板之间以及吊车桁架上弦杆 与节点板之间的Ｔ形接头焊透的对接与角接组合焊缝， 不应低于二级。
（４）角焊缝质量等级一般为三级，直接承受动力荷 载且需要验算疲劳和起重量Ｑ＞５０ｔ的中级工作制 吊车梁的角焊缝的外观质量应符合二级。
一级焊缝用超声波检验每条焊缝全部长度，以便揭示 焊缝内部缺陷。
强度折减：高空安装焊缝，强度设计值乘以0.9
3.3.3 焊缝质量等级及选用
《钢结构设计规范》（GB50017--2003）中，对焊 缝质量等级的选用有如下规定： (1)需要进行疲劳计算的构件中，垂直于作用力方向的
横向对接焊缝受拉时应为一级，受压时应为二级。 平行于作用力方向的纵向对接焊缝应为二级。
3.5 对接焊缝的构造要求和计算
3.5.1对接焊缝的强度
如焊缝中不存在缺陷，焊缝金属的强度高于母材。
但焊缝中可能有气孔、夹渣、咬边、未焊透等缺陷。 焊接缺陷对受压、受剪的对接焊缝影响不大，可认为 受压、受剪的对接焊缝与母材强度相等，但受拉的坡 口焊缝对缺陷甚为敏感，由于三级检验的焊缝允许存 在的缺陷较多，故其抗拉强度为母材强度的85％，而 一二级检验的焊缝的抗拉强度可认为与母材强度相等
（3）较厚的焊件(t＞20mm)，则采用U形、K形和X形 坡口。V形缝和（a）
α
p
C=2~3mm
（C）
p C=3~4mm （e）
α
C=2~3mm （b）
p
C=3~4mm
（d）
p C=3~4mm （f）
3.5.2坡口焊缝的构造和计算
1、坡口焊缝的构造要求
（2）弯矩和剪力共同作用的对接焊缝计算
对接接头受到弯矩和剪力的共同作用，正应力与剪应 力的最大值应分别满足
M Ww
6M l w2 t
ftw
VS w I wt
f
w v
Ww、 Sw、 Iw—焊缝的截面模量、面积矩、惯性矩。 工字形或H型钢梁的对接焊缝接头，除分别验算最大正
应力和剪应力外，对于同时受有较大正应力和剪应力
对接焊缝的拼接处，当焊件的宽度不同或厚度在一侧 相差4mm以上时，应在宽度方向或厚度方向从一侧或 两侧做成坡度不大于1:2.5(直接承受动力荷载时不大于 1:4)的斜角，以使截面过渡和缓，减小应力集中。
焊缝起灭弧处弧坑等缺陷对承载力影响极大，焊接时 一般应设置引弧板和引出板，焊后将它割除。受静力 荷载设置引弧(出)板困难时，允许不设置，此时焊缝 计算长度等于实际长度减2t。t为连接件的较小厚度， 在T形接头中t为腹板的厚度。
3.1.2 铆钉连接 制孔和打铆。 塑性和韧性较好，传力可靠，质量易于检查， 对主体金属的材质质量要求低。 削弱截面，费钢费工，要求技工技术水平高， 劳动条件差。 很少采用，被焊接和螺栓连接所取代。
3.1.3 螺栓连接
普通螺栓连接和高强度螺栓连接两种。
1 普通螺栓连接 普通螺栓分为A、B、C三级。 A与B级为精制螺栓，C级为粗制螺栓。 A级和B级螺栓材料性能等级则为5.6级或8.8级。 Ⅰ类孔，孔径(do)-栓杆直径(d)＝0.2-0.3mm。 C级螺栓材料性能等级为4.6级或4.8级。 Ⅱ类孔，孔径(do)-栓杆直径(d)＝1.5-3.0mm。 小数点前面的数字表示螺栓成品的抗拉强度不 小于400N/mm2，小数点及小数点以后数字表示 其屈强比为0.6或0.8。
《钢结构设计原理》
第三章 钢结构的连接
3.1 钢结构的连接方法和特点
连接的作用将板材或型钢组合成构件，再将构件组合 成整体结构。 连接的要求：足够的强度、刚度和延性。 连接方法：焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接三种。
3.1.1焊接连接
最主要的连接方法。
优点任何形式的构件都可直接相连，构造简单， 制作加工方便；不削弱截面，用料经济；连接 的密闭性好，结构刚度大；可实现自动化操作， 提高焊接结构质量。
内部无损检验 检查内部缺陷。采用超声波检验，此外 还可采用X射线或γ射线透照或拍片，X射线应用较广。
