钢结构连接概论.ppt

第三章第三章 钢结构的连接钢结构的连接uu钢结构的钢结构的连接方法连接方法uu焊接方法和焊接连接形式焊接方法和焊接连接形式uu角焊缝连接的构造和计算角焊缝连接的构造和计算uu对接焊缝连接的构造和计算对接焊缝连接的构造和计算uu焊接残余应力和残余变形焊接残余应力和残余变形uu普通螺栓连接的构造和计算普通螺栓连接的构造和计算uu高强螺栓连接的构造和计算高强螺栓连接的构造和计算3.1 钢结构的连接方法和特点钢结构的连接方法和特点一一一一.钢结构的连接设计原则钢结构的连接设计原则钢结构的连接设计原则钢结构的连接设计原则 安全可靠、传力明确、构造简单、制造方便和节约钢材。安全可靠、传力明确、构造简单、制造方便和节约钢材。安全可靠、传力明确、构造简单、制造方便和节约钢材。安全可靠、传力明确、构造简单、制造方便和节约钢材。二二二二.钢结构的钢结构的钢结构的钢结构的连接方法分类连接方法分类连接方法分类连接方法分类 焊接连接，铆钉连接，螺栓连接，射钉、自攻螺栓连接焊接连接，铆钉连接，螺栓连接，射钉、自攻螺栓连接焊接连接，铆钉连接，螺栓连接，射钉、自攻螺栓连接焊接连接，铆钉连接，螺栓连接，射钉、自攻螺栓连接第三章 钢结构的连接3.1 钢结构的连接方法和特点3.1 3.1 钢结构的连接方法和特点钢结构的连接方法和特点钢结构的连接方法和特点钢结构的连接方法和特点三三三三.钢结构的连接特点钢结构的连接特点钢结构的连接特点钢结构的连接特点1 1焊接连接焊接连接焊接连接焊接连接 优优优优点点点点：不不不不削削削削弱弱弱弱截截截截面面面面，方方方方便便便便施施施施工工工工，连连连连接接接接刚刚刚刚度度度度大大大大,气气气气密密密密性性性性和和和和水水水水密密密密性性性性都较好都较好都较好都较好 ；缺点：材质易脆，存在残余应力，对裂纹敏感。缺点：材质易脆，存在残余应力，对裂纹敏感。缺点：材质易脆，存在残余应力，对裂纹敏感。缺点：材质易脆，存在残余应力，对裂纹敏感。2 2铆钉连接铆钉连接铆钉连接铆钉连接 孔孔孔孔比比比比钉钉钉钉直直直直径径径径大大大大1mm1mm，加加加加热热热热90090010001000，铆铆铆铆钉钉钉钉枪枪枪枪打打打打铆铆铆铆。连连连连接接接接塑塑塑塑性性性性、韧韧韧韧性性性性好好好好，传传传传力力力力可可可可靠靠靠靠，但但但但对对对对施施施施工工工工技技技技术术术术要要要要求求求求很很很很高高高高，劳劳劳劳动动动动强强强强度大，施工速度慢，费钢费工，将逐步被高强螺栓所取代。度大，施工速度慢，费钢费工，将逐步被高强螺栓所取代。度大，施工速度慢，费钢费工，将逐步被高强螺栓所取代。度大，施工速度慢，费钢费工，将逐步被高强螺栓所取代。3 3螺栓连接螺栓连接螺栓连接螺栓连接 螺栓连接又分普通螺栓连接和高强螺栓连接两种。螺栓连接又分普通螺栓连接和高强螺栓连接两种。螺栓连接又分普通螺栓连接和高强螺栓连接两种。螺栓连接又分普通螺栓连接和高强螺栓连接两种。4.4.