钢结构基础第七章全.ppt

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第第77章章钢结构的连接和节点构造钢结构的连接和节点构造钢结构对连接的要求及连接方法对接焊缝的构造和计算角焊接连接的特性和计算焊接残余应力和焊接残余变形普通螺栓连接的构造和计算高强度螺栓连接的性能和计算焊接梁翼缘焊缝的计算构件的拼接柱脚的设计主要内容：

主要内容：

主要内容：

主要内容：

学习方法：

学习方法：

构造自学构造自学计算讲解计算讲解第7章钢结构的连接和节点构造第第77章章钢结构的连接和节点构造钢结构的连接和节点构造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重点重点重点重点：

第7章钢结构的连接和节点构造7.17.1钢结构对连接的要求和连接方法钢结构对连接的要求和连接方法连接的要求：

足够的强度、刚度和延性连接方法：

焊接、铆接和螺栓连接图图7-1钢结构的连接方法钢结构的连接方法教材p189有8项要求第7章钢结构的连接和节点构造7.27.2焊接连接的特性焊接连接的特性电弧焊、电渣焊、气体保护焊和电阻焊等77.22.1.1常用焊接方法常用焊接方法图图7-3手工电弧焊手工电弧焊图图7-4自动埋弧焊自动埋弧焊课本p191手工电弧焊的焊条应与焊件钢材相匹配，如：

手工电弧焊的焊条应与焊件钢材相匹配，如：

Q235-E43Q235-E43系列焊条；系列焊条；Q345-E50Q345-E50系列焊条系列焊条；Q390-E55Q390-E55系系列焊条列焊条第7章钢结构的连接和节点构造7.27.2焊接连接的特性焊接连接的特性优点：

省工省材任何形状的构件均可直接连接密封性好，刚度大缺点：

材质劣化残余应力、残余变形一裂即坏、低温冷脆77.22.22焊缝连接的优缺点焊缝连接的优缺点第7章钢结构的连接和节点构造7.27.2焊接连接的特性焊接连接的特性焊缝缺陷：

裂纹、气孔、烧穿、夹渣、未焊透、咬边、焊瘤等77.22.33焊缝缺陷焊缝缺陷课本p193第7章钢结构的连接和节点构造7.27.2焊接连接的特性焊接连接的特性77.22.33焊缝缺陷焊缝缺陷图图7-6焊缝缺陷焊缝缺陷第7章钢结构的连接和节点构造7.27.2焊接连接的特性焊接连接的特性焊缝等级：

钢结构工程施工质量验收规范分三级三级焊缝：

外观检查；二级焊缝：

在外观检查的基础上再做无损检验，用超声波检验每条焊缝的20长度，且不小于200mm；一级焊缝：

在外观检查的基础上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0.977.22.33焊缝缺陷焊缝缺陷第7章钢结构的连接和节点构造连接形式连接形式平接平接搭接搭接TT形连接形连接角接角接7.27.2焊接接连接的特性接的特性77.22.44焊缝连接型式及焊缝型式焊缝连接型式及焊缝型式课本p1947.27.2焊接连接的特性焊接连接的特性焊缝型式：

对接焊缝和角焊缝77.22.44焊缝连接型式及焊缝型式焊缝连接型式及焊缝型式图图7-8焊缝型式焊缝型式第7章钢结构的连接和节点构造7.27.2焊接连接的特性焊接连接的特性施焊位置：

俯焊（平焊）、立焊、横焊和仰焊77.22.44焊缝连接型式及焊缝型式焊缝连接型式及焊缝型式图图7-10焊缝施焊位置焊缝施焊位置第7章钢结构的连接和节点构造7.27.2焊接连接的特性焊接连接的特性作用：

表明焊缝型式、尺寸和辅助要求表示方法：

由图形符号、辅助符号和引出线等部分组成77.22.55焊缝代号焊缝代号图图7-11单面焊缝的标注方法单面焊缝的标注方法课本p196第7章钢结构的连接和节点构造7.27.2焊接连接的特性焊接连接的特性77.22.55焊缝代号焊缝代号图图7-12双面焊缝的标注方法双面焊缝的标注方法图图7-13栅线表示栅线表示1正面焊缝正面焊缝2背面焊缝背面焊缝3安装焊缝安装焊缝课本p198第7章钢结构的连接和节点构造7.37.3对接焊缝的构造和计算对接焊缝的构造和计算坡口形式：

