钢结构讲解课件超详细.钢结构知识点总结.ppt

《钢结构讲解课件超详细.钢结构知识点总结.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钢结构讲解课件超详细.钢结构知识点总结.ppt（347页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、钢结构钢结构-主要内容主要内容一、绪论二、材性三、连接四、基本构件一、钢结构的特点及应用优点1、强度高，重量轻大跨度结构,高层,高耸结构 钢材 比重：7850Kg/m3,抗拉设计强度（300）N/mm2 重量/强度26 混凝土 比重：2500Kg/m3,抗压设计强度（14）N/mm2 重量/强度175 木材 比重：500Kg/m3,顺纹抗拉强度（10）N/mm2 重量/强度502、材性好，可靠性高3、工业化程度高，工期短自动钢板切割埋弧自动焊作业面多现场基础施工工厂钢构制作4、有效使用空间大5、运输、安装方便6、可拆卸、改造，建筑垃圾少，材料可重复利用7、密封性好8、抗震性好缺点9、有一定耐热

2、性，但抗火性能差温度对钢材力学性能的影响需采取防火对策10、耐腐蚀性能差 热浸锌（25年）酸洗、清洗、干燥、热浸锌、后处理 质量稳定、工业化程度高，但构件尺寸受锌槽尺寸控制 热喷铝复合涂层（25年）喷砂、喷锌（铝）、喷铝、喷复合涂层 不受体型大小限制、无热影响，构件形状复杂时操作困难 普通防腐蚀方法（35年）除锈、底漆、面漆 操作方便，防腐有效年限短轻质高强材性好，可靠性高工业化程度高，工期短有效使用空间大运输、安装方便可拆卸、改造，建筑垃圾少，材料可重复利用密封性好抗震性好有一定耐热性，但抗火性能差耐腐蚀性能差应用:重，高，大，轻会展场馆 体育建筑 机场 剧院高层建筑 塔桅结构 厂房 仓储

3、住宅桥梁 储罐 其他构筑物二、钢结构的可能破坏形式结构的整体失稳结构和构件的局部失稳结构的塑性破坏、脆性断裂结构的疲劳破坏结构的累积损伤破坏结构的整体失稳 结构所承受的外荷载尚未达到按强度计算得到的结构破坏荷载时，结构已不能承担荷载，并产生较大变形，整个结构偏离原来的平衡位置而倒塌。结构和构件的局部失稳 结构或构件在保持整体稳定的条件下，结构中的局部构件或结构中的板件已不能承受外荷载的作用而失去稳定。构件：受压柱、受弯梁 板件：受压翼缘、受压腹板结构的整体失稳结构和构件的局部失稳 结构的塑性破坏、脆性破坏 属结构的强度破坏。破坏时出现明显的变形的为塑性破坏；破坏时无明显的变形的为脆性破坏。结构

4、的疲劳破坏 结构在反复荷载（低于屈服强度）作用下产生的破坏。结构的累积损伤破坏 结构在反复荷载（高于屈服强度）作用下，反复次数并不多的情况下产生的破坏。结构的塑性破坏结构的脆性破坏 足够强度、刚度和稳定性，结构安全可靠；符合建筑使用要求，具有良好耐久性；节约钢材，减轻重量；制造简单、安装方便，节约劳动力；便于运输、维护；结构适当外露、美观。三、钢结构设计要求钢构初始缺陷钢构初始缺陷：两种：几何缺陷和力学缺陷两种：几何缺陷和力学缺陷1）几何缺陷）几何缺陷初弯曲，倾斜，长度尺寸误差初弯曲，倾斜，长度尺寸误差初偏心初偏心2）力学缺陷）力学缺陷残余应力残余应力对结构性能有不利影响对结构性能有不利影响四

5、、四、钢结构设计的规定钢结构设计的规定1 1）设计原则概率极限状态设计法1 1、承重结构设计均按承载能力极限状态和正常使用极限状态来进行的 2 2、计算结构或构件的强度，稳定性及连接的强度时应采用荷载的设计值；计算疲劳和变形时，采用荷载的标准值。3 3、直接承受动力荷载的结构尚应考虑动力系数，按照规范进行 2）设计表达式强度、稳定性计算采用的承载能力极限状态应力设计表达式：式中式中：0结构重要性系数；结构重要性系数；一级一级1.1,二级二级1.0,三级三级0.9GK恒载标准值在结构构件或连接中产生的应力，恒载标准值在结构构件或连接中产生的应力，G恒载分项系数，恒载分项系数，活载控制：一般取活载

6、控制：一般取1.2，当永久荷载效应对结构有利时取，当永久荷载效应对结构有利时取1.0；恒载控制：取恒载控制：取1.35Q1K,QiK第第1，i个可变荷载标准值个可变荷载标准值在结构构件或连接中产生的在结构构件或连接中产生的应力；应力；Q活载分项系数，取活载分项系数，取1.，c荷载组合系数；荷载组合系数；f结构构件或连接的强度设计值结构构件或连接的强度设计值取不利值：结构或构件变形验算采用的正常使用极限状态的验算表达式：第二章第二章 材材 性性重点和难点1 1 钢材的应力应变曲线和关键指标2 2 引起钢材脆性破坏的可能的原因3 3 钢材的疲劳计算主要内容主要内容1 钢材的基本性能和指标2 影响钢

