钢结构的连接方法

钢结构的连接第一节连接的类型

钢结构的连接方法可分为：焊缝连接螺栓连接铆钉连接螺栓连接钢结构连接方法的优缺点

费工费料传力可靠，塑性韧性好，质量易于检查，抗动力荷载性能好铆钉连接摩擦面处理及安装工艺复杂，造价高加工方便，对结构削弱少，可拆换，能承受动力荷载，耐疲劳，塑性韧性好高强螺栓螺栓精度低时不宜受剪，精度高时加工和安装难度大装卸便利，设备简单普通螺栓螺栓连接对材质要求高，产生残余应力和变形，质量检验工作量大适应性强，构造简单，省材省工，密封性好,工效高,不削弱结构焊缝连接缺点优点连接方法第二节焊接方法和焊缝强度按焊接方法不同分类：熔化焊：将主体金属在连接处局部加热至熔融状态，并附加融化的填充金属使金属分子相互结合而形成整体。又分为电弧焊和气焊等。电阻焊：将金属通电后由接触面上的电阻使接头加热到塑形状态或局部熔融状态，并施加压力形成接头。钢结构中主要使用电弧焊。第二节焊接方法和焊缝强度一、电弧焊的原理和焊接方法电弧焊（手工焊、自动焊、半自动焊）1、手工电弧焊：采用低电压、大电流引燃电弧，使焊条和焊件之间产生很大热量和强烈弧光，利用电弧热来融化焊件接头和焊条进行焊接。焊条材料和型号焊条是由金属焊芯和药皮两部分所组成的。焊条的型号应与焊件钢材强度相适应。Q235钢用E43，Q345用E50，Q390和Q420用E55。其中43、50和55分别表示焊条熔覆金属或者对接焊缝的抗拉强度为420N/mm2、490N/mm2和540N/mm2。焊芯的作用：是作为电极和填充金属。药皮的作用：稳定电弧；隔离空气；减缓冷却；改善焊缝性能。焊剂层下自动焊示意图2、焊剂层下的自动焊和半自动焊优点：①生产率高②焊缝质量高③节约焊条④技术易掌握缺点：①焊前装配要求严格②受制于自动焊车轨道《焊接方法及设备》机械工业出版社毕惠琴主编二氧化碳气体保护焊过程示意图

是利用二氧化碳气体作为保护介质的一种自动和半自动的电弧焊方法。3、二氧化碳气体保护焊优点：①生产率高②焊接变形小③抗锈能力强④操作方便⑤二氧化碳气体廉价缺点：①设备复杂，易生事故②弧光很强，注意保护③金属熔滴易飞溅造成焊缝缺陷第二节焊接方法和焊缝强度二、焊缝连接的缺陷、质量检验

焊缝连接的缺陷指焊接过程中产生于焊缝金属或邻近热影响区钢材表面或内部的缺陷，常见的缺陷有裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、夹渣、咬边、未熔合、未焊透(不包括规定不焊透者)等；以及焊缝外形尺寸不符合要求、焊缝成形不良等。

二、焊缝连接的缺陷、质量检验其中裂纹的危害最大二、焊缝连接的缺陷、质量检验二、焊缝连接的缺陷、质量检验焊缝质量检验

外观检查:检查外观缺陷和几何尺寸。无损检验：检查内部缺陷。①超声波检验②X射线透照二、焊缝连接的缺陷、质量检验焊缝质量检验焊缝的级别①三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查，符合三级质量标准；②二级焊缝要求通过外观检查和超声波检验，其中要求超声波检验每条焊缝的20%长度；③一级焊缝则要求通过外观检查和全部超声波检验及必要的X射线检验,对抗动力和疲劳性能有较高要求处可采用一级焊缝。三、焊缝连接的型式

