钢结构连接分类及特点课件

1、钢结构的连接方法

钢结构连接分类及特点1、钢结构的连接方法钢结构连接分类及特点

2、焊接连接及焊接结构的特性焊接连接与铆钉、螺栓连接比较，有以下优点：

1）不需打孔，省工省时；2）任何形状的构件可直接连接，连接构造方便；3）气密性、水密性好，结构刚度较大，整体性较好。

2、焊接连接及焊接结构的特性焊接连接与铆钉、螺栓连接比较，有焊接连接的缺点1）焊接附近有热影响区，材质变脆；2）焊接的残余应力使结构易发生脆性破坏，残余变形使结构形状、尺寸发生变化；3）焊接裂缝一经发生，便容易扩展。常见的焊接缺陷：裂纹、气孔、未焊透、夹渣、咬边、烧穿、凹坑、塌陷、未焊满。焊接连接的缺点1）焊接附近有热影响区，材质变脆；钢结构连接分类及特点课件3、焊缝连接形式

焊缝连接形式按被连接钢材的相互位置可分为对接、搭接、T型连接和角部连部四种。这些连接所采用的焊缝主要有对接焊缝和角焊缝。

对接焊缝：在两焊件连接面的间隙内，用溶化的焊条金属填设，并与焊件溶化部分相结合，形成的焊缝。角焊缝：焊缝金属填充在被连接件形成的直（斜）角区域内的焊缝。3、焊缝连接形式焊缝连接形式按被连接钢材的对接连接

对接连接主要用于厚度相同或接近相同的两构件的相互连接。（a）所示为采用对接焊缝的对接连接，由于相互连接的两构件在同一平面内，因而传力均匀平缓，没有明显的应力集中，且用料经济，但是焊件边缘需要加工，被连接两板的间隙和坡口尺寸有严格的要求。

对接连接对接连接主要用于厚度相同或接近相同的两构件的相互焊接形式（1）按两焊件的相对位置分：

（2）对接焊缝按受力与焊缝方向分：

a）直缝：作用力方向与焊缝方向正交

b）斜缝：作用力方向与焊缝方向斜交焊接形式（1）按两焊件的相对位置分：钢结构连接分类及特点课件焊接形式（3）角焊缝按受力与焊缝方向分：

a）端缝：作用力方向与焊缝长度方向垂直

b）侧缝：作用力方向与焊缝长度方向平行（4）按焊缝连续性：

a）连续焊缝：受力较好

b）断续焊缝：易发生应力集中

（5）按施工位置：

俯焊、立焊、横焊、仰焊，其中以俯焊施工位置最好，所以焊缝质量也最好，仰焊最差。焊接形式（3）角焊缝按受力与焊缝方向分：焊接质量检验焊接时为保证质量，需要注意之处：（1）对不熟悉的钢种焊接时，需做工艺性能和力学性能的试验；（2）焊工要进行考核，持证上岗；（3）焊条、焊丝、焊剂按规定烘焙；（4）多层焊接需连续施焊，每层焊道之间要清理；（5）焊缝出现裂缝，应申报、查明原因，方能处理。焊接质量检验焊接时为保证质量，需要注意之处：焊接质量检验焊缝质量检验方法分：外观检查、超声波探伤检验、X射线检验。

焊缝质量分三级:

一级焊缝需经外观检查、超声波探伤、x射线检验都合格；二级焊缝需外观检查、超声波探伤合格；三级焊缝需外观检查合格。

焊接质量检验焊缝质量检验方法分：焊缝质量等级的规定

GB50017规范规定，焊缝应根据结构的重要性、荷载特性、焊缝形式、工作环境以及应力状态等情况，按下述原则分别选用不同的质量等级：（1）在需要进行疲劳计算的构件中，凡对接焊缝均应焊透，其质量等级为：

①作用力垂直于焊缝长度方向的横向对接焊缝或T型对接与角接组合焊缝，受拉时应为一级，受压时应为二级；

②作用力平行于焊缝长度方向的纵向对接焊缝应为二级。（2）不需要计算疲劳的构件中，凡要求与母材等强的对接焊缝应予焊透，其质量等级当受拉时应不低于二级，受压时宜为二级。

