《鋼結(jié)構(gòu)》課件第12章

第12章鋼結(jié)構(gòu)連接本章介紹鋼結(jié)構(gòu)連接的概念、類型和設(shè)計(jì)原則,并詳細(xì)闡述焊接連接、螺栓連接、鉚釘連接等主要連接方式的特點(diǎn)、實(shí)現(xiàn)方法和設(shè)計(jì)要求。通過(guò)學(xué)習(xí)這一章,學(xué)生將掌握鋼結(jié)構(gòu)連接的基本知識(shí),為今后的工程設(shè)計(jì)實(shí)踐打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。T1byTAOBAO18K工作室12.1鋼結(jié)構(gòu)連接概述1連接的作用鋼結(jié)構(gòu)連接是確保整個(gè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性的關(guān)鍵所在。通過(guò)各種連接方式將鋼構(gòu)件牢固地連接在一起,傳遞和分散荷載,確保結(jié)構(gòu)整體受力受穩(wěn)。2連接的類型鋼結(jié)構(gòu)連接主要包括焊接連接、螺栓連接、鉚釘連接等,每種方式都有其特點(diǎn)和適用范圍。選擇合適的連接方式對(duì)項(xiàng)目成本和工期有重大影響。3設(shè)計(jì)原則鋼結(jié)構(gòu)連接的設(shè)計(jì)需要考慮力的傳遞、應(yīng)力集中、焊縫和螺栓的承載能力等多方面因素,確保連接安全可靠、施工方便、經(jīng)濟(jì)實(shí)用。12.1.1鋼結(jié)構(gòu)連接的作用1結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性確保整個(gè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)整體受力受穩(wěn)2荷載傳遞通過(guò)連接將荷載傳遞和分散3安全可靠性確保連接安全可靠,避免失效鋼結(jié)構(gòu)連接是確保整個(gè)建筑物結(jié)構(gòu)系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性的關(guān)鍵所在。通過(guò)將鋼構(gòu)件牢固地連接在一起,可以有效傳遞和分散作用于結(jié)構(gòu)上的各種荷載,確保整體受力受穩(wěn),發(fā)揮結(jié)構(gòu)的承載能力。同時(shí),合理的連接設(shè)計(jì)還能提高結(jié)構(gòu)的整體抗震性能,增強(qiáng)其安全可靠性。12.1.2鋼結(jié)構(gòu)連接的類型焊接連接通過(guò)熔融金屬將鋼構(gòu)件牢固焊接在一起,可形成高強(qiáng)度的剛性連接。廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)工程。螺栓連接使用高強(qiáng)度螺栓將構(gòu)件連接起來(lái),具有安裝拆卸方便的優(yōu)點(diǎn),常用于預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)。鉚釘連接利用鉚釘將構(gòu)件緊密固定,連接可靠但施工較為繁瑣,目前多用于維修加固等場(chǎng)合。12.1.3鋼結(jié)構(gòu)連接的設(shè)計(jì)原則1力的傳遞確保連接處荷載順暢傳遞2應(yīng)力集中考慮連接部位的應(yīng)力集中情況3承載能力保證焊縫和螺栓有足夠承載力4施工考慮選用便于施工的連接方式鋼結(jié)構(gòu)連接的設(shè)計(jì)需要綜合考慮多方面因素,確保連接安全可靠、施工方便、經(jīng)濟(jì)實(shí)用。首先要確保荷載能夠順暢地從一個(gè)構(gòu)件傳遞到另一個(gè)構(gòu)件,避免出現(xiàn)應(yīng)力集中。同時(shí),還需針對(duì)不同的連接方式,如焊接、螺栓等,仔細(xì)計(jì)算焊縫和螺栓的承載能力。此外,還要結(jié)合具體的施工條件,選擇便于施工的連接方式,以提高工程質(zhì)量和效率。12.2焊接連接高強(qiáng)度剛性焊接能形成金屬熔融連接,構(gòu)成牢固的剛性連接,能承受較大的外荷載。施工便捷焊接作業(yè)相對(duì)簡(jiǎn)單,連接效率高,適用于大型鋼結(jié)構(gòu)工程。細(xì)部處理焊接可以靈活處理各種細(xì)部構(gòu)造,滿足復(fù)雜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需求。12.2.1焊接連接的特點(diǎn)1高強(qiáng)度剛性焊接形成金屬熔融連接,能構(gòu)成非常牢固的剛性連接,具有極佳的承載能力。2施工便捷焊接工藝相對(duì)簡(jiǎn)單高效,無(wú)需額外的連接件,施工速度快、適合大型鋼結(jié)構(gòu)。