射钉、自攻螺栓连接射钉、自攻螺栓连接射钉、自攻螺栓连接射钉、自攻螺栓连接 灵灵灵灵活活活活，安安安安装装装装方方方方便便便便，构构构构件件件件无无无无须须须须予予予予先先先先处处处处理理理理，适适适适用用用用于于于于轻轻轻轻钢钢钢钢、薄薄薄薄板板板板结结结结构，不能受较大集中力构，不能受较大集中力构，不能受较大集中力构，不能受较大集中力第三章 钢结构的连接3.1 钢结构的连接方法和特点3.2 焊接方法和焊接连接形式焊接方法和焊接连接形式3.2.1 3.2.1 钢结构常用的焊接方法钢结构常用的焊接方法钢结构常用的焊接方法钢结构常用的焊接方法 常用的焊接方法有：电弧焊、电阻焊和气焊。常用的焊接方法有：电弧焊、电阻焊和气焊。常用的焊接方法有：电弧焊、电阻焊和气焊。常用的焊接方法有：电弧焊、电阻焊和气焊。一一一一.电弧焊电弧焊电弧焊电弧焊 电弧焊又分手工电弧焊、自动或半自动埋弧电弧焊。电弧焊又分手工电弧焊、自动或半自动埋弧电弧焊。电弧焊又分手工电弧焊、自动或半自动埋弧电弧焊。电弧焊又分手工电弧焊、自动或半自动埋弧电弧焊。原原原原理理理理：利利利利用用用用通通通通电电电电后后后后焊焊焊焊条条条条和和和和焊焊焊焊件件件件之之之之间间间间产产产产生生生生的的的的强强强强大大大大电电电电弧弧弧弧提提提提供供供供热热热热源源源源熔化焊条和母材形成焊缝。熔化焊条和母材形成焊缝。熔化焊条和母材形成焊缝。熔化焊条和母材形成焊缝。焊缝质量比较可靠，是一种最常用的焊接方法焊缝质量比较可靠，是一种最常用的焊接方法焊缝质量比较可靠，是一种最常用的焊接方法焊缝质量比较可靠，是一种最常用的焊接方法 第三章 钢结构的连接3.2 焊接方法和焊接连接形式3.2.1 3.2.1 钢结构常用的焊接方法钢结构常用的焊接方法钢结构常用的焊接方法钢结构常用的焊接方法1 1）手工电弧焊）手工电弧焊）手工电弧焊）手工电弧焊 优点：方便，特别在高空和野外作业，小型焊接；优点：方便，特别在高空和野外作业，小型焊接；优点：方便，特别在高空和野外作业，小型焊接；优点：方便，特别在高空和野外作业，小型焊接；缺点：质量波动大，要求焊工等级高，劳动强度大，效率低。缺点：质量波动大，要求焊工等级高，劳动强度大，效率低。缺点：质量波动大，要求焊工等级高，劳动强度大，效率低。缺点：质量波动大，要求焊工等级高，劳动强度大，效率低。焊件与焊条的匹配关系：焊件与焊条的匹配关系：焊件与焊条的匹配关系：焊件与焊条的匹配关系：焊条：焊条：焊条：焊条：E4300-E4328 E4300-E4328 型型型型适于适于适于适于Q235Q235钢钢钢钢 E5000-E5048 E5000-E5048型型型型适于适于适于适于Q345Q345钢；钢；钢；钢；E5500-E5518 E5500-E5518型型型型适于适于适于适于Q390Q390、Q420Q420钢；钢；钢；钢；其中：其中：其中：其中：4343、5050、5555溶敷金属的最小抗拉强度，单位为溶敷金属的最小抗拉强度，单位为溶敷金属的最小抗拉强度，单位为溶敷金属的最小抗拉强度，单位为kg/mmkg/mm2 2;（第三、四位（第三、四位（第三、四位（第三、四位)焊接位置、药皮类型及电流种类。焊接位置、药皮类型及电流种类。焊接位置、药皮类型及电流种类。焊接位置、药皮类型及电流种类。注意：不同钢种的钢材焊接时，宜采用与低强度钢材相适应的注意：不同钢种的钢材焊接时，宜采用与低强度钢材相适应的注意：不同钢种的钢材焊接时，宜采用与低强度钢材相适应的注意：不同钢种的钢材焊接时，宜采用与低强度钢材相适应的焊条焊条焊条焊条。