钢结构的常用连接方法.pptVIP

　　（4） 了解焊接应力、焊接变形的形成原因，了解减少焊接应力、焊接变形的措施； 　　（5） 了解普通螺栓连接的工作性能、破坏形态，掌握普通螺栓连接的计算方法； 　　（6） 了解高强螺栓连接的工作性能，掌握高强螺栓连接的计算方法。 17.1 钢结构的连接方法 　　钢结构的连接方法有焊接、铆钉连接和螺栓连接三种（图17.1）。 17.2 焊接的基本知识 　　焊接方法有电弧焊、接触焊、汽焊等。电弧焊又分为手工焊、自动焊和半自动焊三种。目前，钢结构中常用的是手工电弧焊。 （1） 手工电弧焊与焊条 　　如图17.2所示，电焊机即是一个降压变压器，其两个电极一极连焊钳（焊条），一极连焊件。 　　常用的焊条牌号有E43型、E50型和E55型等。 17.3 对接焊缝的构造与计算 （1） 选择正确的坡口与间隙保证焊透 　　如图17.7所示，根据焊接条件和钢板的厚度可选择图中的各种坡口形式，图中的坡口形式（由钢板厚度决定）、间隙c和角度α可参见国家有关标准。 （2） 设置引弧板 　　焊缝的起弧灭弧处，常会出现弧坑等缺陷，引起应力集中并易产生裂纹。可设引弧板于两端，其材料和坡口形式同于焊件，在焊接完毕后切除（图17.8）。 17.4 角焊缝的构造与计算 　　在搭接或顶接板件的边缘，所焊截面为三角形的焊缝叫做角焊缝。角焊缝按外力作用方向可分为平行于力作用方向的侧面角焊缝、垂直于力作用方向的正面角焊缝以及与力作用方向斜交的斜向角焊缝（图17.13）。 　　角焊缝两边夹角为直角的称为直角角焊缝（图17.14），夹角为锐角或钝角的称为斜角角焊缝（图17.15）。 17.5 焊接残余应力与焊接变形 　　高度不均匀的温度场造成构件内部收缩与膨胀的不均匀性，致使构件产生变形，这种变形叫焊接变形（如图17.21所示）。而焊缝和焊缝附近钢材不能自由地变形，因受到周围钢材的约束而产生焊接残余应力。 　　为了减少和限制焊接残余应力和焊接变形，可以采取以下措施： 　　（1） 在设计中不得任意加大焊缝，避免焊缝立体交叉和在一处集中大量焊缝。焊缝布置应尽可能对称于构件重心。 17.6 普通螺栓连接的构造与计算 （1） 关于螺栓的基本知识 　　螺栓有不同的性能等级，如“4.6级”、“8.8级”、“10.9级”等，是由螺栓材料而区分的。小数点前的数字表示螺栓材料的最低抗拉强度fu,4即为400N/mm2；小数点及后面的数字（0.6、0.8等）则表示材料的屈强比，普通螺栓用Q235A·F钢制成，属于4.6级。 　A、B级螺栓配Ⅰ类孔（见表16.9注）适用于受剪连接；C级螺栓配Ⅱ类孔（冲孔或不用钻模钻孔）适用于受拉连接。 　　普通螺栓连接按受力性质分为抗剪螺栓连接、受拉螺栓连接和拉剪螺栓连接。 　　抗剪螺栓连接靠栓杆受剪和孔壁承压传力，受拉螺栓连接沿栓杆轴线方向受拉，拉剪螺栓连接则两者兼而有之。 17.7 高强度螺栓连接的构造与计算 　　高强度螺栓由高强度钢材制成，拧紧螺母可使栓杆产生很高的预拉力将叠合钢板压得很紧，剪力则由板叠间的摩擦力来传递，而不像普通螺栓那样，由栓杆受剪和孔壁承压来传递剪力，这就是摩擦型高强螺栓的工作原理。 　　高强度螺栓所用材料的性能等级按热处理（淬火、回火）后的强度分8.8级和10.9级两种，其性能等级和采用的钢号可见表16.8。 (2) 计算方法 　　在设计时一般先选定螺栓直径、数目及排列构造，然后再进行验算。 　　如图17.30所示牛腿与柱的连接中，外力F的偏心作用使螺栓群受剪力V和弯矩M。 　　 　　设受力最大排螺柱个数为m， 则受力最大螺栓（单个）所受的拉力 　 　　同时作用有弯矩M和轴心拉力N时，N由各螺栓平均承担，螺栓群中螺栓所受最大拉力Nmax和最小拉力Nmin应符合下列条件： 　　当Nmin=F/n-Fey1/(m∑y i2)≥0时，螺栓群的转动轴在螺栓群的中心位置O处，见图17.31(a)所示，此时 　　　　Nmax=F/n+Fey1/(m∑yi2)≤Ntb 　　当Nmin=F/n-Fey1/(m∑y i 2)＜0时，如图17.31（b）所示，端板底部将出现受压区，螺栓群转动轴位置下移，可偏于安全地取转动轴在弯矩指向一侧最外排螺栓O′处，此时 图17.29 受拉螺栓连接 图17.30 　弯矩与轴力作用下的拉力连接 图17.31 受拉螺栓连接受偏心力作用 17.6.2.3 拉剪螺栓连接 　　粗制螺栓多用于受拉连接，若有剪力常设支托承受。对于次要连接。若不设支托，螺栓将兼受拉剪，同时承受剪力和杆轴方向拉力的普通螺栓应分别符合下列公式的要求： 【例17.8】工字形牛腿与柱用Q235C级螺栓连接,F=258kN（设计值），支托只在安装时起作用，设计普通螺栓连接。 【解】（1） 构造设