鋼結構基礎知識

1、建筑結構基礎與識圖建筑結構基礎與識圖第九章第九章 鋼結構基礎知識鋼結構基礎知識建筑結構基礎與識圖建筑結構基礎與識圖第九章第九章 鋼結構基礎知識鋼結構基礎知識第1章 前言1-1 1-1 什么是鋼結構什么是鋼結構1-2 1-2 鋼結構的特點鋼結構的特點鋼結構基礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工1-1 1-1 什么是鋼結構什么是鋼結構l 鋼結構是指用鋼板和熱扎、冷彎或焊接型材通過連接件連接而成的能承受和傳遞荷載的結構形式。鋼結構體系具有自重輕、工廠化制造、安裝快捷、施工周期短、抗震性能好、投資回收快、環(huán)境污染少等綜合優(yōu)勢，與鋼筋混凝土結構相比，更具有在“高、大、輕”三個方面發(fā)展的獨

2、特優(yōu)勢，在全球范圍內，特別是發(fā)達國家和地區(qū)，鋼結構在建筑工程領域中得到合理、廣泛的應用。鋼結構行業(yè)通常分為輕型鋼結構、高層鋼結構、住宅鋼結構、空間鋼結構和橋梁鋼結構5大子類。鋼結構基礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工1-2 1-2 鋼結構的特點鋼結構的特點1. 鋼結構自重較輕2. 鋼結構工作的可靠性較高3. 鋼結構的抗震性、抗沖擊性好4. 鋼結構制造的工業(yè)化程度較高5. 鋼結構可以準確快速地裝配6. 鋼結構室內空間大7. 容易做成密封結構8. 鋼結構易腐蝕9. 鋼結構耐火性差10. 鋼結構可回收利用11. 鋼結構施工工期較短建筑結構基礎與識圖建筑結構基礎與識圖第九章第九章 鋼

3、結構基礎知識鋼結構基礎知識第2章 鋼結構的分類 2-1 2-1 鋼結構建筑的分類鋼結構建筑的分類2-2 2-2 鋼結構的主要結構類型鋼結構的主要結構類型鋼結構基礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工2-1 2-1 鋼結構建筑的分類鋼結構建筑的分類l 鋼結構依其建筑性質的不同，主要分為以下幾類：1. 單層鋼結構（重型鋼結構）工業(yè)廠房2. 大型空間（大跨度）鋼結構3. 高層鋼結構4. 高聳結構5. 橋梁鋼結構6. 輕鋼結構7. 住宅鋼結構8. 容器和其它構筑物 鋼結構基礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工2-2 2-2 鋼結構的主要結構類型鋼結構的主要結構類型l 鋼結

4、構依其結構布置及受力特點的不同，主要分為以下幾類：1. 框架結構2. 輕型門式剛架結構3. 排架結構4. 網架結構5. 鋼桁架結構6. 索膜結構7. 塔架結構8. 桅桿結構 其中普通多層住宅、辦公樓多以框架結構為主建筑結構基礎與識圖建筑結構基礎與識圖第九章第九章 鋼結構基礎知識鋼結構基礎知識第3章 鋼結構構件 3-2 3-2 鋼結構構件的截面表示方法鋼結構構件的截面表示方法 3-1 3-1 鋼結構構件的截面類型鋼結構構件的截面類型鋼結構基礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工3-1 3-1 鋼結構構件的截面類型鋼結構構件的截面類型 鋼結構構件分為鋼板、角鋼、槽鋼、工字鋼、H型鋼、

5、T型鋼、圓鋼、方管、圓管、十字型、箱形等多種截面類型。鋼結構基礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工3-2 3-2 鋼結構構件的截面表示方法鋼結構構件的截面表示方法 鋼結構基礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工鋼結構基礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工 焊接H型鋼截面表示方法建筑結構基礎與識圖建筑結構基礎與識圖第九章第九章 鋼結構基礎知識鋼結構基礎知識第4章 鋼結構的主要連接形式4-2 4-2 螺栓連接螺栓連接 4-1 4-1 焊縫連接焊縫連接4-3 4-3 鉚釘連接鉚釘連接鋼結構基礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工鋼結構的鋼結

