鋼結(jié)構(gòu)的連接(焊接-螺栓連接)課件

1、第三章鋼結(jié)構(gòu)的連接1第三章鋼結(jié)構(gòu)的連接1一、焊縫連接 3.1 鋼結(jié)構(gòu)的連接方法對接焊縫連接優(yōu)點：不削弱截面，方便施工，連接剛度大；缺點：材質(zhì)易脆，存在殘余應(yīng)力，對裂紋敏感。 角焊縫連接2一、焊縫連接 3.1 鋼結(jié)構(gòu)的連接方法對接焊縫連接優(yōu)點三、螺栓連接 優(yōu)點：連接剛度大，傳力可靠； 分為： 普通螺栓連接 高強(qiáng)度螺栓連接二、鉚釘連接N缺點：對施工技術(shù)要求很高，勞動強(qiáng)度大，施工條件差， 施工速度慢。 優(yōu)點：拆裝方便 缺點：板件有削弱3三、螺栓連接 優(yōu)點：連接剛度大，傳力可靠； 分一、鋼結(jié)構(gòu)常用焊接方法1.手工電弧焊A、焊條的選擇： 焊條應(yīng)與焊件鋼材相適應(yīng)。原理：利用電弧產(chǎn)生熱量 熔化焊條和母材形

2、成焊縫。 3.2 焊接連接的特性 焊機(jī)導(dǎo)線熔池焊條焊鉗保護(hù)氣體焊件電弧4一、鋼結(jié)構(gòu)常用焊接方法1.手工電弧焊A、焊條的選擇：原理：利單擊圖片3-1播放5單擊圖片3-1播放5Q390、Q420鋼選擇E55型焊條(E5500-5518)Q345鋼選擇E50型焊條(E5000-5048)B、焊條的表示方法：E焊條(Electrode)第1、2位數(shù)字為熔融金屬的最小抗拉強(qiáng)度（kgf/mm2)第3、4適用焊接位置、電流及藥皮的類型。不同鋼種的鋼材焊接，宜采用與低強(qiáng)度鋼材相適應(yīng)的焊條。缺點：質(zhì)量波動大，要求焊工等級高，勞動強(qiáng)度大，效率低。 優(yōu)點：方便，特別在高空和野外作業(yè)，小型焊接；Q235鋼選擇E43型

3、焊條（E4300-E4328)C、優(yōu)、缺點6Q390、Q420鋼選擇E55型焊條(E5500-55182.埋弧焊（自動或半自動）、焊絲轉(zhuǎn)盤送絲器焊劑漏斗焊劑熔渣焊件埋弧自動焊72.埋弧焊（自動或半自動）、二、焊接連接形式和焊縫形式1.焊接連接形式單擊圖片3-2播放對接8二、焊接連接形式和焊縫形式1.焊接連接形式單擊圖片3-2播放搭接單擊圖片3-3播放9搭接單擊圖片3-3播放92.焊縫形式（1）對接焊縫正對接焊縫（2）角焊縫T型對接焊縫斜對接焊縫102.焊縫形式（1）對接焊縫正對接焊縫（2）角焊縫T型對接焊縫平焊、立焊、橫焊和仰焊。施焊方式圖3.1.6 施焊方式平焊立焊a)焊條d)仰焊b)c)橫

4、焊3.1 鋼結(jié)構(gòu)的連接質(zhì)量好質(zhì)量一般質(zhì)量差11平焊、立焊、橫焊和仰焊。施焊方式圖3.1.6 施焊方式平焊三、焊縫缺陷及焊縫質(zhì)量檢查1.焊縫缺陷12三、焊縫缺陷及焊縫質(zhì)量檢查1.焊縫缺陷122.焊縫質(zhì)量檢查外觀檢查：檢查外觀缺陷和幾何尺寸；內(nèi)部無損檢驗：檢驗內(nèi)部缺陷。 內(nèi)部檢驗主要采用超聲 波，有時還用磁粉檢驗 熒光檢驗等輔助檢驗方法。還可以采用X射線或射線透照或拍片。132.焊縫質(zhì)量檢查外觀檢查：檢查外觀缺陷和幾何尺寸； 內(nèi)部檢驗鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范規(guī)定： 焊縫按其檢驗方法和質(zhì)量要求分為一級、二級和三級。 三級焊縫只要求對全部焊縫作外觀檢查且符合三級質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 一、二級焊縫除外觀檢查外，尚