第三章 钢结构的连接3.2 焊接方法和焊接连接形式2 2）自动或）自动或半自动埋弧电弧焊半自动埋弧电弧焊 优点：焊接速度快、效率高；工艺条件稳定、焊接质量优点：焊接速度快、效率高；工艺条件稳定、焊接质量好；电弧热量集中，熔深大，适于厚板焊接。好；电弧热量集中，熔深大，适于厚板焊接。焊丝与母材的匹配关系：焊丝与母材的匹配关系：Q235 Q235钢：钢：H08H08、H08AH08A、H08MnAH08MnA焊丝配焊丝配高锰、高硅型焊剂高锰、高硅型焊剂 Q345 Q345、Q390Q390钢：钢：H08AH08A、H08EH08E焊丝配焊丝配高锰型焊剂高锰型焊剂 H08Mn H08Mn、H08MnAH08MnA焊丝配中焊丝配中锰、高锰型焊剂锰、高锰型焊剂 H10Mn2 H10Mn2焊丝配无焊丝配无锰、低锰型焊剂锰、低锰型焊剂半自动焊除人工操作前进外，其余与自动焊相同。半自动焊除人工操作前进外，其余与自动焊相同。3.2.1 3.2.1 3.2.1 3.2.1 钢结构常用的焊接方法钢结构常用的焊接方法钢结构常用的焊接方法钢结构常用的焊接方法第三章 钢结构的连接3.2 焊接方法和焊接连接形式二二.电阻焊电阻焊 原理：利用电流通过焊件接触点表面的电阻所产生的热量原理：利用电流通过焊件接触点表面的电阻所产生的热量来融化金属来融化金属,再通过压力使其焊合。再通过压力使其焊合。应用应用:适于厚度为适于厚度为6-126-12的板叠焊接的板叠焊接.常用于薄钢焊接常用于薄钢焊接.三三.气焊气焊 原理：利用乙炔在氧气中燃烧而形成的火焰来熔化焊条原理：利用乙炔在氧气中燃烧而形成的火焰来熔化焊条,形成焊缝形成焊缝.应用应用:常用于薄钢或小型钢焊接。常用于薄钢或小型钢焊接。第三章 钢结构的连接3.2 焊接方法和焊接连接形式3.2.1 3.2.1 钢结构常用的焊接方法钢结构常用的焊接方法3.2.2 焊接连接形式及焊缝形式焊接连接形式及焊缝形式一一一一.焊接连接形式焊接连接形式焊接连接形式焊接连接形式(焊接接头形式焊接接头形式焊接接头形式焊接接头形式)按焊件的相对位置可分为按焊件的相对位置可分为按焊件的相对位置可分为按焊件的相对位置可分为:平接、搭接、平接、搭接、平接、搭接、平接、搭接、T T形连接、角部连接形连接、角部连接形连接、角部连接形连接、角部连接四种四种四种四种第三章 钢结构的连接3.2 焊接方法和焊接连接形式二二 .焊缝形式焊缝形式1.1.按焊缝构造可分为：按焊缝构造可分为：对接焊缝、角焊缝、塞焊缝、槽焊缝、对接焊缝、角焊缝、塞焊缝、槽焊缝、点焊缝点焊缝五种基本形式。五种基本形式。2.2.按受力方向可分为：按受力方向可分为：对接焊缝对接焊缝 直对接焊缝和斜对接焊缝直对接焊缝和斜对接焊缝 角焊缝角焊缝 正面（端）角焊缝正面（端）角焊缝（焊缝轴线垂直于力线）、（焊缝轴线垂直于力线）、侧面角侧面角焊缝焊缝（焊缝轴线平行于力线）和斜焊缝（焊缝轴线倾斜于力线）。（焊缝轴线平行于力线）和斜焊缝（焊缝轴线倾斜于力线）。第三章 钢结构的连接3.2 焊接方法和焊接连接形式3.2.2 3.2.2 焊接连接形式及焊缝形式焊接连接形式及焊缝形式焊接连接形式及焊缝形式焊接连接形式及焊缝形式 3.3.按沿焊缝长度方向的布置可分为：按沿焊缝长度方向的布置可分为：连续角焊缝和间断角连续角焊缝和间断角焊缝焊缝。