6、構的主要主要連接連接形式形式 鋼結構的連接方法 鋼結構的連接方法有鋼結構的連接方法有焊縫連接焊縫連接、螺栓連接螺栓連接和和鉚釘連接鉚釘連接三種。三種。鉚釘連接鉚釘連接 螺栓連接螺栓連接 焊縫連接焊縫連接 鋼結構基礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工4-1 4-1 焊縫連接焊縫連接 焊縫連接是通過電弧產生的熱量使焊條和焊件局部焊縫連接是通過電弧產生的熱量使焊條和焊件局部熔化，經冷卻凝結成焊縫，從而將焊件連接成為一體。熔化，經冷卻凝結成焊縫，從而將焊件連接成為一體。 優(yōu)點：優(yōu)點：不削弱構件截面，節(jié)約鋼材，構造簡單，制不削弱構件截面，節(jié)約鋼材，構造簡單，制造方便，連接剛度大，密封性能

7、好，在一定條件下易于造方便，連接剛度大，密封性能好，在一定條件下易于采用自動化作業(yè)，生產效率高。采用自動化作業(yè)，生產效率高。 缺點：缺點：焊縫附近鋼材因焊接高溫作用形成的熱影響焊縫附近鋼材因焊接高溫作用形成的熱影響區(qū)可能是某些部位材質變脆；焊接過程中鋼材受到分布區(qū)可能是某些部位材質變脆；焊接過程中鋼材受到分布不均勻的高溫和冷卻，使結構產生焊接殘余應力和殘余不均勻的高溫和冷卻，使結構產生焊接殘余應力和殘余變形，對結構的承載力、剛度和使用性能有一定影響；變形，對結構的承載力、剛度和使用性能有一定影響；焊接結構由于剛度大，局部裂紋一經發(fā)生很容易擴展到焊接結構由于剛度大，局部裂紋一經發(fā)生很容易擴展到整

8、體，尤其是在低溫下易發(fā)生脆斷；焊縫連接的塑性和整體，尤其是在低溫下易發(fā)生脆斷；焊縫連接的塑性和韌性較差，施焊時可能產生缺陷，使疲勞強度降低。韌性較差，施焊時可能產生缺陷，使疲勞強度降低。鋼結構基礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工（一）焊接方法（一）焊接方法 鋼結構常用的焊接方法是電弧焊，包括鋼結構常用的焊接方法是電弧焊，包括手工電弧焊手工電弧焊、自動或半自自動或半自動電弧焊動電弧焊以及以及氣體保護焊氣體保護焊等。等。 手工電弧焊手工電弧焊是鋼結構中最常用的焊接方法，其設備簡單，操作靈是鋼結構中最常用的焊接方法，其設備簡單，操作靈活方便。但勞動條件差，生產效率比自動或半自動焊低

9、，焊縫質量的活方便。但勞動條件差，生產效率比自動或半自動焊低，焊縫質量的變異性大，在一定程度上取決于焊工的技術水平。變異性大，在一定程度上取決于焊工的技術水平。導線導線鋼結構基礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工 自動焊自動焊的焊縫質量穩(wěn)定，焊縫內部缺陷較少，塑性好，沖擊韌性好，適的焊縫質量穩(wěn)定，焊縫內部缺陷較少，塑性好，沖擊韌性好，適合于焊接較長的直接焊縫。半自動焊因人工操作，適用于焊曲線或任意形狀合于焊接較長的直接焊縫。半自動焊因人工操作，適用于焊曲線或任意形狀的焊縫。自動和半自動焊應采用與主體金屬相適應的焊絲和焊劑，焊絲應符的焊縫。自動和半自動焊應采用與主體金屬相適應的焊

10、絲和焊劑，焊絲應符合國家標準的規(guī)定，焊劑應根據焊接工藝要求確定。合國家標準的規(guī)定，焊劑應根據焊接工藝要求確定。鋼結構基礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工 氣體保護焊氣體保護焊是用惰性氣體（或是用惰性氣體（或CO2）氣體作為電弧的保護介質，）氣體作為電弧的保護介質，使熔化金屬與空氣隔絕，以保持焊接過程穩(wěn)定。氣體保護焊電弧加熱使熔化金屬與空氣隔絕，以保持焊接過程穩(wěn)定。氣體保護焊電弧加熱集中，焊接速度快，熔深大，故焊縫強度比手工焊的高。且塑性和抗集中，焊接速度快，熔深大，故焊縫強度比手工焊的高。且塑性和抗腐蝕性好，適合于厚鋼板的焊接。腐蝕性好，適合于厚鋼板的焊接。焊絲焊絲鋼結構基礎

