第3章钢结构的连接PPT讲稿.ppt
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1、第3章钢结构的连接第1页,共102页,编辑于2022年,星期二本章学习要点掌握连接的构造设计,能熟练地进行传力分析及连接的计算;能严格区分:焊透的对接焊缝连接和直角角焊缝连接的工作状态和计算方法的不同点;普通螺栓连接和高强度螺栓连接的工作状态和计算方法的不同点;了解各种连接的特点;了解焊接残余应力和焊接残余变形的基本概念及其对结构工作的影响。第2页,共102页,编辑于2022年,星期二3.1 钢结构的连接方法焊接连接螺栓连接铆钉连接第3页,共102页,编辑于2022年,星期二一、焊接连接方法:电弧产生热量焊条和焊件局部熔化冷却凝结成焊缝焊件连接成一体。优点:不削弱截面,构造简单,方便施工,连接
2、刚度大。缺点:材质变脆,存在残余应力,对裂纹敏感。应用范围:工业与民用建筑钢结构中的绝大部分连接。对接焊缝连接对接焊缝连接角焊缝连接角焊缝连接第4页,共102页,编辑于2022年,星期二二、铆钉连接方法:孔比铆钉直径大1mm,钉杆加热9001000,插入钉孔,铆钉枪打铆。优点:连接刚度大,传力可靠。缺点:对施工技术要求很高,费钢费工。应用范围:目前已逐步被高强螺栓所取代。第5页,共102页,编辑于2022年,星期二二、螺栓连接方法:通过螺栓产生紧固力,使被连接件连接成为一体。分类:普通螺栓连接 高强度螺栓连接A级、B级螺栓C级螺栓摩擦型承压型10.9S、8.8S高强度螺栓热处理后的屈强比的10
3、倍热处理后的抗拉强度的14.6 4.88.8N第6页,共102页,编辑于2022年,星期二二、螺栓连接普通螺栓连接A级、B级螺栓C级螺栓(精制螺栓)(粗制螺栓)螺栓孔类孔类孔应用范围:直接受较大动力荷载的重要结构的安装螺栓受拉安装螺栓;次要结构、可拆卸结构的受剪连接;安装时的临时连接d0d1.5mm3.0mmd0d0.3mm0.5mm第7页,共102页,编辑于2022年,星期二二、螺栓连接高强度螺栓连接 摩擦型传力方法:依靠接触面间的摩擦力来阻止其相互滑移,传递外力。优点:连接变形小,受力好,耐疲劳,可拆换,施工简便。应用范围:桥梁、高层钢结构、工业厂房钢结构d0d1.5mm2.0mm第8页,
4、共102页,编辑于2022年,星期二二、螺栓连接高强度螺栓连接 承压型传力方法:先由摩擦传力,滑移后依靠栓杆抗剪和承压传力。优点:承载能力高。应用范围:承受静力或间接动力荷载的结构缺点:摩擦力被克服后变形较大。d0d1.0mm1.5mm第9页,共102页,编辑于2022年,星期二3.2 焊接连接的特性焊接方法焊缝连接形式第10页,共102页,编辑于2022年,星期二一、焊接方法电弧焊(1)手工电弧焊方法:利用电弧产生热量熔化焊条和母材形成焊缝。优点:方便,特别在高空和野外作业,小型焊接;焊条:E43(T42)适用于Q235 E50(T50)适用于Q345 E55(T55)适用于Q390,Q42
5、0 其中43,50,55最小抗拉强度 焊接位置及电流种类,药皮。缺点:质量波动大,要求焊工等级高,劳动强度大,效率低。焊机焊机导线导线熔池熔池焊条焊条焊钳焊钳保护气体保护气体焊件焊件电弧电弧第11页,共102页,编辑于2022年,星期二一、焊接方法电弧焊(2)自动(半自动)埋弧焊方法:利用电弧产生热量熔化焊丝、焊剂和母材形成焊缝。优点:焊缝质量均匀,内部缺陷少,塑性、冲击韧性好,焊接速度快,生产效率高,成本低,劳动条件好;适用:梁、柱、板等的大批量拼装制造焊缝。半自动不规则的焊缝或间断短焊缝自动有规则的较长焊缝、焊丝转盘焊丝转盘送丝器送丝器焊剂漏斗焊剂漏斗焊剂焊剂熔渣熔渣焊件焊件埋弧自动焊埋弧
