第13章（课件）- 《建筑结构》同步教学（大连理工版）

第13章 钢结构的连接 【学习目标】 通过本章的学习，了解钢结构中三种连接方法及各自的种类和优缺点，残余应力与变形的产生机理及危害；掌握焊缝连接形式及焊缝形式，并能进行相关的强度计算；掌握普通螺栓连接和高强度螺栓连接的构造与计算。 【学习重点】 对接焊缝和角焊缝的构造和计算；普通螺栓连接和高强度螺栓连接的构造与计算。 ﹡连接要求 足够的强度、刚度和延性。 ﹡连接方法 焊缝连接、铆钉连接、螺栓连接。 13.1 钢结构的连接方法 图13-1 钢结构的连接方法 13.1.1 焊缝连接 焊缝连接是通过电弧产生的热量使焊条和焊件局部融化，经冷却凝结形成焊缝，从而将焊件连成一体。 优点：构造简单，不削弱构件截面，节约钢材，制作加工方便，易于采用自动化操作，连接的密封性好，刚度大。 缺点：焊接残余应力、残余变形。 13.1.2 铆钉连接 铆钉连接是将铆钉加热后插入构件的钉孔中，用铆钉枪制作封闭钉头。随后钉杆由高温逐渐冷却而发生收缩，将被连接的钢板压紧。 优点：塑性和韧性较好，传力可靠，质量易于检查，适用于直接承受动载结构的连接。 缺点：构造复杂，费钢费工。 13.1.3 螺栓连接 螺栓连接分普通螺栓连接和高强度螺栓连接两种。 1.普通螺栓连接 优点：施工简单、拆装方便；缺点：用钢量多。 普通螺栓连接分为A、B、C三级。 A级与B级：精制螺栓，材料性能等级则为5.6级和8.8级。螺栓的孔径d0比螺栓公称直径d大0.2～0.5mm。 C级：粗制螺栓，材料性能等级为4.6级或4.8级。螺栓的孔径d0比螺栓公称直径d大1.0～1.5mm。 2.高强度螺栓连接 类型：一种是只依靠摩擦阻力传力，并以剪力不超过接触面摩擦力作为设计准则，称为摩擦型连接；另一种是允许接触面滑移，以连接达到破坏的极限承载力作为设计准则，称为承压型连接。 性能等级： 8.8级，抗拉强度应不低于800N/mm2 。 10.9级，抗拉强度应不低于1000N/mm2。 电弧焊、气体保护焊和电阻焊等 ﹡手工电弧焊 13.2 焊接连接的特性 13.2.1 常用焊接方法 1—电焊机；2—导线；3—焊件；4—电弧；5—焊钳；6—药皮；7—起保护作用的气体；8—熔渣；9—焊缝金属；10—主体金属；11—焊丝；12—熔池 手工电弧焊焊条与焊件金属强度相适应： Q235钢钢焊件采用E43或E50系列型焊条； Q345、Q390钢焊件采用E50或E55系列型焊条； Q420、Q460钢焊件采用E55或E60系列型焊条 。 EXX的XX表示焊条的最低抗拉强度。 焊条和焊剂要保证熔敷金属的抗拉强度不低于相应手工焊条数值。 ﹡埋弧焊 1—焊丝转盘；2—转动焊丝的电动机；3—焊剂漏斗；4—电源；5—熔化的焊剂；6—焊缝金属；7—焊件；8—焊剂；9—移动方向 ﹡气体保护焊 ﹡电阻焊 ﹡ 优点 省工、省材； 任何形状的构件均可直接连接； 密封性好，刚度大。 ﹡ 缺点 材质劣化； 残余应力、残余变形； 一裂即坏、低温冷脆。 13.2.2 焊接连接的优缺点 焊接连接与螺栓连接、铆钉连接比较： 13.2.3 焊缝缺陷 焊缝缺陷： 裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、夹渣、咬边、未熔合、未焊透等。 三级焊缝：外观检查，外观尺寸和缺陷； 二级焊缝：在外观检查的基础上再做无损检验，用超 声波检验每条焊缝的20％长度，且不小于200mm； 一级焊缝：在外观检查的基础上用超声波检验每条焊缝 全部长度，以便揭示焊缝内部缺陷； 对承受动力荷载的重要构件焊缝，增加伽马射线探伤。 ﹡焊缝等级：《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205）分为三级。 ﹡强度折减： 高空安装焊缝，强度设计值乘以0.9。 13.2.4 焊缝连接形式及焊缝形式 1.焊缝连接形式 按被连接构件间的相对位置：平接、搭接、T形连接、角接。 2.焊缝型式 按所受力的方向分：正对接焊缝和斜对接焊缝。 角焊缝：正面角焊缝和侧面角焊缝。 按施焊位置： 焊缝沿长度分布情况：连续角焊缝和断续角焊缝。 ﹡作用 表明焊缝形式、尺寸和辅助要求。 ﹡表示方法(GB324-88) 由引出线、图形符号、辅助符号三部分组成。 ﹡引出线由横线和带箭头的斜线组成。 13.2.5 焊缝代号 焊缝分布复杂：在图形上加粗线或栅线表示。