钢结构设计手册.ppt

第三章钢结构的连接第一节钢结构的连接方法1、焊缝连接的特点
优点：
对几何形体适应性强，构造简单，连接方便，省工省时；
不需打孔，用料经济，不削弱截面，省材省工；
加工方便，可实现自动化操作，工效高；
密闭性好，结构刚度大，整体性较好。
缺点：
焊接附近有热影响区，材质变脆；
焊接的残余应力使结构易发生脆性破坏，对裂纹比较敏感；残余变形使结构形状、尺寸发生变化；
焊接裂缝一经发生，便容易扩展，低温冷脆问题突出；对动力荷载比较敏感。
对材质要求高，焊接程序严格，质量检验工作量大。2、铆钉连接的特点
塑性和韧性较好；
连接紧密，传力可靠，质量易于检查；
用于直接承受动力荷载和跨度较大的结构中（如桥梁）
缺点：构造复杂，费工费料。很少使用。
3、螺栓连接的特点
分普通螺栓连接和高强螺栓连接
（1）普通螺栓连接
A、B、C三级：A和B为精制螺栓，C级为粗制螺栓；
材料等级：A和B为8.8级，C级为4.6级或4.8；
等级表示：如4.6级指螺栓成品的最低抗拉强度为4002,屈强比为0.6的螺栓。
加工：A、B级由毛坯在车床上精确加工而成——精制；
C级为由未经加工的圆钢压制而成——粗制；螺孔：A、B级需要钻模钻成（Ⅰ类孔），孔径比螺杆大0.3左右；C级为一次冲成或不用钻模钻成（Ⅱ类孔）孔径比螺杆大1.5～3.0。
受力：A、B级受力性能好，连接变形小，可以既受拉又受剪，用于重要的连接；C级螺栓连接性能不如A、B级好，主要受拉，用于承受静力荷载或间接承受动力荷载的次要连接。
费用：A、B级成本昂贵，C级螺栓价格便宜，能用C级螺栓的地方不用A、B级螺栓。
（2）高强螺栓连接
高强螺栓用高强度钢材制成，对结构削弱少，可拆换，摩擦面处理，安装工艺略为复杂，造价略高。分为摩擦型高强螺栓和承压型高强螺栓。
摩擦型高强螺栓：只依靠构件接触面之间的摩擦力来传递剪力，以剪力等于接触面摩擦力为设计极限状态。承压型高强螺栓：允许接触面滑移（剪力超过摩擦力），以螺杆与构件之间的挤压而发生的连接破坏作为承载力极限状态。
受力：摩擦型高强螺栓剪切变形小，弹性性能好，耐疲劳，塑性韧性好，特别适用动力荷载，目前可以代替铆接；承压型高强螺栓的承载力高于摩擦型，剪切变形大，不得用于承受动力荷载的结构。
材料等级：采用45号钢、40B和20钢（热处理），材料等级为8.8级或10.9级。
孔径：摩擦型高强螺栓孔径比螺栓大1.5～2.0；承压型高强螺栓孔径比螺栓大1.0～1.5。
4、射钉、自攻螺栓、焊钉连接
灵活，安装方便，构件无须予先处理，适用于轻钢、薄板结
构，不能受较大集中力。焊钉用于混凝土和钢板的连接。第二节焊接方法和焊缝连接形式2、自动或半自动埋弧焊
大电流、细焊丝，熔深大，适用于厚板焊接。生产效率高，质量高。焊件变形小。
自动焊的引弧、焊丝送下、焊剂堆落和焊丝沿焊缝方向的移动都是自动的，而半自动焊的焊接前进方式仍是依靠手持焊枪移动。4、电阻焊等
利用电流通过焊件接触点表面的电阻所产生的热量来熔化金属，再通过压力使其焊合。
适用于薄壁型钢的焊接，板叠厚度不超过12。焊点主要承受剪力，抗拉能力较差。焊接方法
二、焊缝连接形式
按照被连接构件的相对位置来分为：
平接（直接对接和盖板对接）：厚度相同或相近的两构件
搭接：不同厚度的两构件，传力不均匀，费材料
T形连接（顶接）：组合截面
角部连接：箱形截面三、焊缝形式
按焊缝和两个被连接件间的相对位置分类。
对接焊缝：焊缝和两个被连接件的平行面相连。
角焊缝：焊缝和两个被连接件的相交面相连。对接焊缝按受力与焊缝方向分：
a）对接正焊缝：作用力方向与焊缝方向正交
b）对接斜焊缝：作用力方向与焊缝方向斜交
角焊缝按受力与焊缝方向分：
a）端缝：作用力方向与焊缝长度方向垂直
b）侧缝：作用力方向与焊缝长度方向平行
c)斜角焊缝（斜缝）按焊缝连续性：
a）连续角焊缝（重要构件）：受力较好
b）断续角焊缝（次要构件）：易发生应力集中
断续角焊缝间断距离l≤15t（受压）和l≤30t（受拉），
t为较薄件的厚度按施焊位置：
平焊（俯焊）、立焊、横焊、仰焊，其中以俯焊施工位置最好，所以焊缝质量也最好，仰焊最差，尽量避免。四、焊缝缺陷常见的焊接缺陷：裂纹、焊瘤、气孔、未焊透、夹渣、咬边、烧穿、凹坑、塌陷、未焊满。缺陷的存在削弱受力面积，产生应力集中，易产生裂纹。五、焊缝质量检验
焊缝质量等级：《钢结构工程施工质量验收规范》（50205）对焊缝依其质量检查标准分为一级、二级和三级。
焊缝质量检验方法：
外观检查（外部尺寸和缺陷）
内部检查（内部缺陷）：超声波探伤检验（主要)、X射线、γ射线等（x射线应用广）检验、磁粉（辅助）、荧光检验（辅助）。
三级焊缝只要求进行外观检验并符合标准，即检查焊缝实际尺寸是否符合设计要求和有无看得见的裂纹，咬边等