（1）按构件的相对位置分

分为对接、搭接、顶接

（2）按构造分分为对接焊缝和角焊缝

三、焊缝连接的型式

对接焊缝按作用力的方向可分为直缝和斜缝

角焊缝按作用力的方向可分为侧缝和端缝

三、焊缝连接的型式焊缝施焊位置

俯焊立焊(平)

立焊(竖)仰焊

三、焊缝连接的型式四、焊缝的强度设计值

焊缝强度主要决定于焊缝金属和主体金属的强度。并与焊接形式、应力集中程度以及焊接工艺条件等有密切关系。对接焊缝的抗压、抗剪强度设计值与母材相同；抗拉强度设计值：Ⅰ、Ⅱ级质量检验焊缝与母材相同；Ⅲ级质量检验焊缝约取母材的85%即可。角焊缝中侧面焊缝的强度低，正面焊缝的强度高，斜焊缝的强度介于两者之间。但是由于角焊缝的应力状态比较复杂，抗拉、抗剪和抗压不分焊缝质量检验等级而采用相同的强度设计值。四、焊缝的强度设计值（表3-1）

《钢结构设计规范》

N/mm2第三节其对接章焊缝的钉构造和徐计算一、对窄接焊缝烂的构造优点用料经乳济，传屡力平顺正均匀，庄没有明白显的应赞力集中勇，对于捷承受动苦力荷载过作用的尽焊接结什构，采虾用对接购焊缝最顿为有利冻。缺点对接挂焊缝死的焊胞件边部缘需么要进慰行坡利口加赢工，嫁焊件坑长度不必须屠精确滨，施懂焊时停焊件桂要保妨持一瓣定的蜂间隙钻。一、议对接般焊缝蔽的构瞒造第三跃节腔对接驰焊缝盯的构客造和拴计算图3-7对接焊纠缝的坡讲口形式姐及符号根据板柔厚及焊巾接方法径不同加它工成不阀同的坡毕口一、对金接焊缝泻的构造板厚肾相差眠超过历四毫棵米时引弧板督：影响哭计算长盯度有引弧杀板lw敌=l无引弧废板lw扇=l萄-2t（t为较小扑焊件厚蛾度）（1）轴心养受力的顾对接直笛焊缝计增算二、对荣接焊缝俯的强度躺计算钢材垫的强查度设键计值(表2-关4)焊缝的默强度设棚计值（吵表3-1）（2）对均接焊邪缝承嚼受弯原矩和雷剪力二、低对接紧焊缝遗的强乏度计迈算Iw：焊叶缝截绕面对狸中和港轴惯近性矩袄。Ww：截弹面抵摘抗矩候：截乔面对游其形连心轴搬的惯熟性矩很与界雀面上坑所求逐点到票形心顷轴距抓离比唯值。Sw：所求辛应力点激以上或槽者以下地焊缝截捧面对中蒙和轴的射面积矩施。（3）对接融焊缝承挠受弯矩然、剪力肤和轴心跑力对接焊捎缝承受扎弯矩、共剪力和架轴心力被共同作垫用时，岛焊缝正盾应力为弯矩和兔轴心力漠引起的菜应力之嚼和（a）验算考，剪拒应力亭仍按酷式(b铅)验算，骨需要验学算折算宰应力时俊按式（c）进行妙验算。二、凉对接腾焊缝奥的强易度计庸算钢结老构的冰连接第四节漠角缠焊缝连桂接的构红造和计师算第四锋节宪角运焊缝怨连接为的构旋造和盘计算一、受讯力特征亚和构造医要求1、角焊锈缝按其奏受力方家向和位级置分为脖：侧面泻角焊滥缝（侧焊蜻缝）正面占焊缝魂（端焊励缝）两者联奸合使用刺称为围焊录缝一、赴受力吩特征舍和构柄造要篇求hf:焊脚鼻尺寸经试验达发现，掀焊缝破吗坏形式扰为剪切谎破坏，隙发生在遇三角形病最小厚抛度平面系。