第十三章 钢结构六

13.3钢结构的连接钢结构是由钢构件经连接而成的结构,因此连接在钢结构总占有很重要的位置,它直接关系钢结构的安全和经济。在受力过程中，连接应有足够的强度，被连接构件之间应保持正确的相互位置。13.3.1钢结构连接的种类及其特点a)NNNNc)NNb)螺栓连接铆钉连接焊接连接连接方法优点缺点

焊接对几何形体适应性强，构造简单，不削弱截面，省材省工，易于自动化，工效高，焊接残余应力大且不易控制，焊接变形大对材质要求高，焊接程序严格，质量检验工作量大铆接传力可靠，韧性和塑性好，质量易于检查，抗动力荷载好

费钢、费工,逐渐被高强螺栓取代普通螺栓连接

装卸便利，设备简单

螺栓精度低时不宜受剪，螺栓精度高时加工和安装难度较大高强螺栓连接

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

摩擦面处理，安装工艺略为复杂，造价略高

焊条与局部焊件熔化、冷却，凝结成焊缝。是现代钢结构最主要的连接方法。13.3.2焊缝连接一、焊接方法

电弧焊(1)手工电弧焊(2)自动半自动埋弧电弧焊｛(3)CO2气体保护焊—以C02为保护气体，使被熔化的金属不与空气接触。手工焊原理自动焊原理二、焊缝连接的形式

1、按焊缝的性质角焊缝被连接板件2对接焊缝对接焊缝被连接板件1对接焊缝,角焊缝2、按两焊件的相对位置分

3、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

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c)斜缝:作用力与焊缝长度方向斜交角焊缝的种类Na)Nb)θNc)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。a)焊条平焊d)仰焊b)立焊c)横焊三、焊缝连接的缺陷、质量检验和焊缝质量级别1、焊缝连接的缺陷常见的缺陷形式：裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、夹渣、咬边、未融合、未焊透

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。

2、焊缝质量检验3、焊缝质量等级焊缝质量分三级:

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。四、焊缝的符号及标注方法13.3.3对接焊缝连接一、对接焊缝的形式和构造b)I型c)单边V型h)K型溶合线对接焊缝坡口的型式a)I型V型d)J型e)U型f)g)X型对接焊缝的形式应用：板厚为tt≤10mm时，用a）、b)

工字形

t=10～20mm时，用c）、d)单边V

、V字形

t＞20mm时，用g)、f)、h)

X、K、U字形垫板垫板垫板加垫板的坡口为防止熔化金属流淌必要时可在坡口下加垫板（1）起落弧处易有焊接缺陷，所以用引弧板。但采用引弧板施工复杂，除承受动力荷载外，一般不用，计算时将焊缝长度两端各减去t(t为较薄焊件的厚度)。对接焊缝的构造处理引弧板b（2）变厚度板或变宽度板对接，在板的一面或两面切成坡度不大于1：4的斜面，避免应力集中。二、对接焊缝连接的计算轴心受力的对接焊缝NNNNlwt矩形截面引弧板b（1）正焊缝验算截面矩形，只有正应力。或(3-1)

t—两连接件中较小的厚度，T形连接时为腹板厚度ftw—对接焊缝抗拉设计强度，按不同质检级别定，除3级质检外(为主体钢材的0.85倍)与钢材同。fcw—对接焊缝抗压设计强度，与钢材同。N—轴向拉力或压力设计值—焊缝计算长度（有引弧扳时为焊件宽度b，引弧扳时为b-2tmm。

焊缝抗拉强度质检分级由“钢结构工程施工及验收规范”规定，分I、II、III级。达到I、II级质量时（x光射线检查），焊缝抗拉设计强度和母材相同，III级质量（只外观检查）的抗拉设计强度约为I、II级的0.85。或对接连接正焊缝若加引弧板施焊，且质量达到一、二级，则无需焊缝抗拉强度验算。只有以下两种情况，才需对正焊缝进行抗拉强度验算：

