第3章钢结构连接

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1、钢结构原理与设计李章政李章政博士博士 教授教授钢结构钢结构 原理与设计原理与设计2022-6-13第第3章章 钢结构的连接钢结构的连接3.1 钢结构的连接方法钢结构的连接方法3.2 焊缝连接的特性和构造要求焊缝连接的特性和构造要求 3.3 焊缝连接计算焊缝连接计算3.4 普通螺栓连接普通螺栓连接3.5 高强度螺栓连接高强度螺栓连接3.6 轻钢结构紧固件连接轻钢结构紧固件连接钢结构钢结构 原理与设计原理与设计2022-6-143.1 钢结构的连接方法钢结构的连接方法v连接的概念连接的概念v对连接的要求对连接的要求钢结构钢结构 原理与设计原理与设计2022-6-15v对接头的要求对接头的要求v常用

2、连接方法常用连接方法钢结构钢结构 原理与设计原理与设计2022-6-163.1.1 焊缝连接焊缝连接钢结构钢结构 原理与设计原理与设计2022-6-17常用常用焊接方法焊接方法v手工电弧焊手工电弧焊焊条与焊件材料相适应：焊条与焊件材料相适应：Q235钢钢E43型焊条，型焊条， Q345钢钢E50型焊型焊条，条， Q390、Q420钢钢E55型焊条型焊条不同强度材料连接时，配与低强度材料相适应的焊条不同强度材料连接时，配与低强度材料相适应的焊条钢结构钢结构 原理与设计原理与设计2022-6-18v埋弧焊（自动或半自动）埋弧焊（自动或半自动）焊丝、焊剂要保证熔敷金属抗拉强焊丝、焊剂要保证熔敷金属抗

3、拉强度不低于相应手工焊条的数值。度不低于相应手工焊条的数值。钢结构钢结构 原理与设计原理与设计2022-6-19自动埋弧焊只适合于焊自动埋弧焊只适合于焊接较长的直线焊缝。接较长的直线焊缝。v气体保护焊（气电焊）气体保护焊（气电焊）钢结构钢结构 原理与设计原理与设计2022-6-110焊缝连接的主要优缺点焊缝连接的主要优缺点v主要优点主要优点v主要缺点主要缺点冷却不均匀收缩产冷却不均匀收缩产生焊接残余应力，生焊接残余应力，部分受拉、部分受部分受拉、部分受压自平衡。压自平衡。纵向残余应力纵向残余应力横向残余应力横向残余应力厚度方向残余应力厚度方向残余应力承载力下降承载力下降变形能力下降变形能力下降

4、易疲劳易疲劳钢结构钢结构 原理与设计原理与设计2022-6-1113.1.2 螺栓连接螺栓连接连接方法和特点连接方法和特点v连接方法连接方法v螺栓连接的特点螺栓连接的特点钢结构钢结构 原理与设计原理与设计2022-6-112螺栓连接的类型螺栓连接的类型v普通螺栓连接普通螺栓连接v高强度螺栓连接高强度螺栓连接螺栓等级螺栓等级8.8级、级、10.9级。级。钢结构钢结构 原理与设计原理与设计2022-6-1133.1.3 铆钉连接铆钉连接铆钉连接方法铆钉连接方法v铆钉铆钉v铆合铆合钢结构钢结构 原理与设计原理与设计2022-6-114铆钉连接优缺点铆钉连接优缺点v铆接的优点铆接的优点v铆接的缺点铆接

5、的缺点适合于承受动力荷载作用、荷适合于承受动力荷载作用、荷载较大和跨度较大的结构。载较大和跨度较大的结构。目前采用较少目前采用较少已被高强度螺已被高强度螺栓连接所替代栓连接所替代钢结构钢结构 原理与设计原理与设计2022-6-1153.2 焊缝连接的特性和焊缝连接的特性和构造要求构造要求焊缝连接形式焊缝连接形式v对接连接对接连接v搭接连接搭接连接vT形连接形连接v角部连接角部连接3.2.1 焊缝连接形式和焊缝形式焊缝连接形式和焊缝形式钢结构钢结构 原理与设计原理与设计2022-6-116焊缝形式焊缝形式v对接焊缝对接焊缝v角焊缝角焊缝连续角焊缝连续角焊缝间断角焊缝：间断角焊缝：受压构件受压构件