焊缝的密有效厚办度：普通式壤平增坡式宰深室熔式直角角文焊缝一、受斤力特征连和构造竟要求2、角稀焊缝宿的构子造要芳求1）考虑层焊口影绍响，计溜算长度馋取实际侧长度减易去2hf。即lw=l骆-2法hf2）最小哑焊脚尺钥寸巨，吵为述较厚焊太件厚度佣（mm）。咸自动饺焊时脾减小1m各m,复T形连接搭单面焊撞时增加1m狂m。当推时，用包。一、戴受力钱特征杯和构寸造要饼求3）最缓大焊棋脚尺径寸胆，蠢是岛薄焊蛾件厚悠度（mm）。对笋板边焊受缝还应旅满足，夏为板毯件厚(m已m)。一、受梅力特征蛛和构造门要求4）侧罩焊缝拾，为胁减轻陆剪应气力分仰布不谁均匀寺的程度，倾对燃计壤算最毛大值艰加以器限制炼，受蜜静荷达载时；受罗动荷廊载时证，绿（超童过部分计抓算不每考虑蔬）。一、舒受力伴特征惰和构饿造要俗求5）最小钞焊缝计絮算长度族及够。6）在端倾焊缝的滑搭接连迅接中，垒搭接长英度不得致小于焊寸件较小暖厚度的奏五倍，阻且不小车于25望mm。二、角炸焊缝的吩符号三、角页焊缝的铸强度计笛算1、角强焊缝弄计算疮的基免本公坑式对最薄厅弱面进姨行受力菌分析：受平双面内虎的应辟力默和佛竖直殖向上甲的应胖力兄，可再分剩解为配和按第四惊强度理稻论有：1、角袍焊缝垄计算年的基往本公稠式带入公香式整理得战：令嗽为正面焊番接强度偏的增大呀系数，等役于三、呼角焊扒缝的耕强度怕计算2、轴袖心力梦（拉于、压供）作畅用时烟连接刊计算对于侧烫焊缝，羽只有平敌行于焊上缝长度姑方向的跌轴心力Ny承受危静力坝荷载予或间化接承沃受动着力荷忆载，回取为1.追22；直庸接承钞受动躲力荷法载时盾取为1.0对于正红面焊缝牧，只有蓬垂直于术焊缝长犯度方向营的轴心是力Nx三、角罚焊缝的止强度计党算2、轴熔心力着（拉薪、压判）作利用时岸连接缴计算先计算检正面焊触缝所能型承受的继最大Nm旨ax再按照N-N亩max验算侧北面焊缝Nma柄x是平徐均分吊配在串两侧骡焊缝扭上的三、去角焊已缝的攀强度块计算2、轴皆心力就（拉穿、压宫）作腰用时拍连接密计算肢背焊迫缝承担N1=k1N;肢尖算焊缝喷承担N2=k2N三、角牧焊缝的奶强度计忘算3、弯矩拉、剪力准和轴力段共同作览用T型连屯接计其算Ww：角焊齿缝有效豆截面模错量Aw：角夜焊缝舅有效颈截面卷积三、冬角焊畜缝的永强度凉计算4、扭矩螺、剪力兵共同作摸用下搭形接连接份计算为什位么受抄扭矩虚？各焊缝玻到力P距离肾不等晓！！三、角梁焊缝的叫强度计块算4、扭拣矩、禽剪力便共同没作用苏下搭苍接连疑接计方算假定勒：1）构件练是刚性烂的，角延焊缝是富弹性的白；2）构加件绕苏形心O转动，们角焊缝北任意点剥的应力码方向垂消直于该贡点与形耗心的连盼线，应声力的大较小与其派距离r的大小腐成正比图。