a.未使用引弧板施焊；

b.III级焊缝质量。此时，正焊缝长度不够（b/0.85=1.18b），需改用斜焊缝增加焊缝长度。b≥1.18bb≥1.18b（2）斜焊缝验算截面矩形，有、。或

—焊缝长度方向与作用力方向间夹角。—斜焊缝计算长度。—对接焊缝抗剪设计强度。

“规范”规定时，不检算焊缝强度。

b0.67b1.2bNNlwNNtNNcosNsinN13栏.3膨.4角焊缓缝连该接角焊勒缝的粒形式拜和构忍造1、陵角焊汁缝的故形式饿(按堤两焊葬脚边沙的夹婶角分论)（1太）直站角焊绒缝（a）普通它焊缝团（b）平坡铁焊缝（c）深熔栋焊缝一般陪采用评（a）冬。但（a）应力歇集中弯较严怠重，嫩在承汉受动邪力荷钉载时猎采用倾（b）桑、（旱c）蝇。a)c)b)直角蹲焊缝张：=9保00a)普通焊缝b)平焊缝c)凹焊缝普通余焊缝鸭：两焊它脚尺皱寸都处等于hf，常用落。但屯应力薪集中杏较严厘重（a、垦b处材抱料突屯变严肠重）快。平焊求缝：是在属一侧驳焊脚籍处将堆焊缝珠宽度仓加宽锈至1址.5hf而成习。易私焊，琴应力集未中介咽于普喘通焊醉缝与屡凹焊锻缝之幼间。凹焊霉缝：两边碍的焊企缝宽抵度被枣加宽越成凹馒面，滥应力忌集中显小，妥用于雹受动荷什的结支构中素可提趁高疲杠劳强岩度，挨但手西工焊瞧费工帜。ab45°BACEDhfhfhe图中狐，hf—焊脚客尺寸肆，he—焊缝巩有效左厚度允。并有前，he=0连.7吸hf，he—总是票450斜面腔上的才最小洒高度共。（2尾）斜盐角角垄焊缝主要夹用于度钢管细连接世中我们惧主要预讨论弱直角促焊缝（d）斜锐角焊缝d)e)（e）斜钝角焊缝f)（f）斜凹面角焊缝

直角角焊缝的种类Na)Nb)θNc)侧焊选缝（a图）肺：外佣力与残焊缝哥轴线溉平行变，端焊匠缝（b图）浩：外馆力与叉焊缝扶轴线宣垂直铃，斜焊握缝（c图）烈：外室力与忆焊缝因轴线寨斜交播。按照战作用滤力和明焊缝统关系埋，直太角角蚂焊缝俭分为显：2.领角焊尘缝的离构造舒要求13年.3夹.5普通搞螺栓恩连接一、普通该螺栓因连接掉的构米造1、饥螺栓犯的规撇格(1啄)普宴通螺欲栓的横形式叔为六陵角头链型。佩其代肌号用M和公渠称直亏径数休表示陵。如M1假6、粗M2脊0等。(3梯)分胳为A级、B级和C级三桌种(2恭)常用殖螺栓贴直径至为d=尚16插，2甚0，汇24变mm(4架)C级为衣粗制养螺栓贞，螺筝杆表滴面粗绍糙，蚀螺孔拆直径木比螺馅杆大1.司5~价2mm评，制作槽安装华方便。C级螺删栓变稿形大爽，多幼用于完围护页结构撕或次哀要结牛构连弃接。(3立)A级和B级为畏精制被螺栓醒，螺窜杆、甘螺孔赶加工朗精度巩高，贞制作请安装距复杂师，螺端栓等伶级为8.凑8级祖。很区少用壶，已五被高泛强度屯螺栓速代替弊。2、办螺栓奸的排设列(1鹊)基掀本形土式：并列敲和错夺列(2才)排布舱参数鸦：端距众，边衡距，中距为什必么要泽限制耕中心殃距？常(3d0)太小锹：连诸接中缓易沿量螺孔销间折站线或存直线历破坏拥；不便谁施工太大侵：不叶紧密弄易锈认蚀，悬受压摇时局休部失擦稳。+++++++++++++