6、l 15t受拉构件受拉构件l 30t钢结构钢结构 原理与设计原理与设计2022-6-117焊缝缺陷焊缝缺陷v缺陷类型缺陷类型v缺陷影响缺陷影响3.2.2 焊缝缺陷和质量等级焊缝缺陷和质量等级钢结构钢结构 原理与设计原理与设计2022-6-118焊缝质量等级焊缝质量等级v一级焊缝一级焊缝v二级焊缝二级焊缝v三级焊缝三级焊缝钢结构钢结构 原理与设计原理与设计2022-6-119质量等级选用质量等级选用v需要进行疲劳计算的构件，作用力垂直需要进行疲劳计算的构件，作用力垂直于焊缝长度方向的横向对接焊缝或于焊缝长度方向的横向对接焊缝或T形形对接焊缝与角接组合焊缝对接焊缝与角接组合焊缝v不需要进行疲劳计算

7、的构件中，凡要求不需要进行疲劳计算的构件中，凡要求与母材等强的对接焊缝与母材等强的对接焊缝钢结构钢结构 原理与设计原理与设计2022-6-120v重级工作制和起重量重级工作制和起重量Q 50t的中级工作制的中级工作制吊车梁的腹板与上翼缘之间以及吊车桁架吊车梁的腹板与上翼缘之间以及吊车桁架上弦杆与节点板之间的上弦杆与节点板之间的T形接头焊缝形接头焊缝v不要求焊透的不要求焊透的T形接头焊缝形接头焊缝钢结构钢结构 原理与设计原理与设计2022-6-1213.2.3 焊缝符号及标注方法焊缝符号及标注方法钢结构钢结构 原理与设计原理与设计2022-6-1223.2.4 焊缝连接的构造要求焊缝连接的构造要

8、求对接焊缝的构造要求对接焊缝的构造要求v坡口形式与焊件厚度有关坡口形式与焊件厚度有关钢结构钢结构 原理与设计原理与设计2022-6-123v板件拼接板件拼接钢结构钢结构 原理与设计原理与设计2022-6-124v引弧板和引出板引弧板和引出板无法采用引弧板（引出板）无法采用引弧板（引出板）施焊时，计算每条焊缝的施焊时，计算每条焊缝的长度时，应取长度时，应取实际长度实际长度- 2t焊件的较小厚度焊件的较小厚度钢结构钢结构 原理与设计原理与设计2022-6-125角焊缝构造角焊缝构造v焊脚尺寸焊脚尺寸钢结构钢结构 原理与设计原理与设计2022-6-126钢结构钢结构 原理与设计原理与设计2022-6

9、-127v角焊缝的计算长度角焊缝的计算长度v搭接连接的构造要求搭接连接的构造要求12mm200mmmm1216tttbwlb t较薄板件厚度较薄板件厚度搭接长度不小于搭接长度不小于焊件较小厚度的焊件较小厚度的5倍，并不得小倍，并不得小于于25mm钢结构钢结构 原理与设计原理与设计2022-6-128v采用正面角焊缝时，搭接长度不得采用正面角焊缝时，搭接长度不得小于焊件较小厚度的小于焊件较小厚度的5倍，也不得小倍，也不得小于于25mmv采用三面围焊时，转角处必须连续采用三面围焊时，转角处必须连续施焊；对于非围焊的情况，当角焊缝施焊；对于非围焊的情况，当角焊缝的端部在构件转角处时，可连续地作的端部

10、在构件转角处时，可连续地作长度为长度为2hf 的绕角焊。的绕角焊。钢结构钢结构 原理与设计原理与设计2022-6-1293.3 焊缝连接计算焊缝连接计算对接焊缝轴心受力对接焊缝轴心受力v正对接焊缝轴心受力正对接焊缝轴心受力3.3.1 对接焊缝计算对接焊缝计算wcwtwfftlN或钢结构钢结构 原理与设计原理与设计2022-6-130v斜对接焊缝轴心受力斜对接焊缝轴心受力wcwtwsinfftlN或wvwcosftlN当焊缝与作用力方向夹角当焊缝与作用力方向夹角 满足满足tan 1.5时，时，斜焊缝的强度不低于母材的强度，可不对焊缝斜焊缝的强度不低于母材的强度，可不对焊缝进行强度计算。进行强度计

11、算。钢结构钢结构 原理与设计原理与设计2022-6-131弯曲变形中对接焊缝计算弯曲变形中对接焊缝计算v截面边缘正应力强度截面边缘正应力强度v工字形构件腹翼交界处综合应力工字形构件腹翼交界处综合应力wcwtwffWM或wvwwftIVSwt221 . 13fv中和轴上的剪应力强度中和轴上的剪应力强度钢结构钢结构 原理与设计原理与设计2022-6-132例题例题3.1 钢结构钢结构 原理与设计原理与设计2022-6-133未用引弧板未用引弧板解答：tll2w430102450mm查附表查附表1.2215wtfN/mm2tlNw104301090033 .209N/mm2215wt fN/mm2满