第五节扮焊著接应力界和焊接逮变形一、焊氧接应力担和焊接牲变形产浮生的原衬因1、原飞因：贩电弧绵对钢抽板的嘱不均体匀加止热将沿焊缝域方向上殿的残余悉应力称为纵村向应力旺，以σx表示菌；将垂直烈于焊诊缝方室向上渠的残蹈余应贩力称为横缝向应力扫，以σy表示；对厚度方狸向上的朋残余应弦力以σz表示乱。一、泻焊接稍应力疗和焊掩接变境形产寺生的鼓原因2、纵甜向焊影接应亮力平板抖对接维时焊恳缝上唐纵向寺应力挑沿焊疯缝长漆度方赶向上恩的分堂布（此续图对挂于低检碳钢尚适用亭，焊滩缝足址够长泡）第五节停焊险接应力泥和焊接贝变形不同沉尺寸施、不转同截小面上市纵向赏残余如应力σx的分港布牧（对差于低得碳钢项适用独）不同材慕料上纵染向残余尘应力在鬼横截面旦上的分饲布焊缝纵弯向应力顺沿板材歉横向上抖的分布a)低碳牙钢b)低合金投钢高温区末拉应力低温区驼压应力一、声焊接裤应力结和焊弯接变到形产余生的音原因3、横障向焊预接应裁力=①+②①焊缝剩沿纵向厕收缩时搭，两块涂钢板会姐向外弯义曲成弓扣形，这股种趋势搅被焊条滑金属所天阻止；②后焊薯部分对玻先焊部宾分的横锯向拉应乓力一、焊充接应力海和焊接姓变形产别生的原丘因4、厚呀度方俘向焊油接应顽力与上述涛两种应束力形成澡了三向滩同号拉目应力场使焊绸缝工技作极隐为不培利二、焊葡接残余菜应力和迷变形的隔危害性教及解决名措施1、减少镜或消除非焊接残浩余应力萍的措施(1)设计角夺度，尽祥量避免蠢三向拉谣应力的滑情况(2)制造驾方面锈，采哭取适执当的轧焊接诊次序焊缝仁较厚隐时采座用分估层焊么，焊挥缝较到长时畜采用遗分段最焊(3员)尽可焰能采与用对组称焊窑缝2、减槽少或浅消除异焊接抹变形砍的措侨施(1)施焊虚前使嫂构件张有一撒个和仆焊接鞋变形指相反弊的预蒙变形(2)采用合闷理的装关配和焊港接顺序(3)对于寺小尺旋寸的籍杆件狭，可床在焊爽前预夕热，淡或焊岩后回继火加络热到60吊0℃左右，赵然后缓袍慢冷却薄，可消片除焊接脑变形。(4)机械矫蔬正：锤粉击法第六识节螺栓连缓接一、落概述（一茄）螺犬栓的长种类万和特锅性普通螺蚀栓粗制螺叛栓，精队致螺栓高强螺竟栓摩擦型呈、承压狠型锚固冈螺栓第三章较钢结用构的连柳接1、普通从螺栓粗制隙螺栓犹（C级）：螺以杆比贼栓孔茄直径固小，策安装轧制造灶简单石，成蛙本低亦，受道剪时疯产生坟较大胸滑移暴，工揪作性法能差精制获螺栓迫（A级、B级）：杆径清与孔径杨基本相仗同，间缴隙小，异约0.3特mm，表面俱光滑尺理寸准确档，成本顺高2、高强盏螺栓：用高靠强度尺钢材念制成庸，利壮用特劲制扳际手拧尽紧，裙产生怠很大悠预拉微力，触传递券到接箩触面顷，产戴生很祖大摩禁擦力摩擦扰型：完怪全依遭靠被最连接符件之美间的念摩阻话力传菊力承压型：由繁摩阻澡力和岩螺杆壳的剪完力、寸承压步共同支传力3、锚巴固螺挂栓孔径为欺杆径的1.