3-0鋼結構設計原理之連接構造概述.ppt

1、3 鋼結構的連接設計,3 鋼結構的連接設計,3 鋼結構的連接設計,本章的學習內容有： 1、鋼結構的連接方式 2、焊接連接的特性 3、焊接應力與焊接變形對接焊縫的構造和計算 4、對接焊縫的構造和計算 5、角焊縫的構造和計算 6、普通螺栓連接的構造和計算 7、高強度螺栓連接的構造和計算,本章導學（1）,3 鋼結構的連接設計,本章導學（2）,鋼結構連接鋼結構是一種由預制材料（鋼材）制作，通過工廠加工成構件，再經工地現(xiàn)場拼裝而形成的結構，因此，構件與構件之間的連接節(jié)點是形成鋼結構并保證結構安全正常工作的重要組成部分。 設計鋼結構連接的基本原則 合理設計連接，保證節(jié)點具有足夠的承載能力和適當?shù)墓?jié)點剛度，

2、以實現(xiàn)在節(jié)點處傳遞內力。 具體設計時應根據荷載設計值所產生的結構或構件內力響應進行連接節(jié)點的計算。 正確計算節(jié)點所承受（或傳遞）的內力是保證節(jié)點安全傳力的前提，而根據節(jié)點連接的傳力機理選擇適當連接方式以及連接件的布置則取決于結構或構件所承受的荷載特征、連接處的構件截面形狀、構件尺寸、連接區(qū)的尺度、節(jié)點剛度要求、不同連接方式的構造要求、施工的可能性等諸多因素。,3 鋼結構的連接設計,本章的學習重點是： 1、各種連接方式的構造要求 2、各種連接方式的傳力機理 3、典型焊接連接節(jié)點的計算方法 4、典型螺栓連接節(jié)點的計算方法,本章導讀（3）,3 鋼結構的連接設計,本章導讀（4）,本章的學習方法是： 1

3、、認識實踐作先導錄像、圖片等 2、基本概念為基礎傳力機理、連接特性等 3、強化對構造要求的理解構造要求量多面廣 4、典型連接例題、習題訓練 設計和驗算步驟、計算方法等,3 鋼結構的連接設計,本章導讀（5）,本章的知識點分布： 1、鋼結構的基本連接方式 2、焊接連接形式與焊接連接特性 3、焊接應力與焊接變形 4、對接焊縫的構造 5、對接焊接的計算 6、角焊縫的構造 7、角焊縫的受力特點 8、角焊縫的計算 9、普通螺栓連接的構造 10、普通螺栓的受力特點和設計承載力 11、普通螺栓連接的計算 12、高強度螺栓連接的構造 13、高強度螺栓連接的計算,3 鋼結構的連接設計,3.1 鋼結構的基本連接方式

4、簡介,3 鋼結構的連接設計,鉚釘連接,螺栓連接,焊縫連接,3 鋼結構的連接設計,3 鋼結構的連接設計,現(xiàn)代鋼結構最基本的連接方式，應用最廣泛,優(yōu)點,構造簡單 任何形狀的構件可直接連接，無需輔助零配件 省工省料 加工方便，不需打孔鉆眼，不削弱截面 施工快速 可自動化操作 連接的密閉性好，剛度大，整體性好,3.1.1 焊接的特點,3 鋼結構的連接設計,3.1.2 螺栓連接的特點,3 鋼結構的連接設計,栓釘將鋼板與混凝土板連接起來 栓釘承受剪力,3.1.3 栓（焊）釘連接的特點,3 鋼結構的連接設計,射 釘 槍,用于薄壁構件的連接 可采用射槍、鉚槍等專用工具安裝,3.1.4 射釘、自攻螺釘?shù)奶攸c,3

5、 .1.5 基本連接方式對比 在傳力過程中，連接部位應有足夠的強度。被連接件間應保持正確的位置，以滿足傳力和使用要求。 鋼結構的連接通常有焊接，鉚接和螺栓連接三種方式。,3 鋼結構的連接設計,3 鋼結構的連接設計,3.2 焊接工藝簡介,3.2.1 焊接工藝,3 鋼結構的連接設計,3 鋼結構的連接設計,采用涂有焊藥的焊條 通電后，焊條與焊件之間產生電弧 高熱量使焊條熔化而形成焊縫,設備簡單，適應性強，應用最廣泛 質量波動大，生產率低，勞動強度大,3.2.2 焊接工藝手工電弧焊,3 鋼結構的連接設計,采用無涂層焊藥的焊絲，埋在焊劑下 通電后電弧使焊絲、焊劑熔化形成焊縫 熔化后的焊劑成為焊渣，浮在金

6、屬面上,半自動埋弧焊,焊縫質量好，生產效率高 需專用焊接設備，成本高,全自動埋弧焊,3.2.3 焊接工藝自動、半自動電弧焊,3 鋼結構的連接設計,焊接速度快，熔化深度大 可手工焊，也可自動化操作 目前工廠很常用的焊接方法 室外施焊要有避風措施，防止氣孔、焊坑缺陷,采用CO2氣體（代替焊劑）、焊絲 電弧使焊絲熔化形成焊縫 CO2氣體保護被焊金屬與空氣接觸,焊絲,3.2.4焊接工藝氣體保護焊,3 鋼結構的連接設計,采用乙炔在氧氣中燃燒的火焰來熔化焊條 適用于鋼板厚度薄的連接，一般小廠家備用此焊接設備,3.2.5焊接工藝氣焊,3.3 焊縫連接形式,按兩焊件的相對位置分： 焊縫連接形式按構件的相對位置

