建筑结构 第10章.ppt

,第十节,钢结构的连接,一、焊接连接,钢结构的连接方法,优点：不削弱截面，方便施工，连接刚度大；,缺点：材质易脆，存在残余应力，对裂纹敏感， 低温冷脆。,三、螺栓连接,优点：连接刚度大，传力可靠；,分为： 普通螺栓连接 高强度螺栓连接,二、铆钉连接,缺点：对施工技术要求很高，劳动强度大，成本高，施工条件差， 施工速度慢，现在很少使用。,普通螺栓连接：分为A、B、C三级。A级与B级为精制螺接，C级为粗制螺栓。,高强度螺栓连接： 两种方法工艺相同，但计算不同。,摩擦型连接：依靠摩擦阻力传力，并以剪力不超过接触面摩接力作为设计准则。,摩擦型剪切变形小，弹性性能好，施工较简单，可拆卸，耐疲劳，特别适用于承受动力荷裁的结构 承压型承载力高于摩擦型，连接紧凑，但剪切变形大，故不得用于承受动力荷裁的结构中。,承压型连接：允许接触面滑移，以连接达到破坏的极限承载力作为设计准则.,一、钢结构常用焊接方法,1.手工电弧焊,A、焊条的选择： 焊条应与焊件钢材相适应。,原理：利用电弧产生热量 熔化焊条和母材形 成焊缝。,第一节 焊接连接,Q390、Q420钢选择E55型焊条(E5500-5518),Q345钢选择E50型焊条(E5000-5048),B、焊条的表示方法：,E焊条(Electrode),第1、2位数字为熔融金属的最小抗拉强度（N/mm2),第3、4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。,缺点：质量波动大，要求焊工等级高，劳动强度大，效率低。,优点：方便，特别在高空和野外作业，小型焊接；,Q235钢选择E43型焊条（E4300-E4328),C、优、缺点,二 焊缝代号、图例,焊缝符号表示法规定：焊缝符号一般由基本符号与指引线组成，必要时还可加上补充符号和焊缝尺寸。,基本符号：表示焊缝的横截面形状，如用“ ”表示 角焊缝,用“V”表示V形坡口听对接焊缝； 补充符号：补充说明焊缝的某些特征，如用“ ”表示现场安装焊缝，用“ ”表示焊件三面带有焊缝； 指引线 ：一般由横线和带箭头的斜线组成，箭头指向图形相应焊缝处，横线上方和下方用来标注基本符号和焊缝尺寸等。,表3.1 焊缝符号,表3.1 焊缝符号,续表,三、焊接连接形式和焊缝形式,1.焊接连接形式,搭接,角部连接,T形连接,对接,2.焊缝形式,（1）对接焊缝,（2）角焊缝,3. 焊缝位置,1、角焊缝的形式:,一、角焊缝的形式和受力分析,四、角焊缝的构造,直角角焊缝、斜角角焊缝,（1）直角角焊缝,（2）斜角角焊缝,对于135o或60o斜角角焊缝,除钢管结构外,不宜用作受力焊缝。,试验表明侧面角焊缝主要承受剪力，强度相对较低，塑性性能较好。因外力通过焊缝时发生弯折，故剪应力沿焊缝长度分布不均匀，两端大中间小，lw/hf越大剪应力分布越不均匀。,A. 应力分析,2.直角角焊缝的受力分析,（1）侧面角焊缝（侧焊缝）,B. 破坏形式,A. 应力分析,正面角焊缝受力复杂，应力集中严重，塑性较差，但强度较高，与侧面角焊缝相比可高出35%-55%。（f）,（2）正面角焊缝,B. 正面角焊缝的破坏形式,（3）斜角焊缝,斜焊缝的受力性能介于侧面角焊缝和正侧面角焊缝之间。,五、角焊缝的构造,1、最大焊脚尺寸hf,max,为了避免焊缝处局部过热，减小焊件的焊接残余应力和残余变形，hf,max应满足以下要求:,hf,max1.2t1（钢管结构除外） 式中: t1-较薄焊件厚度。,对于板件边缘的角焊缝,尚应满足以下要求： 当 t6mm时，hf,maxt； 当 t6mm时，hf,maxt-(12)mm；,2、最小焊脚尺寸hf,min,为了避免在焊缝金属中由于冷却速度快而产生淬硬组织，导致母材开裂，hf,min应满足以下要求:,式中: t2-较厚焊件厚度 另:对于埋弧自动焊hf,min可减去1mm; 对于T型连接单面角焊缝hf,min应加上1mm; 当t24mm时, hf,min=t2,3.侧面角焊缝的最大计算长度,侧面角焊缝在弹性工作阶段沿长度方向受力不均，两端大而中间小。焊缝长度越长，应力集中系数越大。如果焊缝长度不是太大，焊缝两端达到屈服强度后，继续加载，应力会渐趋均匀；当焊缝长度达到一定的长度后，可能破坏首先发生在焊缝两端，故：,注： 1、当实际长度大于以上值时，计算时不与考虑； 2、当内力沿侧焊缝全长分布时，不受上式限制。,4.侧面角焊缝的最小计算长度,对于焊脚尺寸大而长度小的焊缝，焊件局部加热严重且起落弧坑相距太近，以及可能产生缺陷，使焊缝不可靠。故为了使焊缝具有一定的承载力，规范规定：,5. 搭接连接的构造要求,当板件端部仅采用两条侧面角焊缝连接时： A、为了避免应力传递的过分弯折而使构件中应力 不均，规范规定：,B、为了避免焊缝横向收 缩时引起板件的拱曲 太大，规范规定：,D. 在搭接连接中，搭接长度不得小于焊件较小厚度 的5倍，且不得小于25mm。,C. 当角焊缝的端部位于构件转角处时，应作2hf的绕 角焊，且转角处必须连续施焊。,第二节 螺栓连接的构造,一、螺栓的种类,1.普通螺栓,C级-粗制螺栓，性能等级为4.6或4.8级； 4表示fu400N/mm2, 0.6或0.8表示fy/fu=0.6或0.8；类孔，孔径(do)-栓杆直径(d) 13mm。,A、B级-精制螺栓，性能等级为5.6或8.8级; 5或8表示fu500或800N/mm2, 0.6或0.8表示fy/fu=0.6 或0.8；类孔，孔径(do)-栓杆直径(d)0.30.5mm。,按其加工的精细程度和强度分为:A、B、C三个级别。,2.高强度螺栓,由45号、40B和20MnTiB钢加工而成，并经过热处理,45号8.8级； 40B和20MnTiB10.9级,（a）大六角头螺栓 （b）扭剪型螺栓,扭剪型高强度螺栓,二、螺栓的排列,1.并列简单、整齐、紧凑所用连接板尺寸小，但构 件截面削弱大；,2.错列排列不紧凑，所用连接板尺寸大，但构件截 面削弱小；,3.螺栓排列的要求,（1）受力要求: 垂直受力方向：为了防止螺栓应