邻5倍，夸只能迁受拉乓，不渔能受薯剪第六互节螺栓连反接（二）栏连接形粱式（对接、来搭接、猫顶接）按受保力分第六节螺栓连遭接二、普雁通螺栓浴连接的咽构造和参计算（一惜）构帮造1、受力浪要求M1本6,殖M1路8,悼M2诞0,腿M2岔2,M24气,M2纠7,M通302、构训造要们求3、施客工要丢求同一驶种构山件中裕宜用同种降螺栓响；排胃列简单紧觉凑，监便于同安装二、治普通策螺栓贩连接弹的构劣造和著计算（一树）构熄造表3-透3螺栓连胜接的强同度设计居（N/m配m2）4.6级的含段义：4表示塞材料达热处泉理后耀的最装低抗呼拉强专度fu为40平0N三/m切m26表示屈俘服强度略与最低颈抗拉强飞度的比盼值（屈强幕比）8.址8级？(二)普通螺队栓连接姿的强度渴计算1、单婚个螺监栓的沈承载锯力设宅计值抗剪螺堆栓螺栓被孔剪坏单个拌螺栓垂的抗常剪承肃载力组设计胞值普通锹螺栓家的抗旷剪强谊度设强计值钢板被虑剪坏单个翁螺栓授的承亲压承剥载力忧设计让值连接财件中坑同一始受力款方向伟承压抬钢板顾总厚矛度的邀较小观值螺栓各的承爸压强脏度设保计值(二)普通螺妇栓连接寺的强度尽计算2、板塞件受唇轴心站力作秋用的巾抗剪郊螺栓添连接环计算（1）螺话栓数污目的香确定（2）构件垄净截面川强度计蛮算假定李剪力两平均解分配An：构件练净截面叠积f：钢御板抗辫拉强伤度，斥表2-池4(二)普通韵螺栓律连接恢的强乎度计略算3、受飘扭矩缎和剪眉力作缝用的屿抗剪冒螺栓弄连接涌计算假定摔：（1）钢板近是刚奋性的仅，螺尺栓是谁弹性超的；（2）钢娃板绕暮螺栓蛾中心护转动愤，螺冈栓受饰的剪匹切力N与r成正比冤，且与r垂直。(二)普通唐螺栓拨连接武的强旁度计贿算4、受锹拉力受、剪婶力和描弯矩捎共同你作用洲的螺豪栓连没接计境算单个纷螺栓弊的抗阿拉承朋载力挡设计肃值抗拉鸡螺栓单个近螺栓地抗拉惹承载逗力设驾计值螺纹付内径纸，有哪效面崖积，械附录默五螺栓携抗拉驱强度湿设计乏值(二)普通螺受栓连接狮的强度查计算4、受拉烫力、剪寇力和弯黑矩共同摔作用的毛螺栓连海接计算（1）当螺躁栓单纯耳受拉时归，则连极接所需左螺栓数羡目为：单个螺患栓抗拉藏承载力暗设计值假设样各螺躺栓承流受的沾拉力盛相等4、受链拉力眯、剪犁力和际弯矩胳共同姿作用正的螺种栓连骄接计甲算（2）螺栓经同时承碎受剪力劫和拉力攻，根据失试验研米究，螺浪栓还应穷满足相羊关公式还应球考虑坡板件同被压布坏的世情况卷：单个婆螺栓妈承受参的剪促力单个螺修栓承受骡的拉力单个螺犹栓抗剪兵承载力异设计值单个杜螺栓势抗拉控承载优力设膝计值单个螺痛栓承压掌承载力品设计值4、受拉灰力、剪蒙力和弯高矩共同绪作用的工螺栓连趁接计算（3）螺迎栓同谎时承袜受剪闻力和瞧弯矩——剪力较纯小的情羊况②各螺真栓绕最脊下面势的螺浸栓转晓动（转动准中心）弯矩对文于螺栓仅而言产错生拉力拉力研大小哑与该碗螺栓结到转浊动中亲心的上距离圆成正仓比作用于惯螺栓上规的最大格拉力：①作娇用于掌螺栓巾上的梢剪力4、受拉