钢结构连接方式.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连接必要性钢结构连接必要性1.只有通过连接才能形只有通过连接才能形成成整体整体结构；结构；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连接的方式方式焊缝连接、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连接的原则原则安全可靠、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第三章第三章钢结构的连接钢结构的连接扭剪型高强度螺栓扭剪型高强度螺栓连接方法连接方法优优点点缺缺点点焊焊接接对几何形体适应性强，构对几何形体适应性强，构造简单，省材省工，易于造简单，省材省工，易于自动化，工效高自动化，工效高。

焊接残余应力大且不易控制，焊接残余应力大且不易控制，焊接变形大。

对材质要求高，焊接变形大。

对材质要求高，质量检验工作量大。

质量检验工作量大。

铆铆接接传力可靠，韧性和塑性好，传力可靠，韧性和塑性好，质量易于检查，抗动力荷质量易于检查，抗动力荷载好。

载好。

费钢、费工费钢、费工。

目前很少采用目前很少采用普通螺栓普通螺栓连接连接装卸便利，设备简单装卸便利，设备简单螺栓精度低时不宜受剪，螺螺栓精度低时不宜受剪，螺栓精度高时加工和安装难度栓精度高时加工和安装难度较大较大。

高强螺栓高强螺栓连接连接加工方便，对结构削弱少，加工方便，对结构削弱少，能承受动力荷载，耐疲劳，能承受动力荷载，耐疲劳，塑性、韧性好塑性、韧性好。

摩擦面处理，安装工艺略为摩擦面处理，安装工艺略为复杂，造价略高复杂，造价略高主要连接方法及优缺点主要连接方法及优缺点第三章第三章连连接接第三章第三章钢结构的连接钢结构的连接可焊性可焊性低碳钢的可焊性很好，低碳钢的可焊性很好，随着随着碳碳含量的含量的增加，增加，钢材的钢材的可焊性减弱可焊性减弱。

钢中含钢中含硫硫也会使钢材在焊接时产生也会使钢材在焊接时产生热脆性热脆性采用采用焊前预热和焊后热处理焊前预热和焊后热处理的方法，能提的方法，能提高可焊性差的钢材焊接质量。

高可焊性差的钢材焊接质量。

合格不合格钢材的可焊性试验焊接点断裂点断裂点药皮的作用：

药皮的作用：

形成气体和熔渣，以防止氧氮侵入；形成气体和熔渣，以防止氧氮侵入；具有合金成分，可改善焊缝的性能；具有合金成分，可改善焊缝的性能；提高电弧的稳定性。

提高电弧的稳定性。

手工电弧焊手工电弧焊第三章第三章钢结构的连接钢结构的连接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。

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，宜采用与不同钢种的钢材焊接，宜采用与低强度低强度钢材相适应的焊条。

钢材相适应的焊条。

第三章第三章钢结构的连接钢结构的连接11）对接连接）对接连接有拼接盖板的对接连接有拼接盖板的对接连接第三章第三章钢结构的连接钢结构的连接22）搭接连接）搭接连接33）TT形连接形连接44）角部连接角部连接第三章第三章连连接接角焊缝沿长度方向的布置分为：

角焊缝沿长度方向的布置分为：

第三章第三章连连接接第三章第三章钢结构的连接钢结构的连接连续角焊缝：

受力性能较好，为连续角焊缝：

受力性能较好，为主要的主要的角焊缝形式。

角焊缝形式。

断续角焊缝：

在起、灭弧处容易引起断续角焊缝：

在起、灭弧处容易引起应力集中应力集中，用于，用于次要构件或受力小次要构件或受力小的连接。

的连接。

bbll间隔角焊缝间隔角焊缝连续角焊缝连续角焊缝平焊、立焊、横焊和仰焊。

平焊、立焊、横焊和仰焊。

焊缝按施工位置分为：

焊缝按施工位置分为：

a）焊条焊条平焊平焊d）仰焊仰焊b）立焊立焊c）横焊横焊第三章第三章连连接接第三章第三章连连接接第三章第三章钢结构的连接钢结构的连接角焊缝按施角焊缝按施焊焊位置分为：

