钢结构常用的连接方法.ppt

17连接（4）了解焊接应力、焊接变形的形成原因，了解减少焊接应力、焊接变形的措施；（5）了解普通螺栓连接的工作性能、破坏形态，掌握普通螺栓连接的计算方法；（6）了解高强螺栓连接的工作性能，掌握高强螺栓连接的计算方法。本章内容17.1钢结构的连接方法铆钉连接是将一端带有预制钉头的铆钉，插入被连接件的钉孔中，用铆钉枪或压铆机将另一端压成封闭钉头而成。焊接是钢结构最主要的连接方式，优点是任何形状的结构都可以用焊缝连接，构造简单，省工省料，而且能实现自动化操作，生产效率高。螺栓连接分普通螺栓连接和高强螺栓连接。普通螺栓是用A3F(Q235－A·F）钢制造的，按加工精度分为A、B、C三级。高强螺栓系用高强钢材制成，可对栓杆施加很大的紧固预拉力，使板叠压得很紧，利用板间的摩擦阻力传递剪力，这就是摩擦型高强螺栓连接。17.2焊接的基本知识（2）自动焊自动焊设备（自动电焊机）工艺原理如图17.3所示。图17.2手工电弧焊图17.3自动埋弧电弧焊焊缝连接按构件的相对位置可分为平接、搭接、顶接、角接等形式。焊缝按构造可分为对接焊缝和角焊缝两种，如图17.4所示。对接焊缝省料、传力均匀、强度高，但边缘须作坡口，尺寸要求严且制造费工。焊缝按施焊位置又可分为平焊、立焊、横焊、仰焊，平焊施焊最方便，质量易于保证；仰焊施焊条件最差，质量不易保证，设计时应尽量避免（图17.5）。图17.4焊缝连接形式图17.5焊缝的施焊位置（平、立、横、仰）在钢结构施工图中的焊缝，应遵照《焊缝符号表示法》（GB324—88）和《建筑结构制图标准》（GB/T50105）的规定予以标注（见表17.1）。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（图17.6）。表17.1焊缝符号图17.6焊缝标注图形焊接质量将直接影响焊缝的强度，对焊缝的质量应按其受力性质和所处的部位进行分级检验。质量检验分为三级，其中三级质量检验只对全部焊缝作外观检查，即只检查焊缝外观缺陷（气孔、咬边）和几何尺寸是否符合三级标准的要求；二级的检验项目规定除对全部焊缝按二级标准检查外观外，还须按要求用超声波抽查焊缝长度的50%；一级的检验项目则规定除对全部焊缝按一级标准检查外观外，尚需按要求用超声波检查，并用X射线抽查焊缝长度2%，且部分拍片。对接焊缝的质量分一、二、三级，其中一、二级质量的强度与母材相同，三级质量的抗拉强度设计值则降低了15%。角焊缝均为三级质量，其强度设计值不论拉、压、剪均取统一值。17.3对接焊缝的构造与计算（3）清渣补焊U形和V形焊缝主要为正面焊，其根部往往没有焊透而存在缺陷。所以一面焊完后，应反过来清渣补焊，以保证焊缝质量。（4）不同厚度与宽度钢板的连接在钢板拼接处，当焊件宽度不同或厚度在一侧相差超过4mm时，应分别在宽度或厚度方向从一侧或双侧做成坡度不大于1∶2.5的斜角（如图17.9）所示，形成平缓过渡，减少应力集中。（5）采用不焊透的对接焊缝时应在设计图中注明坡口的形式与尺寸，其有效厚度he不得小于1.5√t,t为坡口所在焊件的较大厚度。图17.7对接焊缝的坡口形式图17.8引弧板图17.9钢板变截面平接（1）轴心力作用时的计算如图17.10所示的受拉对接焊缝，当采用一、二级质量时，焊缝截面的抗拉、抗压和抗剪的强度设计值同于母材，只要连接板能承受拉力N，则焊缝不必计算；当采用三级质量时，抗拉、抗剪强度设计值不变，唯抗拉强度设计值降低15%，可采用斜焊缝。对于斜焊缝只须验算正应力，即当tanθ≤1.5（即θ≤56°19′）时，则斜焊缝不必验算。（2）弯矩和剪力共同作用时的对接焊缝如图17.11所示对接焊缝，应验算边缘纤维的最大正应力、中和轴处的最大剪应力和腹板与翼缘连接处的折算应力。【例17.1】验算如图17.10所示的钢板对接焊缝，钢板截面500mm×10mm，轴向拉力N=1000kN，钢材为Q235A·F，焊条E43型，焊缝为三级质量，施工中未采用引弧板。【解】（1）验算钢板的承载能力A×f=1075kN＞N=1000kN（2）验算直缝σ=208.3N/mm2＞ftw=185N/mm2直缝不能满足。（3）改为斜缝，令tanθ=1.5σ=144.2N/mm2＜ftw=185N/mm2【例17.2】如图17.12所示，验算工字形牛腿与柱的对接焊缝，N=270kN(设计值)，偏心距e=300mm，钢材为Q235，E43型焊条，手工焊焊缝质量三级，无