钢结构基本原理课件：第三章.ppt
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钢结钢结构构3钢结构连接钢结构连接33钢结构连接钢结构连接本章内容本章内容:
（1）
（1）钢结构的连接方法钢结构的连接方法
（2）
（2）焊接方法和焊缝连接形式焊接方法和焊缝连接形式（3）（3）角焊缝的构造与计算角焊缝的构造与计算（4）（4）对接焊缝的构造与计算对接焊缝的构造与计算（5）（5）焊接应力和焊接变形焊接应力和焊接变形（6）（6）螺栓连接的构造螺栓连接的构造（7）（7）普通螺栓连接的工作性能和计算普通螺栓连接的工作性能和计算（8）（8）高强度螺栓连接的工作性能和计算高强度螺栓连接的工作性能和计算本章重点：
本章重点：
角焊缝的构造与计算，普通螺栓连接的计算，角焊缝的构造与计算，普通螺栓连接的计算，高强度螺栓连接的计算高强度螺栓连接的计算本章难点本章难点：
如何运用相关公式进行各种连接计算：
如何运用相关公式进行各种连接计算3.13.1钢结构的连接方法钢结构的连接方法2、铆铆接接1、焊接焊接对接焊缝对接焊缝角焊角焊缝缝3.1.1钢结构连接种类钢结构连接种类焊缝连接、铆钉连接、螺栓连接焊缝连接、铆钉连接、螺栓连接3、螺栓连接螺栓连接普通螺栓：
靠螺栓杆承压和普通螺栓：
靠螺栓杆承压和受剪传递荷载受剪传递荷载高强螺栓高强螺栓3.1.23.1.2连接特点连接特点优点（优点
（1）构造简单，制造省工；）构造简单，制造省工；
（2）不削弱截面，经济；）不削弱截面，经济；（3）连接刚度大，密闭性能好；）连接刚度大，密闭性能好；（4）易采用自动化作业，生产效率）易采用自动化作业，生产效率高。
高。
缺点（缺点
（1）焊缝附近有热影响区，该处材质变脆）焊缝附近有热影响区，该处材质变脆；
（2）产生焊接残余应力和残余应变；）产生焊接残余应力和残余应变；（3）裂缝易扩展，低温下易脆断。
）裂缝易扩展，低温下易脆断。
一、焊缝连接一、焊缝连接优点：
安装拆卸方便。
优点：
安装拆卸方便。
缺点：
构造复杂，削弱截面，不经济。
缺点：
构造复杂，削弱截面，不经济。
二、螺栓连接二、螺栓连接11、普通螺栓连接、普通螺栓连接由235钢制成，根据加工精度分根据加工精度分AA、BB、CC三级三级.ABAB级精制螺栓级精制螺栓,类孔，孔径比杆径大类孔，孔径比杆径大0.3-0.5mm0.3-0.5mm，抗剪性能好抗剪性能好,制造安装费工，少用。
制造安装费工，少用。
CC级粗制螺栓级粗制螺栓,类孔，孔径比杆径大类孔，孔径比杆径大1.5-2.0mm1.5-2.0mm，抗，抗剪性能差，但传递拉力性能好，性能等级为剪性能差，但传递拉力性能好，性能等级为4.64.6级或级或4.84.8级。
级。
3.1.23.1.2连接特点连接特点22、高强螺栓连接、高强螺栓连接（11）性能等级）性能等级高强钢材制成：
优质碳素钢：
高强钢材制成：
优质碳素钢：
3535号、号、4545号；号；合金钢：
合金钢：
20MnTiB20MnTiB、40B40B、35V35VBB。
性能等级：
性能等级：
8.88.8级、级、10.910.9级。
级。
小数点前小数点前88、1010螺栓材料经热加工后的最低抗螺栓材料经热加工后的最低抗拉强度为拉强度为830830、1040N/mm1040N/mm22；小数点后小数点后0.80.8、0.90.9屈强比屈强比uff/2.03.1.23.1.2连接特点连接特点摩擦型摩擦型：
只靠摩擦阻力传力：
只靠摩擦阻力传力,以剪力达到接触面的以剪力达到接触面的摩擦力作为承载力极限状态摩擦力作为承载力极限状态设计准则设计准则（22）按抗剪性能分）按抗剪性能分承压型承压型：
以作用剪力达到栓杆抗剪或孔壁承压破坏：
以作用剪力达到栓杆抗剪或孔壁承压破坏为承载力极限状态为承载力极限状态设计准则设计准则摩擦型螺栓连接：
变形小，弹性性能好，摩擦型螺栓连接：
变形小，弹性性能好，耐疲劳，施工较简单，适用于承受动力荷载的结构耐疲劳，施工较简单，适用于承受动力荷载的结构。