前者受力性能好，常用；后者起、灭弧处易引起应力。前者受力性能好，常用；后者起、灭弧处易引起应力集中，只用于次要构件或受力很小的连接中。间断角焊缝的集中，只用于次要构件或受力很小的连接中。间断角焊缝的间断距离应满足间断距离应满足 （受压构件）或（受压构件）或 （受拉构件），（受拉构件），t t为较薄构件的厚度。为较薄构件的厚度。第三章 钢结构的连接3.2 焊接方法和焊接连接形式3.2.2 焊接连接形式及焊缝形式焊接连接形式及焊缝形式4.4.按焊缝的按焊缝的施焊施焊位置可分为位置可分为:平焊、横焊、立焊、仰焊平焊、横焊、立焊、仰焊。平焊。平焊（仰焊）施焊方便，质量易于保证；尽量采用仰焊操作条件（仰焊）施焊方便，质量易于保证；尽量采用仰焊操作条件最差，质量不易保证，应尽量避免。最差，质量不易保证，应尽量避免。第三章 钢结构的连接3.2 焊接方法和焊接连接形式3.2.2 焊接连接形式及焊缝形式焊接连接形式及焊缝形式3.2.3 焊缝缺陷及焊缝质量检验焊缝缺陷及焊缝质量检验一一一一.焊缝缺陷焊缝缺陷焊缝缺陷焊缝缺陷 焊缝缺陷可分为：外部缺陷（位于焊缝表面）和内部缺陷焊缝缺陷可分为：外部缺陷（位于焊缝表面）和内部缺陷（位于焊缝内部）。（位于焊缝内部）。裂纹、气孔、烧穿和未焊透等缺陷裂纹、气孔、烧穿和未焊透等缺陷 其它缺陷有夹渣、未焊透、咬边、焊瘤等。其中裂纹的危害其它缺陷有夹渣、未焊透、咬边、焊瘤等。其中裂纹的危害程度最为严重。程度最为严重。二二.焊缝缺陷的影响焊缝缺陷的影响 削弱了焊缝的截面面积，不同程度地降低了焊缝强度。在缺削弱了焊缝的截面面积，不同程度地降低了焊缝强度。在缺陷处容易形成应力集中现象陷处容易形成应力集中现象,对连接强度、冲击韧性、冷弯对连接强度、冲击韧性、冷弯性能等均有不利影响。因此施工时应引起足够的重视。性能等均有不利影响。因此施工时应引起足够的重视。第三章 钢结构的连接3.2 焊接方法和焊接连接形式3.2.3 3.2.3 焊缝缺陷及焊缝质量检验焊缝缺陷及焊缝质量检验焊缝缺陷及焊缝质量检验焊缝缺陷及焊缝质量检验三三.焊缝质量检验的常用方法焊缝质量检验的常用方法 常用方法有：外观检验（用肉眼或常用方法有：外观检验（用肉眼或5-205-20倍的防大镜观察），检倍的防大镜观察），检验外部缺陷和几何尺寸；及内部无损检验（用超声波、验外部缺陷和几何尺寸；及内部无损检验（用超声波、X X 射线射线或或 射线检验），检验内部缺陷。射线检验），检验内部缺陷。四四.焊缝质量检验级别和标准焊缝质量检验级别和标准 焊缝质量检验级别：钢结构工程施工质量验收规范焊缝质量检验级别：钢结构工程施工质量验收规范(GB50205)(GB50205)规定焊缝依其质量检查标准分为一、二、三级。规定焊缝依其质量检查标准分为一、二、三级。检验标准：三级只作外观检查且符合三级质量检验标准。检查检验标准：三级只作外观检查且符合三级质量检验标准。检查焊缝实际尺寸是否符合设计要求和有无看得见的裂纹，咬边等焊缝实际尺寸是否符合设计要求和有无看得见的裂纹，咬边等缺陷。缺陷。一级、二级除外观检查外，还要求一定数量的超声波一级、二级除外观检查外，还要求一定数量的超声波检验并符合相应级别的质量检验标准。二级要求用超声波检验检验并符合相应级别的质量检验标准。