焊缝质量等级的规定GB50017规范规定，焊缝应根据结构焊缝质量等级的规定（3）重级工作制和起重量Q≥50t的中级工作制吊车梁的腹板与上翼缘之间以及吊车桁架上弦杆与节点板之间的T形接头焊缝均要求焊透。焊缝形式一般为对接与角接的组合焊缝，其质量等级不应低于二级。

（4）不要求焊透的T形接头采用的角焊缝或部分焊透的对接与角接组合焊缝，以及搭接连接采用的角焊缝，其质量等级为：

①对直接承受动力荷载且需要验算疲劳的结构和吊车起重量等于或大于50t的中级工作制吊车梁，焊缝的外观质量标准应符合二级；

②对其他结构，焊缝的外观质量标准可为三级。焊缝质量等级的规定（3）重级工作制和起重量Q≥50t的中级工螺栓连接螺栓连接分普通螺栓连接（bolted

connections）和高强度螺栓连接（high-strength

bolted

connections）两种。

1、普通螺栓连接

螺栓连接螺栓连接分普通螺栓连接（bolted

connect2、高强度螺栓分大六角头型和扭剪型两种。安装时通过特别的板手，以较大的扭矩上紧螺帽，使螺杆产生很大的预拉力。高强螺栓的预拉力把被连接的部件夹紧，使部件的接触面间产生很大的磨擦力，外力通过摩擦力来传递。这种连接称为高强度螺栓摩擦型连接。它的优点是施工方便，对构件的削弱较小，可拆换，能承受动力荷载，耐疲劳，韧性和塑性好，包含了普通螺栓和铆钉连接的各自优点，目前已成为代替铆接的优良连接形式。另外，高强度螺钉也可同普通螺栓一样，允许接触面滑移，依靠螺栓杆和螺栓孔之间的承压来传力。这种连接称为高强度螺栓承压型连接。

2、高强度螺栓分大六角头型和扭剪型两种。安装时通过特别的板手焊缝代号、螺栓图例

见P51-53的图表。

焊缝代号、螺栓图例

见P51-53的图表。

一、对接焊缝的构造对接焊缝的焊件常需做成坡口，故又叫坡口焊缝（groove

welds）。坡口形式与焊件厚度有关。第二节对接焊缝连接设计

一、对接焊缝的构造第二节对接焊缝连接设计

a）直边缝：适合板厚t10mmb）单边V形：适合板厚t＝10～20mmc）双边V形：适合板厚t＝10～20mmd）U形：适合板厚t>20mme）K形：适合板厚t>20mmf）X形：适合板厚t>20mm

对接焊缝的形式：

对接焊缝的形式：对接焊缝的构造在对接焊缝的拼接处，当焊件的宽度不同或厚度相差4mm以上时，应分别在宽度方向或厚度方向从一侧或两侧做成坡度不大于1:2.5的斜角，以使截面过渡和缓，减小应力集中。

对接焊缝的构造在对接焊缝的拼接处，当焊件的宽度不同或厚度相差钢结构连接分类及特点课件对接焊缝的构造在焊缝的起灭弧处，常会出现弧坑等缺陷，这些缺陷对承载力影响极大，故焊接时一般应设置引弧板和引出板，焊后将它割除。对受静力荷载的结构设置引弧（出）板有困难时，允许不设置引弧（出）板，此时，可令焊缝计算长度等于实际长度减2t（此处t为较薄焊件厚度）。