《钢结构工程施工质量验收规范》规定焊缝按其检验 方法和质量要求分为一、二、三级。三级焊缝只要求 对全部焊缝作外观检查且符合三级质量标准；一级、 二级焊缝除外观检查外，还应符合以下要求：
二级焊缝用超声波检验每条焊缝的20％长度，且不小 于200mm。
缺点：设备投资大，施工位置受限等。
埋弧焊所用焊丝和焊剂应与主体金属强度相适应， 即要求焊缝与主体金属等强度。
3. 气体保护焊
气体保护焊是利用二氧化碳气体或其他惰性气体 作为保护介质的一种电弧熔焊方法。
直接依靠保护气体在电弧周围造成局部的保护层， 以防止有害气体的侵入并保证了焊接过程中的稳 定性。
气体保护焊的焊缝熔化区没有熔渣，焊工能够清 楚地看到焊缝成型的过程；由于保护气体是喷射 的，有助于熔滴的过渡；又由于热量集中，焊接 速度快，焊件熔深大，故所形成的焊缝强度比手 工电弧焊高，塑性和抗腐蚀性好，适用于全位置 的焊接。但不适用于在风较大的地方施焊。
E表示焊条、前两位数字为熔敷金属的最小抗拉 强度(以kgf／mm2表示)，第三、四位数字表示 适用焊接位置、电流以及药皮类型等。
不同钢种的钢材相焊接时，宜采用与低强度钢 材相适应的焊条。
优、缺点 优点：方便，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。
焊丝转盘 熔渣
单击图片播放
T形连接
对接
搭接 角 部 连 接
T形连接 省工省料，常用于制作组合截面。 采用角焊缝连接 焊件间存在缝隙，截面突变，应 力集中现象严重，疲劳强度较低，可用于不直接 承受动力荷载结构的连接中。 采用坡口焊缝 对于直接承受动力荷载的结构，如 重级工作制吊车梁，其上翼缘与腹板的连接。
角部连接 主要用于制作箱形截面。
钢板拼接可采用纵横两方向的对接焊缝，十字或T形交 叉， T形交叉时距离不得小于200mm，且拼接料的长度 均不得小于300mm。 T形拼接的构造。
2.焊透的坡口焊缝的计算
坡口焊缝是焊件截面的组成部分，焊缝中应力分布基本 与焊件相同，故计算方法与构件的强度计算一样。
3.钢结构的连接-焊缝解读
C、采用L形围焊
l1 N1 e1 e2 b
N2 0
代入式3.21，3.22得:
N3
N
N 3 2k 2 N
( 3.23) ( 3.24)
x x
N 1 N N 3 k1 k 2 N
对于校核问题:
f1 f3
N1 f fw l w1he1 N3 f f fw l w 3 he 3
试验表明：侧面焊缝的破坏截面多在 45°截面； 正面焊缝的破坏截面多不在 45°截面； 正面焊缝的破坏强度大，也认为在 45°截面破坏。
1. 侧面焊缝的受力分析
N N N
V
M
N
e
将N转化为剪力 V 和 弯矩 M＝Ne，
M产生垂直于轴向方向的σ⊥，较小，忽略。 V产生沿轴向的τf ，τf 沿轴向分布不均， «规范»规定在规定的计算长度范围内是均匀分布的。 N f f fw ( 3 7) he l w 式中：he＝0.7hf ffw：角焊缝的设计强度（实际为抗剪设计强度）
b
要求：lw≥b (减小力线弯折程度)
lw
b 16t t 12mm 且： b 200mm t 12mm
目的防止横向收缩、起拱。
⑤ 围焊和绕角焊：
绕角焊：转角处构件应力集中，如 在此处起弧、落弧，可能出现弧坑 和咬肉现象，加大应力集中程度， 故采用绕角焊，减小应力集中程度。 2h f 或围起来。 2h f
l w min 8h f 40mm
lw过长 应力分布不均
l w max 60h f
lw
多余长度不计入lw，但焊接工字梁翼缘与腹板连 接处的焊缝、加劲肋与腹板的焊缝，不受此限。
钢结构的连接(焊接,螺栓连接)
机 器
送 丝 器
8
3.气体保护焊 3.气体保护焊 缺点： 优、缺点： 优点：焊接速度快， 优点：焊接速度快，焊接质 量好。 量好。 缺点：施工条件受限制等。 缺点：施工条件受限制等。
9