7、材性能的主要因素3 复杂应力与应力集中 4 钢材疲劳现象5 超屈服荷载作用（反复作用）6 钢材的塑性破坏和脆性破坏7 钢材的品种与规格8 钢材的选用原则1 钢材的基本性能和指标强度 比例极限、比例极限、屈服强度、抗拉强度屈服强度、抗拉强度、屈强比、屈强比塑性 伸长率、面缩率伸长率、面缩率韧性 静力韧性、冲击韧性静力韧性、冲击韧性冷弯性能 冷弯冷弯实实验验可焊性 施工可焊性、使用可焊性施工可焊性、使用可焊性耐久性 抗腐蚀能力、抗疲劳能力抗腐蚀能力、抗疲劳能力各性能特征指标、指标来源、作用比例极限、屈服强度、抗拉强度、屈强比5、10 伸长率、面缩率2 影响钢材性能的主要因素(1)化学成分占钢材占钢

8、材99%的铁的铁Fe除外，还有除外，还有C、Si、Mn、V、S(O)、P(N)等等(2)生产过程冶炼冶炼、浇铸浇铸、轧制轧制(3)时效时效使钢材强度提高，塑性、冲击韧性降低。时效使钢材强度提高，塑性、冲击韧性降低。(4)冷作硬化在冷加工过程中引起钢材硬化称冷作硬化。会提高强度、降低韧在冷加工过程中引起钢材硬化称冷作硬化。会提高强度、降低韧性、塑性。性、塑性。(5)温度高温：高温：2500C蓝脆（抗拉强度提高而韧性下降）蓝脆（抗拉强度提高而韧性下降）6000C时强度为零）时强度为零）低温：到冷脆临界温度时，冲击韧性急剧下降。低温：到冷脆临界温度时，冲击韧性急剧下降。3 复杂应力与应力集中（1）钢

9、材在复杂应力作用下的性能材料由弹性状态转变为塑性状态时的综合强度指标，要用材料由弹性状态转变为塑性状态时的综合强度指标，要用单位体积内的变形能衡量。即用能量（第四）强度理论判单位体积内的变形能衡量。即用能量（第四）强度理论判定。折算应力公式为：定。折算应力公式为：在平面状态下，与在平面状态下，与Z有关者均为零有关者均为零：在一般梁中：在一般梁中：在纯剪时：在纯剪时：3 复杂应力与应力集中（2）应力集中1 1）定义：由于构件形状或截面的突然变化及缺陷导致结构局部应力大大超越其平均值的现象。2 2）不利影响：促成脆性断裂和疲劳破坏。3 3）对策：钢材要有良好的塑性；园滑而渐变的过渡构造设计；减少轧

10、制、焊接的缺陷。钢板上有圆孔时的应力集中化学成分冶金缺陷（偏析、非金属夹杂）温度（热脆、低温冷脆）冷作硬化时效硬化应力集中同号三向主应力状态4 钢材疲劳现象钢材的高周疲劳破坏机理 外部条件：连续反复荷载作用；内部变化过程：材料内部裂纹缓慢扩展，最后迅速扩张、断裂；破坏特征：应力低于屈服点，无明显变形，断口平直，突然断裂，属脆性破坏。疲劳强度钢材在一定次数钢材在一定次数N N的反复荷载作用下发生疲劳破坏，则破的反复荷载作用下发生疲劳破坏，则破坏应力即为相应于荷载次数坏应力即为相应于荷载次数N N的疲劳强度。的疲劳强度。疲劳寿命相应的上述的反复次数相应的上述的反复次数N N则被称为疲劳寿命。则被称

11、为疲劳寿命。疲劳极限循环无穷次而不破坏的应力上限称为疲劳极限。循环无穷次而不破坏的应力上限称为疲劳极限。4 钢材疲劳现象疲劳计算（常幅）疲劳计算（常幅）疲劳计算（常幅）疲劳计算（常幅）与与N N的关系的关系C C、按实验确定，与结构或连接的形式有关。按实验确定，与结构或连接的形式有关。4 钢材疲劳现象7 钢材的品种与规格（1）品种（牌号）的表示 Q Q屈服强度 屈服强度数值，单位：质量等级，分A、B、C、D、E五级，越后质量越好 脱氧方法，括号内代号表示：F沸腾钢；b半镇静钢；（Z）镇静钢；（）表示可以不写；（TZ）特殊镇静钢（D级以上只能是TZ级）如：Q235D 5 钢材的品种与规格（2）常

12、用品种 普通碳素钢Q235AF,b,(z)(旧称旧称3号钢号钢)Q235BF,b,(z)常温下常温下Ak要求要求Q235C(z)零度零度Ak要求要求Q235D(TZ)-20度度Ak要求要求 低合金钢 Q345A,B,C,D,E：Ak 34J（E为为27J）Q390A,B,C,D,EQ420A,B,C,D,E 7 钢材的品种与规格（3）钢材质量保证规定力学性能力学性能 ：屈服强度、抗拉强度、伸长率；屈服强度、抗拉强度、伸长率；焊接承重结构和重要非焊接承重结构有冷弯试焊接承重结构和重要非焊接承重结构有冷弯试验的要求；验的要求；有疲劳、低温工作的钢结构需有冲击韧性要求。有疲劳、低温工作的钢结构需有冲

13、击韧性要求。化学成分：化学成分：低碳钢：碳、锰、硅、硫、磷；低碳钢：碳、锰、硅、硫、磷；低合金钢：碳、锰、硅、硫、磷、钒、铌、钛低合金钢：碳、锰、硅、硫、磷、钒、铌、钛等。等。钢材在低温下，强度钢材在低温下，强度_，塑性，塑性_，冲击韧性，冲击韧性_。(A,B,B)（A）提高）提高（B）下降）下降（C）不变）不变（D）可能提高也可能下降）可能提高也可能下降钢材应力应变关系的理想弹塑性模型是_。(A)在构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况是在构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况是_的典型特征。的典型特征。(B)（A）脆性破坏）脆性破坏（B）塑性破坏）塑性破坏（C）强度破坏）强度破坏（D）失稳破坏