承压型螺栓连接：
承载力高于摩擦型连接，承压型螺栓连接：
承载力高于摩擦型连接，连接紧凑，剪切变形大，不能用于承受动力荷载的结连接紧凑，剪切变形大，不能用于承受动力荷载的结构。
构。
3.1.23.1.2连接特点连接特点3.23.2焊接方法和焊缝连接形式焊接方法和焊缝连接形式3.2.1钢结构常用焊接方法钢结构常用焊接方法1.1.手工电弧焊手工电弧焊打火引弧打火引弧-电弧周围的金属液化电弧周围的金属液化（熔池熔池）焊焊条熔化滴入熔池与焊件的熔融金属结和冷条熔化滴入熔池与焊件的熔融金属结和冷却即形成焊缝。
却即形成焊缝。
电弧焊：
电弧焊：
手工电弧焊、自动或半自动埋弧焊、气体保护焊手工电弧焊、自动或半自动埋弧焊、气体保护焊。
优点：
方便，特别在高空和野外作业；优点：
方便，特别在高空和野外作业；缺点：
质量波动大，要求焊工等级高，劳动缺点：
质量波动大，要求焊工等级高，劳动强度大，效率低。
强度大，效率低。
焊条焊条:
焊条应与焊件钢材相适应（等强度要求）。
焊条应与焊件钢材相适应（等强度要求）。
Q235Q235E43E43焊条；焊条；Q345Q345E50E50焊条焊条Q390Q390（Q420Q420）E55E55焊条焊条EE焊条；型号由四部分组成焊条；型号由四部分组成EE前两位数前两位数焊缝金属最小抗拉强度焊缝金属最小抗拉强度（43kg/mm（43kg/mm22）；后两位数后两位数焊接位置、电流及药皮类型。
焊接位置、电流及药皮类型。
不同钢种的钢材相焊接时，宜采用与低强度钢材相适应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的焊条3.2.1钢结构常用的焊接方钢结构常用的焊接方法法手工电弧焊手工电弧焊3.23.2焊接方法和连接形式焊接方法和连接形式2.2.自动（半自动）埋弧焊自动（半自动）埋弧焊电弧在焊剂层下燃烧的一种方法。
电弧在焊剂层下燃烧的一种方法。
优点：
质量好，效率高；优点：
质量好，效率高；缺点：
需要专用设备。
缺点：
需要专用设备。
3.3.气体保护焊气体保护焊利用二氧化碳气体或者其他惰性气体作利用二氧化碳气体或者其他惰性气体作为保护介质的一种方法。
为保护介质的一种方法。
优点：
质量好；优点：
质量好；缺点：
对环境要求高。
（结束）缺点：
对环境要求高。
（结束）（被连接钢材的相互位置）对接连接搭接连接T型连接角部连接焊缝连接形式3.2.23.2.2焊缝连接形式及焊缝形式焊缝连接形式及焊缝形式1.焊缝连接形式焊缝连接形式
（1）
（1）按焊缝的截面形式分按焊缝的截面形式分对接焊缝对接焊缝角焊缝角焊缝2.2.焊缝形式焊缝形式按受力方向划分按受力方向划分正正对接焊缝：
焊缝对接焊缝：
焊缝垂垂直直于力线于力线对接焊缝对接焊缝斜斜对接焊缝：
焊缝对接焊缝：
焊缝倾倾斜斜于力线于力线正面正面角焊缝：
焊缝角焊缝：
焊缝垂直垂直于力线于力线角焊缝角焊缝侧面侧面角焊缝：
焊缝角焊缝：
焊缝平行平行于力线于力线斜斜角焊缝角焊缝:
焊缝焊缝倾倾斜斜于力线于力线
（2）焊缝沿长度方向的布置焊缝沿长度方向的布置注意注意:
在受压构件中在受压构件中L15L15tLL不宜过长不宜过长在受拉构件中在受拉构件中L30L30t（t为较薄焊件的厚为较薄焊件的厚度）度）2.2.焊缝形式焊缝形式（33）焊缝的施焊方）焊缝的施焊方位位平焊（俯焊）平焊（俯焊）立焊立焊横焊横焊仰焊仰焊2.2.焊缝形式焊缝形式3.2.33.2.3焊缝缺陷及焊缝质量检验焊缝缺陷及焊缝质量检验11、焊缝缺陷：
、焊缝缺陷：
焊接过程中产生于焊缝金属或附近焊接过程中产生于焊缝金属或附近热热影响区钢材表面或内部的缺陷影响区钢材表面或内部的缺陷3.23.2焊接方法和连接形式焊接方法和连接形式2.2.焊缝质量检验焊缝质量检验三级：
只进行外观检查（即检查外观缺陷和几何尺寸）三级：
只进行外观检查（即检查外观缺陷和几何尺寸）二级：
除外观检查，超声波抽检二级：
除外观检查，超声波抽检一级：