6、自动焊第12页,共102页,编辑于2022年,星期二一、焊接方法电弧焊(3)CO2气体保护焊方法:CO2气体作为电弧的保护介质,使熔化金属与空气隔离,以保持焊接过程稳定。优点:焊接速度快,强度高、塑性和抗腐性好。适用:厚或特厚钢板的焊接。第13页,共102页,编辑于2022年,星期二焊接连接视频演示第14页,共102页,编辑于2022年,星期二二、焊接连接形式对接连接搭接连接T形连接角部连接第15页,共102页,编辑于2022年,星期二焊接连接形式动画演示第16页,共102页,编辑于2022年,星期二三、焊缝形式对接焊缝焊透的对接焊缝部分焊透的对接焊缝按沿长度方向的布置连续角焊缝断续角焊缝正对
7、接焊缝斜对接焊缝按外力方向侧焊缝焊缝轴线平行于力线;端焊缝焊缝轴线垂直于力线;斜焊缝焊缝轴线倾斜于力线。角焊缝第17页,共102页,编辑于2022年,星期二动画:侧焊缝back第18页,共102页,编辑于2022年,星期二动画:端焊缝back第19页,共102页,编辑于2022年,星期二动画:斜焊缝back第20页,共102页,编辑于2022年,星期二四、焊缝的施焊位置平焊立焊横焊仰焊船形焊第21页,共102页,编辑于2022年,星期二3.3 对接焊缝的构造和计算对接焊缝的构造对接焊缝的强度对接焊缝的计算第22页,共102页,编辑于2022年,星期二对接焊缝的构造按焊件厚度不同,在焊件边缘加工
8、成不同形式的坡口连接不同宽度或厚度的钢板时,应从板的一侧或两侧做成坡度不大于1:2.5的斜角,两钢板厚度6mm时,当t6mm时,最大焊脚尺寸:第33页,共102页,编辑于2022年,星期二角焊缝的构造侧面角焊缝的最大计算长度:(静力或间接动力荷载)(动力荷载)40mm角焊缝的最小计算长度:杆件与节点板的连接焊缝,一般采用两边侧焊缝、三面围焊或L形焊缝。当角焊缝的端部在构件转角处时,作长度为2hf 的绕角焊,所有围焊和绕角焊的转角处,必须连接施焊。围焊和绕角焊:第34页,共102页,编辑于2022年,星期二角焊缝的构造两侧焊缝连接的焊缝长度及搭接宽度:200mm (tmin 12mm)(tmin
9、12mm)t1t2端焊缝连接的搭接长度:第35页,共102页,编辑于2022年,星期二角焊缝的强度侧面角焊缝的应力状态简单;弹性阶段;两端大,中间小;破坏面:45度喉部截面。第36页,共102页,编辑于2022年,星期二角焊缝的强度正面角焊缝的应力状态复杂;破坏面:AB、BC、BD截面。破坏强度高于侧面角焊缝。塑性变形低于侧面角焊缝。第37页,共102页,编辑于2022年,星期二直角角焊缝强度计算的基本公式NsinNcosNNsin第38页,共102页,编辑于2022年,星期二直角角焊缝强度计算的基本公式正面角焊缝的强度设计值增大系数直接承受动力荷载时:端焊缝:侧焊缝:第39页,共102页,编
10、辑于2022年,星期二轴心力作用时角焊缝连接的计算用盖板的对接连接1正面角焊缝受力:2侧面角焊缝受力:3三面围焊缝受力:第40页,共102页,编辑于2022年,星期二轴心力作用时角焊缝连接的计算斜向轴心力1分力法:2直接法:斜焊缝的强度设计值增大系数直接承受动力荷载时:第41页,共102页,编辑于2022年,星期二轴心力作用时角焊缝连接的计算角钢和节点板的连接三面围焊第42页,共102页,编辑于2022年,星期二轴心力作用时角焊缝连接的计算角钢和节点板的连接两面侧焊第43页,共102页,编辑于2022年,星期二轴心力作用时角焊缝连接的计算角钢和节点板的连接L形焊第44页,共102页,编辑于20
11、22年,星期二M、N、V联合作用矩形截面第45页,共102页,编辑于2022年,星期二M、N、V联合作用工字梁(或牛腿)与柱翼缘假定:腹板焊缝承受全部剪力,全部焊缝承受弯矩第46页,共102页,编辑于2022年,星期二M、N、V联合作用工字梁(或牛腿)与柱翼缘第47页,共102页,编辑于2022年,星期二M、N、V联合作用工字梁(或牛腿)与柱翼缘假定:腹板焊缝承受全部剪力,翼缘焊缝承受全部弯矩第48页,共102页,编辑于2022年,星期二M、N、V联合作用工字梁(或牛腿)与柱翼缘第49页,共102页,编辑于2022年,星期二T、V、N联合作用围焊受T作用的计算假定(1)钢板绝对刚性,焊缝在弹性
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