二、焊接连接形式和焊缝形式 1.焊接连接形式 1.焊接连接形式 单击图片3-2播放 单击图片 播放
对接
10
单击图片3-3播放 单击图片 播放
3
N
3.2 焊接连接的特性
一、钢结构常用焊接方法 1.手工电弧焊 1.手工电弧焊 原理： 原理：利用电弧产生热量 熔化焊条和母材形 成焊缝。 成焊缝。
焊条 焊钳
A、焊条的选择： 、焊条的选择： 焊条应与焊件 钢材相适应。 钢材相适应。
焊机 保护气体
焊件
电弧
熔池 导线 4
单击图片3-1播放 单击图片 播放
23
单击图片3-6播放 单击图片 播放
24
二、对接焊缝的计算 对接焊缝分为：焊透和部分焊透（自学）两种； 对接焊缝分为：焊透和部分焊透（自学）两种； 动荷载作用下部分焊透的对接焊缝不宜用做垂直受 动荷载作用下部分焊透的对接焊缝不宜用做垂直受 力方向的连接焊缝； 力方向的连接焊缝； 的连接焊缝
N t N
第1、2位数字为熔融金属的最小抗拉强度（kgf/mm2) 位数字为熔融金属的最小抗拉强度（ 第3、4适用焊接位置、电流及药皮的类型。 适用焊接位置、电流及药皮的类型。 不同钢种的钢材焊接，宜采用与低强度钢材相适应的焊条。 不同钢种的钢材焊接，宜采用与低强度钢材相适应的焊条。
C、优、缺点
优点：方便，特别在高空和野外作业，小型焊接； 优点：方便，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。 缺点：质量波动大，要求焊工等级高，劳动强度大，效率低。
钢结构的连接方式
§3-1钢结构的连接钢结构的构件是由型钢、钢板等通过连接（connections）构成的，各构件再通过安装连接架构成整个结构。
因此，连接在钢结构中处于重要的枢纽地位。
在进行连接的设计时，必须遵循安全可靠、传力明确、构造简单、制造方便和节约钢材的原则。
钢结构的连接方法可分为焊接连接、铆钉连接、螺栓连接和轻型钢结构用的紧固件连接等（图3.1.1）。
3.1.1 焊缝连接一、焊缝连接的特点焊接连接(welded connection)是现代钢结构最主要的连接方法。
其优点是：构造简单，任何形式的构件都可直接相连；用料经济，不削弱截面；制作加工方便，可实现自动化操作；连接的密闭性好，结构刚度大。
其缺点是：在焊缝附近的热影响区内，钢材的金相组织发生改变，导致局部材质变脆；焊接残余应力和残余变形使受压构件承载力降低；焊接结构对裂纹很敏感，局部裂纹一旦发生，就容易扩展到整体，低温冷脆问题较为突出。
二、钢结构常用的焊接方法1、手工电弧焊这是最常用的一种焊接方法（3.1.2）。
通电后，在涂有药皮的焊条和焊件间产生电弧。
电弧提供热源，使焊条中的焊丝熔化，滴落在焊件上被电弧所吹成的小凹槽熔池中。
由电焊条药皮形成的熔渣和气体覆盖着熔池，防止空气中的氧、氮等气体与熔化的液体金属接触，避免形成脆性易裂的化合物。
焊缝金属冷却后把被连接件连成一体。
手工电弧焊设备简单，操作灵活方便，适于任意空间位置的焊接，特别适于焊接短焊缝。
但生产效率低，劳动强度大，焊接质量与焊工的技术水平和精神状态有很大的关系。
手工电弧焊所用焊条应与焊件钢材（或称主体金属）相适应，例如：对Q235钢采用E43型焊条（E4300～E4328）；对Q345钢采用E50型焊条（E5000～E5048）；对390钢和Q420钢采用E55型焊条（E5500～E5518）。
焊条型号中字母E表示焊条类型等。
不同钢种的钢材相焊接时，宜采用低组配方案，即宜采用与低强度钢相适应的焊条。
钢结构A-3.钢结构的连接(焊缝)
侧面角焊缝 f＝0，力N与焊缝长度方向平行。
N f f fw helw
以上各式中： he=0.7hf； lw—角焊缝计算长度，考虑起灭弧 缺陷时，每条焊缝取其实际长度减去2hf。
角焊缝的抗剪强度： Q235钢
Q345钢
160MPa 200MPa
Q390钢、Q420钢
220MPa
焊接连接形式和焊缝形式
接头形式：
