钢结构原理 同济版 第7章 钢结构的连接.ppt

7.1 连接的种类和特点 （1）概述 钢结构中，连接占有相当重要的位置，因为构件之间甚至构件自身须通过不同的方式进行连接，不同的连接方式决定了不同的制作和安装工艺，也直接影响着工期和工程造价，而且就国内外所发生的钢结构工程事故来看，有相当数量是由于节点构造不合理引起的。 钢结构的连接通常有焊接、普通螺栓连接及高强度螺栓连接等连接形式，这也是钢结构的基本连接方式。 （2）常用焊接方法 （2-1）电弧焊 通过通电后焊条与焊件之间产生的强 大电弧提供热源，溶化的焊条（焊丝）与 焊件溶化部分形成焊缝。焊缝质量可靠， 为最常用的一种焊接方法。 分手工电弧焊和自动埋弧焊（半自动）。 手工电弧焊接工艺 自动埋弧焊接工艺 对接焊缝 对接焊缝加引弧板 角焊缝（三面围焊） 角焊缝连接（端焊缝连接） 螺栓连接（拉剪作用） 角焊缝破坏面上的应力 焊接应力与焊接变形 (2)焊接应力的影响 在常温和静荷载作用下，对构件的强度无影响，但对刚度则有影响。 塑性变形降低，容易产生裂缝。 疲劳强度降低。 使稳定承载力降低。 使构件提前进入塑性阶段。 (3)主要焊接应力 纵向收缩引起的纵向应力(焊缝方向的应力): 横向应力(与焊缝垂直方向): 焊缝厚度方向的焊接应力: (4)焊接变形 主要形式: 纵向收缩、横向受缩、弯曲变形、角变 形、波浪变形、扭曲变形等。 减少焊接变形的方法： （4-1）采用合适的焊接顺序； （4-2）尽可能对称焊接； （4-3）焊接前施加相反的预变形； （4-4）机械校正法和锤击法。 （5）减少焊接应力的方法 焊前预热、焊后回火加热6000C， 然后冷却； 焊接后进行锤击。 7.4 普通螺栓的连接 (1) 普通螺栓的连接构造 螺栓的规格与表示： 钢结构一般选用C级（粗制）六角螺母螺栓，标识用M和工程直径表示，例如M16、M20等。 螺栓的排列： 有并列（图a）和错列（图b）之分，螺栓的各距应满足规定的要求。 钢板上的螺栓容许间距 为何对栓距有限制？ （1）受力性能要求： 端距过小—冲剪破坏；栓距过小—拉断；栓距过大—板件易鼓凸而影响正常受力。 （2）施工要求： 留有足够的空间便于板手转动。 （3）构造要求： 栓距过大，连接板件间不密实，潮气容易侵入，造成板件锈蚀。 （2）受力性能与计算 2-1 受力分类 螺栓根据作用不同，按螺栓受力可以分为：受剪、受拉及剪拉共同作用。 螺栓受剪破坏、孔壁挤压破坏、连接板净截面破 坏、螺栓受弯破坏、连接板端部冲剪破坏。 2-3 单个受剪螺栓的承载力计算 螺栓抗剪： 孔壁承压： 最大承载力： 2-4 轴力作用受剪螺栓群的连接计算 受力特性 沿受力方向，受力分配不均，两端大中间小，在一定范围内，靠塑性变形可以均布内力；设计计算时仍按均布，但强度需乘折减系数β。 当l1≥15d0时： 当l1≥60d0时： β＝0.7 连接所需螺栓数量： 2-5 扭矩、轴力及剪力共同作用受剪螺栓群计算 扭矩作用： 轴力及剪力作用下螺栓所受到的剪力： 轴力扭矩共同作用下最大受力螺栓所承担的剪力计算： 2-7 弯矩作用下普通螺栓连接计算 （2）M、N共同作用下（偏心受拉）的计算 （3）拉剪共同作用螺栓连接计算 【例题】验算双盖板拼接的螺栓连接节点。 钢材Q235，螺栓为B级M20精制螺栓，孔20.5mm。 7.5 高强度螺栓连接 (1)概述 按受力特性分：摩擦型与承压型 抗剪连接时摩擦型以板件间最大摩擦力为承载 力极限状态；承压型允许克服最大摩擦力后，以 螺杆抗剪与孔壁承压破坏为承载力极限状态（同 普通螺栓）。受拉时两者无区别。 高强螺栓的预拉力: 式中二个0.9分别为材料安全系数和超张拉安 全系数，1.2为施工时施工扭矩和预拉力同时作用 于螺栓而考虑的折减系数。 预拉力的产生可通过转角法或扭矩法实现 （根据预拉力P与施工扭矩间的关系控制，并应按 实验确定。 受拉连接高强螺栓计算: 由于高强螺栓的基本承载力为摩擦力，而摩擦力与 正压力有关，为保证板件间保留一定的