11、與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工 （二）焊縫形式（二）焊縫形式 焊縫連接形式根據被連接構件間的相互位置可分為焊縫連接形式根據被連接構件間的相互位置可分為對接對接、搭接搭接、T形連接形連接和和角接角接等四種形式。這些連接所用的焊縫有等四種形式。這些連接所用的焊縫有對接焊縫對接焊縫和和角焊縫角焊縫兩種基本形式。在兩種基本形式。在具體應用時，應根據連接的受力情況，結合制造、安裝和焊接條件進行選擇。具體應用時，應根據連接的受力情況，結合制造、安裝和焊接條件進行選擇。 （a） （b） （c） （d） （e） （f） （g） （a）對接連接；（）對接連接；（b）用拼接蓋板的對接連接；（）

12、用拼接蓋板的對接連接；（c）搭接連接；）搭接連接； （d）、（）、（e）T形連接；（形連接；（f）、（）、（g）角部連接）角部連接鋼結構基礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工 焊縫按其焊縫按其工作性質來工作性質來分有強度焊縫和密強焊縫兩種。強度焊縫只作為傳分有強度焊縫和密強焊縫兩種。強度焊縫只作為傳遞內力之用，密強焊縫除傳遞內力外，還必須保證不使氣體或液體滲漏。遞內力之用，密強焊縫除傳遞內力外，還必須保證不使氣體或液體滲漏。 焊縫按焊縫按施焊位置施焊位置分，有平焊、立焊、橫焊和仰焊四種。平焊的施焊工作分，有平焊、立焊、橫焊和仰焊四種。平焊的施焊工作方便，質量好，效率高；立焊和橫

13、焊是在立面上施焊的豎向和水平焊縫，生方便，質量好，效率高；立焊和橫焊是在立面上施焊的豎向和水平焊縫，生產效率和焊接質量比俯焊的差一些；仰焊是仰面向上施焊，操作條件最差，產效率和焊接質量比俯焊的差一些；仰焊是仰面向上施焊，操作條件最差，焊縫質量不易保證，因此應盡量避免采用。焊縫質量不易保證，因此應盡量避免采用。 俯焊俯焊橫焊橫焊 立焊立焊 仰焊仰焊 根據焊縫截面、構造焊縫截面、構造可分為對接焊縫和角焊縫兩種基本形式。鋼結構基礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工（三）焊縫構造（三）焊縫構造 1.對接焊縫對接焊縫 對接焊縫傳力直接、平順、沒有顯著的應力集中現(xiàn)象，因而受力性能良好，對于

14、對接焊縫傳力直接、平順、沒有顯著的應力集中現(xiàn)象，因而受力性能良好，對于 承承受靜、動荷載的構件連接都適用。但由于對接焊縫的質量要求較高，焊件之間施焊間受靜、動荷載的構件連接都適用。但由于對接焊縫的質量要求較高，焊件之間施焊間隙要求較嚴，一般多用于工廠制造的連接中。隙要求較嚴，一般多用于工廠制造的連接中。 對接焊縫又稱坡口焊縫，因為在施焊時應對板件邊緣加工成適當形式和尺寸的坡對接焊縫又稱坡口焊縫，因為在施焊時應對板件邊緣加工成適當形式和尺寸的坡口口（如后圖所示）（如后圖所示）以便焊接時有焊條運轉的必要空間，保證對接焊縫內部有足夠的熔以便焊接時有焊條運轉的必要空間，保證對接焊縫內部有足夠的熔透深度