14、）失稳破坏建筑钢材的伸长率与建筑钢材的伸长率与_标准拉伸试件标距间长度的伸长值有关。标准拉伸试件标距间长度的伸长值有关。(D)（A）到达屈服应力时）到达屈服应力时（B）到达极限应力时）到达极限应力时（C）试件塑性变形后）试件塑性变形后（D）试件断裂后）试件断裂后钢材的设计强度是根据钢材的设计强度是根据_确定的。确定的。(C)（A）比例极限）比例极限（B）弹性极限）弹性极限（C）屈服点）屈服点（D）极限强度）极限强度结构工程中使用钢材的塑性指标，目前最主要用_表示。(D)（A）流幅（B）冲击韧性（C）可焊性（D）伸长率钢材牌号Q235，Q345，Q390是根据材料_命名的。(A)（A）屈服点（B

15、）设计强度（C）标准强度（D）含碳量钢材经历了应变硬化（应变强化）之后钢材经历了应变硬化（应变强化）之后_。(A)（A）强度提高）强度提高（B）塑性提高）塑性提高（C）冷弯性能提高）冷弯性能提高（D）可焊性提高）可焊性提高下列因素中_与钢构件发生脆性破坏无直接关系。(A)（A）钢材屈服点的大小（B）钢材含碳量（C）负温环境（D）应力集中同类钢种的钢板，厚度越大，_。(A)（A)强度越低（B）塑性越好（C）韧性越好（D）内部构造缺陷越少钢材的抗剪设计强度钢材的抗剪设计强度fv与与f有关，一般而言，有关，一般而言，fv_。(A)（A）f（B）f（C）f3（D）3f对钢材的分组是根据钢材的对钢材的分

16、组是根据钢材的_确定的。确定的。(D)（A）钢种）钢种（B）钢号）钢号（C）横截面积的大小）横截面积的大小（D）厚度与直径）厚度与直径钢材在复杂应力状态下的屈服条件是由_等于单向拉伸时的屈服点决定的。(D)（A）最大主拉应力1（B）最大剪应力1（C）最大主压应力3（D）折算应力eqak是钢材的是钢材的_指标。指标。(A)（A）韧性性能）韧性性能（B）强度性能）强度性能（C）塑性性能）塑性性能（D）冷加工性能）冷加工性能在进行正常使用极限状态计算时，计算用的荷载在进行正常使用极限状态计算时，计算用的荷载_。(D)（A）需要将永久荷载的标准值乘以永久荷载分项系数）需要将永久荷载的标准值乘以永久荷载

17、分项系数（B）需要将可变荷载的标准值乘以可变荷载分项系数）需要将可变荷载的标准值乘以可变荷载分项系数（C）永久荷载和可变荷载都要乘以各自的荷载分项系数）永久荷载和可变荷载都要乘以各自的荷载分项系数（D）永久荷载和可变荷载都用标准值，不必乘荷载分项）永久荷载和可变荷载都用标准值，不必乘荷载分项系数系数进行疲劳验算时，计算部位的应力幅应按进行疲劳验算时，计算部位的应力幅应按_。(A)（A）不考虑动力系数的荷载标准值计算）不考虑动力系数的荷载标准值计算（B）不考虑动力系数的荷载设计值计算）不考虑动力系数的荷载设计值计算（C）考虑动力系数的荷载标准值计算）考虑动力系数的荷载标准值计算（D）考虑动力系数

18、的荷载设计值计算）考虑动力系数的荷载设计值计算沸腾钢与镇静钢冶炼浇注方法的主要不同之处是沸腾钢与镇静钢冶炼浇注方法的主要不同之处是_。(D)（A）冶炼温度不同）冶炼温度不同（B）冶炼时间不同）冶炼时间不同（C）沸腾钢不加脱氧剂）沸腾钢不加脱氧剂（D）两者都加脱氧剂，但镇静钢再加强脱氧剂）两者都加脱氧剂，但镇静钢再加强脱氧剂符号1258010表示_。(B)（A）等肢角钢（B）不等肢角钢（C）钢板（D）槽钢当温度从常温下降为低温时，钢材的塑性和冲击韧性当温度从常温下降为低温时，钢材的塑性和冲击韧性_。(B)（A）升高）升高（B）下降）下降（C）不变）不变（D）升高不多）升高不多钢材的力学性能指标，

19、最基本、最主要的是_时的力学性能指标。(C)（A）承受剪切（B）承受弯曲（C）单向拉伸（D）双向和三向受力钢材的冷作硬化，使_。(A)（A）强度提高，塑性和韧性下降（B）强度、塑性和韧性均提高（C）强度、塑性和韧性均降低（D）塑性降低，强度和韧性提高承重结构用钢材应保证的基本力学性能内容应是承重结构用钢材应保证的基本力学性能内容应是_。(C)（A）抗拉强度、伸长率）抗拉强度、伸长率（B）抗拉强）抗拉强度、屈服强度、冷弯性能度、屈服强度、冷弯性能（C）抗拉强度、屈服强度、伸长率）抗拉强度、屈服强度、伸长率（D）屈服强）屈服强度、伸长率、冷弯性能度、伸长率、冷弯性能结构钢的屈服强度结构钢的屈服强度

