2022年钢结构设计原理电子教案.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 本文由 jidabiao1987奉献名师精编优秀教案ppt 文档可能在 WAP端浏览体验不佳；建议您优先挑选 TXT,或下载源文件到本机查看；第三章 钢结构的连接第一节 其次节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节 第九节 钢结构的连接方法焊接方法和焊缝连接形式 角焊缝的构造与运算 对接焊缝的构造与运算 焊接应力和焊接变形 螺栓连接的构造 一般螺栓连接的工作性能和运算 高强度螺栓连接的工作性能和运算 混合连接第一节 钢结构的连接方法在传力过程中, 连接部位应有足够的强度 , 在传力过程中, 连接部位应有足够的强度 , 被连接件间 应保持正确的位置,以满意传力和使用要求；应保持正确的位置,以满意传力和使用要求；钢结构的连接方法：钢结构的连接方法：通常有焊缝连接 铆钉连接和螺栓连接三种方式 焊缝连接、三种方式；通常有焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接三种方式；a b c 连接方法 a 焊缝连接 b 铆钉连接 c 螺栓连接第一节 钢结构的连接方法1、焊缝连接的特点 优点：优点： . 对几何形体适应性强,构造简洁,连接便利,省工省时； 对几何形体适应性强,构造简洁,连接便利,省工省时； . 不需打孔,用料经济,不名师归纳总结 减弱截面,省材省工；不需打孔,用料经济,不减弱截面,省材省工； . 加工便利,可实第 1 页,共 4 页现自动化操作,加工便利,可实现自动化操作,工效高； . 密闭性好,结构刚度大,整体性较好；密闭性好,结构刚度大,整体性较好；缺点：缺点： . 焊接邻近有热影响区,材质变脆；焊接邻近有热影响区,材质变脆； . 焊接的残余应力使结构易发生脆性破坏,对裂纹比较敏锐；焊接的残余应力使结构易发生脆性破坏,对裂纹比较敏锐；残余变形使结构外形、尺寸发生变化；残余变形使结构外形、尺寸发生变化； . 焊接裂缝一经发生,便简洁扩展,低温冷脆问题突出；焊接裂缝一经发生,便简洁扩展,低温冷脆问题突出；对动力荷载比较敏锐；动力荷载比较敏锐； . 对材质要求高, 焊接程序严格,对材质要求高,焊接程序严格,质量检验工作量大；返回第一节钢结构的连接方法2、铆钉连接的特点 . 塑性和韧性较好；塑性和韧性较好； . 连接紧密,传力牢靠,质量易于检查；连接紧密,传力牢靠,质量易于检查； . 用于直接承担动力荷载和跨度较大的结构中（如桥梁）用于直接承担动力荷载和跨度较大的结构中（如桥梁） . 缺点：构造复杂,费工费料； 很少使用；缺点： 构造复杂, 费工费料； 很少使用； 3 、螺栓连接的特点分一般螺栓连接和高强螺栓连接（1）一般螺栓连接 . A 、B、C 三级： A 和 B 为精制螺栓, C级为粗制螺栓；三级：为精制螺栓,级为粗制螺栓； . 材料等级： A 和 B 为 8.8 级, C级为 4.6 级或 4.8 ； 材料等级： 8.8级 级为 4.6 级或 4.8 4.6级或 4.8 ； 等级表示：级指螺栓成品的最低抗拉强度为400 等级表示：如4.6 级指螺栓成品的最低抗拉强度为级指螺栓成品的最低抗拉强度为 N/mm2, 屈强比为的螺栓； 屈强比为 0.6 的螺栓屈强比为的螺栓； . 加工： A、B 级由毛坯在车床上精确加工而成加工：级由毛坯在车床上精确加工而成精制；精制；精制 级为由未经加工的圆钢压制而成粗制；粗制； C 级为由未经加工的圆钢压制而成粗制第一节钢结构的连接方法. 螺孔： A、B 级需要钻模钻成（类孔）,孔径比螺杆大螺孔：级需要钻模钻成（类孔）,孔径比螺杆大）, 0.3mm 左右左右； 级为一次冲成或不用钻模钻成（ 类孔） 0.3mm 左右；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编优秀教案1.5 3.0mm； 1.5 孔径比螺杆大C级为一次冲成或不用钻模钻成（类孔）孔径比螺杆大1.5 3.0mm； . 受力： A、B 级受力性能好,连接变形小,可以既受拉又 受力：级受力性能好,连接变形小,受剪,用于重要的连接；级螺栓连接性能不如 A 受剪,用于重要的连接； C级螺栓连接性能不如 A、B 级 主要受拉,好,主要受拉,用于承担静力荷载或间接承受动力荷载 的次要连接；的次要连接； . 