对接焊缝的构造在焊缝的起灭弧处，常会出现弧坑等缺陷，这些缺陷二、对接焊缝的计算

对接焊缝的强度与所用钢材的牌号、焊条型号及焊缝质量的检验标准等因素有关。

如果焊缝中不存在任何缺陷，焊缝金属的强度是高于母材的。全由于焊接技术问题，焊缝中可能有气孔、夹渣、咬边、未焊透等缺陷。实验证明，焊接缺陷对受压、受剪的对接焊缝影响不大，故可认为受压、受剪的对接焊缝与母材强度相等，但受拉的对接焊缝对缺陷甚为敏感。当缺陷面积与焊件截面积之比超过5%时，对接焊缝的抗拉强度将明显下降。由于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85%，而一、二级检验的焊缝的抗拉强度可认为与母材强度相等。

对接焊缝的应力分布认为与焊件原来的应力分布基本相同。计算时，焊缝中最大应力（或折算应力）不能超过焊缝的强度设计值。

二、对接焊缝的计算对接焊缝的强度与所用钢材的牌号、焊条型

——轴心拉力或压力;

——焊缝计算长度，无引弧板时，焊缝长度取实长减去2t，有引弧板时，取实长;——平接时为焊件的较小厚度，顶接时取腹板厚;、——对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值。

或fcw

1、轴心受力的对接焊缝

——轴心拉力或压力;

在一般加引弧板施焊的情况下，所有受压、受剪的对接焊缝以及受拉的一、二级焊缝，均与母材等强，不用计算，只有受拉的三级焊缝才需要进行计算。

当直焊缝不能满足强度要求时，可采用斜对接焊缝。当斜焊缝倾角θ≤56.3°，即tgθ≤1.5时，可认为与母材等强，不用计算。

在一般加引弧板施焊的情况下，所有受压、受剪的对接焊缝以及受拉fvw——对接焊缝抗剪强度设计值

斜对接焊缝的计算fvw——对接焊缝抗剪强度设计值斜对接焊缝的计算2、承受弯矩和剪力联合作用的对接焊缝由于焊缝截面是矩形，正应力与剪应力图形分别为三角形与抛物线形，其最大值应分别满足下列强度条件。

2、承受弯矩和剪力联合作用的对接焊缝由于焊缝截面是矩形，正

——焊缝截面抵抗矩

——焊缝截面上计算点处以上截面对中和轴的面积矩对于腹板和翼缘的交界点，正应力、剪应力虽不是最大，但都比较大，所以需验算折算应力，即：

1、1为腹板与翼缘交界点处的正应力和剪应力；1.1为考虑到最大折算应力只在部分截面的部分点出现，而将强度设计值适当提高。

——焊缝截面抵抗矩对于腹板和翼缘的交界点，3、承受轴心力，弯矩和剪力联合作用的对接焊缝

当轴心力与弯矩、剪力联合作用时，轴心力和弯矩在焊缝中引起的正应力应进行叠加，剪应力仍按上面的式验算，折算应力仍按上面的式验算。

3、承受轴心力，弯矩和剪力联合作用的对接焊缝

[例题3-1]

试验算下图所示钢板的对接焊缝的强度。图中a=540mm,t=22mm，轴心力的设计值为N=2500kN。钢材为Q235-B，手工焊，焊条为E43型，三级检验标准的焊缝，施焊时加引弧板。

[例题3-1]

试验算下图所示钢板的对接焊缝的强度。图中a=钢结构连接分类及特点课件

1、钢结构的连接方法

钢结构连接分类及特点1、钢结构的连接方法钢结构连接分类及特点

2、焊接连接及焊接结构的特性焊接连接与铆钉、螺栓连接比较，有以下优点：

1）不需打孔，省工省时；2）任何形状的构件可直接连接，连接构造方便；3）气密性、水密性好，结构刚度较大，整体性较好。

2、焊接连接及焊接结构的特性焊接连接与铆钉、螺栓连接比较，有焊接连接的缺点1）焊接附近有热影响区，材质变脆；2）焊接的残余应力使结构易发生脆性破坏，残余变形使结构形状、尺寸发生变化；3）焊接裂缝一经发生，便容易扩展。常见的焊接缺陷：裂纹、气孔、未焊透、夹渣、咬边、烧穿、凹坑、塌陷、未焊满。焊接连接的缺点1）焊接附近有热影响区，材质变脆；钢结构连接分类及特点课件3、焊缝连接形式