20、_。(A)（A）随厚度增大而降低，但与质量等级（）随厚度增大而降低，但与质量等级（A、B）无关）无关（B）随厚度增大而降低，并且随质量等级从）随厚度增大而降低，并且随质量等级从A到到D（E）逐级提高）逐级提高（C）随厚度增大而降低，并且随质量等级从）随厚度增大而降低，并且随质量等级从A到到D（E）逐级降低）逐级降低（D）随厚度增大而提高，并且随质量等级从）随厚度增大而提高，并且随质量等级从A到到D（E）逐级降低）逐级降低结构钢材的伸长率结构钢材的伸长率_。(B)（A）510（B）510（C）510（D）5与与10无法比较大小无法比较大小钢材的抗剪屈服强度fyv_。(B)（A）由试验确定（B）由

21、能量强度理论确定（C）由计算确定（D）按经验确定在钢结构房屋中，选择结构用钢材时，下列因素中的在钢结构房屋中，选择结构用钢材时，下列因素中的_不是主要不是主要考虑的因素。考虑的因素。(D)（A）建造地点的气温）建造地点的气温（B）荷载性质）荷载性质（C）钢材造价）钢材造价（D）建筑的防火等级）建筑的防火等级钢材脆性破坏同构件钢材脆性破坏同构件_无关。无关。(D)（A）应力集中）应力集中（B）低温影响）低温影响（C）残余应力）残余应力（D）弹性模量）弹性模量在低温工作（在低温工作（20）的钢结构选择钢材除强度、塑性、冷弯性能指标）的钢结构选择钢材除强度、塑性、冷弯性能指标外，还需外，还需_指标。

22、指标。(C)（A）低温屈服强度）低温屈服强度（B）低温抗拉强度）低温抗拉强度（C）低温冲击韧性）低温冲击韧性（D）疲劳强度）疲劳强度某构件发生了脆性破坏，经检查发现在破坏时构件某构件发生了脆性破坏，经检查发现在破坏时构件内存在下列问题，但可以肯定其中内存在下列问题，但可以肯定其中_对该破对该破坏无直接影响。坏无直接影响。(A)（A）钢材的屈服点不够高）钢材的屈服点不够高（B）构件的荷载增加）构件的荷载增加速度过快速度过快（C）存在冷加工硬化）存在冷加工硬化（D）构件有构造原因）构件有构造原因引起的应力集中引起的应力集中应力集中越严重，钢材也就变得越脆，这是因为应力集中越严重，钢材也就变得越脆，

23、这是因为_。(B)（A）应力集中降低了材料的屈服点）应力集中降低了材料的屈服点（B）应力集中产生同号应力场，使塑性变形受到约）应力集中产生同号应力场，使塑性变形受到约束束（C）应力集中处的应力比平均应力高）应力集中处的应力比平均应力高（D）应力集中降低了钢材的抗拉强度）应力集中降低了钢材的抗拉强度最易产生脆性破坏的应力状态是最易产生脆性破坏的应力状态是_。(B)（A）单向压应力状态）单向压应力状态（B）三向拉应力状态）三向拉应力状态（C）二向拉一向压的应力状态）二向拉一向压的应力状态（D）单向拉应力状态）单向拉应力状态正常设计的钢结构，不会因偶然超载或局部超载而突然断裂破坏，这主要是由于钢材具

24、有_。(B)（A）良好的韧性（B）良好的塑性（C）均匀的内部组织，非常接近于匀质和各向同性体第第3章章钢结构的连接钢结构的连接重点和难点1、各种连接方式的构造要求2、各种连接方式的传力机理3、典型焊接连接节点的计算方法4、典型螺栓连接节点的计算方法主要内容主要内容1 1、钢结构的连接方式 2 2、焊接连接的特性 3 3、焊接应力与焊接变形对接焊缝的构造和计算 4 4、对接焊缝的构造和计算 5 5、角焊缝的构造和计算 6 6、普通螺栓连接的构造和计算 7 7、高强度螺栓连接的构造和计算钢结构连接的基本方式钢结构连接的基本方式(1)1)铆钉连接铆钉连接螺栓连接螺栓连接焊缝连接焊缝连接1.1钢结构的

25、基本连接方式钢结构的基本连接方式钢结构连接的基本方式钢结构连接的基本方式(2)2)1.焊接连接焊接连接（冶金式）使金属高温融化后形成整体采用焊接材料：电弧焊、气焊、电渣焊不采用焊接材料：电阻焊2.紧固件连接紧固件连接（机械式）3.其他其他（化学式）螺栓：普通螺栓：精制螺栓(A(A、B B级)粗制螺栓(C(C级)高强度螺栓：铆钉：钉连接：(射钉、自攻螺钉、焊钉)强力胶：直接粘合零件化学浆锚螺栓：通过结构胶将锚栓与锚固基础结合成一个整体，用于钢构件与混凝土构件的连接1.1钢结构的基本连接方式钢结构的基本连接方式钢结构连接的基本方式钢结构连接的基本方式(3)3)材质易变脆材质易变脆产生残余应力、残余

26、变形、焊接缺陷产生残余应力、残余变形、焊接缺陷对钢结构疲劳、稳定有不利影响对钢结构疲劳、稳定有不利影响较多地依赖焊工的技能水平较多地依赖焊工的技能水平质量检验要求较高时检验工作量较大质量检验要求较高时检验工作量较大缺点缺点现代钢结构最基本的连接方式，应用最广泛现代钢结构最基本的连接方式，应用最广泛优点优点构造简单构造简单 任何形状的构件可直接连接，无需辅助零配件任何形状的构件可直接连接，无需辅助零配件省工省料省工省料 加工方便，不需打孔钻眼，不削弱截面加工方便，不需打孔钻眼，不削弱截面施工快速施工快速 可自动化操作可自动化操作连接的密闭性好，刚度大，整体性好连接的密闭性好，刚度大，整体性好1.

