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1、3.13.1钢结构的连接方法、形式、表示及特点钢结构的连接方法、形式、表示及特点钢结构的连接方法、形式、表示及特点钢结构的连接方法、形式、表示及特点钢材构件整体结构钢结构的连接方法选择的原则： 传力明确简捷、强度可靠、保证安全，同时还须构造简单、材料节约、施工简便、造价降低。常用的连接方法一般采用焊接、栓接和铆接。(a)焊缝连接； (b)铆钉连接； (c)螺栓连接； (d)紧固件连接钢结构的连接方法连接方法连接方法优优 点点缺缺 点点焊焊 接接对几何形体适应性强，构造简单，省对几何形体适应性强，构造简单，省材省工，易于自动化，工效高材省工，易于自动化，工效高对材质要求高，焊接程序严对材质要求高
2、，焊接程序严格，质量检验工作量大格，质量检验工作量大铆铆 接接传力可靠，韧性和塑性好，质量易于传力可靠，韧性和塑性好，质量易于检查，抗动力荷载好检查，抗动力荷载好 费钢、费工费钢、费工普通螺栓连普通螺栓连接接装卸便利，设备简单装卸便利，设备简单螺栓精度低时不宜受剪，螺螺栓精度低时不宜受剪，螺栓精度高时加工和安装难度栓精度高时加工和安装难度较大较大高强螺栓连高强螺栓连接接加工方便，对结构削弱少，可拆换，加工方便，对结构削弱少，可拆换，能承受动力荷载，耐疲劳，塑性、韧能承受动力荷载，耐疲劳，塑性、韧性好性好摩擦面处理，安装工艺略为摩擦面处理，安装工艺略为复杂，造价略高复杂，造价略高射钉、自攻射钉、
3、自攻螺栓连接螺栓连接灵活，安装方便，构件无须予先处理，灵活，安装方便，构件无须予先处理，适用于轻钢、薄板结构适用于轻钢、薄板结构不能受较大集中力不能受较大集中力焊接焊接焊接焊接优点：任何形式的构件一般都可直接相连，不削弱构件截面，用料经济，构造简单，加工方便，连接刚度大，密封性能好，可采用全自动或半自动作业，生产效率高。缺点：焊缝附近钢材，在高温作用下形成热影响区，其金相组织和力学性能发生变化，导致局部材质变脆；焊接过程中钢材受到不均匀的加温和冷却，使结构产生焊接残余应力和残余变形，对结构的承载力、刚度和使用性能有一定的影响。常用的连接方法一般采用焊接、栓接和铆接。焊接原理焊接原理焊接原理焊接
4、原理钢结构常用的焊接方法是电弧焊,包括手工电弧焊、自动或半自动埋弧焊及气体保护焊等。 手工电弧焊电路由焊条、焊钳、焊件、电焊机与导线组成。通电引弧后，在涂有焊药的焊条端与焊件间产生电弧，使焊条熔化，熔滴滴入被电弧吹成的焊接溶池中，焊药燃烧在熔池周围形成保护气体，稍冷后在焊缝熔化金属表面形成熔渣，以隔绝熔池中液体金属与氧、氮等气体的接触，避免形成脆性易裂化合物，焊缝金属冷却后与焊件熔成一体。焊缝焊缝焊缝焊缝的形的形的形的形式与式与式与式与构造构造构造构造1.按构件的相对位置分：对接连接、搭接连接、形连接、角接连接四种对接焊缝对接焊缝v直缝直缝v斜缝斜缝角焊缝角焊缝v端缝端缝v侧缝侧缝v斜焊缝斜焊
5、缝2. 按焊缝的种类分按焊缝的种类分3. 按施焊位置分按施焊位置分俯焊俯焊立焊立焊横焊横焊仰焊仰焊 (a) 对接连接；(b)用拼接盖板的对接连接；(c)搭接连接；(d)、(e)T型连接；(f)、(g)角部连接焊缝连接的形式焊缝的表示焊缝的表示焊缝的表示焊缝的表示 在钢结构施工图中的焊缝，应遵照焊缝符号表示法（GB 32488）和建筑结构制图标准（GB/T50105）的规定予以标注。 焊缝符号:主要由图形符号、辅助符号和引出线等部分组成。 图形符号:表示焊缝截面的基本形式。 引出线:由横线、斜线及箭头组成，而横线由两条平行的实线与虚线组成，可在实线侧或虚线侧标注符号，斜线和箭头则将整个焊缝符号指
6、向图形的有关焊缝处。 当焊缝分布不规则时，在标注焊缝符号的同时，宜在焊缝处加粗线（表示可见焊缝）或栅线（表示不可见焊缝），工地安装焊缝加号，如图下图。(a) 可见焊缝 (b) 不可见焊缝 (c) 工地安装焊缝焊缝标注方法见教材P43焊缝缺陷焊缝缺陷焊缝缺陷焊缝缺陷 (a)裂纹；(b)焊瘤；(c)烧穿；(d)弧坑；(e)气孔；(f)夹渣；(g)咬边；(h)未熔合；(i)未焊透焊缝缺陷螺栓连接螺栓连接螺栓连接螺栓连接优点：施工工艺简单，安装方便，特别适用于工地安装连接，工程进度和质量易得到保证。缺点：因开孔对构件截面有一定的削弱，且被连接的板件需要相互搭接或另加拼接板或角钢等连接件，因而比焊接连接