7、可分為平接、搭接、搭接。,按構造形式分： 焊縫形式主要有對接焊縫和角焊縫。,3 鋼結構的連接設計,對接焊縫按受力與焊縫方向分： a）直縫：作用力方向與焊縫方向正交 b）斜縫：作用力方向與焊縫方向斜交 角焊縫按受力與焊縫方向分： a）端縫：作用力方向與焊縫長度方向垂直 b）側縫：作用力方向與焊縫長度方向平行 按焊縫連續(xù)性： a）連續(xù)焊縫：受力較好 b）斷續(xù)焊縫：易發(fā)生應力集中 按施工位置： 俯焊、立焊、橫焊、仰焊，其中以俯焊施工位置最好，所以焊縫質量也最好，仰焊最差。,3 鋼結構的連接設計,3 鋼結構的連接設計,用料經濟，傳力平穩(wěn)，動力性能好 較厚的板需開剖口，費工,施工簡便 傳力不均，應力集中

8、嚴重，搭接時費料,焊縫形式對接焊縫與角焊縫,3 鋼結構的連接設計,間斷焊縫,連續(xù)焊縫,不重要或受力小的構件，可采用間斷焊縫連接,焊縫形式連續(xù)焊縫與間斷焊縫,3 鋼結構的連接設計,焊縫形式施焊方位,3 鋼結構的連接設計,根據焊件相對位置 根據焊縫構造 根據焊縫連續(xù)性 根據施焊位置,平接 搭接 頂接 對接焊縫（直縫和斜縫） 角焊縫（側縫和端縫） 組合形式 連續(xù)焊 間斷焊 俯焊 立焊 橫焊 仰焊,平接（對接焊縫）,搭接（角焊縫）,頂接 （T型連接）,對接焊縫,角焊縫,總結：焊縫形式焊縫的不同分類,3.4焊縫缺陷和焊縫等級 焊縫中可能存在裂紋、焊瘤、燒穿、未焊透、氣孔、夾渣等缺陷。 焊縫質量檢驗方法:

9、外觀檢查、超聲波探傷檢驗、X射線檢驗。 焊縫質量分三級： 一級焊縫需經外觀檢查、超聲波探傷、x射線檢驗都合格； 二級焊縫需外觀檢查、超聲波探傷合格； 三級焊縫需外觀檢查合格。三級焊縫只要求通過外觀檢查，即檢查焊縫實際尺寸是否符合設計要求和有無看得見的裂紋等缺陷。 鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范（GB50205-2001）規(guī)定，焊縫依其質量檢查標準分為三級，其中： 對于重要結構或要求焊縫金屬強度等于被焊金屬強度的對接焊縫，必須進行一級或二級質量檢驗，即在外觀檢查的基礎上再做無損檢驗。 二級要求用超聲波檢驗每條焊縫的20長度，且不小于200mm；一級要求用超聲波檢驗每條焊縫全部長度，以便揭示焊縫內部缺

10、陷。,3 鋼結構的連接設計,3 鋼結構的連接設計,熱裂紋,冷裂紋,氣孔,燒 穿,夾 渣,根部未焊透,邊緣未熔合,焊縫層間未熔合,咬 邊,焊瘤,焊縫缺陷,3 鋼結構的連接設計,檢 驗 標 準,二級,肉眼外觀檢查 超聲波 用于有較大拉應力的較重要連接不得存在裂紋、表面氣孔、夾渣、電弧擦傷等缺陷,一級,肉眼外觀檢查 超聲波 X射線 用于抗動力、疲勞荷載的重要連接不得存在未滿焊、咬邊、根部收縮、裂紋、表面氣孔、夾渣、電弧擦傷等缺陷,用于一般連接所有焊縫均應作外觀檢驗，不允許有可見裂紋等缺陷。其它缺陷如咬邊、表面氣孔、夾渣等按規(guī)范要求；,超聲波 檢測設備,焊縫質量檢驗,無損檢測：一級焊縫全數(shù)檢驗， 二級焊縫抽檢20以上,鋼結構設計規(guī)范（GB50017-2003）關于焊接連接的規(guī)定：焊縫應根據結構的重要性、荷載特性、烽縫形式、工作環(huán)境以及應力狀態(tài)等，按下述原則分別選用不同的質量等級: 1.在需要進行疲勞計算的構件中，凡對接焊縫均應焊透，其 質量等級為 1）作用力垂直于焊縫長度方向的橫向對接焊縫或T形對 接與角接組合焊縫，受拉時應為一級，受壓時應為二級; 2)作用力平行于焊縫長度方向的縱向對接焊縫應為二級。 2.不需要計算疲勞的構件中，凡要求與母材等強的對接焊縫