I形缝、V形缝、带钝边单边V形缝、带钝边V形缝（Y形缝）、带钝边U形缝、带钝边双单边V形缝和双Y形缝等77.33.11对接焊缝的构造要求对接焊缝的构造要求图图7-14对接焊缝坡口形式对接焊缝坡口形式课本P199第7章钢结构的连接和节点构造7.37.3对接焊缝的构造和计算对接焊缝的构造和计算不同宽度或厚度的钢板拼接77.33.11对接焊缝的构造要求对接焊缝的构造要求图图7-15不同宽度或厚度的钢板拼接不同宽度或厚度的钢板拼接课本p199第7章钢结构的连接和节点构造7.37.3对接焊缝的构造和计算对接焊缝的构造和计算其他构造要求77.33.11对接焊缝的构造要求对接焊缝的构造要求图图7-16引弧板引弧板图图7-17焊透的焊透的T形连接焊缝形连接焊缝图图7-18钢板拼接钢板拼接焊缝示意焊缝示意课本p200对接焊缝的两端，常因不能熔透而出现凹形的焊口，对接焊缝的两端，常因不能熔透而出现凹形的焊口，焊口处常产生裂纹和应力集中。

所以，对接焊缝施焊口处常产生裂纹和应力集中。

所以，对接焊缝施焊时应采用引弧板消除此影响；在一些特殊情况下焊时应采用引弧板消除此影响；在一些特殊情况下无法采用引弧板时（如无法采用引弧板时（如T形接头的对接焊缝），每形接头的对接焊缝），每条焊缝的计算长度（有效长度）焊缝长度条焊缝的计算长度（有效长度）焊缝长度2t（t为较薄焊件的厚度为较薄焊件的厚度）。

第7章钢结构的连接和节点构造7.37.3对接焊缝的构造和计算对接焊缝的构造和计算计算原则：

计算原则：

II、IIII级焊缝与构件等强，有引弧板时不计算，仅计算级焊缝与构件等强，有引弧板时不计算，仅计算IIIIII级焊级焊缝。

缝。

（11）轴心受力轴心受力的对接焊缝的对接焊缝77.33.22对接焊缝的计算对接焊缝的计算图图7-19轴心力作用下对接焊缝连接轴心力作用下对接焊缝连接教材p201，附录附录12查出对接焊缝抗拉，抗压设计查出对接焊缝抗拉，抗压设计强度，强度，Lw没有引弧板时减去没有引弧板时减去2t第7章钢结构的连接和节点构造7.37.3对接焊缝的构造和计算对接焊缝的构造和计算

（2）受弯受剪的对接焊缝77.33.22对接焊缝的计算对接焊缝的计算图图7-20受弯受剪的对接连接受弯受剪的对接连接教材p201第7章钢结构的连接和节点构造7.37.3对接焊缝的构造和计算对接焊缝的构造和计算

（2）受弯受剪的对接焊缝77.33.22对接焊缝的计算对接焊缝的计算图图7-21受弯、剪的工形截面对接焊缝受弯、剪的工形截面对接焊缝腹板与翼缘交界处教材p201，还要验算最大正应力最大剪应力第7章钢结构的连接和节点构造7.37.3对接焊缝的构造和计算对接焊缝的构造和计算计算原则：

按角焊缝进行计算77.33.33部分焊透的对接焊缝部分焊透的对接焊缝图图7-22部分焊透的对接焊缝部分焊透的对接焊缝见后面角焊缝公式有效厚度见教材p202第7章钢结构的连接和节点构造7.47.4角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算77.44.11角焊缝的构造和强度角焊缝的构造和强度图图7-24角焊缝截面图角焊缝截面图焊脚尺寸hf角焊缝截面形式可分为角焊缝截面形式可分为直角角焊缝直角角焊缝和和斜角角焊缝斜角角焊缝两类：

两类：

第7章钢结构的连接和节点构造其中直角角焊缝的直角边边长其中直角角焊缝的直角边边长hf称为焊脚尺寸；称为焊脚尺寸；he称称为焊缝的有效厚度，是计算角焊缝破坏面面积的参为焊缝的有效厚度，是计算角焊缝破坏面面积的参数之一数之一。