27、2焊接的特点焊接的特点钢结构连接的基本方式钢结构连接的基本方式(4)4)工厂构件焊接、工地节点螺栓连接工厂构件焊接、工地节点螺栓连接钢结构发展方向钢结构发展方向优点优点施工简单，装拆方便，对安装工的要求高施工简单，装拆方便，对安装工的要求高 摩擦型高强度螺栓连接动力性能好摩擦型高强度螺栓连接动力性能好耐疲劳，易阻止裂纹扩展耐疲劳，易阻止裂纹扩展缺点缺点费料、开孔截面削弱费料、开孔截面削弱螺栓孔加工精度要求螺栓孔加工精度要求高1.3螺栓连接的特点螺栓连接的特点钢结构连接的基本方式钢结构连接的基本方式(5)5)优点优点塑性、韧性好，动力性能塑性、韧性好，动力性能好缺点缺点费料、加热铆合过程极其费工

28、费料、加热铆合过程极其费工目前承重钢结构连接中已很少应用目前承重钢结构连接中已很少应用1.4铆钉连接的特点铆钉连接的特点钢结构连接的基本方式钢结构连接的基本方式(6)6)栓钉将钢板与混凝土板连接起来栓钉将钢板与混凝土板连接起来栓钉承受剪力栓钉承受剪力1.5栓（焊）钉连接的特点栓（焊）钉连接的特点钢结构连接的基本方式钢结构连接的基本方式(7)7)射射钉钉枪枪用于薄壁构件（压型钢板屋面板、墙板与梁、柱）的连接用于薄壁构件（压型钢板屋面板、墙板与梁、柱）的连接可采用射枪、铆枪等专用工具安装可采用射枪、铆枪等专用工具安装1.6射钉、自攻螺钉射钉、自攻螺钉的特点的特点钢结构连接的基本方式钢结构连接的基本

29、方式(8)8)连接方法连接方法优优 点点缺缺 点点焊焊 接接对焊件几何形体适应性强，构造对焊件几何形体适应性强，构造简单，省材省工，工效高，连接简单，省材省工，工效高，连接连续性强连续性强,可达到气密和水密要可达到气密和水密要求，节点刚度大求，节点刚度大对材质要求高，焊接程序严格，质对材质要求高，焊接程序严格，质量检验工作量大量检验工作量大,要求高要求高;存在有焊存在有焊接缺陷的可能，产生焊接应力和焊接缺陷的可能，产生焊接应力和焊接变形，导致材料脆化，对构件的接变形，导致材料脆化，对构件的疲劳强度和稳定性产生影响疲劳强度和稳定性产生影响;一旦开一旦开裂则裂缝开展较快裂则裂缝开展较快,对焊工技术

30、等级对焊工技术等级要求较高要求较高铆铆 接接传力可靠，韧性和塑性好，质量传力可靠，韧性和塑性好，质量易于检查，抗动力性能好易于检查，抗动力性能好费钢、费工，开孔对构件截面有一费钢、费工，开孔对构件截面有一定削弱定削弱普通螺栓普通螺栓连连 接接装拆便利，设备简单装拆便利，设备简单粗制螺栓不宜受剪，精制螺栓加工粗制螺栓不宜受剪，精制螺栓加工和安装难度较大，开孔对构件截面和安装难度较大，开孔对构件截面有一定削弱有一定削弱高强螺栓高强螺栓连连 接接加工方便，可拆换，能承受动力加工方便，可拆换，能承受动力荷载，耐疲劳，塑性、韧性好荷载，耐疲劳，塑性、韧性好摩擦面处理及安装工艺略为复杂，摩擦面处理及安装工

31、艺略为复杂，造价略高，对构件截面削弱相对较造价略高，对构件截面削弱相对较小，质量检验要求高小，质量检验要求高射钉、自射钉、自攻螺栓连攻螺栓连接接灵活，安装方便，构件无须预先灵活，安装方便，构件无须预先处理，适用于轻钢、薄板结构处理，适用于轻钢、薄板结构不能承受较大集中力不能承受较大集中力1.7基本连接方式对比基本连接方式对比2 2 焊接连接形式及特性（焊接连接形式及特性（1 1）1.电弧焊电弧焊2.气体保护焊气体保护焊3.电渣焊电渣焊4.气焊气焊5.电阻焊电阻焊（1）手工电弧焊手工电弧焊（2）自动埋弧焊）自动埋弧焊（3）半自动埋弧焊）半自动埋弧焊2.1焊接工艺焊接工艺2 2 焊接连接形式及特性

32、（焊接连接形式及特性（2 2）电弧焊电弧焊气焊气焊电阻焊电阻焊电渣焊电渣焊利用通电后焊接材料（焊条或焊丝）和焊件之间产生电弧，熔化焊接材料形成焊缝，需要使用焊条：手工电弧焊：Q235E43系列，Q345E50系列Q390E55系列不同钢种连接时，宜采用与低强度钢材相适应的焊条质量不易保证，用于现场焊自动（半自动）埋弧焊：Q235H08、H08A、H08MnA焊丝，Q345、Q390H08A、H08E、H10Mn2质量均匀，塑性、冲击韧性好，用于规则构件的工厂焊利用乙炔在氧气中燃烧形成的火焰融化焊条形成焊缝用于薄钢板和小型结构焊接利用电流通过待连接焊件的表面产生的热量融化金属、通过压力使之熔合用

