第3章 钢结构及连接.docVIP

目 录 第3章 钢结构的连接 2 3．1 钢结构的连接 2 3．2 对接焊缝的构造和计算 5 3.3 角焊缝的构造和计算 6 3.5 普通螺栓的构造和计算 9 3.6 高强螺栓连接的构造和计算 13 第3章 钢结构的连接 3．1 钢结构的连接 钢结构： 连接 安装连接 型钢、钢板———— 构件————结构 连接原则： 安全可靠、传力明确、构造简单、制造方便、节约刚材。 连接方法： 焊缝连接、铆钉连接、螺栓连接、紧固件连接 3．1．1 焊缝连接 1、焊缝连接的特点 现代钢结构最主要的连接方法。 优点：构造简单，施工方便，用料经济，连接密闭性好，结构刚度大。 缺点：热影响区内，金相组织改变，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；局部裂纹易扩展，低温冷脆问题突出。 2、钢结构常用的焊接方法 （1）手工电弧焊 常用的。 焊条与主体金属相适应。钢材不同时，低组配方案。 （2）自动或半自动埋弧焊 自动化程度高。质量好。 （3）气体保护焊 （4）电阻焊 板叠厚度不大于12mm。 3、焊接连接形式及焊缝形式 （1）焊缝连接形式 见P53图。 （2）焊缝形式 4、焊缝缺陷及质量检验 （1）焊缝缺陷 裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、夹渣、咬边、未熔合、未焊透等；以及焊缝尺寸不合要求、焊缝成形不良等。 （2）焊缝质量检验 外观检查——观外缺陷和几何尺寸 内部无损检验——内部缺陷—超声波法 按检验方法和质量要求分为一级、二级、三级。 3．1．2 铆钉和螺栓连接 1、铆钉连接 构造复杂，少用，塑性、韧性好。 2、螺栓连接 （1）普通螺栓连接 A、B、C三级。 A、B级为精制螺栓，较少用。 C级为粗制螺栓。4.6级或5.8级。 （2）高强度螺栓连接 8.8和10.9级。 高强度螺栓摩擦型连接 和高强度螺栓承压型连接 3．1．3 轻钢结构的紧固件连接 3.1.4 焊缝代号、螺栓图例 见P58图。 3．2 对接焊缝的构造和计算 3．2．1 以接焊缝的构造 坡口焊缝。 （见P59图）坡口形式：直边缝、单边V形坡口、V形坡口、U形坡口、K形坡口、X形坡口。 对接焊缝，宽度不同或厚度差4mm以上，做坡，不大于1:2.5。 起灭弧处，引弧板。lw=l-2t. 3.2.2 对接焊缝的计算 三级焊缝强度为85%，一、二级与母材相等。 1、轴心受力的正对接焊缝 对接焊缝，引弧板，取实际长度。 轴心受力的斜对接焊缝 θ≤56.3°，即tanθ≤1.5时，与母材等强，不用计算。 2、承受弯矩和剪力联合作用的对接焊缝 公式见书P62。 3、承受轴心力、弯矩和剪力联合作用的对接焊缝 正应力叠加。 3.3 角焊缝的构造和计算 3.3.1 角焊缝的构造 1、角焊缝的形式和强度 hf——焊角尺寸 he——计算厚度 对于夹角a135°或a60°的斜角角焊缝，除钢管结构外，不宜用作受力焊缝。 侧面角焊缝主要承受剪应力。塑性好，弹性模量低，强度也较低。应力分布不均匀，两端大中间小。塑性工作阶段，应力重分布。 3.3.2 直角角焊缝的基本计算公式 he=0.7hf lw=实际长度-2hf （考虑起灭弧） 直角角焊缝在各种应力综合作用下计算公式： ——正面角焊缝的强度增大系数，1.22。 仅对正面角焊缝， 仅对侧面角焊缝， 3.3.3 角焊缝的计算 1、承受轴心力作用时角焊缝连接的计算 （1）用盖板的对接连接 正面角焊缝承担内力 侧面角焊缝承担内力 （2）承受斜向轴心力的角焊缝 ——斜焊缝强度增大系数 （3）承受轴力的角钢端部连接 三面围焊 两面侧焊 L形围焊 he=0.7hf lw=实际长度-2hf （考虑起灭弧） 2、复杂受力时角焊缝连接计算 （1）承受轴力、弯矩、剪力的联合作用时角焊缝的计算 工字梁与钢柱翼缘的角焊缝连接 翼缘板的抗剪能力极差。计算时通常假设腹板焊缝承受全部剪力，而弯矩则由全部焊缝承受。 翼缘焊缝最外侧 设计控制点——翼缘与腹板的焊缝交点处 腹板焊缝的端点应按下式验算强度： 假设腹板受剪，翼缘受弯。 水平力 翼缘焊缝的强度计算公式： 腹板焊缝的强度计算公式： （2）三面围焊承受扭矩、剪力联合作用时角焊缝的计算 扭矩T=F*e在A点产生的应力 轴心力F产生的应力均匀分布 在A点的综合验算式 3.5 普通螺栓的构造和计算 3.5.1 螺栓的排列和其他构造要求 1、螺栓的排列 并列和错列 螺栓排列应满足要求： 受力要求：端距过小，剪断或撕裂。受拉构件，中距太小，沿折线或直线破坏。受压构件，栓距过大，鼓曲或张口。 构造要求：中距不宜过大，板间不紧密贴合，潮气入侵，锈蚀。 施工要求：保证一