3钢结构的连接计算及构造课案.ppt

3.1钢结构的连接方法、形式、表示及特点 钢材→构件→整体结构 钢结构的连接方法选择的原则： 传力明确简捷、强度可靠、保证安全，同时还须构造简单、材料节约、施工简便、造价降低。 常用的连接方法一般采用焊接、栓接和铆接。 焊接 优点：任何形式的构件一般都可直接相连，不削弱构件截面，用料经济，构造简单，加工方便，连接刚度大，密封性能好，可采用全自动或半自动作业，生产效率高。 缺点：焊缝附近钢材，在高温作用下形成热影响区，其金相组织和力学性能发生变化，导致局部材质变脆；焊接过程中钢材受到不均匀的加温和冷却，使结构产生焊接残余应力和残余变形，对结构的承载力、刚度和使用性能有一定的影响。 焊接原理 钢结构常用的焊接方法是电弧焊,包括手工电弧焊、自动或半自动埋弧焊及气体保护焊等。 手工电弧焊 自动或半自动埋弧焊 气体保护焊 电阻焊 电阻焊是利用电流通过焊件接触点表面电阻所产生的热来熔化金属，再通过加压使其焊合。电阻焊只适用于板叠厚度不大于12mm的焊接。对冷弯薄壁型钢构件，电阻焊可用来缀合壁厚不超过3.5mm的构件。 气焊 焊缝的形式与构造 焊缝的表示 在钢结构施工图中的焊缝，应遵照《焊缝符号表示法》（GB 324—88）和《建筑结构制图标准》（GB/T50105）的规定予以标注。 焊缝符号:主要由图形符号、辅助符号和引出线等部分组成。 图形符号:表示焊缝截面的基本形式。 引出线:由横线、斜线及箭头组成，而横线由两条平行的实线与虚线组成，可在实线侧或虚线侧标注符号，斜线和箭头则将整个焊缝符号指向图形的有关焊缝处。 焊缝缺陷 焊缝质量检验 《钢结构工程施工质量验收规范》 （GB50205-2001）规定焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级和三级。三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查且符合三级质量标准；设计要求全焊透的一级、二级焊缝则除外观检查外，还要求用超声波探伤进行内部缺陷的检验，超声波探伤不能对缺陷作出判断时，应采用射线探伤检验，并应符合国家相应质量标准的要求。一级焊缝超声波和射线探伤的比例均为100%，二级焊缝超声波探伤和射线探伤的比例均为20％且均不小于200mm。当焊缝长度小于200mm时，应对整条焊缝探伤。 钢结构中一般采用三级焊缝，可满足通常的强度要求，但其中对接焊缝的抗拉强度有较大的变异性，其设计值仅为主体钢材的85%左右。因而对有较大拉应力的对接焊缝，以及直接承受动力荷载的重要焊缝，可部分采用二级焊缝，对抗动力和疲劳性能有较高要求处可采用一级焊缝。焊缝质量等级须在施工图中标注，但三级焊缝不需标注。 螺栓连接 优点：施工工艺简单，安装方便，特别适用于工地安装连接，工程进度和质量易得到保证。 缺点：因开孔对构件截面有一定的削弱，且被连接的板件需要相互搭接或另加拼接板或角钢等连接件，因而比焊接连接用材较多，构造也较繁。 铆钉连接 对接焊缝的计算 对接焊缝的焊件常需做成坡口，故又叫坡口焊缝坡口形式与焊件厚度有关。当焊件厚度很小（手工焊6mm，埋弧焊10mm）时，可用直边缝。 对于一般厚度（6~20mm）的焊件可采用具有斜坡口的单边V形或V形焊缝。斜坡口和根部间隙c（离缝）共同组成一个焊条能够运转的施焊空间，使焊缝易于焊透；对于较厚的焊件 （t20mm），则采用U形、K形和X形坡口。 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（图3.11），以使截面过渡和缓，减小应力集中。 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。 抗压、抗剪强度:与母材强度相同。 抗拉强度: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。 角焊缝的构造 一、角焊缝的形式 直角角焊缝 普通型 深熔直角焊缝 平坡凸形 二、最小焊角尺寸 每条侧焊缝的长度不宜小于两侧面角焊缝之间的距离。两侧面角焊缝之间的距离b也不宜大于16t (t＞12mm)或190mm （t≤12mm）,t为较薄焊件的厚度。 在搭接连接中，当仅采用正面角焊缝时，其搭接长度不得小于焊件较小厚度的5倍，也不得小于25mm。 角焊缝的计算 单焊缝的三种破坏形式 焊缝剪坏 焊缝拉坏 焊缝断裂 斜角角焊缝 1、当平行于焊缝长度方向时，（侧面焊缝） 2、当垂直于焊缝长度方向时，(正面焊缝) 3、在其它力和各种力综合作用时 （2）角钢用三面围焊时 5、弯矩