钢结构连接1

第三章大纲要求1.了解钢结构连接的种类及各自的特点；2.掌握焊接连接的构造要求和计算方法；3.了解焊接应力和焊接变形产生的原因及其对构件承载力的影响；4.掌握普通螺栓连接和高强度螺栓连接的构造要求和计算方法。3.1.1焊接连接§3.1钢结构的连接方法和特点对接焊缝连接优点：构造简单、制作加工方便，不削弱截面，方便施工，连接密闭性好，结构的刚度大；缺点：局部材质变脆，存在残余应力和残余变形，对裂纹敏感，引起低温冷脆问题。角焊缝连接1.手工电弧焊焊条应与焊件钢材(主体金属)相适应。原理：利用电弧产生热量熔化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3.1.1焊接连接A、焊条的选择：不同钢种的钢材焊接，宜采用与低强度钢材相适应的焊条。Q390、Q420钢选择E55型焊条(E5500--5518)Q345钢选择E50型焊条(E5000--5048)B、焊条的 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示方法：E—焊条(Electrode)第1、2位数字为熔融金属的最小抗拉强度（kgf/mm2)第3、4适用焊接位置、电流及药皮的类型。缺点：质量波动大，要求焊工等级高，劳动强度大，效率低。优点：方便，特别在高空和野外作业，小型焊接；Q235钢选择E43型焊条（E4300--E4328)C、优、缺点1.手工电弧焊2.埋弧焊（自动或半自动）、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、焊丝转盘送丝器焊剂漏斗焊剂熔渣焊件埋弧自动焊A、焊丝的选择应与焊件等强度。B、优、缺点：优点：自动化程度高，焊接速度快，劳动强度低，焊接质量好。缺点：设备投资大，施工位置受限等。送丝器机器3.气体保护焊优、缺点：优点：焊接速度快，焊接质量好。缺点：施工条件受限制等。3.1.3螺栓连接优点：连接刚度大，传力可靠；3.1.2铆钉连接N缺点：对施工技术要求很高，劳动强度大，施工条件差，施工速度慢。分为：普通螺栓连接高强度螺栓连接3.2.1焊缝的形式1.对接焊缝正对接焊缝2.角焊缝T型对接焊缝斜对接焊缝§3.2焊缝和焊接连接的形式hehfhf普通式hehf1.5hf平坡式直角角焊缝、斜角角焊缝（1）直角角焊缝hehfhf凹面式3.2.1焊缝的形式2.角焊缝的形式:（2）斜角角焊缝对于α>135o或α<60o斜角角焊缝,除钢管结构外,不宜用作受力焊缝。3.2.1焊缝的形式1.焊接连接形式搭接角部连接T形连接对接§3.2焊缝和焊接连接的形式3.2.2焊接连接的形式2.焊缝的施焊位置3.3.1.焊缝缺陷§3.3焊缝缺陷和质量检验3.3.2.焊缝质量检查外观检查：检查外观缺陷和几何尺寸；内部无损检验：检验内部缺陷。内部检验主要采用超声波，有时还用磁粉检验荧光检验等辅助检验方法。还可以采用X射线或γ射线透照或拍片。《钢结构工程施工及验收 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 》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 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ；一、二级焊缝除外观检查外，尚要求一定数量的超声波检验并符合相应级别的质量标准。3.3.3.焊缝代号图例角焊缝的受力分析§3.4角焊缝的构造要求和强度计算侧面角焊缝正面角焊缝侧面角焊缝（侧焊缝）：承受剪力，塑性较好，弹性模量低、强度低。正面角焊缝：受力复杂，焊根存在应力集中，塑性变形能力差；但破坏强度高于侧焊缝。试验表明侧面角焊缝主要承受剪力，强度相对较低，塑性性能较好。因外力通过焊缝时发生弯折，故剪应力沿焊缝长度分布不均匀，两端大中间小，lw/hf越大剪应力分布越不均匀。剪应力τfA.应力分析NlwN1.侧面角焊缝B.破坏形式2.正面角焊缝A.应力分析正面角焊缝截面中的各面均存在正应力和剪应力，受力复杂。