对接接头 搭接接头 T形接头 角部连接
焊缝类别：
对接焊缝—— 坡口焊缝 Groove Weld 角焊缝 ——侧面角焊缝、正面角焊缝 Fillet Weld 多为直角焊缝，少数为斜角焊缝
2 2 2 σ 1.8(τ τ∥) f uw
d
a
∥
a
c
d c
角焊缝有效截面上的应力
式中： fuw --焊缝金属的抗拉强度
出于偏于安全考虑，且与母材的能量强度理论的折算 应力公式一致，欧洲钢结构协会（ECCS），将上式的1.8 改为3，即：
2 2 2 σ 3( τ τ∥) f uw
有效截面：有效厚度×计算长度 计算时假定有效截面上应力均匀 分布。
直角角焊缝截面
2）有效截面上的应力状态 在外力作用下，直角角焊缝有效截面上有三个应力： —正应力，与焊缝长度方向（面外垂直） ∥—剪应力，与焊缝长度方向（面内平行） —剪应力，与焊缝长度方向（面内垂直） 国际标准化组织（ISO）推荐 下式确定角焊缝的极限强度
电阻焊是利用电流通过焊件接触点表面的电阻所产生的 热量来熔化金属，再通过压力使其焊合。冷弯薄壁型钢的焊 接，常用电阻点焊，板叠总厚度一般不超过12mm，焊点应主 要承受剪力，其抗拉(撕裂)能力较差。
第三章 钢结构的连接课后习题答案
第三章 钢结构的连接3.1 试设计双角钢与节点板的角焊缝连接（图3.80）。
钢材为Q235B ，焊条为E43型，手工焊，轴心力N=1000KN （设计值），分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。
解：（1）三面围焊 2160/w f f N mm = 123α=213α= 确定焊脚尺寸： ,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=⨯=， ,min min 1.5 1.512 5.2f h t mm ≥==， 8f h mm = 内力分配：30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==∑3221273.281000196.69232N N N KN α=-=⨯-= 3112273.281000530.03232N N N KN α=-=⨯-= 焊缝长度计算：11530.032960.720.78160w w f fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为 1296830460608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=，取310mm 。
22196.691100.720.78160w w f f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为 2110811860608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=，取120mm 。
（2）两面侧焊确定焊脚尺寸：同上，取18f h mm =， 26f h mm = 内力分配：22110003333N N KN α==⨯=， 11210006673N N KN α==⨯= 焊缝长度计算： 116673720.720.78160w w f f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑，则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060388283721=⨯=<=⨯+='，取390mm 。
第3章钢结构连接1(2011)PPT课件
2、高强度螺栓
高强度螺栓一般采用45号钢，40B 钢和20MnTB钢加工制作， 经热处理后，螺栓抗拉强度应分别不低于8 00 n/mm2和1 000n/mm2 , 且屈强比分别为0 . 8 和0 . 9 ，因此，其性能等级分别 称为8.8 级和10 .9级。