5、要求一定數(shù)量的超聲波檢驗并符合相應(yīng)級別的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。14鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范規(guī)定： 焊縫按其檢驗4.焊縫代號 詳細(xì)參見表3-1，圖3-13154.焊縫代號 詳細(xì)參見表3-1，圖3-13151、對接焊縫的坡口形式:一、對接焊縫的構(gòu)造3.3 對接焊縫的構(gòu)造與計算 對接焊縫的焊件常做坡口，坡口形式與板厚和施工條件有關(guān)。 t-焊件厚度(1)當(dāng):t6mm(手工焊),t20mm時，宜采用U形、K形、X形坡口。161、對接焊縫的坡口形式:一、對接焊縫的構(gòu)造3.3 對接焊縫的C=0.52mm（a）C=23mm（b）C=23mm（C）p（d）C=34mmpC=34mmp（e）C=34mmp（f）17C=0.5

6、2mm（a）C=23mm（b）C=23mm2、V形、U形坡口焊縫單面施焊，但背面需進(jìn)行補(bǔ)焊；3、對接焊縫的起、滅弧點易出現(xiàn)缺陷，故一般用引弧板引出，焊完后將其切去；不能做引弧板時，每條焊縫的計算長度等于實際長度減去2t1，t1較薄焊件厚度；4、當(dāng)板件厚度或?qū)挾仍谝粋?cè)相差大于4mm時，應(yīng)做坡度不大于1:2.5(靜載)或1:4(動載)的斜角，以平緩過度，減小應(yīng)力集中。1:2.51:2.5182、V形、U形坡口焊縫單面施焊，但背面需進(jìn)行補(bǔ)焊；1:2.單擊圖片3-6播放19單擊圖片3-6播放19對接焊縫分為：焊透和部分焊透（自學(xué)）兩種；動荷載作用下部分焊透的對接焊縫不宜用做垂直受力方向的連接焊縫；對于

7、靜載作用下的一級和二級對接焊縫其強(qiáng)度可視為與母材相同，不與計算。三級焊縫需進(jìn)行計算；對接焊縫可視作焊件的一部分，故其計算方法與構(gòu)件強(qiáng)度計算相同。二、對接焊縫的計算NNt20對接焊縫分為：焊透和部分焊透（自學(xué)）兩種；二、對接焊縫的計算hehfhf普通式hehf1.5hf平坡式1、角焊縫的形式:一、角焊縫的形式和受力分析3.4 角焊縫的構(gòu)造與計算直角角焊縫、斜角角焊縫（1）直角角焊縫hehfhf凹面式21hehfhf普通式hehf1.5hf平坡式1、角焊縫的形式:7.2焊接連接的特性五、焊縫代號封底焊縫I形焊縫V形焊縫單邊V形焊縫帶鈍邊V形焊縫227.2焊接連接的特性五、焊縫代號封底焊縫I形焊縫V

8、形焊7.2焊接連接的特性角焊縫塞焊縫與槽焊縫點焊縫帶鈍邊U形焊縫237.2焊接連接的特性角焊縫塞焊縫與槽焊縫點焊縫帶鈍邊7.2焊接連接的特性 焊縫代號用于鋼結(jié)構(gòu)施工圖上對焊縫進(jìn)行標(biāo)注，標(biāo)明焊縫形式、尺寸和輔助要求。形式角焊縫對接焊縫三面圍焊單面焊縫雙面焊縫安裝焊縫相同焊縫標(biāo)注方法247.2焊接連接的特性 焊縫代號用于鋼結(jié)構(gòu)施工圖上對焊縫進(jìn)7.2焊接連接的特性 當(dāng)焊縫分布比較復(fù)雜或用上述注標(biāo)方法不能表達(dá)清楚時，可在標(biāo)注焊縫代號的同時，在圖上加?xùn)啪€表示焊縫。 257.2焊接連接的特性 當(dāng)焊縫分布比較復(fù)雜或用上述注標(biāo)角焊縫沿長度方向的布置1）連續(xù)角焊縫：受力性能較好，為主要的角焊縫形式。 2）間斷角

