钢结构第三章.ppt

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第三章第三章连连接接Chapter3Connections焊缝连接焊缝连接螺栓连接螺栓连接钢结构设计原理钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure钢结构设计原理钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第三章第三章连连接接Chapter3Connections3.13.1钢结构的连接钢结构的连接连接的方式连接的方式焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接连接的原则连接的原则安全可靠、传力明确、构造简单、制造方便和节约钢材安全可靠、传力明确、构造简单、制造方便和节约钢材图图3.1.13.1.1连接的方式连接的方式a）NNNNc）NNb）螺栓连接螺栓连接铆钉连接铆钉连接焊接连接焊接连接钢结构设计原理钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第三章第三章连连接接Chapter3Connections3.1.13.1.1焊缝连接焊缝连接1.1.钢结构常用的焊接方法钢结构常用的焊接方法电弧焊、埋弧焊、气体保护焊和电阻焊。

电弧焊、埋弧焊、气体保护焊和电阻焊。

（11）手工电弧焊）手工电弧焊原理：

原理：

利用电弧产生热量熔化焊条利用电弧产生热量熔化焊条和母材形成焊缝。

和母材形成焊缝。

图图3.1.23.1.2手工电弧焊手工电弧焊焊机焊机导线导线熔池熔池焊条焊条焊钳焊钳保护气体保护气体焊件焊件电弧电弧优点：

优点：

方便，适用于任意空间位置的方便，适用于任意空间位置的焊接，特别适用于在高空和野外作业，焊接，特别适用于在高空和野外作业，小型焊接。

小型焊接。

缺点：

质量波动大，要求焊工等级高，质量波动大，要求焊工等级高，劳动强度大，生产效率低。

劳动强度大，生产效率低。

钢结构设计原理钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第三章第三章连连接接Chapter3ConnectionsAA、焊条的选择：

焊条的选择：

焊条应与焊件钢材（主体金属）相适应。

Q390Q390、Q420Q420钢选择钢选择E55E55型焊条型焊条（E5500-E5518）（E5500-E5518）Q345Q345钢选择钢选择E50E50型焊条型焊条（E5001-E5048）（E5001-E5048）Q235Q235钢选择钢选择E43E43型焊条（型焊条（E4300-E4328）E4300-E4328）BB、焊条的表示方法：

焊条的表示方法：

EE焊条焊条（Electrode）（Electrode）第第11、22位数字为熔敷金属的最小抗拉强度（位数字为熔敷金属的最小抗拉强度（kgf/mmkgf/mm22）第第33、44表示适用焊接位置、电流及药皮的类型。

表示适用焊接位置、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。

钢结构设计原理钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第三章第三章连连接接Chapter3Connections（22）埋弧焊（自动或半自动）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。

电弧在焊剂层下燃烧的一种电弧焊方法。

、焊丝转盘焊丝转盘送丝器送丝器焊剂漏斗焊剂漏斗焊剂焊剂熔渣熔渣焊件焊件图图3.1.3埋弧自动焊埋弧自动焊机机器器优点：

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：

设备投资大，施工位置受限。

焊丝的选择应与焊件等强度。

钢结构设计原理钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第三章第三章连连接接Chapter3Connections（33）气体保护焊）气体保护焊利用焊枪喷出的利用焊枪喷出的COCO22或其他惰性气体代替焊剂的电弧溶焊方或其他惰性气体代替焊剂的电弧溶焊方法。

直接依靠保护气体在电弧周围形成保护层，以防止有害气体法。

直接依靠保护气体在电弧周围形成保护层，以防止有害气体的侵入。

的侵入。

优点：

没有熔渣，焊接速没有熔渣，焊接速度快，焊接质量好。

度快，焊接质量好。

缺点：

施工条件受限制，施工条件受限制，不适用于在风较大的地方不适用于在风较大的地方施焊。

施焊。

（44）电阻焊）电阻焊利用电流通过焊件接触点表面的电阻所产生的热量来溶化金属，利用电流通过焊件接触点表面的电阻所产生的热量来溶化金属，再通过压力使其焊合。

适用于板叠厚度不大于再通过压力使其焊合。

适用于板叠厚度不大于1212的焊接。

的焊接。

钢结构设计原理钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第三章第三章连连接接Chapter3Connections*构造简单，任何形式的构件都可直接相连；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；用料经济，不削弱截面；*制作加工方便，可实现自动化操作；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，整体性好。

连接的密闭性好，结构刚度大，整体性好。

焊接的缺点焊接的缺点*焊缝附近有热影响区，钢材的金相组织发生改变，导致焊缝附近有热影响区，钢材的金相组织发生改变，导致局部材质变脆；局部材质变脆；*焊接的残余应力使结构易发生脆性破坏、降低压杆稳定焊接的残余应力使结构易发生脆性破坏、降低压杆稳定的临界荷载，残余变形使结构形状、尺寸发生变化；的临界荷载，残余变形使结构形状、尺寸发生变化；*焊接裂缝一经发生，便容易扩展到整体；焊接裂缝一经发生，便容易扩展到整体；*低温冷脆问题较为突出。