二级要求用超声波检验每条焊缝的每条焊缝的2020长度，且不小于长度，且不小于200mm200mm；一级要求检验每条焊；一级要求检验每条焊缝全部长度，以便揭示焊缝内部缺陷。当超声波探伤不能对缺缝全部长度，以便揭示焊缝内部缺陷。当超声波探伤不能对缺陷作出判断时，应采用射线探伤，探伤比例与超声波相同。陷作出判断时，应采用射线探伤，探伤比例与超声波相同。第三章 钢结构的连接3.2 焊接方法和焊接连接形式3.2.3 3.2.3 焊缝缺陷及焊缝质量检验焊缝缺陷及焊缝质量检验焊缝缺陷及焊缝质量检验焊缝缺陷及焊缝质量检验五五五五.焊缝质量等级的选用焊缝质量等级的选用焊缝质量等级的选用焊缝质量等级的选用角焊缝一般采用三级焊缝，对于重要连接部位的角焊缝，要求角焊缝一般采用三级焊缝，对于重要连接部位的角焊缝，要求角焊缝一般采用三级焊缝，对于重要连接部位的角焊缝，要求角焊缝一般采用三级焊缝，对于重要连接部位的角焊缝，要求其外观质量等级为二级。其外观质量等级为二级。其外观质量等级为二级。其外观质量等级为二级。对接焊缝的抗拉强度有较大的变异性，钢结构工程施工质量对接焊缝的抗拉强度有较大的变异性，钢结构工程施工质量对接焊缝的抗拉强度有较大的变异性，钢结构工程施工质量对接焊缝的抗拉强度有较大的变异性，钢结构工程施工质量验收标准规定其设计值只为主体钢结构的验收标准规定其设计值只为主体钢结构的验收标准规定其设计值只为主体钢结构的验收标准规定其设计值只为主体钢结构的85%85%左右。因此，左右。因此，左右。因此，左右。因此，对有较大拉应力的对接焊缝以及直接受动力荷载的构件的较对有较大拉应力的对接焊缝以及直接受动力荷载的构件的较对有较大拉应力的对接焊缝以及直接受动力荷载的构件的较对有较大拉应力的对接焊缝以及直接受动力荷载的构件的较重要的对接焊缝，宜采用二级焊缝；重要的对接焊缝，宜采用二级焊缝；重要的对接焊缝，宜采用二级焊缝；重要的对接焊缝，宜采用二级焊缝；对抵抗动力和疲劳性能有较高要求的部位可采用一级焊缝。对抵抗动力和疲劳性能有较高要求的部位可采用一级焊缝。对抵抗动力和疲劳性能有较高要求的部位可采用一级焊缝。对抵抗动力和疲劳性能有较高要求的部位可采用一级焊缝。规范对焊缝质量等级的选用的规定规范对焊缝质量等级的选用的规定规范对焊缝质量等级的选用的规定规范对焊缝质量等级的选用的规定第三章 钢结构的连接3.2 焊接方法和焊接连接形式3.2.4 3.2.4 焊缝的标注方法焊缝的标注方法 由由引出线、图形符号和辅助符号引出线、图形符号和辅助符号三部分组成。三部分组成。引出线有横线和带箭头的斜线组成，箭头指到图形上相应的焊缝处，当引出线有横线和带箭头的斜线组成，箭头指到图形上相应的焊缝处，当引出线的箭头指向焊缝所在的一面时，应将图形符号和焊缝尺寸等标注在引出线的箭头指向焊缝所在的一面时，应将图形符号和焊缝尺寸等标注在水平横线的上面；当引出线的箭头指向焊缝所在的另一面时，应标注在水水平横线的上面；当引出线的箭头指向焊缝所在的另一面时，应标注在水平横线的下面。必要时，可在水平横线的末端加一尾部作其它辅助说明。平横线的下面。必要时，可在水平横线的末端加一尾部作其它辅助说明。第三章 钢结构的连接3.2 焊接方法和焊接连接形式3.2.4 3.2.4 焊缝的标注方法焊缝的标注方法第三章 钢结构的连接3.2焊接方法和焊接连接形式