同二级一级：
同二级3.3.焊缝质量等级的选用焊缝质量等级的选用（11）需要进行疲劳计算的构件，凡是对接焊缝均应焊透。
其）需要进行疲劳计算的构件，凡是对接焊缝均应焊透。
其中垂直于作用力方向的横向对接焊缝或中垂直于作用力方向的横向对接焊缝或TT形对接与角接组合焊形对接与角接组合焊缝受拉时应为一级，受压时应为二级；作用力平行于焊缝长度缝受拉时应为一级，受压时应为二级；作用力平行于焊缝长度方向的纵向对接焊缝应为二级。
方向的纵向对接焊缝应为二级。
3.2.33.2.3焊缝缺陷及焊缝质量检验焊缝缺陷及焊缝质量检验3.23.2焊接方法和连接形式焊接方法和连接形式
（2）不需要进行疲劳计算的构件，凡要求与母材等强）不需要进行疲劳计算的构件，凡要求与母材等强的对接焊缝应焊透。
母材等强的受拉对接焊缝应不低的对接焊缝应焊透。
母材等强的受拉对接焊缝应不低于二级；受压时宜为二级。
于二级；受压时宜为二级。
（3）重级工作制和起重量）重级工作制和起重量Q500KN的中级工作制吊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节点板之间的T形接头均要求焊透，质量等级不应低形接头均要求焊透，质量等级不应低于二级。
于二级。
（4）不要求焊透的）不要求焊透的T形接头采用的角焊缝或部分焊透形接头采用的角焊缝或部分焊透的对接与角接组合焊缝，以及搭接连接采用的角焊缝的对接与角接组合焊缝，以及搭接连接采用的角焊缝，一般仅要求外观质量检查，具体规定如下：
三级检，一般仅要求外观质量检查，具体规定如下：
三级检验；承受动力荷载且需要验算疲劳和验；承受动力荷载且需要验算疲劳和Q500KN的的中级吊车梁，二级。
中级吊车梁，二级。
hhff3.2.43.2.4焊缝代号、螺栓及其孔眼图例焊缝代号、螺栓及其孔眼图例3.23.2焊接方法和连接形式焊接方法和连接形式焊缝代号焊缝代号-引出线、图形符号、辅助符引出线、图形符号、辅助符号号角焊缝角焊缝3.2.43.2.4焊缝代号、螺栓及其孔眼图例焊缝代号、螺栓及其孔眼图例焊缝代号焊缝代号-引出线、图形符号、辅助符引出线、图形符号、辅助符号号焊缝分布不规则，在标注焊缝符号的同时，可在图形上加栅线（结束）（结束）3.33.3角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算3.3.1角焊缝的形式和强度fh角焊缝的角焊缝的焊脚尺寸焊脚尺寸eh角焊缝的角焊缝的计算厚度计算厚度，对直角角焊缝：
，对直角角焊缝：
fehh7.0角焊缝一般用直角角焊缝。
夹角的斜角角焊缝一般用直角角焊缝。
夹角的斜角角焊缝，角焊缝，不宜不宜用作受力焊缝（钢管结构除外）用作受力焊缝（钢管结构除外）0060135或按截面形式划分按截面形式划分直角角焊缝直角角焊缝角焊缝角焊缝斜角角焊缝斜角角焊缝侧面角焊缝强度低、塑性好；应力沿长度方向分布不均侧面角焊缝强度低、塑性好；应力沿长度方向分布不均匀，呈两端大而中间小的状态。
匀，呈两端大而中间小的状态。
侧面角焊缝、正面角焊缝、斜焊缝侧面角焊缝、正面角焊缝、斜焊缝侧面角焊缝侧面角焊缝平行于力的作用方向平行于力的作用方向NNNNtbLLaN按受力方向划分按受力方向划分正面角焊缝受力复杂，截面中的各面均存在正应力正面角焊缝受力复杂，截面中的各面均存在正应力和剪应力；强度高，塑性差。
和剪应力；强度高，塑性差。
正面角焊缝正面角焊缝垂直于力的作用方向垂直于力的作用方向（22）按角焊缝与作用力的关系分）按角焊缝与作用力的关系分3.3.2角焊缝构造要求角焊缝构造要求minmax2.1thf（11）最大焊脚尺寸要求）最大焊脚尺寸要求对边缘角焊缝thmmtfmax,6）21（,6maxmmthmmtf为避免焊缝区基本金属“过热”，减少焊件的残为避免焊缝区基本金属“过热”，减少焊件的残余应力和残余变形。
余应力和残余变形。
焊脚尺寸过小
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