直角角焊缝及截面形式直角角焊缝及截面形式角焊缝按受力情况还分为正面角焊缝和侧面角焊缝。

焊缝长度方向垂直于力作用方向的角焊缝称为正面角焊缝（也称端焊缝）；平行于力作用方向的角焊缝称为侧面角焊缝（简称侧焊缝）。

第7章钢结构的连接和节点构造7.47.4角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算侧面角焊缝剪应力分布，两端大中间小77.44.11角焊缝的构造和强度角焊缝的构造和强度图图7-25侧面角焊缝应力分布侧面角焊缝应力分布图图7-26角焊缝应力角焊缝应力-位移曲线位移曲线第7章钢结构的连接和节点构造7.47.4角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算77.44.11角焊缝的构造和强度角焊缝的构造和强度图图7-27正面角焊缝应力分布正面角焊缝应力分布正面角焊缝的应力状态比侧面角焊缝复杂，截面上受正应力及剪应力作用，正面角焊缝的强度比侧面角焊缝高，但塑性较差，焊缝根角处应力集中突出，常在此处首先出现裂纹而破坏。

在直接承受动态荷载的结构中，正面角焊缝的截面常用平坦式，侧面角焊缝的截面常用凹面式。

第7章钢结构的连接和节点构造为了避免因焊脚尺寸过大或过小而引起“烧穿”、“变脆”等缺陷，以及焊缝长度太长或太短而出现焊缝受力不均匀等现象，对角焊缝的焊脚尺寸、焊缝长度还有限制。

在计算角焊缝连接时，除满足焊缝的强度条件外，还必须满足以下构造要求：

1）最小焊脚尺寸手工焊：

埋弧自动焊：

T型连接的单面角焊缝：

式中tmax较厚焊件的厚度。

当焊件厚度小于或等于4mm时，最小焊脚尺寸与焊件厚度相同。

7.47.4角角焊缝的构造和的构造和计算算77.44.11角焊缝的构造和强度角焊缝的构造和强度重要：

教材p2052）最大焊脚尺寸式中t较薄焊件的厚度。

当两块钢板厚度相差悬殊大，用等腰直角角焊缝无法满足最大、最小焊脚尺寸要求时,可用不等焊脚尺寸，按满足右图要求采用（其中t1t2）。

当角焊缝贴着焊件板边缘施焊时，为避免产生“咬边”现象，角焊缝的最大焊脚尺寸应符合图示要求：

圆孔或槽孔内角焊缝的最大焊脚尺寸为圆孔直径或槽孔短径的13。

3）最小计算长度此规定适合正面角焊缝和侧面角焊缝。

计算长度：

4）最大计算长度对侧面角焊缝承受静力荷载或间接承受动力荷载时,直接承受动力荷载时,在满足受力和构造要求的前提下,从减小焊接热影响的角度来说,应尽可能采用焊脚尺寸小而长度较长的焊缝。

小结设计时，焊缝需满足：

焊脚尺寸：

7.47.4角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算其他构造要求,教材p207当板件的端部仅有两侧角焊缝连接时，为避免应力传递的过分曲折而使构件中应力过分不均，应使每条侧面角焊缝长度不小于两侧面角焊缝之间的距离b。

同时，为了避免因焊缝横向收缩，引起板件拱曲，应使侧面角焊缝之间的距离b不宜大于16t（当t12mm）或190mm（当t12mm），t为较薄焊件厚度。

若不能满足上述规定时，应加正面角焊缝或焊钉。

当角焊缝的端部在构件转角处时，为避免起、灭弧缺陷发生在应力集中较大的转角处，宜连续地绕过转角加焊2hf。

在搭接连接中，搭接长度不得小于焊件较小厚度的5倍，且不小于25mm，以减小焊缝收缩应力和偏心产生的转动对连接的影响77.44.11角焊缝的构造和强度角焊缝的构造和强度第7章钢结构的连接和节点构造7.47.4角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算角焊缝应力分析角焊缝计算的基本公式77.44.22角焊缝计算的基本公式角焊缝计算的基本公式图图7-32角焊缝应力分析角焊缝应力分析根据第四强度理论得来的第7章钢结构的连接和节点构造分析计算直角角焊缝时，作如下假定和简化处理:

假定角焊缝破坏面与直角边的夹角为45o；不计焊缝熔入焊件的深度和焊缝表面的弧线高度，偏安全地取破坏面上等腰三角形的高为直角角焊缝的有效厚度he，he0.7hf。

有效厚度he与焊缝计算长度lw的乘积称为破坏面的有效截面面积。

角焊缝计算简图7.47.4角角焊缝的构造和的构造和计算算77.44.22角焊缝计算的基本公式角焊缝计算的基本公式因此有角焊缝的强度条件：

式中垂直于焊缝有效截面的正应力；有效截面上垂直焊缝长度方向的剪应力；有效截面上平行于焊缝长度方向的剪应力；ffw角焊缝的强度设计值，由角焊缝的抗剪试验和可