《钢结构设计原理》PPT课件

对接与角接组合焊缝：T形、十字形或角接 接头的坡口焊缝。
3.2焊缝和焊接连接形式
3.2.2 焊接连接的形式
1.焊接连接形式 被连接板件的相互位置：对接、搭接、T形连接和角部 连接四种。 连接所采用的焊缝主要有坡口焊缝和角焊缝。
斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中。
夹角大于l35°或小于60°的斜角角焊缝，除钢管结构 外，不宜用作受力焊缝。
2. 坡口焊缝
焊件常需做成坡口，焊缝金属填充在坡口内。
坡口形式与焊件厚度有关：
焊件厚度很小(小于等于10mm)：直边缝。
一般厚度(t=10~20mm) :具有斜坡口的单边V形或V形焊 缝。
Q390钢Q420钢 E55型焊条(E5500~E5518)。
E表示焊条、前两位数字为熔敷金属的最小抗拉 强度(以kgf／mm2表示)，第三、四位数字表示 适用焊接位置、电流以及药皮类型等。
不同钢种的钢材相焊接时，宜采用与低强度钢 材相适应的焊条。
2 埋弧焊(自动或半自动) 电弧在焊剂层下燃烧的一种电弧焊方法。
A、B级精制螺栓是由毛坯在车床上经过切削加 工精制而成。表面光滑，尺寸准确，对成孔质量 要求高。有较高的精度，因而受剪性能好。制作 和安装复杂，价格较高，已很少在钢结构中采用
C级螺栓由未经加工的圆钢压制而成。螺栓表面 粗糙，一般采用在单个零件上一次冲成或不用钻 模钻成设计孔径的孔(II类孔)。
螺栓孔的直径比螺栓杆的直径大1.5~2mm。螺栓 杆与螺栓孔之间有较大的间隙，受剪力作用时， 将会产生较大的剪切滑移，连接的变形大。安装 方便，且能有效地传递拉力，可用于沿螺栓杆轴 受拉的连接中，以及次要结构的抗剪连接或安装 时的临时固定。
钢结构常用焊接方法
通常采用电弧焊（包括手ห้องสมุดไป่ตู้电弧焊）、埋弧 焊(自动或半自动焊)以及气体保护焊等。
1.手工电弧焊 最常用的一种焊 接方法。通电后 在涂有药皮的焊 条与焊件之间产 生电弧。
手工电弧焊所用焊条应与焊件钢材(或称主体金 属)相适应：
Q235钢 E43型焊条(E4300~E4328)；
Q345钢 E50型焊条(E5000~E5048)；
摩擦型连接螺栓的孔径比螺栓公称直径大1.52.0mm；承压型连接高强度螺栓的孔径比螺栓公 称直径大1.0-1.5mm。
摩擦型连接的剪切变形小，弹性性能好，施工 较简单，可拆卸，耐疲劳，特别适用于承受动 力荷载的结构。
承压型连接的承载力高于摩擦型，连接紧凑， 但剪切变形大，故不得用于承受动力荷载的结 构中。
优点任何形式的构件都可直接相连，构造简单， 制作加工方便；不削弱截面，用料经济；连接 的密闭性好，结构刚度大；可实现自动化操作， 提高焊接结构质量。
缺点 在热影响区内，金相组织发生改变，局部 材质变脆；焊接残余应力和残余变形使受压构 件承载力降低；焊接结构对裂纹很敏感，局部 裂纹一旦发生，就容易扩展到整体，低温冷脆 问题较为突出。
3.2 焊缝和焊接连接的形式
3.2.1 焊缝的形式
角焊缝和坡口焊缝。
1.角焊缝
连接板件不必坡口，焊缝金属填充在连接板件形成的 直角或斜角区域内。
按截面形式可分为：
直角角焊缝 两焊脚边的夹角为90°，微凸的等腰直角 三角形，直角边边长hf称为角焊缝的焊脚尺寸。he＝ 0.7hf为直角角焊缝的有效厚度。 斜角角焊缝 两焊脚边的夹角不等于90°
自动电弧焊 焊丝送进和电弧按焊接方向的移动 有专门机构控制完成。
半自动电弧焊 焊丝送进有专门机构，而电弧按 焊接方向的移动靠人手工操作完成。
电弧热量集中，熔深大，适于厚板的焊接，生产 率高。工艺条件稳定，焊缝的化学成分均匀，焊 缝质量好、焊件变形小。同时，高焊速也减小了 热影响区的范围。但埋弧焊对焊件边缘的装配精 度(如间隙)要求比手工焊高。
3.1.2 铆钉连接 制孔和打铆。 塑性和韧性较好，传力可靠，质量易于检查， 对主体金属的材质质量要求低。 削弱截面，费钢费工，要求技工技术水平高， 劳动条件差。 很少采用，被焊接和螺栓连接所取代。
3.1.3 螺栓连接
普通螺栓连接和高强度螺栓连接两种。
1 普通螺栓连接
普通螺栓分为A、B、C三级。 A与B级为精制螺栓，C级为粗制螺栓。 A级和B级螺栓材料性能等级则为5.6级或8.8级。 C级螺栓材料性能等级为4.6级或4.8级。 小数点前面的数字表示螺栓成品的抗拉强度不 小于400N/mm2，小数点及小数点以后数字表示 其屈强比为0.6或0.8。
2.高强度螺栓连接
两种类型
摩擦型连接：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；
承压型连接：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。
采用45号钢、40B钢和20MnTiB钢加工而成，经 热处理后，螺栓抗拉强度应分别不低于800N／ mm2和1000N／mm2，即前者的性能等级为8.8级 ，后者的性能等级为10.9级。
斜坡口和离缝b共同组成一个焊条能够运转的施焊空间， 使焊缝易于焊透；钝边p有托住熔化金属的作用。
较厚的焊件(t＞20mm)，则采用U形、K形和X形坡口。 V形缝和U形缝需对焊缝根部进行补焊。
坡口形式的选用，应根据板厚和施工条件按现行标准 《建筑钢结构焊接规程》要求进行。
对接焊缝：两构件在同一平面内；
《钢结构设计原理》
第三章 钢结构的连接
3.1 钢结构的连接方法和特点
连接的作用将板材或型钢组合成构件，再将构件组合 成整体结构。 连接方式及其质量直接影响钢结构的工作性能。必须安 全可靠、传力明确、构造简单、制造方便和节约钢材。 连接方法：焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接三种。
3.1.1焊接连接
最主要的连接方法。
埋弧焊所用焊丝和焊剂应与主体金属强度相适应， 即要求焊缝与主体金属等强度。
3. 气体保护焊
气体保护焊是利用二氧化碳气体或其他惰性气体 作为保护介质的一种电弧熔焊方法。
直接依靠保护气体在电弧周围造成局部的保护层， 以防止有害气体的侵入并保证了焊接过程中的稳 定性。
气体保护焊的焊缝熔化区没有熔渣，焊工能够清 楚地看到焊缝成型的过程；由于保护气体是喷射 的，有助于熔滴的过渡；又由于热量集中，焊接 速度快，焊件熔深大，故所形成的焊缝强度比手 工电弧焊高，塑性和抗腐蚀性好，适用于全位置 的焊接。但不适用于在风较大的地方施焊。