但强度较高，与侧面角焊缝相比可高出35%--55%以上。正面角焊缝应力分布B.正面角焊缝的破坏形式3.斜角焊缝斜焊缝的受力性能介于侧面角焊缝和正侧面角焊缝之间。焊缝长度方向与作用力倾斜。1.最小焊脚尺寸hf,min为了避免在焊缝金属中由于冷却速度快而产生淬硬组织，导致母材开裂，hf,min应满足以下要求:式中:t2----较厚焊件厚度另:对于埋弧自动焊hf,min可减去1mm;对于T型连接单面角焊缝hf,min应加上1mm;当t2≤4mm时,hf,min=t23.4.1角焊缝的构造要求（计算数值只进不舍）2.最大焊脚尺寸hf,max为了避免焊缝处局部过热，减小焊件的焊接残余应力和残余变形，hf,max应满足以下要求:hf,max≤1.2t1（钢管结构除外）式中:t1---较薄焊件厚度。tt1hf当t≤6mm时，hf,max≤t；hft1t3.4.1角焊缝的构造要求对于板件边缘的角焊缝,尚应满足以下要求：当t>6mm时，hf,max≤t-(1~2)mm；3.侧面角焊缝的最小计算长度lw,min对于焊脚尺寸大而长度小的焊缝，焊件局部加热严重且起落弧坑相距太近，以及可能产生缺陷，使焊缝不可靠。故为了使焊缝具有一定的承载力，规范规定：且不得小于40mm。4.侧面角焊缝的最大计算长度lw,max侧面角焊缝在弹性工作阶段沿长度方向受力不均，两端大而中间小。焊缝长度越长，应力集中系数越大。如果焊缝长度不是太大，焊缝两端达到屈服强度后，继续加载，应力会渐趋均匀；当焊缝长度达到一定的长度后，可能破坏首先发生在焊缝两端，故：注：1.当实际长度大于以上值时，计算时不与考虑；2.当内力沿侧焊缝全长分布时，不受上式限制。5.搭接连接的构造要求A、为了避免应力传递的过分弯折而使构件中应力不均，规范规定：B、为了避免焊缝横向收缩时引起板件的拱曲太大，规范规定：t1t2b当板件端部仅采用两条侧面角焊缝连接时：D.在搭接连接中，搭接长度不得小于焊件较小厚度的5倍，且不得小于25mm。C.当角焊缝的端部位于构件转角处时，应作2hf的绕角焊，且转角处必须连续施焊。b2hft1t25.搭接连接的构造要求3.4.2直角角焊缝的强度计算A.试验表明，直角角焊缝的破坏常发生在喉部，故通常将45o截面作为计算截面，作用在该截面上的应力如下图所示：hfhehh1h2deσ┻τ┻τ∥helwh---焊缝厚度、h1—熔深h2—凸度、d—焊趾、e—焊根1.直角角焊缝强度计算的基本公式B.实际上计算截面的各应力分量的计算比较繁难，为了简化计算，规范假定：焊缝在有效截面处破坏，且各应力分量满足以下折算应力公式:┻┻∥C.由于我国规范给定的角焊缝强度 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 值，是根据抗剪条件确定的,故上式又可表达为：式中：--焊缝金属的抗拉强度┻┻∥σ┻τ┻τ∥helwD.直角角焊缝的强度计算公式：FNV┻┻∥σfσ┻τ┻τ∥=τfhelw45O45Ohf3－43－5将3—4、3—5式，代入3—3式得：式3—6即为，规范给定的角焊缝强度计算通用公式βf—正面角焊缝强度增大系数；静载时取1.22，动载时取1.0。┻┻∥┻┻∥对于正面角焊缝，τf=0，由3—6式得：对于侧面角焊缝，σf=0，由3—6式得：以上各式中：he=0.7hf；lw—角焊缝计算长度，考虑起灭弧缺陷时，每条焊缝取其实际长度减去2hf。2.轴心力作用下的角焊缝连接计算(1)采用盖板的角焊缝连接计算A、当只有侧面角焊缝时：B、当采用三面围焊连接时：NNlwlw’(2)承受斜向轴心力的角焊缝连接计算代入式3-6验算焊缝强度，即:NVFθF(3)承受轴心力的角钢角焊缝连接计算A、当仅采用侧面角焊缝连接时：由力及力矩平衡得:故:Ne1e2bN1N2xxlw1lw2对于校核问题:对于设计问题:Ne1e2bN1N2xxlw1lw2B、当采用三面围焊缝连接时：由力及力矩平衡得:余下的问题同情况‘A’。Ne1e2bN1N2xxN3lw1lw2C、当采用L形围焊时：代入下式3-13，3-14得:对于设计问题:Ne1e2bN1xxN3lw1