e1

e2

e3

e4最大售、最娇小距宾离限停值见P7侨1表3级.5。为什段么限身制边述距、俊端距汤？(初2d0、1摔.5d0、1践.2d0)太小严：栓无钉至角边（列端）冲钢板冈易被识子剪悄断。太大未：不才紧密牲，易株锈蚀和变廊形。(3英)排布赔尺寸轧要求二、摆高强纱度螺橡栓连漠接的劫计算连接板间摩擦力摩擦嘱型——连接元件间宾的剪望力完排全靠透摩擦婶力传饱递。塞以剪烫力等点于摩成擦力迁为设晕计极灭限状朱态。数连接惧件间根不允老许相译互滑坑动，该变形警小，垃承载衡力小洗。工艺宝保证睁措施田：喷宇砂，坚使=肆0.但3～本0.矩55宇。分类肝：特点芒：予拉傍力很占大，拆依直隶径等扎级不栏同，记可达乏80足～3装55kN仔。高强框螺栓众是高昨强螺讨栓和咸配套诵螺母投、垫藏圈的锻合称痰，强叙度等圈级1们0.旺9h和8滴.8厅级。承压毛型——连接众件间扫允许忠相互膝滑动。传厚力开逐始时垃在标盖准荷乌载作践用下喷动连边接件灵间无设滑动描，剪愿力由剧摩擦调力和撕螺杆搞抗剪睬共同板传递此。但反当荷妈载很垒大时惨，连帝接件咸间有洲较大带塑性数变形奏。接济近破在坏时言，连乐接件厦间有锅相对钢滑动萝，摩目擦只帐起推楼迟滑寻移作糟用。剪力滨由螺拳杆传傻递，践其特竟点与奖普通启螺栓纸相同训。因此嘱，有榆与普奇通螺批栓相遣同的某极限括状态俘—螺栓埋剪坏阶，孔著壁挤授压坏罢，构寻件被源拉断轧。变兽形大控，不适唤于受颈动荷陕载的此连接和。抗拉义时与角普通兴螺栓相同亏，但驻变形小，师可减铁少锈蚀，叮改善伍疲劳性能违。螺杆剪力N13席.4梁1、梁南的定炼义承受缘瑞横向扇荷载多受弯鬼的实物腹钢据构件喉。2、梁举的分搁类按计威算简宁图分：简宅支梁谅、连努续梁悬臂怎梁等付。按截易面形把式分：型辱钢梁域、组粒合梁窜、3、梁顾的作涝用承受蝴横向猜荷载趣与扭鱼转。4、截们面形到式5、应甲用13扫.5轴心匹受力草构件图4-1轴心受力构件NN1.结构葵及受兄力特餐点（1）作滨用在米构件弓上的苦荷载吵是轴心狠压力昆或轴侧心拉旬力；（2）构饰件理瓶想的讽直；（3）构玩件无地初应危力；（4）节动点铰柔支。主要宴用于愧承重漫结构叹，如鸣：桁扑架、蕉网架丽、塔朽架和萄支撑追结构诊等。++++++++b)2.应用3.截面恳型式图4-已2轴心昌受力恩构件弟截面代形式a)b)热轧呼型钢辫、冷缴弯薄丛壁型立钢、盛实腹叙式组刚合、倒格构毅式组赤合。13检.6拉弯塞构件厌和压滚弯构沸件压弯构件偏心受压构件横向荷载作用的压杆拉弯构件偏心受拉构件横向荷载作用的拉杆一、拼类型拉弯构件压弯构件二、迷应用偏心角受压其柱—厂房冬柱有横直向荷肝载作殊用—抗风罩柱有柱劈燕端弯断矩—框架盼柱三、表截面蜜形式按截虽面组甚成方舒式分为去型钢文（a、b），钢板塑焊接城组合孔截面倒型钢率（c、g），组合筋截面夫（d、e、f、h、i）按截殖面几旬何特折征分为属开口嗽截面皇，闭裙口截勇面（g、h、i、j）按截气面对浊称性分为颂单轴菠对称套截面咳（d、e、f、n、p），双轴暂对称寇截面章（其爬余各敌图）按截珍面分合布连鸟续性分为纯实腹邻式截减面（a～g）格构炼式截绵面（k～p）13羞.7钢屋温盖结姻构13司.7洒.1钢屋吓盖结勺构的歼形式男、组秒成及女布置一、申无檩伴屋盖彻结构挎体系1.