3第三章钢结构的连接课案.ppt

第三章 钢结构的连接 本章重点 1、钢结构的各种连接方法的特点； 2、角焊缝的构造与计算； 3、焊接残余应力与变形的产生机理与影响； 4、普通螺栓受剪连接的破坏形式与机理； 5、高强螺栓连接的构造与计算。 目 录 第一节 钢结构的连接方法 第二节 焊接连接的特性 第三节 对接焊缝连接的构造和计算 第四节 角焊缝连接的构造和计算 第五节 焊接残余应力和焊接残余变形 第六节 普通螺栓连接的构造和计算 第七节 高强度螺栓连接的性能和计算 第一节 钢结构的连接方法 一、连接设计原则 二、结构的连接方法  一、连接设计原则 钢结构是由钢板、型钢通过必要的连接组成构件，各构件再通过一定的安装连接而形成整体结构。连接部位应有足够的强度、刚度及延性。被连接构件间应保持正确的相互位置，以满足传力和使用要求。连接的加工和安装比较复杂、费工，因此选定合适的连接方案和节点构造是钢结构设计中重要的环节。连接设计不合理会影响结构的造价、安全和寿命。 设计时应根据连接节点的位置及其所要求的强度和刚度，合理地确定连接方式及节点的细部构造和计算方法，并应注意以下几点： (1)连接的设计应与结构内力分析时的假定相一致； (2)结构的荷载，内力组合应能提供连接的最不利受力工况； (3)连接的构造应传力直接，各零件受力明确，并 尽可能避免严重的应力集中； (4)连接的计算模型应能考虑刚度不同的零件间的变 形协调； (5)构件相互连接的节点应尽可能避免偏心，不能完全避免时应考虑偏心的影响； (6)避免在结构内产生过大的残余应力，尤其是约束造成的残余应力，避免焊缝过度密集； (7)厚钢板沿厚度方向受力容易出现层间撕裂，节点设计时应予以充分注意； (8)连接的构造应便于制作、安装，综合造价低。 二、结构的连接方法 焊缝连接 铆钉连接 螺栓连接 焊缝连接 20世纪初开始在工程结构上较广泛应用。焊接是现代钢结构最主要的连接方法之一。 优点：不削弱构件截面，构造简单，节约钢材，加工方便，可采用自动化操作，生产效率高。刚度较大、密封性能好。 缺点：焊缝附近存在热影响区，由高温快速降到常温，使钢材脆性加大；存在焊接残余应力及残余变形；焊接结构低温冷脆问题也比较突出。 铆钉连接 优点：传力可靠，韧性和塑性好，质量易于检查，抗动力荷载好 。 缺点：构造复杂、费工、费钢。 螺栓连接 （1）普通螺栓连接  1）C级螺栓连接： 2）A、B级螺栓连接： （2）高强螺栓连接 20世纪中钢结构开始采用。 是现代钢结构最主要的连接方法之一。 （3）射钉、自攻螺栓连接 （1）．普通螺栓连接 优点：装卸便利，设备简单 。 缺点：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 。 （2）. 高强螺栓连接 优点：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 。 缺点：摩擦面处理，安装工艺略为复杂，造价略高 （3）射钉、自攻螺栓连接 优点：灵活，安装方便，构件无须予先处理，适用于轻钢、薄板结构 。 缺点：不能受较大集中力 。 第二节 焊接连接的特性 一、钢结构中常用的焊接方法 二、焊缝类型 三、焊缝缺陷、质量检验和焊缝级别 四、焊缝符号及标注方法 一、钢结构中常用的焊接方法 1、电 弧 焊 1）手工焊 2）自动焊 3）半自动焊 2、电 阻 焊 3、气 焊 4、电 渣 焊 注：各种焊接方法的比较。 各种焊接方法的比较 焊接连接与铆钉、螺栓连接比较，有以下优缺点： 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。 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。 三、焊缝缺陷、质量检验和焊缝级别 1、焊缝缺陷 2、焊缝质量检验和焊缝级别 3、焊缝连接的型式及焊缝形式 4、焊缝符号及标注方法 1、焊缝缺陷 ①焊缝尺寸偏差; ②咬边; ③弧坑,起弧或落弧处焊缝所形成的凹坑； ④未熔合； ⑤母材被烧穿; ⑥气孔； ⑦非金属夹渣； ⑧裂纹。 缺陷会引起应力集中削弱焊缝有效截面，降低承载能力。若发现焊缝有裂纹，应彻底铲除后补焊。 2、焊缝质量检验和焊缝级别 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。 焊缝质量检验方法分：外观检查、超声波探伤检