位置分为：

船形位置焊船形位置焊（俯俯焊）焊）立立焊焊立立焊焊仰焊仰焊仰焊仰焊仰焊仰焊横焊横焊横焊横焊横焊横焊俯焊俯焊图图3.2.3俯焊、立焊、横焊和仰焊。

俯焊、立焊、横焊和仰焊。

船形位置焊船形位置焊（俯俯焊）焊）立立焊焊立立焊焊仰焊仰焊仰焊仰焊仰焊仰焊横焊横焊横焊横焊俯焊俯焊图图3.2.3船形位置焊船形位置焊（俯俯焊）焊）立立焊焊立立焊焊仰焊仰焊横焊横焊俯焊俯焊图图3.2.3第三章第三章连连接接第三章第三章钢结构的连接钢结构的连接3.3.焊缝符号及标注方法焊缝符号及标注方法标标注注方方法法相同焊缝相同焊缝安装焊缝安装焊缝双面焊缝双面焊缝单面焊缝单面焊缝三角围焊三角围焊塞焊缝塞焊缝对接焊缝对接焊缝角焊缝角焊缝形形式式hfOOhfhfbvbphfhfpbbhf第三章第三章连连接接2.2.对接焊缝的优缺点对接焊缝的优缺点优点：

优点：

用料经济、传力均匀、无明显的应力集中，用料经济、传力均匀、无明显的应力集中，利于承受动力荷载。

利于承受动力荷载。

缺点：

缺点：

需剖口，焊件长度要求精确。

需剖口，焊件长度要求精确。

3.3.对接焊缝的构造处理对接焊缝的构造处理垫板垫板垫板垫板垫板垫板图图3.73.7根部加垫板根部加垫板图图3.83.8对接焊缝的引弧板对接焊缝的引弧板引弧板引弧板第三章第三章连连接接第三章第三章钢结构的连接钢结构的连接第三章第三章连连接接（11）焊缝缺陷）焊缝缺陷是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是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。

第三章第三章连连接接第三章第三章钢结构的连接钢结构的连接图图3.2.4焊缝缺陷焊缝缺陷裂纹裂纹焊瘤焊瘤烧穿烧穿弧坑弧坑气孔气孔夹渣夹渣咬边咬边未熔合未熔合未焊透未焊透3.3.焊缝缺陷焊缝缺陷第三章第三章连连接接补充：

对接焊缝的强度补充：

对接焊缝的强度11）受压、受剪的对接焊缝与母材强度相等。

）受压、受剪的对接焊缝与母材强度相等。

22）三级检验的焊缝允许存在的缺陷较多，故其抗）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拉强度为母材强度的85%85%。

33）一、二级检验的焊缝的抗拉强度可认为与母材）一、二级检验的焊缝的抗拉强度可认为与母材强度相等。

强度相等。

第三章第三章连连接接第三章第三章钢结构的连接钢结构的连接第三章第三章连连接接Chapter3Connections（22）正面角焊缝：

）正面角焊缝：

焊缝垂直于受力方向，焊缝垂直于受力方向，受力后应力状态较复杂。

受力后应力状态较复杂。

应力集中严重，应力集中严重，焊缝根部形成高峰应力，易于开裂。

破坏焊缝根部形成高峰应力，易于开裂。

破坏强度要高一些，但塑性差，弹性模量大。

强度要高一些，但塑性差，弹性模量大。

（11）侧面角焊缝）侧面角焊缝：

焊缝长度方向与受焊缝长度方向与受力方向力方向平行平行，应力分布简单。

主要承受，应力分布简单。

主要承受剪应力，强度低，弹性模量低，但塑性剪应力，强度低，弹性模量低，但塑性较好。

较好。

弹性阶段分布并不均匀，弹性阶段分布并不均匀，剪应力剪应力两端大，中间小。

两端大，中间小。

角焊缝的工作性能角焊缝的工作性能角焊缝的应力分布角焊缝的应力分布第三章第三章连连接接Chapter3Connections3.3.焊接残余变形的产生焊接残余变形的产生在施焊时，由于不均匀的加热和冷却，焊区的纵向和横向受在施焊时，由于不均匀的加热和冷却，焊区的纵向和横向受到热态塑性压缩，使构件产生变形。

