第3章 钢结构的连接幻灯片.ppt

第3章 钢结构的连接 本章学习要点 掌握连接的构造设计，能熟练地进行传力分析及连接的计算； 能严格区分： 焊透的对接焊缝连接和直角角焊缝连接的工作状态和计算方法的不同点； 普通螺栓连接和高强度螺栓连接的工作状态和计算方法的不同点； 了解各种连接的特点； 了解焊接残余应力和焊接残余变形的基本概念及其对结构工作的影响。 3.1 钢结构的连接方法 焊接连接 螺栓连接 铆钉连接 一、焊接连接 方法：电弧产生热量—焊条和焊件局部熔化—冷却凝结成焊缝—焊件连接成一体。 优点：不削弱截面，构造简单，方便施工，连接刚度大。 缺点：材质变脆，存在残余应力，对裂纹敏感。 应用范围：工业与民用建筑钢结构中的绝大部分连接。 二、铆钉连接 方法：孔比铆钉直径大1mm，钉杆加热900～1000℃，插入钉孔，铆钉枪打铆。 优点：连接刚度大，传力可靠。 缺点：对施工技术要求很高，费钢费工。 应用范围：目前已逐步被高强螺栓所取代。 二、螺栓连接 方法：通过螺栓产生紧固力，使被连接件连接成为一体。 二、螺栓连接 普通螺栓连接 二、螺栓连接 高强度螺栓连接 二、螺栓连接 高强度螺栓连接 3.2 焊接连接的特性 焊接方法 焊缝连接形式 一、焊接方法——电弧焊（1） 手工电弧焊 一、焊接方法——电弧焊（2） 自动（半自动）埋弧焊 一、焊接方法——电弧焊（3） CO2气体保护焊 焊接连接视频演示 二、焊接连接形式 对接连接 搭接连接 T形连接 角部连接 焊接连接形式动画演示 三、焊缝形式 对接焊缝 动画：侧焊缝 动画：端焊缝 动画：斜焊缝 四、焊缝的施焊位置 平焊 立焊 横焊 仰焊 船形焊 3.3 对接焊缝的构造和计算 对接焊缝的构造 对接焊缝的强度 对接焊缝的计算 对接焊缝的构造 按焊件厚度不同，在焊件边缘加工成不同形式的坡口 连接不同宽度或厚度的钢板时，应从板的一侧或两侧做成坡度不大于1：2.5的斜角，两钢板厚度4mm时，直接用焊缝找坡； 为消除焊口的缺陷，施焊时可在焊缝两端设置引弧板，无法采用时，计算时每条焊缝的长度各减去10mm。 对接焊缝的强度 缺陷 质量检验方法 对接焊缝的计算 原理 （一） N作用的对接焊缝 （二）M和V共同作用的对接焊缝 矩形截面 （二）M和V共同作用的对接焊缝 工字形截面 （三）N、M和V共同作用的对接焊缝 矩形截面 （三）N、M和V共同作用的对接焊缝 工字形截面 3.4 角焊缝的构造和计算 角焊缝的构造 角焊缝的受力特点和强度 角焊缝的计算 角焊缝的形式 角焊缝的构造 最小焊脚尺寸： 角焊缝的构造 侧面角焊缝的最大计算长度： 角焊缝的构造 两侧焊缝连接的焊缝长度及搭接宽度： 角焊缝的强度 侧面角焊缝的应力状态 角焊缝的强度 正面角焊缝的应力状态 直角角焊缝强度计算的基本公式 直角角焊缝强度计算的基本公式 轴心力作用时角焊缝连接的计算 用盖板的对接连接 轴心力作用时角焊缝连接的计算 斜向轴心力 轴心力作用时角焊缝连接的计算 角钢和节点板的连接——三面围焊 轴心力作用时角焊缝连接的计算 角钢和节点板的连接——两面侧焊 轴心力作用时角焊缝连接的计算 角钢和节点板的连接——L形焊 M、N、V联合作用 矩形截面 M、N、V联合作用 工字梁（或牛腿）与柱翼缘 M、N、V联合作用 工字梁（或牛腿）与柱翼缘 M、N、V联合作用 工字梁（或牛腿）与柱翼缘 M、N、V联合作用 工字梁（或牛腿）与柱翼缘 T、V、N联合作用 围焊受T作用的计算假定 T、V、N联合作用 围焊受T、V、N作用 T、V、N联合作用 围焊受T、V、N作用 3.5 焊接应力和焊接变形 焊接应力产生的原因 焊接应力对结构的影响 焊接变形的产生和防止 焊接应力和变形 钢材焊接时在焊件上产生局部高温的不均匀温度场，导致焊件不均匀的膨胀和收缩，从而使焊件内部残存应力并引起变形。 焊接应力的分类和产生原因 纵向焊接应力 焊接应力的分类和产生原因 横向焊接应力 焊接应力的分类和产生原因 厚度方向焊接应力 焊接应力对结构性能的影响 对静力强度无影响 焊接应力对结构性能的影响 降低构件的刚度 焊接应力对结构性能的影响 降低构件的稳定承载力 降低构件的疲劳强度 加剧低温冷脆 焊接变形 纵向和横向收缩 弯曲变形 角变形 波浪变形 扭曲变形 动画：焊接残余变形－弯曲变形 动画：焊接残余变形－角变形 动画：焊接残余变形－角变形 动画：焊接残余变形－波浪变形 动画：焊接残余变形－波浪变形 动画：焊接残余变形－扭曲变形（顺序错误） 焊接变形对结构工作的影响 构件不平整，安装困难，且产生附加应力； 变轴心受压构件为偏心受压构件。 减少焊接应力和变形的措施 设计方面 减少焊接应力和变形的方法 工艺方面 动画：合理的施焊