9、焊縫：在起、滅弧處容易引起應(yīng)力集中。 3.1 鋼結(jié)構(gòu)的連接不重要或受力小的構(gòu)件，可采用間斷角焊縫連接50或10hf26角焊縫沿長度方向的布置1）連續(xù)角焊縫：受力性能較好，為hfmax 1.2t t較薄焊件的板厚。 b) 最大焊腳尺寸(hfmax) 對板件（厚度t ）邊緣的角焊縫（貼邊焊）當(dāng)t6mm時，hfmaxt ；當(dāng)t6mm時，hfmaxt - (12)mm 。 為了避免焊縫局部過熱，燒穿較薄的焊件，減小焊接殘余應(yīng)力和殘余變形。hf,max應(yīng)滿足以下要求:直接焊接鋼管結(jié)構(gòu)的尺寸不宜大于支管壁厚的2倍。對于圓孔或槽孔內(nèi)的角焊縫尺寸不宜大于圓孔直徑或槽孔短徑的1/3。3.3 角焊縫的構(gòu)造和計算2

10、7hfmax 1.2t t較薄焊件的板厚。 b) 最（1）側(cè)面角焊縫（側(cè)焊縫）2.直角角焊縫的受力分析單擊圖片3-7播放28（1）側(cè)面角焊縫（側(cè)焊縫）2.直角角焊縫的受力分析單擊圖片3（2）正面角焊縫單擊圖片3-3播放29（2）正面角焊縫單擊圖片3-3播放29B. 正面角焊縫的破壞形式30B. 正面角焊縫的破壞形式30（3）斜角焊縫 斜焊縫的受力性能介于側(cè)面角焊縫和正側(cè)面角焊縫之間。單擊圖片3-8播放31（3）斜角焊縫 斜焊縫的受力性能介于側(cè)面角焊縫和正側(cè)面三、焊接變形 焊接變形包括：縱向收縮、橫向收縮、彎曲變形、角變形和扭曲變形等，通常是幾種變形的組合。 32三、焊接變形 焊接變形包括：縱向

11、收縮、橫向收縮、彎曲變單擊圖片3-4播放33單擊圖片3-4播放33單擊圖片3-9播放34單擊圖片3-9播放34單擊圖片3-5播放35單擊圖片3-5播放35單擊圖片3-10播放36單擊圖片3-10播放36單擊圖片3-11播放37單擊圖片3-11播放373.6 普通螺栓連接構(gòu)造與計算一、普通螺栓的種類和構(gòu)造要求（一）普通螺栓種類C級-粗制螺栓，性能等級為4.6或4.8級；4表示fu400N/mm2, 0.6或0.8表示fy/fu=0.6或0.8；類孔，孔徑(do)-栓桿直徑(d) 13mm。A、B級-精制螺栓，性能等級為5.6或8.8級;5或8表示fu500或800N/mm2, 0.6或0.8表示

12、fy/fu=0.6或0.8；類孔，孔徑(do)-栓桿直徑(d)0.30.5mm。按其加工的精細(xì)程度和強(qiáng)度分為:A、B、C三個級別。383.6 普通螺栓連接構(gòu)造與計算一、普通螺栓的種類和構(gòu)造要求（二）螺栓的排列1.并列簡單、整齊、緊湊所用連接板尺寸小，但構(gòu) 件截面削弱大；B 錯列A 并列中距中距邊距邊距端距2.錯列排列不緊湊，所用連接板尺寸大，但構(gòu)件截 面削弱??； 39（二）螺栓的排列1.并列簡單、整齊、緊湊所用連接板尺寸小，3.螺栓排列的要求（1）受力要求: 垂直受力方向：為了防止螺栓應(yīng)力集中相互影響、截面削弱過多而降低承載力，螺栓的邊距和端距不能太?。?順力作用方向：為了防止板件被拉斷或剪壞

