钢结构课件 第六讲

1、大纲要求大纲要求1.1.了解钢结构连接的种类及各自的特点；了解钢结构连接的种类及各自的特点；2.2.了解焊接连接的工作性能，了解焊接连接的工作性能，掌握焊接连接的计算掌握焊接连接的计算方法及构造要求；方法及构造要求；3.3.了解焊接应力和焊接变形产生的原因及其对结构了解焊接应力和焊接变形产生的原因及其对结构工作的影响；工作的影响；4.4.了解螺栓连接的工作性能，了解螺栓连接的工作性能，掌握螺栓连接的计算掌握螺栓连接的计算和构造要求。和构造要求。一、一、焊缝连接焊缝连接 3.1 钢结构的连接的种类和方法对接焊缝连接对接焊缝连接优点：不削弱截面，方便施工，连接刚度大；优点：不削弱截面，方便施工，连

2、接刚度大；缺点：材质易脆，存在残余应力，对裂纹敏感。缺点：材质易脆，存在残余应力，对裂纹敏感。 角焊缝连接角焊缝连接三、螺栓连接三、螺栓连接 优点：连接刚度大，传力可靠；优点：连接刚度大，传力可靠； 分为：分为： 普通螺栓连接普通螺栓连接 高强度螺栓连接高强度螺栓连接二、铆钉连接二、铆钉连接N缺点：对施工技术要求很高，缺点：对施工技术要求很高，劳动强度大，施工条件差，劳动强度大，施工条件差， 施施工速度慢。工速度慢。连接的种类 技术要点 优点 缺点 实际工程中应用情况 焊逢连接 通过电弧产生的热量使焊条和焊件局部熔化，经冷却凝结成焊缝从而将焊件连接成为一体 1. 不 受 钢 材方 位角度形状限

3、制 2. 不 削 弱 构件 截面 3. 1. 可能某些部分材质变脆 2. 可能存在焊接参与英里和残余变形 3. 低温下易脆断 4. 由于施焊产生的缺陷使疲劳强度降低 应用最为普遍 普通 螺栓连接 高强 通过螺栓这种紧固件把被连接件连接成一体。 1. 工艺简单，安装方 便 - 工地 安装连接 2. 装 拆 方 便- 适用 临 时 连接 及需装拆结构 1. 截面削弱 2. 有时需要增设辅助连接件 3. 工作量大，对制造精度要求高 高强螺栓发 展 很快，使用越来越多 铆钉连接 1. 传力可靠 2. 塑性、韧性较好 1. 构造复杂、用刚量大 2. 施工麻烦， 噪声大，劳动条件差。 目前基本很少采用 名

4、称 特性 普通螺栓连接 高强螺栓连接 制造精度 按传力方式 分类 精制螺栓 （A、B） I 类孔 粗制螺栓 （C） II 类孔 摩擦型 （以外剪力达到板件接触面最大摩擦力为极限状态） 承压型 （允许被连接件间的摩擦力被克服后产生相对滑移， 以杆身剪切或孔壁承压为破坏极限） 孔径 do-d0.30.5mm do-d=1.53mm do-d 1.5 2.0mm do-d1.01.5mm 性能 可用于承受较大健力、拉力的连接，其受力和抗疲劳性能较好，连接变形小，但是制造和安装费工，价格较贵，钢结构中很少采用 受剪性能差，装配和拆卸方便，经常用于受拉力的安装螺栓连接、次要结构和可拆卸结构的受剪连接以及

5、安装时 的 临 时 连接。 整 体 性 和 连 接刚 度 好 ， 变 形小，受力可靠，耐疲劳。 设计承载力高于摩擦型，但整体性和刚度较差，变形大，动力性能差，实际强度储备小，只用于承受静力或间接动力荷载结构中允许发生一定滑移变形的连接。 一、钢结构常用焊接方法一、钢结构常用焊接方法1.1.手工电弧焊手工电弧焊A、焊条的选择：、焊条的选择： 焊条应与焊件焊条应与焊件钢材相适应。钢材相适应。原理：利用电弧产生热量原理：利用电弧产生热量 熔化焊条和母材形熔化焊条和母材形 成焊缝。成焊缝。 3.2 焊接方法和焊接连接形式 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Q390

6、Q390、Q420Q420钢选择钢选择E55E55型焊条型焊条(E5500-5518)(E5500-5518)Q345Q345钢选择钢选择E50E50型焊条型焊条(E5000-5048)(E5000-5048)B B、焊条的表示方法：、焊条的表示方法：E焊条焊条( (Electrode) )第第1 1、2 2位数字为熔融金属的最小抗拉强度位数字为熔融金属的最小抗拉强度（kgf/mm2) )第第3 3、4 4适用焊接位置、电流及药皮的类型。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。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

7、焊工等级高，劳动强度大，效率低。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；优点：方便，特别在高空和野外作业，小型焊接；Q235Q235钢选择钢选择E43E43型焊条（型焊条（E4300-E4328)E4300-E4328)C C、优、缺点、优、缺点2.2.埋弧焊（自动或半自动）埋弧焊（自动或半自动）、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埋弧自动焊埋弧自动焊A A、焊丝的选择应与焊件等强度。、焊丝的选择应与焊件等强度。 B B、优、缺点：、优、缺点： 优点：自动化程度高，焊接速度快，劳动强度低，优点：自动化

