3 钢结构的连接.ppt

焊缝轴线与作用力平行
A. 应力分析
剪应力τf
N
N
lw
B. 破坏形式
（2）正面角焊缝（端焊缝）
焊缝轴线与作用力垂直 A. 应力分析
B. 正面角焊缝的破坏形式
（3）斜角焊缝 焊缝轴线与作用力成一定角度
二、角焊缝的构造要求
1、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）
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。
2.焊缝缺陷
四.焊缝代号
§3.3 角焊缝的构造与计算
一、角焊缝的形式和受力分析 1、角焊缝的形式: 直角角焊缝、斜角角焊缝
（1）直角角焊缝
hf hf
hf
hf 普通式
1.5hf 平坡式
hf 凹面式
式中: t1---较薄焊件厚度。 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； 当 t>6mm时，hf,max≤t-(1~2)mm；
t hf t1
t
hf
t1
2、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:
将3—3、3—4式，代入3—2式得：
σ┻2
3(τ┻2
τ∥2 )
f
w u
3
f
w f
(3 2)
┻ ┻ f
2
f ∥
f
2
2
3
f
2
2
2 f
3
f
w f
整理上式，并令 f
3 2
1.22
得：
2
f f
2 f
f
w f
（3－5）
基本计算公式
βf—正面角焊缝强度增大系数； 静载时取1.22，动载时取1.0。
为什么限制侧面角焊缝的最大、 最小计算长度？限制值是多少？
hf
三、直角角焊缝的强度基本计算公式 1、有效截面 试验表明，直角角焊缝的破坏常发生在喉
部，故通常将45o截面作为有效截面（计 算截面）
计算截面 d
e
h---焊缝厚度、h1—熔深
Ae helw 0.7hf lw h2—凸度、d—焊趾、e—焊根
lw,max 60hf
4.侧面角焊缝的最小计算长度 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。规范规定：
lw,min 8hf 且不得小于40mm
hf ,min hf hf ,max lw,min lw lw,max
5. 搭接连接的构造要求（自学） 教材Ｐ29
为什么限制角焊缝的最大、最 小焊脚高度？限制值是多少？
（2）角焊缝 3. 焊缝位置
三、焊缝缺陷及焊缝质量检查 1.焊缝质量检查
《钢结构工程施工及验收规范》规定： 焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级
和三级。
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。
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；
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。
焊丝转盘 熔渣
送丝器
、、 、、、 、
、 、 、
、
、
焊剂
、 、、、、、、、、、 、
焊件
焊剂漏斗
埋弧自动焊
MZ系列自动埋弧焊机
门型埋弧焊机
3.气体保护焊
焊缝区无 熔渣
二、焊接连接形式和焊缝形式 1.焊接连接形式
对接、搭接、Ｔ形连接、角部连接
2.焊缝形式 （1）对接焊缝
正对接焊缝
斜对接焊缝 T型对接焊缝
h f ,min 1.5 t 2
(计算数值只进不舍！ )
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=t2
3.侧面角焊缝的最大计算长度 如果焊缝长度太大，焊缝两端首先达到屈服强度，
继续加载，应力不会渐趋均匀，破坏首先发生在焊缝 两端。规范规定：
由于我国规范给定的角焊 缝强度设计值，是根据抗剪条 件确定的故上式又可表达为：
σ┻2
3(τ┻2
τ∥2 )
f
w u
3
f
w f
(3 2)
基本公式
基本计算公式：
f
Ny helw
(3 3)
┻ ┻ f
2
f
Nx helw
N
Ny
(3 4)
τ∥= τf
f ∥
σ┻
σf
τ 45O 45O ┻
Nx
hf
焊机
焊条 保护气体
焊钳
钢材相适应。
焊件
电弧
熔池 导线
Q235钢选择E43型焊条（E4300--E4328) Q345钢选择E50型焊条(E5000--5048) Q390、Q420钢选择E55型焊条(E5500--5518)
与低强度钢材相适应的焊条
不同钢种的钢材焊接，宜 采用什么样的焊条？
2.埋弧焊（自动或半自动）
2、有效截面上的应力及大小
N
Ny
σ┻
τ∥
τ┻
Nx
Ｎy1
Ｎｙ Ｎy2
Nx
helw
Ny
2 helw
3、直角角焊缝的强度基本计算公式
规范假定：焊缝在有效截面处破坏，有效截面各应力
分量满足以下折算应力公式: σ┻
σ
2
┻
3(τ
2
┻
τ∥2 )
f
w u
(3 1) τ∥
τ┻
式中： f uw--焊缝金属的抗拉强度
（2）斜角角焊缝
hf α hf
按he=0.7hf
hf α hf
按he=0.7hf
(a)
hf
hf
按he=hf
cos
α 2
α hf
按he=hf
cos
α 2
α hf
(b)
斜角角焊缝 a）锐角角焊缝；b）钝角角焊缝
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。
2.直角角焊缝的受力分析 （1）侧面角焊缝（侧焊缝）
对于正面角焊缝: τf=0，由3—5式得：
f
N l w he
f
f
w fBiblioteka (3 6)对于侧面角焊缝： σf=0，由3—5式得：
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.了解焊接连接的工作性能，掌握焊接连接的计算
方法及构造要求； 3.了解焊接应力和焊接变形产生的原因及其对结构
工作的影响； 4.了解螺栓连接的工作性能，掌握螺栓连接的计算
和构造要求。
§3.1 钢结构的连接方法
一、焊缝连接
对接焊缝连接
角焊缝连接
在被连接构件之 间滴落焊条金属
构件的一部分
在被连接构件形成 的角落里滴落焊条金 属 不是构件的一
部分
二、铆钉连接
三、螺栓连接
N
N
分为：
普通螺栓连接
高强度螺栓连接
N
§3.2 焊接方法和焊接连接形式
一、钢结构常用焊接方法
1.手工电弧焊
原理：利用电弧产生热量
熔化焊条和母材形
成焊缝。
焊条的选择： 焊条应与焊件