15、。坡口基本形式可分為透深度。坡口基本形式可分為I形、單邊形、單邊V形、形、V形、形、X形、形、U形和形和K形等。坡口形式隨形等。坡口形式隨板厚和焊接方法而不同。采用手工焊時，當板厚板厚和焊接方法而不同。采用手工焊時，當板厚t10mm，可采用不切坡口的，可采用不切坡口的I形縫，形縫，只需保持間隙只需保持間隙0.52mm，t5mm時可單面焊；當板厚時可單面焊；當板厚t=1020mm時，采用時，采用V形或半形或半V形坡口；對于較厚的板件形坡口；對于較厚的板件t20mm時，采用時，采用X形、形、U形或形或K形。對于形。對于V形和形和U形縫的根部形縫的根部還需要清除焊根，并進行補焊。還需要清除焊根，并進

16、行補焊。 沒有條件清根和補焊者，要事先加墊板。當采用自動焊時，因所用電流強、熔深大，沒有條件清根和補焊者，要事先加墊板。當采用自動焊時，因所用電流強、熔深大，只在只在t16mm時，才采用時，才采用V形坡口。形坡口。鋼結構基礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工 （a） （b） （c） （d） （e） （f） 對接焊縫的坡口形式對接焊縫的坡口形式 （a）I形縫；（形縫；（b）單邊）單邊V形坡口；（形坡口；（c）V形坡口；形坡口； （d）U形坡口；（形坡口；（e）K形坡口；（形坡口；（f）X形坡口形坡口鋼結構基礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工 在焊件寬度或厚度有變

17、化的連接中，為了減緩應力集中，應從板在焊件寬度或厚度有變化的連接中，為了減緩應力集中，應從板的一側或兩側做成坡度不大于的一側或兩側做成坡度不大于1：2.5的斜坡如圖所示，形成平緩過渡。的斜坡如圖所示，形成平緩過渡。如板厚相差不大于如板厚相差不大于4mm時，可不做斜坡。時，可不做斜坡。 （a） （b） 變截面板的拼接變截面板的拼接 （a）改變寬度；（）改變寬度；（b）改變厚度）改變厚度1:2.51:2.51:2.5鋼結構基礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工 2.角焊縫角焊縫（1）角焊縫的形式）角焊縫的形式 角焊縫按其長度方向和外力作用方向的不同，可分為平行于力作用方向的側面角焊

18、縫、垂直于角焊縫按其長度方向和外力作用方向的不同，可分為平行于力作用方向的側面角焊縫、垂直于力作用方向的正面角焊縫與力作用方向斜交的斜向角焊縫以及圍焊縫。力作用方向的正面角焊縫與力作用方向斜交的斜向角焊縫以及圍焊縫。 角焊縫截面形式又分為普通式、平坡式和深熔式。圖中角焊縫截面形式又分為普通式、平坡式和深熔式。圖中hf稱為角焊縫的焊腳尺寸。普通式截面稱為角焊縫的焊腳尺寸。普通式截面焊腳邊比例為焊腳邊比例為1：1，近似于等腰直角三角形，其傳力線彎折較劇烈，故應力集中嚴重。對直接承受，近似于等腰直角三角形，其傳力線彎折較劇烈，故應力集中嚴重。對直接承受動力荷載的結構，為使傳力平順，正面角焊縫宜采用兩

19、焊角邊尺寸比例動力荷載的結構，為使傳力平順，正面角焊縫宜采用兩焊角邊尺寸比例1：1.5的平坡式（長邊順內的平坡式（長邊順內力方向），側面角焊縫宜采用比例為力方向），側面角焊縫宜采用比例為1：1的深熔式。的深熔式。 （a） （b） （c） 角焊縫截面形式角焊縫截面形式 （a）普通式；（）普通式；（b）平坡式；（）平坡式；（c）深熔式）深熔式鋼結構基礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工（2）角焊縫的構造要求）角焊縫的構造要求 1）最小焊腳尺寸 角焊縫的焊腳尺寸與焊件的厚度有關，當焊件較厚而焊腳尺寸又過小時，焊縫內部將因冷卻過快而產生淬硬組織，降低塑性，容易形成裂紋。因此，角焊縫的最