焊缝连接形式按被连接钢材的相互位置可分为对接、搭接、T型连接和角部连部四种。这些连接所采用的焊缝主要有对接焊缝和角焊缝。

对接焊缝：在两焊件连接面的间隙内，用溶化的焊条金属填设，并与焊件溶化部分相结合，形成的焊缝。角焊缝：焊缝金属填充在被连接件形成的直（斜）角区域内的焊缝。3、焊缝连接形式焊缝连接形式按被连接钢材的对接连接

对接连接主要用于厚度相同或接近相同的两构件的相互连接。（a）所示为采用对接焊缝的对接连接，由于相互连接的两构件在同一平面内，因而传力均匀平缓，没有明显的应力集中，且用料经济，但是焊件边缘需要加工，被连接两板的间隙和坡口尺寸有严格的要求。

对接连接对接连接主要用于厚度相同或接近相同的两构件的相互焊接形式（1）按两焊件的相对位置分：

（2）对接焊缝按受力与焊缝方向分：

a）直缝：作用力方向与焊缝方向正交

b）斜缝：作用力方向与焊缝方向斜交焊接形式（1）按两焊件的相对位置分：钢结构连接分类及特点课件焊接形式（3）角焊缝按受力与焊缝方向分：

a）端缝：作用力方向与焊缝长度方向垂直

b）侧缝：作用力方向与焊缝长度方向平行（4）按焊缝连续性：

a）连续焊缝：受力较好

b）断续焊缝：易发生应力集中

（5）按施工位置：

俯焊、立焊、横焊、仰焊，其中以俯焊施工位置最好，所以焊缝质量也最好，仰焊最差。焊接形式（3）角焊缝按受力与焊缝方向分：焊接质量检验焊接时为保证质量，需要注意之处：（1）对不熟悉的钢种焊接时，需做工艺性能和力学性能的试验；（2）焊工要进行考核，持证上岗；（3）焊条、焊丝、焊剂按规定烘焙；（4）多层焊接需连续施焊，每层焊道之间要清理；（5）焊缝出现裂缝，应申报、查明原因，方能处理。焊接质量检验焊接时为保证质量，需要注意之处：焊接质量检验焊缝质量检验方法分：外观检查、超声波探伤检验、X射线检验。

焊缝质量分三级:

一级焊缝需经外观检查、超声波探伤、x射线检验都合格；二级焊缝需外观检查、超声波探伤合格；三级焊缝需外观检查合格。

焊接质量检验焊缝质量检验方法分：焊缝质量等级的规定

GB50017规范规定，焊缝应根据结构的重要性、荷载特性、焊缝形式、工作环境以及应力状态等情况，按下述原则分别选用不同的质量等级：（1）在需要进行疲劳计算的构件中，凡对接焊缝均应焊透，其质量等级为：

①作用力垂直于焊缝长度方向的横向对接焊缝或T型对接与角接组合焊缝，受拉时应为一级，受压时应为二级；

②作用力平行于焊缝长度方向的纵向对接焊缝应为二级。（2）不需要计算疲劳的构件中，凡要求与母材等强的对接焊缝应予焊透，其质量等级当受拉时应不低于二级，受压时宜为二级。

焊缝质量等级的规定GB50017规范规定，焊缝应根据结构焊缝质量等级的规定（3）重级工作制和起重量Q≥50t的中级工作制吊车梁的腹板与上翼缘之间以及吊车桁架上弦杆与节点板之间的T形接头焊缝均要求焊透。焊缝形式一般为对接与角接的组合焊缝，其质量等级不应低于二级。