表现主要有：

纵、横向收缩、到热态塑性压缩，使构件产生变形。

表现主要有：

纵、横向收缩、弯曲变形、角变形、波浪变形、扭曲变形等。

弯曲变形、角变形、波浪变形、扭曲变形等。

图图3.4.4焊接变形焊接变形第三章第三章连连接接Chapter3Connections焊接应力的影响焊接应力的影响常温下不影响结构的静力强度；常温下不影响结构的静力强度；增大增大结构的结构的变形变形，降低降低结构的结构的刚度刚度；降低疲劳强度降低疲劳强度；降低压杆的稳定性。

降低压杆的稳定性。

2.2.焊接变形的影响焊接变形的影响影响构件的影响构件的尺寸和外形美观尺寸和外形美观，还可能，还可能降低结构的承载降低结构的承载力，引起事故。

力，引起事故。

第三章第三章连连接接Chapter3Connections减少焊接应力和变形的措施减少焊接应力和变形的措施（11）采用合理的）采用合理的施焊顺序和方向施焊顺序和方向（22）采用）采用反变形法反变形法减小焊接变形或焊接应力减小焊接变形或焊接应力（33）锤击或碾压焊缝锤击或碾压焊缝使焊缝得到延伸使焊缝得到延伸（44）小尺寸焊件，应）小尺寸焊件，应焊前预热或焊后回火处理焊前预热或焊后回火处理1.1.合理的焊缝设计合理的焊缝设计（11）合理的选择焊缝的）合理的选择焊缝的尺寸和形式尺寸和形式（22）尽可能）尽可能减少不必要的焊缝减少不必要的焊缝（33）合理的安排合理的安排焊缝的焊缝的位置位置（44）尽量）尽量避免避免焊缝的焊缝的过分集中和交叉过分集中和交叉（55）尽量）尽量避免母材在厚度方向的收缩应力避免母材在厚度方向的收缩应力2.2.合理的工艺措施合理的工艺措施对接焊缝的焊件常需做成坡口，又叫坡口焊缝。

坡口对接焊缝的焊件常需做成坡口，又叫坡口焊缝。

坡口形式与焊件厚度形式与焊件厚度有关。

有关。

第三章第三章连连接接Chapter3Connections11）为防止熔化金属流淌必要时可在坡口下加垫板。

）为防止熔化金属流淌必要时可在坡口下加垫板。

22）在焊缝的）在焊缝的起灭弧处起灭弧处，常会出现，常会出现弧坑等缺陷弧坑等缺陷，故焊接时可，故焊接时可设置引设置引弧板和引出板弧板和引出板，焊后将它们割除。

，焊后将它们割除。

图图3.2.4不同厚度或宽度的钢板拼接不同厚度或宽度的钢板拼接a）改变厚度改变厚度b）改变宽度改变宽度1:

2.51:

2.5补充：

补充：

第三章第三章连连接接2.2.对接焊缝的优缺点对接焊缝的优缺点优点：

优点：

用料经济、传力均匀、无明显的应力集中，用料经济、传力均匀、无明显的应力集中，利于承受动力荷载。

利于承受动力荷载。

缺点：

缺点：

需剖口，焊件长度要求精确。

需剖口，焊件长度要求精确。

3.3.对接焊缝的构造处理对接焊缝的构造处理垫板垫板垫板垫板垫板垫板图图3.73.7根部加垫板根部加垫板图图3.83.8对接焊缝的引弧板对接焊缝的引弧板引弧板引弧板第三章第三章连连接接第三章第三章钢结构的连接钢结构的连接第三章第三章连连接接Chapter3Connections精制螺栓精制螺栓粗制螺栓粗制螺栓代号代号AA级和级和BB级级CC级级强度等级强度等级5.65.6级和级和8.88.8级级4.64.6级和级和4.84.8级级加工方式加工方式车床上经过切削而成车床上经过切削而成单个零件上一次冲成单个零件上一次冲成加工精度加工精度螺杆与栓孔直径之差为螺杆与栓孔直径之差为0.250.250.5mm0.5mm螺杆与栓孔直径之差为螺杆与栓孔直径之差为1.51.53mm3mm抗剪性能抗剪性能好好较差较差经济性能