8、程度高，焊接速度快，劳动强度低，焊接质量好。焊接质量好。 缺点：设备投资大，施工位置受限等。缺点：设备投资大，施工位置受限等。 送送丝丝器器机机器器3.3.气体保护焊气体保护焊优、缺点：优、缺点： 优点：焊接速度快，焊接质优点：焊接速度快，焊接质量好。量好。 缺点：施工条件受限制等。缺点：施工条件受限制等。二、焊接连接形式和焊缝形式二、焊接连接形式和焊缝形式1.1.焊接连接形式焊接连接形式搭接搭接对接对接T型连接型连接2.2.焊缝形式焊缝形式（1）对接焊缝）对接焊缝正对接焊缝正对接焊缝（2）角焊缝）角焊缝T型对接焊缝型对接焊缝斜对接焊缝斜对接焊缝 名称 名目 对接焊缝 角焊缝 位置 被连接板件

9、或其中一个板件的平面内，并且焊缝截面与构件截面相同 位于板件边缘 优点 传力均匀平顺，没有明显的应力集中，受力性能比较好，尤其是直接承受动力荷载的接头， 不需要开口，使用灵活，制造方便 缺点 要在焊件边缘开坡口，制造费工 传力不均匀，受力情况复杂，容易引起应力集中， 分类 （作用力与焊缝方向的关系） 按受力方向可分为对接正焊缝和对接斜焊缝 长度方向垂直于力作用方向的称正面角焊缝，平行于力作用方向的称侧面角焊缝 3. 3. 焊缝位置焊缝位置三、焊缝缺陷及焊缝质量检查三、焊缝缺陷及焊缝质量检查1.1.焊缝缺陷焊缝缺陷2.2.焊缝质量检查焊缝质量检查外观检查：外观检查：检查外观缺陷和几何尺寸；检查外

10、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。检验内部缺陷。 内部检验主要采用超声内部检验主要采用超声 波，有时还用磁粉检验波，有时还用磁粉检验 荧光检验等辅助检验方荧光检验等辅助检验方法。还可以采用法。还可以采用X X射线或射线或射线透照或拍片。射线透照或拍片。钢结构工程施工及验收规范钢结构工程施工及验收规范（）（）规规定：定： 焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级和三级。和三级。 三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查,也就是说检查焊缝的实际尺寸是否符合设计的要求，也就是说检查焊缝的实际尺寸是否符合设计

11、的要求，观察表面有无看得见的裂纹、咬边等缺陷。观察表面有无看得见的裂纹、咬边等缺陷。 一级焊缝除外观检查外，尚要求用超声波检验每一级焊缝除外观检查外，尚要求用超声波检验每条焊缝全部的长度条焊缝全部的长度二级二级质量焊缝要求质量焊缝要求除外观检查外，尚要求用超声波除外观检查外，尚要求用超声波检验每条焊缝的长度，且不小于检验每条焊缝的长度，且不小于200mm200mm 钢结构设计规范钢结构设计规范（GB50017-2003GB50017-2003）中，对焊）中，对焊缝质量等级的选用有如下规定：缝质量等级的选用有如下规定： (1) (1) 需要进行疲劳计算的构件中，垂直于作用力方向需要进行疲劳计算的

12、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。的横向对接焊缝受拉时应为一级，受压时应为二级。 3.3.焊缝质量等级及选用焊缝质量等级及选用(2) (2) 在不需要进行疲劳计算的构件中，凡要求与母材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。等强的受拉对接焊缝应不低于二级；受压时宜为二级。 （）重级工作制和起重量（）重级工作制和起重量 的中级工作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对接与角接组合焊缝，与节点板之间的形接头焊透的对接与角接

13、组合焊缝，不应低于二级。不应低于二级。 （）角焊缝质量等级一般为三级，直接承受动力（）角焊缝质量等级一般为三级，直接承受动力荷载且需要验算疲劳和起重量的中级工荷载且需要验算疲劳和起重量的中级工作制吊车梁的角焊缝的外观质量应符合二级。作制吊车梁的角焊缝的外观质量应符合二级。焊缝符号主要由基本符号、辅助符号和引出线、焊缝尺寸组焊缝符号主要由基本符号、辅助符号和引出线、焊缝尺寸组成。成。 引出线由带箭头的指引线和两条基准线（一条为实线，一引出线由带箭头的指引线和两条基准线（一条为实线，一条为细虚线），虚线可以在实线的上侧，也可以在下侧条为细虚线），虚线可以在实线的上侧，也可以在下侧. .基本符号标注

14、在基准线上，如果焊缝在接头的一侧，将基本基本符号标注在基准线上，如果焊缝在接头的一侧，将基本符号标注在基准线实线侧，反之，则标注在虚线侧。如果为符号标注在基准线实线侧，反之，则标注在虚线侧。如果为双面焊缝，可以不加虚线。双面焊缝，可以不加虚线。焊缝尺寸标注在基准线上。有关焊缝横截面的尺寸一律标在焊缝尺寸标注在基准线上。有关焊缝横截面的尺寸一律标在焊缝基本符号左边，有关焊缝长度方向的尺寸，一律标在焊焊缝基本符号左边，有关焊缝长度方向的尺寸，一律标在焊缝基本符号的右边。对接焊缝中有关坡口的尺寸，应标在焊缝基本符号的右边。对接焊缝中有关坡口的尺寸，应标在焊缝基本符号的上侧或下侧。缝基本符号的上侧或下侧。 补充符号：: 三面围焊