形式坏和布侵置2.组成算：屋架镰、天勾窗架绳、支约撑（廊水平难支撑底、垂健直支骡撑）晶、大墓型屋溉面板3.传力疤路线芬：屋面沟荷载婆大晕型屋耕面板梅屋蜻架（订或天咳窗架取）4.特点帐：屋盖未刚度敏大、宪整体皇性好潜、施印工方贫便，订但自习重大姻、抗需震性继能差奏。可脉用于胁屋架享坡度禾较小轿的屋遣盖。二、晴有檩丘屋盖捉结构王体系1.形式挎和布强置2.组成誉：轻质脊屋面烘板、悉檩条陵、拉忠条、惧支撑猫、屋米架3.传力涝路线及：屋面访荷载棒屋侄面板亲檩兵条巷屋架4.特点匀：屋面巧材料尤轻，吃整体拌性、椒刚度解差些跃，有斗拉条给（甚馋至斜合拉条呢、撑料杆等慢）、第构造描较复蝇杂。割可用赌于屋育架坡表度较己大的槐屋盖星。有檩屑屋盖奇的单兔层厂峡房的脚吊装献过程馅动画13散.7欲.2钢屋灰盖支闷撑一、箩支撑是作用由屋随架、钟檩条孝和屋盼面材吓料等览构件垃组成血的有俯檩屋瞧盖是几何牺可变互体系。屋拔架的机受压枝上弦射虽然逃与檩艰条连扩接，麻但所劲有屋峡架的质上弦梁有可减能向镇同一割方向执以半琴波的时形式捧鼓曲打（毫图）镇，此敏外端享墙传糖来的活风荷封载，伯仅靠叮屋架妻的弦真杆承催受和偏传递误是不摸够的现。l保证誉结构占的空粪间作优用l增强馋屋架派的侧共向稳贱定l传递五屋盖策的水铁平荷算载l便于错屋盖肯的安报全施缸工二、达支撑洗布置1、上种弦横期向水发平支探撑组成衬：屋架楼上弦钟、斜值向杆害件、般檩条某、系病杆作用抓：保证谎屋架痰侧向董刚度府和屋防盖的搏空间讯刚度峡，减软小上系弦在姿平面真外计绞算长叫度，流承受头和传残递端应墙的界风荷郑载。布置慎：（1）端穷部第撞一或她第二己开间剥。当母布置丧在第悄二开纯间时辜，端德屋架锄需与过横向鼻支撑胁用系惯杆刚景性连帅接，腾确保欲端屋膜架的静稳定现和风彼荷载粥传递印。（悔有时吴因天涂窗架凶从第伴二开夏间起裙设。挡）（2）横继向支乌撑间灵距大席于60黎m时，剧中间骑增设区。（3）屋跑面为岭大型稿屋面葵板，法且屋芽面板面有三介点与促屋架刘上弦模牢固专连接竭时，局可不昂设。龄但一乓般高筛空作喉业较烦难保浮证，绢还是诊设上预弦横庄向支孩撑，膝大型培屋面隔板起蹄系杆毅的作桃用。芬有天劈燕窗架济时，饭上弦灶横向妇支撑团仍需阶布置带。2、下毫弦横景向水死平支内撑组成仍：屋架课下弦类杆、蹦斜杆勇、系等杆作用孩：山墙舰抗风到柱的渗支点遍，承立受并姓传递飞水平扶风荷陆载、聋悬挂社吊车粪的水奶平力左和地骨震引鲁起的岛水平理力，蚊减小剑下弦眯的平椅面外统计算稍长度单，减远小下逆弦的在振动质。3、下画弦纵叠向水层平支妥撑组成夹：系杆峰、斜社杆作用瓜：增加阳屋盖陷空间教刚度腹，承矛受和膨传递窄吊车聋横向财水平漏制动葱力。布置华：与上洽弦横层向支岩撑布锐置在辩同一誉开间哪，形元成稳宰定的秒空间增体系补。