及构造要求； 3.了解焊接应力和焊接变形产生的原因及其对结构工作
的影响； 4.了解螺栓连接的工作性能，掌握螺栓连接的计算和构
造要求。
重点： 掌握焊接连接的特性和计算 普通螺栓连接、高强度螺栓连接的性能和计算
§3.1 钢结构的连接方法
钢结构的构件是由型钢、钢板等通过连接 (connections）构成的，各构件再通过安装连接架构成 整个结构。因此，连接在钢结构中处于重要的枢纽地位。 在进行连接的设计时，必须遵循安全可靠、传力明确、 构造简单、制造方便和节约钢材的原则。
C级---粗制螺栓，性能等级为4.6或4.8级； 4表示fu≥400N/mm2, 0.6或0.8表示fy/fu=0.6或0.8； Ⅱ类孔，孔径(do)-栓杆直径(d) ＝1～3mm。
C级螺栓由未经加工的圆钢压制而成。由于螺栓表面粗糙， 一般采用在单个零件上一次冲成或不用钻模钻成的孔（Ⅱ类 孔）。螺栓孔的直径比螺栓杆的直径大1.5~3mm。对于采用C 级螺栓的连接，由于螺杆与栓孔之间有较大的间隙，受剪力作 用时，将会产生较大的剪切滑移，连接的变形大。但安装方便， 且能有效地传递拉力，故一般可用于沿螺栓杆轴受拉的连接中， 以及次要结构的抗剪连接或安装时的临时固定。
《钢结构设计原理》3-1 钢结构的连接-焊缝连接
3. 气体保护焊
气体保护焊是利用二氧化碳气体或其他惰性气体 作为保护介质的一种电弧熔焊方法。
直接依靠保护气体在电弧周围造成局部的保护层， 以防止有害气体的侵入并保证了焊接过程中的稳 定性。
气体保护焊的焊缝熔化区没有熔渣，焊工能够清 楚地看到焊缝成型的过程；由于保护气体是喷射 的，有助于熔滴的过渡；又由于热量集中，焊接 速度快，焊件熔深大，故所形成的焊缝强度比手 工电弧焊高，塑性和抗腐蚀性好，适用于全位置 的焊接。但不适用于在风较大的地方施焊。
3.4.1 角焊缝的构造要求
4 侧面角焊缝的最大计算长度 侧面角焊缝在弹性阶段沿长度方向受力不均匀，两端 大中间小。焊缝越长，应力集中越明显。
若焊缝长度适宜，两端点处的应力达到屈服强度后， 继续加载，应力会渐趋均匀。
若焊缝长度超过某一限值时，有可能首先在焊缝的两 端破坏，故一般规定侧面角焊缝的计算长度
A、B级精制螺栓是由毛坯在车床上经过切削加 工精制而成。表面光滑，尺寸准确，对成孔质量 要求高。有较高的精度，因而受剪性能好。制作 和安装复杂，价格较高，已很少在钢结构中采用
C级螺栓由未经加工的圆钢压制而成。螺栓表面 粗糙，一般采用在单个零件上一次冲成或不用钻 模钻成设计孔径的孔(II类孔)。
螺栓孔的直径比螺栓杆的直径大1.5~2mm。螺栓 杆与螺栓孔之间有较大的间隙，受剪力作用时， 将会产生较大的剪切滑移，连接的变形大。安装 方便，且能有效地传递拉力，可用于沿螺栓杆轴 受拉的连接中，以及次要结构的抗剪连接或安装 时的临时固定。
3.4.1 角焊缝的构造要求
3 角焊缝的最小计算长度 焊脚尺寸大而长度较小时，焊件的局部加热严重，焊缝 起灭弧所引起的缺陷相距太近，以及焊缝中可能产生的 其他缺陷(气孔、非金属夹杂等)，使焊缝不够可靠。 搭接连接的侧面角焊缝，如果焊缝长度过小，由于力线 弯折大，会造成严重应力集中。
钢结构钢结构的连接课件.ppt
f
w f
f
he
N lw
f
w f
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f
)2
2 f
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钢结构钢结构的连接课件
钢结构钢结构的连接课件
请 回 答
1、对接焊缝与角焊缝在计算方法上有何区别? 2、侧面焊、三面围焊哪种做法较为经济?
(在同样荷载下) 3、焊接残余应力与变形对结构的性能有何影
响?采取哪些措施?