33、于厚度不超过12mm钢板和薄壁型钢焊接利用电流通过熔渣所产生的电阻热熔化填充金属和母材，凝固后形成连接气体保护焊气体保护焊采用CO2气体（代替焊剂）、焊丝，电弧使焊丝熔化形成焊缝CO2气体保护被焊金属与空气接触2.1焊接工艺焊接工艺2 2 焊接连接形式及特性（焊接连接形式及特性（3 3）采用涂有焊药的焊条采用涂有焊药的焊条通电后，焊条与焊件之间产生电弧通电后，焊条与焊件之间产生电弧高热量使焊条熔化而形成焊缝高热量使焊条熔化而形成焊缝设备简单，适应性强，设备简单，适应性强，应用最广泛应用最广泛质量波动大，生产率质量波动大，生产率低，劳动强度大低，劳动强度大导线2.1焊接工艺手工电弧焊焊接工艺手工

34、电弧焊2 2 焊接连接形式及特性（焊接连接形式及特性（4 4）采用无涂层焊药的焊丝，埋在焊剂下采用无涂层焊药的焊丝，埋在焊剂下通电后电弧使焊丝、焊剂熔化形成焊缝通电后电弧使焊丝、焊剂熔化形成焊缝熔化后的焊剂成为焊渣，浮在金属面上熔化后的焊剂成为焊渣，浮在金属面上半半自自动动埋埋弧弧焊焊焊缝质量好，生产效率高焊缝质量好，生产效率高需专用焊接设备，成本高需专用焊接设备，成本高全全自自动动埋埋弧弧焊焊2.1焊接工艺自动、半自动焊接工艺自动、半自动电弧焊电弧焊2 2 焊接连接形式及特性（焊接连接形式及特性（5 5）焊接速度快，熔化深度大焊接速度快，熔化深度大可手工焊，也可自动化操作可手工焊，也可自动化

35、操作目前工厂很常用的焊接方法目前工厂很常用的焊接方法室外施焊要有避风措施，防止气孔、焊坑缺陷室外施焊要有避风措施，防止气孔、焊坑缺陷采用采用CO2气体（代替焊剂）、焊丝气体（代替焊剂）、焊丝电弧使焊丝熔化形成焊缝电弧使焊丝熔化形成焊缝CO2气体保护被焊金属与空气接触气体保护被焊金属与空气接触焊丝2.1焊接工艺气体保护焊焊接工艺气体保护焊2 2 焊接连接形式及特性（焊接连接形式及特性（6 6）非消耗非消耗熔嘴式熔嘴式采用管状焊条采用管状焊条(熔嘴熔嘴),焊丝从管内进入焊丝从管内进入电流通过熔渣产生的电阻热，熔化焊件和焊丝形成焊缝电流通过熔渣产生的电阻热，熔化焊件和焊丝形成焊缝常用于高层建筑等箱形

36、柱内部的横隔板焊接常用于高层建筑等箱形柱内部的横隔板焊接有消耗和非消耗熔嘴式电渣焊之分有消耗和非消耗熔嘴式电渣焊之分消耗熔嘴式消耗熔嘴式2.1焊接工艺电渣焊焊接工艺电渣焊2 2 焊接连接形式及特性（焊接连接形式及特性（7 7）采用乙炔在氧气中燃烧的火焰来熔化焊条采用乙炔在氧气中燃烧的火焰来熔化焊条适用于钢板厚度薄的连接，一般小厂家备用此焊接设备适用于钢板厚度薄的连接，一般小厂家备用此焊接设备2.1焊接工艺气焊焊接工艺气焊2 2 焊接连接形式及特性（焊接连接形式及特性（8 8）不采用焊接材料不采用焊接材料电流通过焊件表面电流通过焊件表面的电阻，产生热量的电阻，产生热量熔化金属，再加压熔化金属，再

37、加压力而焊合力而焊合适宜板厚不大于适宜板厚不大于12mm的焊接的焊接冷弯薄壁型钢连接冷弯薄壁型钢连接常采用此焊接方法常采用此焊接方法2.1焊接工艺电阻焊焊接工艺电阻焊2 2 焊接连接形式及特性（焊接连接形式及特性（9 9）根据焊件相对位置根据焊件相对位置根据焊缝构造根据焊缝构造根据焊缝连续性根据焊缝连续性根据施焊位置根据施焊位置平接搭接顶接对接焊缝（直缝和斜缝）角焊缝（侧缝和端缝）组合形式连续焊间断焊俯焊立焊横焊仰焊平接平接（对接焊（对接焊缝）缝）搭接搭接（角焊缝）（角焊缝）顶接顶接（T T型连接）型连接）对接对接焊缝焊缝角焊缝角焊缝角接角接对接焊缝对接焊缝角焊缝角焊缝2.2焊缝形式焊缝的不同

38、分类焊缝形式焊缝的不同分类2 2 焊接连接形式及特性（焊接连接形式及特性（1010）用料经济，传力平稳，动力性能好用料经济，传力平稳，动力性能好较厚的板需开剖口，费工较厚的板需开剖口，费工施工简便施工简便传力不均，应力集中严重，搭接时费料传力不均，应力集中严重，搭接时费料对接焊缝对接焊缝直焊缝直焊缝斜焊缝斜焊缝角焊缝角焊缝侧焊缝侧焊缝（与力平行）（与力平行）端焊缝端焊缝（与力垂直）（与力垂直）2.2焊缝形式对接焊缝与角焊缝焊缝形式对接焊缝与角焊缝2 2 焊接连接形式及特性（焊接连接形式及特性（1111）间断焊缝间断焊缝连续焊缝连续焊缝不重要或受力小的构件，可采用间断焊缝连接2.2焊缝形式连续焊