费用： A 、B 级成本昂贵, C级螺栓价格廉价,能用 C级 费用： 级成本昂贵,级螺栓价格廉价, 能用 C 螺栓的地方不用 A 级螺栓；螺栓的地方不用 A、B 级螺栓；（2）高强螺栓连接 . 高强螺栓用高强度钢材制成,对结构减弱少,可拆换,高强螺栓用高强度钢材制成,对结构减弱少,可拆换,摩擦面处理,安装工艺略为复杂,摩擦面处理, 安装工艺略为复杂,造价略高；分为摩擦 型高强螺栓和承压型高强螺栓；型高强螺栓和承压型高强螺栓； . 摩擦型高强螺栓：只依靠构件接触面之间的摩擦力来传 摩擦型高强螺栓：递剪力,以剪力等于接触面摩擦力为设计极限状态；递剪力,以剪力等于接触面摩擦力为设计极限状态；第一节 钢结构的连接方法. 承压型高强螺栓：答应接触面滑移（剪力超过摩擦力）,以 承压型高强螺栓：答应接触面滑移（剪力超过摩擦力） ,以）, 螺杆与构件之间的挤压而发生的连接破坏作为承载力极限状 态； . 受力：摩擦型高强螺栓剪切变形小,弹性性能好,耐疲惫,受力：摩擦型高强螺栓剪切变形小, 弹性性能好, 耐疲惫,塑性韧性好, 特殊适用动力荷载,目前可以代替铆接；塑性韧性好, 特殊适用动力荷载, 目前可以代替铆接； 承压 型高强螺栓的承载力高于摩擦型,剪切变形大,型高强螺栓的承载力高于摩擦型,剪切变形大,不得用于承 受动力荷载的结构； 受动力荷载的结构； . 材料等级： 采纳 45 号钢、40B 和 20MnTiB 钢（热处理）,材料 材料等级： 采纳 45 号钢、 40B 和 20MnTiB 钢 热处理）, 45 号钢）,材料 等级为 8.8 级或 10.9级； 8.8 级或 10.9 级 级或 10.9 . 孔径：摩擦型高强螺栓孔径比螺栓大 1.5 2.0mm；承压型高 孔径：摩擦型高强螺栓孔径比螺栓大 1.5 2.0mm ； 1.5 强螺栓孔径比螺栓大 1.0 1.5mm； 1.0 强螺栓孔径比螺栓大 1.0 1.5mm； 射钉、自攻螺栓、 4 、射钉、自攻螺栓、焊钉连接 敏捷,安装便利,构件无须予先处理,适用于轻钢、敏捷,安装便利,构件无须予先处理,适用于轻钢、薄板结 焊钉用于混凝土和钢板的连接；构,不能受较大集中力；焊钉用于混凝土和钢板的连接；返回其次节 焊接方法和焊缝连接形式一、钢结构常用的焊接方法：钢结构常用的焊接方法： 1 、 手工电弧焊 . 最常用,设备简单,操作敏捷；但生产效率低,劳动强 最常用,设备简洁,操作敏捷；但生产效率低,度大,焊接质量受焊工的影响大；度大,焊接质量受焊工的影响大； . 焊条挑选：焊条应与焊件钢材相适应, Q235挑选 E43 型 焊条挑选：焊条应与焊件钢材相适应,Q235挑选 E43 型 选择 E43 （E43004328 ,Q345 采纳 E50 型焊条, Q390和 Q420采纳 E43004328 ,Q345采纳E50 型焊条, Q390和 Q420采纳 采纳 E50型焊条 E55 型焊条不同钢种之间 （ Q235 与 Q345宜选用低组 型焊条； E55 型焊条； 不同钢种之间 （例 Q235与 Q345宜选用低组 配方案（E43型）,即采纳低强度钢材相适应的焊条 即采纳低强度钢材相适应的焊条；配方案（ E43 型）,即采纳低强度钢材相适应的焊条； E 表示焊条（ Electrode）,前 表示焊条（ Electrode）,前 ）, 两位数字为熔敷金属的最小抗 拉强度（ , 后两位为 拉强度（kgf/mm2, 后两位为 焊接位置、电流及药皮类型等；3 2 4 5 6 1 7 焊接位置、电流及药皮类型等；手工电弧焊 1- 电源 2- 导线 3- 夹具 4- 焊条 5- 电弧 6- 焊件 7- 焊逢名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - 其次节焊接方法和焊缝连接形式名师精编优秀教案2、自动或半自动埋弧焊 大电流、 细焊丝, 熔深大, 适用于厚板焊接； 生产效率高,大电流、细焊丝,熔深大,适用于厚板焊接；生产效率高,质量高；焊件变形小；质量高；焊件变形小；自动焊的引弧、焊丝送下、自动焊的引弧、焊丝送下、焊剂堆落和焊丝沿焊缝方向的 移动都是自动的,移动都是自动的, 而半自动焊的焊接前进方式仍是依靠手持 焊枪移动；焊枪移动；4 8 