3細(xì)部靈活性焊接能靈活處理各種復(fù)雜的細(xì)部構(gòu)造,滿足各種特殊設(shè)計(jì)要求。12.2.2焊接連接的類型1對(duì)接焊接將兩個(gè)截面相對(duì)的構(gòu)件直接焊接在一起2角焊接將相交的兩個(gè)構(gòu)件通過(guò)焊縫連接3T型焊接一個(gè)構(gòu)件與另一個(gè)構(gòu)件垂直焊接鋼結(jié)構(gòu)焊接連接主要有三種基本類型:對(duì)接焊接、角焊接和T型焊接。對(duì)接焊接是將兩個(gè)截面相對(duì)的構(gòu)件直接焊接在一起;角焊接則是將相交的兩個(gè)構(gòu)件通過(guò)焊縫連接;而T型焊接是將一個(gè)構(gòu)件垂直焊接在另一個(gè)構(gòu)件上。這些焊接形式可根據(jù)實(shí)際構(gòu)件形狀和受力情況靈活組合應(yīng)用。12.2.3焊接接頭的設(shè)計(jì)1選擇合適焊接方式根據(jù)受力情況和焊接位置選擇對(duì)接焊、角焊或T型焊2確定焊縫尺寸根據(jù)承載力要求計(jì)算所需焊縫尺寸3控制焊接變形采取適當(dāng)措施減小焊接變形對(duì)結(jié)構(gòu)的影響焊接接頭的設(shè)計(jì)需要根據(jù)具體的受力情況和結(jié)構(gòu)構(gòu)造選擇合適的焊接方式,如對(duì)接焊、角焊或T型焊。同時(shí)還要認(rèn)真計(jì)算所需焊縫的尺寸，確保其具備足夠的承載能力。另外還要采取相應(yīng)的措施,如預(yù)熱等,盡量控制焊接變形對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。12.2.4焊接質(zhì)量控制1焊接工藝控制嚴(yán)格控制焊機(jī)參數(shù)、焊條選用、焊接順序等因素2焊接缺陷檢查運(yùn)用無(wú)損檢測(cè)手段，全面及時(shí)發(fā)現(xiàn)焊接缺陷3焊接后處理采取矯正變形、鍛煉焊縫等措施提高質(zhì)量確保焊接質(zhì)量是鋼結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵。首先要嚴(yán)格控制焊接工藝參數(shù),選用合適的焊材,規(guī)范焊接順序等。其次要采取無(wú)損檢測(cè)等手段,及時(shí)發(fā)現(xiàn)焊接缺陷并予以糾正。最后還需要針對(duì)焊接變形等問(wèn)題進(jìn)行專業(yè)處理,確保焊接接頭達(dá)到設(shè)計(jì)要求。只有全面把控焊接質(zhì)量,鋼結(jié)構(gòu)才能真正發(fā)揮應(yīng)有的承載能力。12.3螺栓連接1穩(wěn)定可靠螺栓連接能可靠地將構(gòu)件固定在一起2便于安裝螺栓連接方便拆裝,適用于預(yù)制裝配3靈活性強(qiáng)螺栓連接可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整和加固螺栓連接是鋼結(jié)構(gòu)中常見(jiàn)的一種連接方式。與焊接相比,螺栓連接具有安裝拆卸方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)中。同時(shí),螺栓連接的連接強(qiáng)度和剛度也能滿足工程需求,并且可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整和加固,靈活性較強(qiáng)。12.3.1螺栓連接的特點(diǎn)安裝拆卸方便螺栓連接無(wú)需焊接或鉚釘作業(yè),采用螺栓緊固,安裝拆卸相對(duì)簡(jiǎn)單快捷。連接可靠性高高強(qiáng)螺栓能可靠地將構(gòu)件固定在一起,整體連接穩(wěn)定性良好。靈活性強(qiáng)螺栓連接可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整和加固,適應(yīng)性強(qiáng)。12.3.2普通螺栓連接1構(gòu)件咬合通過(guò)將螺栓擰緊，實(shí)現(xiàn)構(gòu)件之間的直接接觸和咬合，形成可靠的受力連接。2應(yīng)力傳遞力通過(guò)螺栓傳遞到構(gòu)件表面，再通過(guò)接觸面?zhèn)鬟f到整個(gè)連接區(qū)域。3可拆卸性普通螺栓連接方便拆卸,可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整或維修。12.3.3高強(qiáng)度螺栓連接1預(yù)緊力作用高強(qiáng)螺栓能產(chǎn)生較大的預(yù)緊力，增強(qiáng)構(gòu)件之間的咬合2抗滑移性強(qiáng)高預(yù)緊力使接觸面產(chǎn)生較大的摩擦力，提高結(jié)構(gòu)抗滑移能力3承載能力高高強(qiáng)螺栓本身具有高強(qiáng)度，連接承載能力強(qiáng)高強(qiáng)度螺栓連接是普通螺栓連接的一種升級(jí)形式。