39、缝与间断焊缝焊缝形式连续焊缝与间断焊缝2 2 焊接连接形式及特性（焊接连接形式及特性（1212）俯焊俯焊横焊横焊立焊立焊仰焊仰焊质量好质量好质量一般质量一般质量差质量差2.2焊缝形式施焊方位焊缝形式施焊方位2 2 焊接连接形式及特性（焊接连接形式及特性（1313）热裂纹热裂纹冷裂纹冷裂纹气孔气孔烧烧穿穿夹夹渣渣根部未焊透根部未焊透边缘未熔合边缘未熔合焊缝层间未熔合焊缝层间未熔合咬咬边边焊瘤焊瘤2.3焊缝缺陷焊缝缺陷2 2 焊接连接形式及特性（焊接连接形式及特性（1414）2.3焊缝缺陷焊缝缺陷2 2 焊接连接形式及特性（焊接连接形式及特性（1515）检检验验标标准准三三级级肉眼外观检查肉眼外观

40、检查二级二级肉眼外观检查肉眼外观检查 超声波超声波用于有较大拉应力的较重要连接不得存在裂纹、表面气孔、夹渣、电弧擦伤等缺陷一级一级肉眼外观检查肉眼外观检查 超声波超声波 X X射线射线用于抗动力、疲劳荷载的重要连接不得存在未满焊、咬边、根部收缩、裂纹、表面气孔、夹渣、电弧擦伤等缺陷用于一般连接用于一般连接所有焊缝均应作外观检验，不允许有可见裂纹等缺陷。其它缺陷如咬边、表面气孔、夹渣等按规范要求；超声波超声波检测设备检测设备2.4焊缝质量检验焊缝质量检验无损检测：一级焊缝全数检验，无损检测：一级焊缝全数检验，二级焊缝抽检二级焊缝抽检2020以上以上焊缝周围温度场焊缝周围温度场3 3 焊接应力与焊

41、接变形（焊接应力与焊接变形（1 1）产生原因产生原因焊接残余变形焊接残余变形 由焊缝及其周围不均匀热胀冷缩引起由焊缝及其周围不均匀热胀冷缩引起焊接残余应力焊接残余应力 由焊缝冷却收缩受到阻碍引起由焊缝冷却收缩受到阻碍引起压住压住内应力内应力焊焊缝缝变变形形3.1焊接应力焊接应力3 3 焊接应力与焊接变形（焊接应力与焊接变形（2 2）1.纵向焊接应力沿焊缝方向两板焊接焊缝区受拉、两侧受压焊接工字钢腹板中央受压，两端受拉翼缘中央受拉，两端受压2.横向焊接应力垂直焊缝方向A.焊缝纵向收缩导致两块板反向弯曲中间横向受拉，两端受压B.施焊先后不同，则冷却时间不同，导致后焊部分收缩受拉，先冷部分受杠杆作用

42、也受拉，中间部分受压A和B两种作用叠加3.厚度方向焊接应力表面受压，中央受拉4.焊接应力的影响A.由于承载时可扩展塑性区，常温下受静载不影响强度，但会影响刚度B.焊缝中的三向应力阻碍塑性变形的发展，导致开裂，降低疲劳强度C.降低构件稳定性，和使构件提前进入塑性工作阶段3.1焊接应力焊接应力3 3 焊接应力与焊接变形（焊接应力与焊接变形（3 3）X(横向焊接应力横向焊接应力)Y(纵向焊接应力纵向焊接应力 )Z(厚度方向厚度方向焊接应力焊接应力)焊缝焊缝纵向焊接应力纵向焊接应力平平 板板 工字形截面工字形截面3.1焊接应力焊接应力3 3 焊接应力与焊接变形（焊接应力与焊接变形（4 4）第一部分第一

43、部分 施焊方向收缩横向焊接应力横向焊接应力应力分布应力分布第二部分第二部分厚度方向焊接应力厚度方向焊接应力=合成合成应力应力3.1焊接应力焊接应力3 3 焊接应力与焊接变形（焊接应力与焊接变形（5 5）与焊接应力同时产生，由焊区收缩变形导致3.2焊接变形焊接变形波浪变形纵向收缩横向收缩弯曲角变形波浪变形扭曲变形3 3 焊接应力与焊接变形（焊接应力与焊接变形（6 6）3.3降低焊接应力和焊接变形的措施降低焊接应力和焊接变形的措施1.1.选择合理的施焊顺序(分段、分层、分块等)；2 2采用合理的焊缝设计：（1 1）尽量避免三向焊缝汇交；（2 2）控制焊缝厚度不要过大；（3 3）尽量对称布置焊缝；（

44、4 4）不宜单独使用端缝。3 3施焊前使构件有一个和焊接变形相反的预变形；4 4对小尺寸构件可在焊前预热，或在焊后回火加热至600600左右，然后缓慢冷却；5 5采用机械方法校正焊接变形。3 3 焊接应力与焊接变形（焊接应力与焊接变形（7 7）设计措施设计措施合理安排焊缝位置合理安排焊缝位置焊缝不宜过分集中，避免焊缝立体交错焊缝不宜过分集中，避免焊缝立体交错差差好好差差好好差差好好加劲板开孔，让主要焊缝加劲板开孔，让主要焊缝通过，次要焊缝中断通过，次要焊缝中断3.3降低焊接应力和焊接变形的措施降低焊接应力和焊接变形的措施3 3 焊接应力与焊接变形（焊接应力与焊接变形（8 8）加工措施加工措施合

