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* 第3章 连 接 Chapter 3 Connections 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure 第3章 连 接Chapter 3 Connections 焊缝连接 螺栓连接 主要内容 钢结构的连接 对接焊缝的构造和计算 角焊缝的构造和计算 焊接残余应力和焊接变形 普通螺栓的构造和计算 高强度螺栓的构造和计算 §3.1 钢结构的连接 连接的方式 焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接 连接的原则 安全可靠、传力明确、构造简单、制造方便和节约钢材 图3.1.1 连接的方式 a) N N N N c) N N b) 螺栓连接 铆钉连接 焊接连接 §3.1 钢结构的连接 缺点 第三章 连 接 Chapter 3 Connections * 构造简单 任何形式的构件都可直接相连； * 用料经济 不削弱截面； * 制作加工方便 可实现自动化操作； * 连接的密闭性好，结构刚度大，整体性好。 * 材质易变脆； * 产生残余应力、残余应变、焊接缺陷 * 降低压杆稳定、影响疲劳强度 * 对裂纹十分敏感 * 低温冷脆问题较为突出。 优点 3.1.1 焊缝连接 1. 焊缝连接的特点 现代钢结构最基本的连接方式，应用最广泛。 §3.1 钢结构的连接 2. 钢结构常用的焊接方法 电阻焊 电弧焊 1）手工电弧焊 2）自动半自动埋弧焊 气体保护焊 （1）手工电弧焊 原理：利用电弧产生热量熔化涂有焊药的焊条和母材形成焊缝。 焊机 导线 熔池 焊条 焊钳 保护气体 焊件 电弧 优点：方便，适应性强，特别适用于在高空和野外作业，小型焊接，应用最广泛。 缺点：质量波动大，要求焊工等级高，劳动强度大，生产效率低。 §3.1 钢结构的连接 A、焊条的选择： 焊条应与焊件钢材（主体金属）相适应。 Q390、Q420钢选择E55型焊条(E5500--E5518) Q345钢选择E50型焊条 (E5001--E5048) Q235钢选择E43型焊条（E4300--E4328) B、焊条的表示方法： E—焊条(Electrode) 第1、2位数字为熔敷金属的最小抗拉强度（kgf/mm2) 第3、4表示适用焊接位置、电流及药皮的类型。 不同钢种的钢材焊接，宜采用与低强度钢材相适应的焊条。 §3.1 钢结构的连接 （2）埋弧焊（自动或半自动） 光焊丝埋在焊剂下，通电后电弧使焊丝、焊件、焊剂熔化形成焊缝。 焊剂溶化后形成焊渣浮在溶化金属表面，隔绝空气接触，供给必要的合金元素。 、、 、、 、、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 焊丝转盘 送丝器 焊剂漏斗 焊剂 熔渣 焊件 优点：自动化程度高，焊接速度快，劳动强度低，焊缝质量好。 缺点：设备投资大，施工位置受限。 焊丝的选择应与焊件等强度。 §3.1 钢结构的连接 （4）电阻焊 （3）气体保护焊 利用焊枪喷出的CO2或其他惰性气体代替焊剂的电弧溶焊方法。直接依靠保护气体在电弧周围形成保护层，以防止有害气体的侵入。 优点：没有熔渣，焊接速度快，焊接质量好。 缺点：施工条件受限制，不适用于在风较大的地方施焊。 利用电流通过焊件接触点表面的电阻所产生的热量来溶化金属，再通过压力使其焊合。适用于板叠厚度不大于12ｍｍ的焊接。 §3.1 钢结构的连接 3. 焊接接头及焊缝形式 （1）焊接接头：分为对接、搭接、T形连接和角部连接。 §3.1 钢结构的连接 （2）焊缝形式：分为对接焊缝和角焊缝。 对接焊缝按受力与焊缝方向分： 1）直对接焊缝 2）斜对接焊缝 §3.1 钢结构的连接 对接焊缝——在焊件的坡口面间或一零件的坡口面与另一 零件表面间焊接的焊缝。 角焊缝按受力与焊缝方向分： 1）正面角焊缝：作用力方向与焊缝长度方向垂直。 2）侧面角焊缝：作用力方向与焊缝长度方向平行。 §3.1 钢结构的连接 对接与角接组合焊缝 角焊缝——沿两直交或近直交零件的交线所焊接的焊缝 角焊缝沿长度方向的布置 ???1）连续角焊缝：受力性能较好，为主要的角焊缝形式。 ???2）间断角焊缝：在起、灭弧处容易引起应力集中。 §3.1 钢结构的连接 不重要或受力小的构件，可采用间断角焊缝连接 平焊、立焊、横焊和仰焊。 施焊方式 图3.1.6 施焊方式 平焊 立焊 a) 焊条 d) 仰焊 b) c) 横焊 §3.1 钢结构的连接 质量好 质量一般 质量差 4. 焊缝缺陷及