屋架堂跨度踪蝶大于18折m时，屋架燥下弦悼设有晴悬挂守吊车罢时，抗风蒸柱支眠承在招屋架眼下弦返时，屋架长下弦爽设通乔长纵灶向支汗撑时渗，宜衣设屋搬架下臣弦横挨向支协撑。布置旁：屋架师两边影，与四横向据支撑彩形成县封闭砌框。有重川级工胳作制煎吊车差或起付重量拴较大瞎的中专、轻南工作犬制吊视车时渐，有振举动设拘备、领屋架狱下弦触有吊缠轨、咸有托像架时坐，房屋闭跨度颗较大秧、空老间刚乌度要盘求较葬高时辩，均辅需设动置下腾弦纵昂向水鹿平棵支撑笛。4、竖井向支忌撑组成母：系杆辨、斜材杆作用价：使相高邻屋绒架形含成几洲何不雕变的剥空间项体系嘱，保即证侧球向稳崖定。布置响位置劳：设有培上弦壤横向剑支撑悲的开确间内5、系录杆作用号：在无跌支撑孕的开做间处渠，保爬证屋林架的加侧向岸稳定您，减竟小弦吓杆的绪计算达长度扣，传搞递水蜘平荷使载。系杆温分刚性和柔性布置肺：竖向守支撑项平面冤内设搁通长研系杆窝。水平既横向仙支撑志设在截第二致开间击时，沈端屋桶架需下与第毫二榀赛屋架梢用刚弱性系梢杆连摔接，伙其余怀设置束刚性烤或柔师性系野杆均敌可。屋脊丘节点授、屋熄架支恢座节深点设旧置刚拦性系湖杆。什么敢是轻论钢结桌构？轻型觉钢结熊构通灾常是女指用药冷轧图薄壁宣型钢轨或是侵用断捏面较工小的饺型钢(如角童钢、锻钢筋腾、扁庆钢等)组成输骨架略，并慈用彩稀色压铲型钢授板或便其它耍轻型钟材料庭做成猫围护曲结构扮的结串构体保系。特点１、描自重紫轻，渔能够副建成拘大跨蕉度的策结构链形式黎，更淡能充泽分利眠用空汤间，夕也使胖建筑伙物的腐布局扑更加产灵活饼２、在外观驼造型告美观利轻巧静，建帝筑表皮现能或力强购３、讲能够汽实现均工业哨化生喘产，留质量色能够箱得到占很好狭的保捷证肤５液、施闪工周耐期短奥，使亿业主元的投王资在季短期售内得侦到回捧报游６副、经业济性员好，恼尤其选对于厨大跨蜓度结游构和畏软弱挡地基插，其研经济那性能躁够得贫到更爬加充林分的她体现13盆.8轻钢枕结构辈简介应用捆范围1、新效技术蹲开发慰区项置目，赌特别较是高英新技明术企巡寿业，尚为树繁立企届业形孩象，蝇多采会用轻炉钢结篇构2、仓超储(粮棉飘库、锈车库姜、储推备库)，配缸送转孤运中罢心(工业局、商均业)3、各供类(小吨延位吊凯车)轻型况工业赞厂房4、商滩场、那展厅告、体揪育馆南、候缠车室茎、飞午机库训、摄右影棚孟等大撕跨度望公共窜建筑5、多盖层住双宅，省多层胳工业伐厂房6、学拒校、姑医院盟、办瓶公、玻娱乐将等多塘层公趟共建除筑7、超促市、音零售神、百该货等蚂商业振建筑8、旧螺建筑鞋物改络扩建接、翻盗修、摸加层现状微及前略景展托望由于摊历史悲的原曾因，丙我国睡钢结喉构大辩多应窄用于疏重型售冶金吸厂房倘、大束跨度孟桥梁斯和大煮跨度而公共史建筑上，归舞口管业理部皮门也讽由原强冶金虫工业拍部负袜责随浆着钢占结构纠，特棕别是叔轻钢修结构贝在民适用建云筑中谢的大渡量应扎用，唇作为电主管扰的建晃设部搁也意剪识到们必须签规范证建筑经钢结掉构市神场和僵发展令民族钳建筑疫钢结渠构，19那96成立取在中古国建肿筑金索属结稼构协记会下旱设立竞了建莫筑钢件结构四委员深会，么鼓