钢结构钢结构的连接课件
3-6 普通螺栓连接构造和计算
f
N he
lw
f
w f
f
f he钢N结构l钢w结构的f连f接w 课件
四、偏心力作用
1、弯矩M: f
M Ww
6M he lw2Biblioteka ffw f
2、扭矩T:
计算假定:(1)被连接件是绝对刚性的,角焊缝是弹性
(2)被连接件绕角焊缝有效截面形心o旋转,角焊缝上任
一点应力方向垂直该点与形心连线,应力大小与其
(3 23)
(2)承压承载力设计值
N
b C
d
tf
b C
(3 24)
当构件节点处或 拼接缝一側 螺栓较多,沿受力方向连接长
Nb min
minN NV Cbb
度: l1
l115d0 l160d0
1.1 l1
15d00
0.7 d0螺 栓 孔 径
钢结构钢结构的连接课件
图3-59 抗剪螺栓连接 图3-60 螺栓钢承结构压钢结的构的应连力接课分件 布
钢结构钢结构的连接课件
y1
y2
e
e
e'
y '1
y '2
y2
钢结构焊缝连接技术详解
钢结构焊缝连接技术详解焊接连接在工程中的利用率比较高，基本所有的钢结构构件都可以采用这种方法。
今天就为您具体说明，希望对您有所帮助。
焊缝连接是钢结构连接节点的一种连接方式，采用这种连接方法时，不仅对钢结构构造的要求少，而且施工工艺也简单，不会因为焊缝的存在而削弱截面强度，结构整体不会发生大的变形，刚度也比较强。
在焊接管道的过程中，采用这种方法能够保证结构的密闭性，实现自动化操作。
焊接连接与其他连接方法相比更为经济，其操作过程也已经实现了自动化。
但是，这种连接方法的缺点也比较明显。
由于局部受热，钢材的化学构造有所变化，许多元素的含量也发生了变化，导致结构容易受到脆性破坏。
在施工过程中，要保证焊接后节点处没有裂缝。
因为裂缝的存在会使节点承受较大的力而产生新的裂缝，它会沿着之前的裂缝迅速蔓延。
在焊接的过程中，加热、散热不均匀，残余应力和残余应变的存在都会导致结构受到荷载时断裂。
焊接方法主要有4种：①手工电弧焊。
利用电弧产生的3000℃的高温将涂有药皮的、与焊件钢材相似的焊条滴落在熔池中。
药皮的作用是保护焊缝，降低焊缝的脆性。
这种焊法很难控制，对工人的操作水平也有很高的要求。
②埋弧焊有自动和半自动2种操作方式，其生产效率高，所形成的焊缝结构均匀，力学性能好。
焊接时间越短，残余应变和残余应力对焊缝的影响就越小。
与手工电弧焊相比，这种焊接方法装配精密，埋弧焊中没有药皮，而是多了焊剂。
因为电弧埋在焊剂的下面，热量集中，所以，多将其用于厚杆件的焊接工程中。
③气体保护焊与埋弧焊相反，它适用于一些比较薄、比较小的焊件。
在焊接过程中，它用气体的保护代替了药皮，将焊缝与有害气体隔绝起来，而且焊缝熔化区内并没有熔渣，施工人员可以清晰地看到焊缝的形成过程。
④电阻焊主要运用的是电流在电阻中产生的热量，用热量熔化金属，再利用外界传递的压力完成焊接工作。
一般情况下，这种焊接方法的使用率并不高，它主要被用于6～12mm厚钢板的连接工程中。
3.钢结构的连接-焊缝
x
对于校核问题:
f1
f2
N1 f fw l w1he1 N2 f fw l w 2 he 2
N1 N2
l1 e1
N
b
e2
l2
对于设计问题:
x
x
l l
w1
N1 w he 1 f f N2 he 2 f fw
l1 l w 1 2h f 1 l 2 l w 2 2h f 2
③所有焊缝承担的力N
L 2l 10 410 mm
练习1:设计用拼接盖板的对接连接。已知钢板宽 b1=270mm，厚度t1=28mm，拼接盖板厚度t2＝16mm，该连 接承受的静态轴心力N=1400kN（设计值），钢材Q235－ B，手工焊、E43焊条。
分别用两面侧焊和 三面围焊设计
解： 确定hf 取hf＝10 mm
lw
( 3.11)
2
2
Nx
θ
lw
f
N cos he l w
Ny
( 3.12)
N
代入式3.8验算焊缝强度，即:
f f w 2 f f f
2
N
( 3.8)
例3.3:承受轴心拉力的板件，采用上下两块拼接板并采 取角焊缝三面围焊连接。已知板件宽b1=400mm，厚度 t1=18mm，承受静力轴心拉力N=1425kN；两块拼接板的宽 度b2=340mm，厚度t2=12mm；钢材为Q235，手工焊、E43 焊条，试确定盖板尺寸。 解： 确定焊脚尺寸hf 贴边角焊缝应满足：
对于设计问题:
l
w1
N1 he 1 f fw N3 f f fw he 3
l1 l w 1 h f 1 l3 lw 3 h f 3