钢结构基本原理及设计(1)

钢结构基本原理及设计
c)焊缝沿长度方向的布置分为连续角焊缝和间断角焊缝
连续角焊缝和间断角焊缝
d)焊缝按施焊位置分为平焊、横焊、立焊及仰焊
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§3-1 钢结构的连接
钢结构基本原理及设计
施焊时焊缝在焊件 之间的相对空间位置、 焊缝连接可分为平焊、 横焊、立焊和仰焊等。
平焊有时称作俯焊， 施焊方便，质量易保证；
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§3-1 钢结构的连接
钢结构基本原理及设计
a)对接接头；(b)搭接接头；（c）T形接头；(d)角接接头。
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§3-1 钢结构的连接
钢结构基本原理及设计
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§3-1 钢结构的连接
钢结构基本原理及设计
双层盖板和角焊缝对接连接，传力不均匀、费料，但施 工简便，连接两板间隙无需严格控制。
角焊缝的搭接连接，适用不同厚度构件连接。传力不均 匀，材料较费，但构造简单，施工方便。
4. 电阻焊
电阻焊利用电流通过焊件接触点表面电阻所产生的热来熔 化金属，再通过加压使其焊合。
适用于板叠厚度不大于12mm的焊接。对冷弯薄壁型钢构 件，电阻焊可用来缀合壁厚不超过3.5mm的构件。
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§3-1 钢结构的连接
钢结构基本原理及设计
三. 焊接连接形式及焊缝形式 1. 焊缝连接形式
分为对接、搭接、T型连接和角部连接 对接连接主要用于厚度相同或接近相同的两构件相互连接。 采用对接焊缝的对接连接，由于相互连接的两构件在同 一平面内，因而传力均匀平缓，没有明显的应力集中，且用 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。
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 和焊件间产生电弧。
a）电路；b）施焊过程；1—电焊机；2—导线；3—焊件；4—电弧； 5—药皮；6—起保护作用的气体；7—熔渣；8—焊缝金属； 9—主体金属；10—焊丝；11—熔池
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§3-1 钢结构的连接
钢结构基本原理及设计
优点：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。
仰焊困难。设计和 制造时应尽量考虑使多 数焊缝能在平焊或较方 便的位置焊接．避免仰 焊。
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§3-1 钢结构的连接
钢结构基本原理及设计
四. 焊缝缺陷及焊缝质量检验 1. 焊缝缺陷
常见的缺陷有裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、夹渣、 咬边、未熔合、未焊透。
3. 气体保护焊
气体保护焊采用裸焊丝用从焊枪中喷出的气体保护施 焊过程中的电弧、熔池和高温焊缝金属，用保护气体代替 了焊剂
二氧化碳作为保护气体，称为二氧化碳保护焊
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§3-1 钢结构的连接
钢结构基本原理及设计
二氧化碳保护焊的焊接效率高，金属熔化深度大，焊缝 质量好，是一种良好的焊接方法，
施焊时周围的风速要小，以免气体被吹散。
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§3-1 钢结构的连接
钢结构基本原理及设计
埋弧自动电弧焊 1—焊丝转盘；2—转动焊丝的电动机；3—焊剂漏斗；4—电源； 5—熔化的焊剂；6—焊缝金属；7—焊件；8—焊剂；9—移动方向
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§3-1 钢结构的连接
钢结构基本原理及设计
现场用自动行走埋弧焊机焊接重型H型钢
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§3-1 钢结构的连接
钢结构基本原理及设计
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§3-1 钢结构的连接
钢结构基本原理及设计
不同强度钢材焊接，采用与较低强度钢材适应焊接材料 用与较低强度钢材相适应焊条施焊，焊缝塑性性能与冲 击韧性好。
2. 埋弧焊（自动或半自动）
埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧的电弧焊方法 焊丝送进和焊接方向的移动有专门机构控制的 称埋弧自动电弧焊 焊丝送进有专门机构控制，焊接方向移动靠工人操作的 称为埋弧半自动电弧焊 自动或半自动化操作，焊接工艺稳定，焊缝化学成分均 匀，焊缝质量好，焊件变形小。
1）对接连接 2）搭接连接 3）垂直连接 4）角形连接
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§3-1 钢结构的连接
钢结构基本原理及设计
3.1.1 焊缝连接
一. 焊缝连接的特点
焊接连接是现代钢结构最主要的连接方法。 优点：1. 构造简单，任何形式的构件都可直接相连； 2. 用料经济，不削弱截面； 3. 制作加工方便，可自动化操作，质量好； 4. 连接的密闭性好，结构刚度大。
T型连接省工省料，用于制作组合截面。当采用角焊缝 连接时，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连接。
对于直接承受动荷载的结构？
2. 焊缝形式
a) 对接焊缝：正对接焊缝、斜对接焊缝。 b) 角焊缝： 正面角焊缝、侧面角焊缝、斜焊缝。
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§3-1 钢结构的连接
钢结构的连接方法（a）焊缝连接（b）铆钉连接； （c）螺栓连接（d）紧固件连接
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§3-1 钢结构的连接
钢结构基本原理及设计
1. 连接的重要地位
1）型钢组成构件，构件组成结构 2）连接方式直接影响结构构造、制造工艺、造价 3）连接质量影响结构的安全和使用寿命 4）传递连接件间力和弯矩
2. 基本连接形式
第3章 连接
钢结构基本原理及设计
§3-1 钢结构的连接
§3-2 对接焊缝的构造和计算
§3-3 角焊缝的构造和计算
§3-4 焊接残余应力和焊接变形
§3-5 普通螺栓的构造和计算
§3-6 高强度螺栓连接的构造和计算
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第3章 连接
钢结构基本原理及设计
§3-1 钢结构的连接
构件由型钢、钢板等通过连接构成 构件通过安装连接构成整个结构 安全可靠、传力明确、构造简单、制造方便 节约钢材 连接方法分为焊接连接、铆钉连接、螺栓连接等
缺点：1. 在焊缝附近的热影响区内，钢材组织发生改 变，导致局部材质变脆； 2. 焊接残余应力和残余变形使受压构件承载力 降低； 3. 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； 4. 低温冷脆。
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§3-1 钢结构的连接
钢结构基本原理及设计
二. 钢结构常用的焊接方法
目前应用最多的是手工电弧焊和自动(或半自动)埋弧焊， 还有气体保护焊等
缺点：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。
对Q235钢采用E43型焊条 对Q345钢采用E50型 对Q390钢和Q420钢采用E55型
E代表焊条 E后面的两个数字如43表示焊条钢丝抗拉强度为： 43kgf／mm2(420N／mm2)。 数字后的两个×，表示焊条药皮类型、适用的施焊位置 以及适用的焊接电源