低温冷脆问题较为突出。

焊接的优点焊接的优点钢结构设计原理钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第三章第三章连连接接Chapter3Connections2.2.焊缝连接形式及焊缝形式焊缝连接形式及焊缝形式（11）焊缝连接形式：

分为）焊缝连接形式：

分为对接、搭接、对接、搭接、TT形连接形连接和和角部连接角部连接。

钢结构设计原理钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第三章第三章连连接接Chapter3Connections（22）焊缝形式：

分为）焊缝形式：

分为对接焊缝对接焊缝和和角焊缝角焊缝。

对接焊缝按受力与焊缝方向分：

11）正对接焊缝）正对接焊缝（aa）：

作用力方向与焊缝方向正交。

：

作用力方向与焊缝方向正交。

22）斜对接焊缝）斜对接焊缝（bb）：

作用力方向与焊缝方向斜交。

：

作用力方向与焊缝方向斜交。

角焊缝按受力与焊缝方向分：

11）正面角焊缝）正面角焊缝（cc）：

作用力方向与焊缝长度方向垂直。

：

作用力方向与焊缝长度方向垂直。

22）侧面角焊缝）侧面角焊缝（cc）：

作用力方向与焊缝长度方向平行。

：

作用力方向与焊缝长度方向平行。

33）斜焊缝（）斜焊缝（cc）：

作用力方向与焊缝方向斜交。

）：

作用力方向与焊缝方向斜交。

图图3.1.53.1.5焊缝形式焊缝形式钢结构设计原理钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第三章第三章连连接接Chapter3Connections11）对接焊缝）对接焊缝正正对接焊缝对接焊缝TT型对接焊缝型对接焊缝斜对接焊缝斜对接焊缝22）角焊缝）角焊缝钢结构设计原理钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第三章第三章连连接接Chapter3Connections角焊缝沿长度方向的布置角焊缝沿长度方向的布置11）连续角焊缝：

受力性能较好，为主要的角焊缝形式。

）连续角焊缝：

受力性能较好，为主要的角焊缝形式。

22）间断角焊缝：

在起、灭弧处容易引起应力集中。

）间断角焊缝：

在起、灭弧处容易引起应力集中。

平焊、立焊、横焊和仰焊。

焊缝按施工位置分为：

图图3.1.63.1.6施焊位置施焊位置a）焊条焊条平焊平焊d）仰焊仰焊b）立焊立焊c）横焊横焊钢结构设计原理钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第三章第三章连连接接Chapter3Connections3.3.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）焊缝缺陷焊缝缺陷指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焊缝缺陷指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。

部的缺陷。

常见的缺陷有常见的缺陷有裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、夹渣、咬边、未熔合、裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、夹渣、咬边、未熔合、未焊透未焊透等；以及等；以及焊缝尺寸不符合要求、焊缝成形不良焊缝尺寸不符合要求、焊缝成形不良等。

等。

钢结构设计原理钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第三章第三章连连接接Chapter3Connections（22）焊缝质量检验：

）焊缝质量检验：

外观检查：

检查外观缺陷和几何尺寸；检查外观缺陷和几何尺寸；内部无损检验：

内部无损检验：

检验内部缺陷。

（超声波检验、检验内部缺陷。

（超声波检验、XX射线或射线或rr射射线透照或拍片）线透照或拍片）钢结构工程施工质量验收规范钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001GB50205-2001规定焊缝按其规定焊缝按其检验方法和质量要求分为检验方法和质量要求分为一级、二级一级、二级和和三级三级。

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；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、二级焊缝则除外观检查外，还要求一定数量的超声波探一级、二级焊缝则除外观检查外，还要求一定数量的超声波探伤检验，超声波探伤不能对缺陷作出判断时，应采用射线探伤检验，伤检验，超声波探伤不能对缺陷作出判断时，应采用射线探伤检验，并应符合国家相应质量标准的要求。

并应符合国家相应质量标准的要求。

钢结构设计原理钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第三章第三章连连接接Chapter3Connections（33）焊缝质量等级及选用）焊缝质量等级及选用钢结构设计规范钢结构设计规范（GB50017-2003GB50017-2003）中，对焊缝质量等级中，对焊缝质量等级的选用有如下规定：

的选用有如下规定：

11）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。

为二级。

22）在不需要进行疲劳计算的构件中，凡要求与母材等强的受拉对接焊在不需要进行疲劳计算的构件中，凡要求与母材等强的受拉对接焊缝应不低于二级；受压时宜为二级。

缝应不低于二级；受压时宜为二级。

33）重级工作制和起重量重级工作制和起重量50t50t的中级工作制吊车梁的腹板与上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形接头焊透的翼缘板之间以及吊车桁架上弦杆与节点板之间的形接头焊透的对接与角接组合焊缝，质量不应低于二级。

对接与角接组合焊缝，质量不应低于二级。

44）角焊缝质量等级一般为三级，但对直接承受动力荷载且需要验算疲劳角焊缝质量等级一般为三级，但对直接承受动力荷载且需要验算疲劳和起重量和起重量QQ50t50t的中级工作制吊车梁的角焊缝的外观质量应符合二级。

的中级工作制吊车梁的角焊缝的外观质量应符合二级。

钢结构设计原理钢结构设计原理DesignPrinciplesofSte

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