13、，端距不能太?。?對于受壓構(gòu)件：為防止連接板件發(fā)生鼓曲，中距不能太大。（2）構(gòu)造要求； 螺栓的邊距和中距不宜太大，以免板件間貼合不密，潮氣侵入腐蝕鋼材。403.螺栓排列的要求（1）受力要求:40（3）施工要求 為了便于扳手?jǐn)Q緊螺母，螺栓中距應(yīng)不小于3do。 根據(jù)以上要求，規(guī)范給定了螺栓的容許間距。41（3）施工要求 為了便于扳手?jǐn)Q緊螺母，螺栓中距應(yīng)不小于3二、螺栓連接的受力形式FNFA 只受剪力B 只受拉力C 剪力和拉力共同作用42二、螺栓連接的受力形式FNFA 只受剪力B 只受拉力C 剪力2.破壞形式（1）螺栓桿被剪壞 栓桿較細(xì)而板件較厚時（2）孔壁的擠壓破壞 栓桿較粗而板件較薄時（3）板件

14、被拉斷 截面削弱過多時 以上破壞形式予以計算解決。N/2NN/2NNNN432.破壞形式（1）螺栓桿被剪壞N/2NN/2NNNN43（4）板件端部被剪壞(拉豁) 端矩過小時；端矩不應(yīng)小于2dONN（5）栓桿彎曲破壞 螺栓桿過長；栓桿長度不應(yīng)大于5d這兩種破壞構(gòu)造解決N/2NN/244（4）板件端部被剪壞(拉豁)NN（5）栓桿彎曲破壞這兩種破壞剪切面數(shù)目nvNNNN/2N/2N/2N/3N/3N/3N/245剪切面數(shù)目nvNNNN/2N/2N/2N/3N/3N/3N/高強(qiáng)螺栓由45號、40B和20MnTiB鋼加工而成，并經(jīng)過熱處理45號8.8級； 40B和20MnTiB10.9級 （a）大六角頭

15、螺栓 （b）扭剪型螺栓3.7 高強(qiáng)度螺栓連接計算46高強(qiáng)螺栓由45號、40B和20MnTiB鋼加工而成，并經(jīng)過熱一、高強(qiáng)度螺栓的工作性能及單栓承載力 按受力特征的不同高強(qiáng)度螺栓分為兩類： 摩擦型高強(qiáng)度螺栓通過板件間摩擦力傳遞內(nèi)力， 破壞準(zhǔn)則為克服摩擦力； 承壓型高強(qiáng)度螺栓受力特征與普通螺栓類似。1、高強(qiáng)度螺栓預(yù)拉力的建立方法 通過擰緊螺帽的方法，螺帽的緊固方法： A、轉(zhuǎn)角法 施工方法： 初擰用普通扳手?jǐn)Q至不動，使板件貼緊密； 47一、高強(qiáng)度螺栓的工作性能及單栓承載力47終擰初擰基礎(chǔ)上用長扳手或電動扳手再擰過一定的 角度，一般為120o180o完成終擰。特點：預(yù)拉力的建立簡單、有效，但要防止欠擰、漏擰 和超擰；B、扭矩法 施工方法： 初擰用力矩扳手?jǐn)Q至終擰力矩的30%50%，使 板件貼緊密； 終擰初擰基礎(chǔ)上，按100%設(shè)計終擰力矩擰緊。特點：簡單、易實施，但得到的預(yù)拉力誤差較大。48終擰初擰基礎(chǔ)上用長扳手或電動扳手再