钢结构钢结构的连一接20110908.ppt

第三章 钢结构的连接 第一节 钢结构的连接方法 第二节 焊接方法和焊缝连接形式 第三节 角焊缝的构造计算 第四节 对接焊缝的构造和计算 第五节 焊接应力和焊接变形 第六节 普通螺栓连接的工作性能和计算 第七节 高强度螺栓连接的工作性能与计算 第一节 钢结构的连接方法 焊接连接 第一节 钢结构的连接方法 螺栓连接 普通螺栓连接 粗制（C级） 精制（D级） 高强螺栓连接 摩擦型 承压型 第二节 焊接特性和焊缝连接形式 一、钢结构中常见焊接方法 手工电弧焊 埋弧焊 气体保护焊 二、焊接连接形式及焊缝形式 1. 按构件的相对位置分 对接 搭接 T形连接 角部连接 俯焊 立焊 横焊 仰焊 第三节 角焊缝的构造和计算 一、角焊缝的形式和强度 直角角焊缝 普通型 深熔直角焊缝 平坡凸形 斜角角焊缝 斜锐焊缝 斜钝焊缝 斜凹角焊缝 一、角焊缝的形式和强度 1、正面角焊缝 连接中传力路线有剧烈弯折，应力状态复杂，应 力集中明显，在焊缝根部形成应力集中，易开裂， 塑性较差。 一、角焊缝的形式和强度 单焊缝的三种破坏形式 焊缝剪坏 焊缝拉坏 焊缝断裂 一、角焊缝的形式和强度 2、侧面焊缝 主要受剪力，应力状态单纯，但焊缝剪应力沿长度分布不均匀，两头大，中间小，破坏起点在两端。 二、角焊缝的构造要求 1）最小焊角尺寸 2）最大焊角尺寸 3）角焊缝最小计算长度 4）侧面角焊缝最大计算长度 第四节 对接焊缝的构造和计算 一、对接焊缝的形式和构造 主要形式 直边缝 单边V形 双边V形 U形 K形 X形 二、对接焊缝的计算 1、轴心受力的对接焊缝的计算 二、对接焊缝的计算 2、斜向受力的对接的焊接分别验证正应力、剪应力，有一定的近似性 二、对接焊缝的计算 3.承受弯、剪、轴力共同作用的对接焊缝 （1）矩形截面 二、对接焊缝的计算 3.承受弯、剪、轴力共同作用的对接焊缝 （2）对称工字形截面 二、对接焊缝的计算 4.牛腿连接的对接焊缝计算 (1) 弯矩，轴力由全截面承担 (2) 剪力只由腹板承担 第五节 焊接应力和焊接变形 一、焊接残余应力的分类和产生原因 1、纵向焊接残余应力 钢材在600oC时，处于热塑状态，焊接时，焊缝附近温度高达1600oC，而邻近温度较低。冷却时，焊缝收缩受到两侧钢板阻碍而产生拉应力，两侧产生压应力。 2、横向焊接残余应力 分为两部分 a.焊缝纵向收缩，使两块钢板形成反方向弯曲变形。 b. 焊缝在施工过程中，冷却时间不同，先焊部份先凝固，中焊部分逐渐冷却，后焊部分开始冷却，三部分产生杠杆作用。 最后的横向应力是a、b两种情况的叠加。 3、厚度方向焊接应力 因焊缝表面与空气接触而散热快，中间部分冷却慢， 收缩时受到阻碍形成中间受拉，两边受压的应力状态 4、约束状态下产生的焊接应力 焊缝及其附近高温钢板的横向膨胀受到阻碍，产生横向塑性压缩；焊缝冷却时，产生残余约束拉应力，钢板两端约束程度越强，两边约束距离越短时，产生的约束应力越大。 二、焊接残余应力的影响 1、一般对结构构件静力强度无影响 2、对结构构件的变形和刚度有影响 3、对结构构件稳定有影响 4、对结构疲劳强度有影响 三、焊接变形的产生与防止 焊接过程中，由于焊区的收缩总要使构件产生一些变形。 表现为纵向、横向收缩变形，弯曲变形，波浪变形，角变形 主要防止措施 1、设计措施 1）尽量减少焊缝的数量和尺寸 2）避免焊缝过份集中 3）尽可能采用对称焊缝 4）尽可能避免仰焊 5）焊后采用人工或机械方法消除焊接变形 2、焊接工艺措施 1）、采用适当的焊接顺 序和方法 2）、采用反向预变形 3）、采用预热法 焊前预热到100OC~300OC，焊后保温一段时间，减少焊接和冷却过程中温度不均匀程度 第六节 普通螺栓连接的构造和计算 一、螺栓的排列和构造要求 1、螺栓的排列与间距 排列方式：并列和错列两种（见表3－4） 2、原因 1）最小间距要求 端距过小，钢材有剪断的可能，边距和中距过小，构件可能沿折线或直线被拉断；施工也要求一定空间。 2）最大间距要求 a. 对于受压构件，被连接件易发生张口或鼓曲现象 b. 螺距过大，接触面不密实，潮气易侵入 二、普通螺栓连接计算 抗剪螺栓----依靠螺杆抗剪和螺杆对孔壁的承压，传递垂直于螺栓的外力 抗拉螺栓----依靠螺杆受拉传递平行于螺杆的外力 1、抗剪普通螺栓连接计算 1）破坏形式主要有 a）螺栓剪断 b）钢板孔壁挤压破坏 c）钢板由于螺孔削弱而净截面拉断 d）钢板因螺孔端距或螺孔中距太小而剪坏 e） 螺杆因太长或螺孔大于螺