高強(qiáng)螺栓能產(chǎn)生較大的預(yù)緊力,增強(qiáng)構(gòu)件之間的咬合,從而顯著提高連接的抗滑移性能。同時(shí),高強(qiáng)螺栓本身具有較高的抗拉強(qiáng)度,連接整體的承載能力也更強(qiáng)。因此,高強(qiáng)螺栓連接廣泛應(yīng)用于需要承受較大外荷載的鋼結(jié)構(gòu)工程中。12.3.4螺栓連接設(shè)計(jì)確定承載力根據(jù)構(gòu)件尺寸和受力情況,計(jì)算所需螺栓數(shù)量和規(guī)格。布置螺栓位置合理布置螺栓,滿足受力平衡和應(yīng)力傳遞要求?？紤]邊距和間距留出足夠的邊距和螺栓間距,避免出現(xiàn)應(yīng)力集中?？刂祁A(yù)緊力對(duì)高強(qiáng)度螺栓施加適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力,增強(qiáng)連接穩(wěn)定性。12.4鉚釘連接1穩(wěn)定可靠鉚釘連接能可靠地將構(gòu)件固定在一起,承載能力強(qiáng)。2施工方便鉚釘連接工藝簡(jiǎn)單,無(wú)需高溫焊接,施工便捷高效。3適用范圍廣鉚釘連接適用于薄壁構(gòu)件和連接受力較小的部位。12.4.1鉚釘連接的特點(diǎn)1穩(wěn)定可靠鉚釘連接能可靠地將金屬構(gòu)件牢固地固定在一起2施工便捷鉚釘連接工藝簡(jiǎn)單,無(wú)需高溫焊接,操作相對(duì)容易3適用范圍廣鉚釘連接適用于各種薄壁構(gòu)件和受力較小部位相比其他連接方式,鉚釘連接具有一些獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。首先,鉚釘連接能夠可靠地將構(gòu)件緊固在一起,形成穩(wěn)定的整體,承載能力較強(qiáng)。其次,鉚釘連接的工藝相對(duì)簡(jiǎn)單,無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜的焊接操作,施工更加便捷高效。此外,鉚釘連接還適用于各種薄壁構(gòu)件以及承受較小外力的部位。因此,在某些情況下,鉚釘連接是一種很好的選擇。12.4.2鉚釘連接的類型1單剪鉚釘受到單剪力作用2雙剪鉚釘承受雙剪力作用3爆破鉚釘利用爆破力成型根據(jù)受力方式的不同,鉚釘連接可以分為三種主要類型:單剪鉚釘、雙剪鉚釘和爆破鉚釘。單剪鉚釘僅受單向切割剪力作用;雙剪鉚釘同時(shí)受兩個(gè)方向的剪力作用；而爆破鉚釘則是利用爆破力使金屬管變形成型。不同類型的鉚釘連接適用于不同的結(jié)構(gòu)形式和受力條件。12.4.3鉚釘連接的設(shè)計(jì)1確定承載力根據(jù)構(gòu)件尺寸及受力計(jì)算所需鉚釘數(shù)量和規(guī)格2布置鉚釘位置合理分布鉚釘,滿足受力平衡和應(yīng)力傳遞3考慮邊距和間距留出適當(dāng)?shù)你T釘邊距和間距,避免應(yīng)力集中在設(shè)計(jì)鉚釘連接時(shí),首先需要根據(jù)構(gòu)件尺寸和受力情況,計(jì)算出所需的鉚釘數(shù)量和規(guī)格。然后合理布置鉚釘?shù)奈恢?使受力均衡并確保應(yīng)力能順暢傳遞。同時(shí)還要留出足夠的鉚釘邊距和間距,避免出現(xiàn)應(yīng)力集中等問(wèn)題。通過(guò)精細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算和合理的構(gòu)造布置,可確保鉚釘連接具備足夠的承載能力和可靠性。12.5其他連接方式1粘貼連接利用結(jié)構(gòu)膠粘劑將構(gòu)件牢牢粘接在一起,適用于一些薄壁部件的連接。2摩擦連接通過(guò)預(yù)緊力產(chǎn)生的摩擦力將構(gòu)件連接在一起,常用于受力較小的部位。3組合連接將不同的連接方式如焊接、螺栓和鉚釘?shù)冗M(jìn)行組合使用,發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)。12.5.1粘貼連接利用結(jié)構(gòu)膠采用高性能的結(jié)構(gòu)膠粘劑,將金屬構(gòu)件緊密粘結(jié)在一起。薄壁適用粘貼連接尤其適用于薄壁構(gòu)件的拼接,無(wú)需開(kāi)孔加工。輕便高效粘貼連接工藝簡(jiǎn)單快捷,可大幅提高施工效率。12.5.2摩擦連接1高預(yù)緊力通過(guò)高強(qiáng)螺栓施加預(yù)緊力2產(chǎn)生摩擦力預(yù)緊力使構(gòu)件接觸面產(chǎn)生大摩擦力3抗滑移性強(qiáng)摩擦力提高了連接抗滑移能力摩擦連接是一種利用構(gòu)件之間的高摩擦力實(shí)現(xiàn)連接的方式。通過(guò)在連接處施加足夠大的預(yù)緊力,使得各構(gòu)件之間產(chǎn)生較大的接觸壓力,從而產(chǎn)生足夠的摩擦力來(lái)轉(zhuǎn)移剪力和抗滑移。這種連接方式特別適用于承受的荷載較小的部位,可以起到可靠的連接作用,且施工簡(jiǎn)單高效。12