7、用材较多，构造也较繁。 常用的连接方法一般采用焊接、栓接和铆接。对接焊缝的计算对接焊缝的计算对接焊缝的计算对接焊缝的计算 对接焊缝的焊件常需做成坡口，故又叫坡口焊缝坡口形式与焊件厚度有关。当焊件厚度很小（手工焊6mm，埋弧焊10mm）时，可用直边缝。 对于一般厚度（620mm）的焊件可采用具有斜坡口的单边V形或V形焊缝。斜坡口和根部间隙c（离缝）共同组成一个焊条能够运转的施焊空间，使焊缝易于焊透；对于较厚的焊件 （t20mm），则采用U形、K形和X形坡口。 (a)直边缝；(b)单边V形坡口；(c) V形坡口；(d) U形坡口；(e) K形坡口；(f) X形坡口对接焊缝的坡口形式在对接焊缝的拼接
8、处，当焊件的宽度不同或厚度相差4mm以上时，应分别在宽度方向或厚度方向从一侧或两侧做成坡度不大于1:2.5的斜角（图3.11），以使截面过渡和缓，减小应力集中。（a）改变宽度； （b）改变厚度 用引弧和引出板焊接 钢板拼接角焊缝的构造角焊缝的构造角焊缝的构造角焊缝的构造一、角焊缝的形式一、角焊缝的形式直角角焊缝直角角焊缝普通型普通型深熔直角焊缝深熔直角焊缝平坡凸形平坡凸形斜角角焊缝斜角角焊缝斜锐焊缝斜锐焊缝斜钝焊缝斜钝焊缝斜凹角焊缝斜凹角焊缝二、最小焊角尺寸三、最大焊角尺寸三、最大焊角尺寸 每条侧焊缝的长度不宜小于两侧面角焊缝之间的距离。两侧面角焊缝之间的距离b也不宜大于16t (t12mm)
9、或190mm （t12mm）,t为较薄焊件的厚度。 在搭接连接中，当仅采用正面角焊缝时，其搭接长度不得小于焊件较小厚度的5倍，也不得小于25mm。 焊缝长度及两侧焊缝间距 搭接连接杆件与节点板的焊缝连接(a) 两面侧焊 （b）三面围焊 （c）L形围焊3.43.4焊接残余应力和焊接变形焊接残余应力和焊接变形焊接残余应力和焊接变形焊接残余应力和焊接变形(a）、(b）纵横向收缩；(c)面内弯曲变形；(d)角变形；(e)变曲变形；(f)扭曲变形；(g)薄板失稳翘曲变形图3.27 焊接残余变形类别示意图焊接残余应力和焊接变形的危害1、焊接应力的影响 对结构静力强度无影响 降低结构的刚度 对低温冷脆的影响
10、是决定性的 对结构的疲劳强度有明显不利影响2、焊接变形的影响 焊接变形不但影响结构的尺寸和外形美观，而且有可能降低结构的承载能力，引起事故。焊接残余应力和焊接变形的防止措施（1）合理的焊缝设计 合理的选择焊缝的尺寸和形式，尽量采用较小的焊缝尺寸。 尽可能能减少不必要的焊缝不适当地大量采用加劲肋。 合理地安排焊缝的位置尽量对称于中性轴，或接近中性轴 尽量避免焊缝的过分集中和交叉加劲肋进行切角 尽量避免在母材厚度方向的收缩应力（2）合理的工艺措施 采用合理的焊接顺序和方向先焊工作时受力较大的焊缝或收缩量较大的焊缝。 采用反变形法 锤击或辗压焊缝在刚焊完时进行。锤击应保持均匀、适度，避免锤击过分产生
11、裂纹。 对于小尺寸焊件焊前预热3.5 3.5 螺栓连接螺栓连接螺栓连接螺栓连接 普通螺栓连接按受力情况可分为抗剪连接和抗拉连接，也有同时抗剪和抗拉的。抗剪连接又有单面受剪和双面受剪以及多面受剪等不同情况。普通螺栓抗剪连接通 普通螺栓抗拉连接1、螺栓的排列螺栓在构件上排列应简单、统一、整齐而紧凑，通常分为并列和错列两种形式。 螺栓的排列4 4、孔、螺栓图例、孔、螺栓图例、孔、螺栓图例、孔、螺栓图例1、抗剪普通螺栓连接构造、抗剪普通螺栓连接构造破坏形式主要有破坏形式主要有 a）螺栓）螺栓剪断剪断 b）钢板）钢板孔壁挤压破坏孔壁挤压破坏 c）钢板由于螺孔削弱而）钢板由于螺孔削弱而净截面拉断净截面拉断 d）构件）构件端部被剪坏端部被剪坏 e） 螺栓螺栓弯曲破坏弯曲破坏通过计算避免通过计算避免通过构造避免通过构造避免