9 3 2 12 10 6 5 7 11 1 自动埋弧电弧焊 1 电源 2 导线 3 夹具 4 焊丝 5 电弧 6 焊件 7 焊逢 8 转盘 9 漏斗 10 溶剂 11 熔化的溶剂 12 移动方向其次节 焊接方法和焊缝连接形式3、气体爱护焊 二氧化碳气体爱护焊是近年来进展起来的先进焊接方法；二氧化碳气体爱护焊是近年来进展起来的先进焊接方法；它 是利用气体作为爱护气体,使被熔化的金属不与空气接触,电弧 是利用气体作为爱护气体,使被熔化的金属不与空气接触,加热集中,焊接速度快,熔化深度大,焊丝强度高,塑性好；加热集中,焊接速度快,熔化深度大,焊丝强度高,塑性好；采 用高锰高硅型焊丝,具有较强的抗锈才能,焊缝不易产愤怒孔,用高锰高硅型焊丝, 具有较强的抗锈才能,焊缝不易产愤怒孔,适用于低碳钢、 低合金高强度钢以及其他合金钢的焊接；适用于低碳钢、低合金高强度钢以及其他合金钢的焊接；不适于风大的地方施焊；不适于风大的地方施焊；2 4、电阻焊等 利用电流通过焊件接触点表面的 电阻所产生的热量来熔化金属,电阻所产生的热量来熔化金属,再通过压力使其焊合；再通过压力使其焊合；适用于薄壁型钢的焊接,适用于薄壁型钢的焊接,板叠厚 度不超过 12mm 12mm； 度不超过 12mm；焊点主要承担剪 抗拉才能较差；力,抗拉才能较差；3 6 1 4 5 电阻焊1 电源 2 导线 3 夹头 4 焊件 5 压力 6 焊逢其次节 焊接方法和焊缝连接形式焊接方法 电 弧 焊 手工焊 焊 条短焊 条 350 400m m 焊剂 附于焊条 之药皮 焊剂之焊缝长而简单的焊缝 任意焊缝操作方式 全手动适应范围 工位复杂,形状复杂质量状况比自动焊略差自动焊连续 焊丝全自动质量匀称、质量匀称、塑性、韧性塑性、好,抗腐蚀性强 质量匀称、质量匀称、塑性、 塑性、韧性好,抗腐蚀性强 一般用作构造焊缝一般用作构造焊缝半自动焊连续 焊丝CO2 气体 爱护 无名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - 人工操作前进名师精编优秀教案电阻焊无通电、通电、加压、加压、机械手工薄板点焊中薄板、薄板、小型、不同材质结构气焊短、 光焊 条无（乙 炔仍 原）其次节 焊接方法和焊缝连接形式二、焊缝连接形式 根据被连接构件的相对位置来分为：根据被连接构件的相对位置来分为： .平接（直接对接和盖板对接）：厚度相同或相近的两构件 平接（）：厚度相同或相近的两构件 平接 直接对接和盖板对接） ： . 搭接：不同厚度的两构件, 传力不匀称, 费材料 搭接： 搭接 不同厚度的两构件,传力不匀称, .T 形连接（顶接） ：组合截面）：组合截面 T 形连接（顶接）： . 角部连接：箱形截面 角部连接：角部连接 盖板对接其次节 焊接方法和焊缝连接形式三、焊缝形式 按焊缝和两个被连接件间的相对位置分类；按焊缝和两个被连接件间的相对位置分类；对接焊缝：焊缝和两个被连接件的平行面相连；对接焊缝：焊缝和两个被连接件的平行面相连；角焊缝：焊缝和两个被连接件的相交面相连；角焊缝：焊缝和两个被连接件的相交面相连；其次节焊接方法和焊缝连接形式对接焊缝按受力与焊缝方向分：对接焊缝按受力与焊缝方.对接焊缝按受力与焊缝方向分：向分 a ）对接正焊缝：作用力方向与焊缝方向正交）对接正焊缝： b ）对接斜焊缝：作用力方向与焊缝方向斜交）对接斜焊缝： . 角焊缝按受力与焊缝方向分：角焊缝按受力与焊缝方向分：角焊缝按受力与焊缝方向分 端缝： a ）端缝： 作用力方向与焊缝长度方向垂直 侧缝： b ）侧缝：作用力方向与焊缝长度方向平行 c 斜角焊缝 斜缝）斜角焊缝（ c 斜角焊缝（斜缝）a b c d 焊逢的形式 a 对接焊逢（直缝） b 对接焊逢（斜缝） c 角焊逢（端缝） d 角焊逢（恻缝）其次节 焊接方法和焊缝连接形式.按焊缝连续性：按焊缝连续性：按焊缝连续性 a ）连续角焊缝 （重要构件）：受力较好）连续角焊缝 （重要构件） b ）断续角焊缝 （次要构件）：易发生应力集中）断续角焊缝 （次要构件）角焊缝间断距离 l 15t 受压） l 30t （受拉）, l 15t （ 断续角焊缝间断距离l 15t （受压）和 l 30t （受拉）, t 为较薄件的厚度a b 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 4 页