9.2 钢结构的连接（课件）-《建筑结构》同步精品课堂（高教版-第4版）

9.2 钢结构的连接 建筑结构 同步精品课堂（中职专业课） 1 知识目标 了解焊接特性；掌握钢结构焊缝的形式与构造；掌握焊缝符号及标注方法；熟悉螺栓种类；掌握螺栓连接构造要求；掌握高强度螺栓连接。 能力目标 使学生掌握钢结构的连接方式，具有能够合理选择钢结构连接方案的能力。 情感目标 养成自觉学习和主动学习的良好习惯。具有主动思考、虚心请教、科学严谨的作风。 三维目标 构施工图，掌握图 知识点复习与回顾 ？ 1.低合金高强度结构钢的特点？ 2.钢材选用的原则？ 3.钢结构的防火措施？ 你了解什么是建筑结构？生活中你见过哪些常见的结构？ 问题引入——学会观察和总结 情境引入 1）、以小组为单位回答问题。 2）、每组派出代表回答老师提问 3）、学生分组相互评价 4）、老师点评，哪个组最好，回答最准确。评出优胜小组。 钢筋的性能都有所了解，那么在建筑中，钢筋是由若干根组成的，钢筋之间需要合理的连接形式形成整体来增加结构的整体性和稳定性，你所熟悉的钢筋连接方式有哪些呢？ 探索新知 钢结构是由钢板或型钢等构件组合而成的，这些构件之间需要采用某种方法连接起来，才能形成承受和传递荷载的骨架。如果连接设计得不合理，将使结构产生薄弱环节，造成安全隐患。另外，不同的连接方法使工程造价差别很大，也使施工工艺的复杂程度有较大不同。因此，选择合理的连接方案是钢结构设计中的重要环节。 探索新知 钢结构的连接方法有焊接、螺栓连接和铆钉连接三种（图9-9），其中焊接和螺栓连接在当前钢结构的连接中应用广泛。 学习新知 一、焊接 焊接是钢结构最基本、最重要的连接方法。它的优点是不削弱构件截面，省工省料，构造简单。它的缺点是焊件中产生焊接应力和焊接变形，低温下冷脆，这些问题影响构件或结构的安全性和使用寿命。 学习新知 （一）焊接的特性 1.工作原理 焊接的方法有电弧焊、电渣焊、电阻焊和气焊等。在电弧焊中又分手工焊、自动焊和半自动焊。手工电弧焊是钢结构最常用的焊接方法。电弧焊的工作原理是利用涂有焊药的焊条为一极，焊件为另一极，在通电后，焊条熔化并形成焊缝，将焊件连接成整体（图9-10）。而焊药熔化后形成熔渣覆盖在焊缝表面，同时产生一种气体保护焊缝不受空气中有害气体的影响。 学习新知 2.施焊位置 焊缝的施焊位置有平焊、立焊、横焊、仰焊（图 9-11）。其中平焊施焊方便，质量最容易保证，仰焊的操作条件最差，焊缝质量不易保证，应尽量避免。 学习新知 3.焊缝的缺陷 焊缝中会存在裂纹、气孔、烧穿、夹渣、未焊透和焊缝层间未熔合等缺陷（图 9-12）。其中裂纹是焊缝破坏的根源。我国现行的规范将焊缝的质量等级分为三级。 其中三级焊缝只要求通过外观缺陷检验。对一、二级焊缝除外观检验外，还必须对焊缝内部缺陷进行超声波探伤。直接承受动力荷载的构件或受拉、受弯等构件的主要对接焊缝，应采用一、二级检验，其他部位的焊缝，一般可选用三级检验。 学习新知 学习新知 （二）焊缝的形式与构造 焊缝的基本形式有对接焊缝、角焊缝（图9-13），以及对接与角接的组合焊缝、塞焊缝、槽焊缝等。 学习新知 1.对接焊缝的构造 采用对接焊缝，板件边缘需加工成各种形式的坡口。对接焊缝的坡口形式如图 9-14 所示，坡口形式的选择取决于焊件厚度t。由于Y形缝和U形缝是单面施焊，需在焊缝根部清除焊根并补焊。如无条件清除焊根和补焊，应事先加垫板（图9-15）以保证焊透。 学习新知 当钢板的宽度（厚度）不同时，为减少钢板截面的应力集中，一般结构应在板的宽度（厚度）一侧或两侧做成不大于1：2.5的斜坡平缓过渡（图9-16）。 焊缝的起点和终点，常因不易焊透而出现凹陷的弧坑，为消除其不利影响，对接焊缝应采用引弧板（图9-17），焊后将引弧板切除。在无法采用引弧板的情况下施焊时，每条焊缝的计算长度取实际长度减去2t（t为较薄焊件的厚度）。需要指出的是，直接承受动力荷载的结构必须使用引弧板。 学习新知 对接焊缝具有省料、传力均匀、无显著应力集中等优点，最适用于承受动力荷载的构件。但由于构件需要加工板边，施焊时焊件间要保持一定的空隙，使施工不便。 学习新知 2.角焊缝的构造 角焊缝（图 9-18）是沿着被连接板件之一的边缘施焊而成的。角焊缝可分为两种：焊缝轴线与外力 N 平行时称为侧面角焊缝；焊缝轴线与外力 N 垂直时称为正面角焊缝。有关角焊缝的构造规定如下。 学习新知 （1）角焊缝的截面形式。有直角角焊缝（图9-19a、b、c）和斜角角焊缝（图9-19d、e、f）。其中图 9-19a是钢结构最常用的截面形式，图 9-19b、c 一般在承受动力荷载的连接中使用，图9-19d、e、f仅用于钢管结构。各种角焊缝的焊脚尺寸h，如图9-19所示。图中的不等边角焊缝以较短边为焊脚尺寸hf。 学习新知 （2）焊脚尺寸的限值。