45、理安排焊接次序，拆分多道焊缝。合理安排焊接次序，拆分多道焊缝。施焊前，预加反向变形。施焊前，预加反向变形。焊接次序交替进行焊接次序交替进行分多道焊缝分多道焊缝预加反变形预加反变形3.3降低焊接应力和焊接变形的措施降低焊接应力和焊接变形的措施4对接焊缝对接焊缝的构造（的构造（1）直边缝直边缝单边单边V形缝形缝双边双边V形缝形缝板厚t20mm4.1坡口形式坡口形式4对接焊缝对接焊缝的构造（的构造（1）4对接焊缝对接焊缝的构造（的构造（2）不同宽度不同宽度不同厚度不同厚度可不设斜坡可不设斜坡引弧板引弧板4.2其它构造其它构造4对接焊缝对接焊缝的构造（的构造（3）4.3焊缝截面焊缝截面焊缝截面厚度焊缝

46、所连接板件的较薄厚度；焊缝截面厚度焊缝所连接板件的较薄厚度；焊缝截面计算长度焊缝截面计算长度 采用引弧板时，焊缝全长有效；采用引弧板时，焊缝全长有效；未采用引弧板时，计算焊缝长度未采用引弧板时，计算焊缝长度=焊缝长度减去焊缝长度减去2 2t t4.4传力特性传力特性（1 1）焊缝传递焊件拼接处所承受的构件内力）焊缝传递焊件拼接处所承受的构件内力（2 2）力线没有转折（或基本没有转折）力线没有转折（或基本没有转折）5 5 对接焊缝对接焊缝的计算（的计算（1 1）1.1.确定计算截面上的内力（荷载效应）确定计算截面上的内力（荷载效应）注意点：防止内力漏项注意点：防止内力漏项2.2.确定焊缝质量检验

47、等级确定焊缝质量检验等级 根据结构重要性、荷载特性、焊缝形式、工作环根据结构重要性、荷载特性、焊缝形式、工作环境以及应力状态等对接焊缝一般均有全熔透要求，境以及应力状态等对接焊缝一般均有全熔透要求，等级为二级或一级等级为二级或一级 3.3.确定焊缝强度设计值确定焊缝强度设计值 抗拉强度抗拉强度 抗压强度抗压强度 抗剪强度抗剪强度 4.4.计算焊缝截面特性计算焊缝截面特性 截面面积截面面积A A、惯性矩、惯性矩I I、截面模量、截面模量W W、面积矩、面积矩S S等等5.5.应力计算应力计算6.6.强度校核强度校核5.1计算步骤5 5 对接焊缝对接焊缝的计算（的计算（2 2）直直焊焊缝缝引弧板引

48、弧板N轴心拉力或压力轴心拉力或压力tw焊缝厚度（不同板连接时为较小板厚焊缝厚度（不同板连接时为较小板厚,顶接时取腹板厚）lw焊缝计算长度，焊缝计算长度，有引弧板有引弧板lwL，无引弧板无引弧板lwL2t（较小板厚）（较小板厚）对接焊缝抗拉或抗压设计强度强度对接焊缝抗拉或抗压设计强度强度焊缝应力验算焊缝应力验算式中：式中：直缝直缝5.2典型节点（1）焊缝轴心受力直缝5 5 对接焊缝对接焊缝的计算（的计算（2 2）5.2典型节点（1）焊缝轴心受力直缝直缝直缝N轴心拉力或压力轴心拉力或压力tw焊缝厚度（不同板连接时为较小板厚焊缝厚度（不同板连接时为较小板厚,顶接时取腹板厚）lw焊缝计算长度，焊缝计算

49、长度，有引弧板有引弧板lwL，无引弧板无引弧板lwL2t（较小板厚）（较小板厚）对接焊缝抗拉或抗压设计强度强度对接焊缝抗拉或抗压设计强度强度焊缝应力验算焊缝应力验算5 5 对接焊缝对接焊缝的计算（的计算（3 3）斜斜焊焊缝缝焊缝应力焊缝应力简化验算简化验算lw斜焊缝计算长度，斜焊缝计算长度，对接焊缝抗剪设计强度强度对接焊缝抗剪设计强度强度规范规定规范规定当当，可不验算。，可不验算。斜缝斜缝5.2典型节点（1）焊缝轴心受力斜缝5 5 对接焊缝对接焊缝的计算（的计算（4 4）弯矩弯矩M剪力剪力V平板梁平板梁工字形梁工字形梁应力分布应力分布应力分布应力分布弯矩弯矩M剪力剪力V轴力轴力N应力分应力分布

50、布5.3典型节点（2）梁的拼接弯矩、剪力、轴力作用5 5 对接焊缝对接焊缝的计算（的计算（5 5）弯矩弯矩M剪力剪力V梁柱连接处梁柱连接处柱牛腿处柱牛腿处atw焊缝截焊缝截面面应力分应力分布布与一般梁中连接计算不同：与一般梁中连接计算不同：剪力仅由梁或牛腿腹板承受剪力仅由梁或牛腿腹板承受5.4典型节点（3）牛腿焊接弯矩、剪力作用弯矩弯矩M剪力剪力Vatw焊缝截焊缝截面面应力分应力分布布5 5 对接焊缝对接焊缝的计算（的计算（5 5）5.4典型节点（3）牛腿焊接弯矩、剪力作用焊缝焊缝截面截面应力应力分布分布与一般梁中连接计算不同：与一般梁中连接计算不同：剪力仅由梁或牛腿腹板承受剪力仅由梁或牛腿腹