（4）不要求焊透的T形接头采用的角焊缝或部分焊透的对接与角接组合焊缝，以及搭接连接采用的角焊缝，其质量等级为：

①对直接承受动力荷载且需要验算疲劳的结构和吊车起重量等于或大于50t的中级工作制吊车梁，焊缝的外观质量标准应符合二级；

②对其他结构，焊缝的外观质量标准可为三级。焊缝质量等级的规定（3）重级工作制和起重量Q≥50t的中级工螺栓连接螺栓连接分普通螺栓连接（bolted

connections）和高强度螺栓连接（high-strength

bolted

connections）两种。

1、普通螺栓连接

螺栓连接螺栓连接分普通螺栓连接（bolted

connect2、高强度螺栓分大六角头型和扭剪型两种。安装时通过特别的板手，以较大的扭矩上紧螺帽，使螺杆产生很大的预拉力。高强螺栓的预拉力把被连接的部件夹紧，使部件的接触面间产生很大的磨擦力，外力通过摩擦力来传递。这种连接称为高强度螺栓摩擦型连接。它的优点是施工方便，对构件的削弱较小，可拆换，能承受动力荷载，耐疲劳，韧性和塑性好，包含了普通螺栓和铆钉连接的各自优点，目前已成为代替铆接的优良连接形式。另外，高强度螺钉也可同普通螺栓一样，允许接触面滑移，依靠螺栓杆和螺栓孔之间的承压来传力。这种连接称为高强度螺栓承压型连接。

2、高强度螺栓分大六角头型和扭剪型两种。安装时通过特别的板手焊缝代号、螺栓图例

见P51-53的图表。

焊缝代号、螺栓图例

见P51-53的图表。

一、对接焊缝的构造对接焊缝的焊件常需做成坡口，故又叫坡口焊缝（groove

welds）。坡口形式与焊件厚度有关。第二节对接焊缝连接设计

一、对接焊缝的构造第二节对接焊缝连接设计

a）直边缝：适合板厚t10mmb）单边V形：适合板厚t＝10～20mmc）双边V形：适合板厚t＝10～20mmd）U形：适合板厚t>20mme）K形：适合板厚t>20mmf）X形：适合板厚t>20mm

对接焊缝的形式：

对接焊缝的形式：对接焊缝的构造在对接焊缝的拼接处，当焊件的宽度不同或厚度相差4mm以上时，应分别在宽度方向或厚度方向从一侧或两侧做成坡度不大于1:2.5的斜角，以使截面过渡和缓，减小应力集中。

对接焊缝的构造在对接焊缝的拼接处，当焊件的宽度不同或厚度相差钢结构连接分类及特点课件对接焊缝的构造在焊缝的起灭弧处，常会出现弧坑等缺陷，这些缺陷对承载力影响极大，故焊接时一般应设置引弧板和引出板，焊后将它割除。对受静力荷载的结构设置引弧（出）板有困难时，允许不设置引弧（出）板，此时，可令焊缝计算长度等于实际长度减2t（此处t为较薄焊件厚度）。

对接焊缝的构造在焊缝的起灭弧处，常会出现弧坑等缺陷，这些缺陷二、对接焊缝的计算

对接焊缝的强度与所用钢材的牌号、焊条型号及焊缝质量的检验标准等因素有关。

如果焊缝中不存在任何缺陷，焊缝金属的强度是高于母材的。全由于焊接技术问题，焊缝中可能有气孔、夹渣、咬边、未焊透等缺陷。实验证明，焊接缺陷对受压、受剪的对接焊缝影响不大，故可认为受压、受剪的对接焊缝与母材强度相等，但受拉的对接焊缝对缺陷甚为敏感。当缺陷面积与焊件截面积之比超过5%时，对接焊缝的抗拉强度将明显下降。由于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85%，而一、二级检验的焊缝的抗拉强度可认为与母材强度相等。

对接焊缝的应力分布认为与焊件原来的应力分布基本相同。计算时，焊缝中最大应力（或折算应力）不能超过焊缝的强度设计值。

二、对接焊缝的计算对接焊缝的强度与所用钢材的牌号、焊条型

——轴心拉力或压力;

——焊缝计算长度，无引弧板时，焊缝长度取实长减去2t，有引弧板时，取实长;——平接时为焊件的较小厚度，顶接时取腹板厚;、——对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值。