20、小焊腳尺寸應滿足 ,tmax為較厚焊件厚度（單位mm）。對自動焊因熱量集中，熔深較大，可減小1mm；T形連接的單面焊縫的性能較差，應增加1mm；當焊件厚度等于或小于4mm時，應與焊件厚度相同。 2）最大焊腳尺寸 角焊縫的焊腳尺寸過大，易使焊件形成燒傷、燒穿等“過燒”現(xiàn)象，且使焊件產生較大的焊接殘余應力和焊接變形。因此，角焊縫的最大焊腳尺寸應符合 的要求，tmin為較薄焊件的厚度。對焊件邊緣的角焊縫，為防止施焊時產生“咬邊”， 還應符合下列要求：當 時， ；當 時， 。 3）不等焊腳尺寸 當兩焊件的厚度相差較大，且采用等焊腳尺寸無法滿足最大和最小焊腳尺寸的要求時，可采用不等焊腳尺寸，即與較厚焊件

21、接觸的焊腳符合 ，與較薄焊件接觸的焊腳滿足 的要求。 4）最小焊縫計算長度 當角焊縫焊腳尺寸大而長度過小時，將使焊件局部受熱嚴重，且焊縫起滅弧的弧坑相距太近，加上可能出現(xiàn)的其他缺陷，也使焊縫不夠可靠。因此，角焊縫的計算長度應滿足 和40mm。mmt6mmthf)21 (maxmmt6thfmaxmaxmin5 . 1thfminmax2 . 1 thffwhl8maxmin5 . 1thfminmax2 . 1 thf鋼結構基礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工 5）側面角焊縫最大計算長度 側面角焊縫沿長度方向的剪應力分布很不均勻，兩端大中間小，且隨焊縫長度與其焊腳尺寸之比增大

22、而差別愈大。當此比值過大時，焊縫兩端將會首先出現(xiàn)裂紋，而此時焊縫中部還未充分發(fā)揮其承載能力，在動力荷載作用下這種應力集中現(xiàn)象更為不利。因此，側面角焊縫的計算長度不宜大于60hf（承受靜載或間接承受動載時）或40hf（直接承受動載時）。當大于上述限制時，其超過部分在計算中不予考慮。若內力沿側焊縫全長分布時，其計算長度不受此限制，如工字形截面梁或柱的翼緣與腹板連接焊縫等。6）當板件的端部僅有兩側面角焊縫連接時（如圖所示），為了避免應力傳遞過分彎折而使構件中應力過分不均，應使每條側焊縫長度大于它們之間的距離， 。另外為了避免焊縫收縮時引起板件的拱曲過大，還應使 （當 ）或190mm（當 ）。當不滿足

23、此規(guī)定時，則應加正面角焊縫。blwtb16mmt12mmt12側面角焊縫引起焊件拱曲鋼結構基礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工7）在搭接連接中，搭接長度不得小于焊件較小厚度的）在搭接連接中，搭接長度不得小于焊件較小厚度的5倍并不得小于倍并不得小于25mm，以減小因焊縫收縮而產生的殘余應力及因傳力偏心而產生的，以減小因焊縫收縮而產生的殘余應力及因傳力偏心而產生的附加應力。附加應力。8）在次要構件或次要焊縫連接中，若焊縫受力很小，采用連續(xù)焊縫其計）在次要構件或次要焊縫連接中，若焊縫受力很小，采用連續(xù)焊縫其計算焊腳尺寸算焊腳尺寸hf小于最小容許值時，可采用間斷角焊縫。間斷角焊縫焊小

24、于最小容許值時，可采用間斷角焊縫。間斷角焊縫焊段的長度不得小于段的長度不得小于10hf或或500mm。各段之間凈距。各段之間凈距 （受壓構件）（受壓構件）或或 （受拉構件），以防板件局部凸曲鼓起，而對受力不利或潮（受拉構件），以防板件局部凸曲鼓起，而對受力不利或潮氣侵入而引起銹蝕。氣侵入而引起銹蝕。9）當角焊縫的端部在構件轉角處時，為避免起落弧的缺陷發(fā)生在此應力）當角焊縫的端部在構件轉角處時，為避免起落弧的缺陷發(fā)生在此應力集中較大部位，宜作長度為集中較大部位，宜作長度為2hf的繞角焊，且轉角處必須連續(xù)施焊，的繞角焊，且轉角處必須連續(xù)施焊，不能斷弧。不能斷弧。min15te min30t鋼結構基

25、礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工（四）焊縫符號集及標注方法（四）焊縫符號集及標注方法 焊縫符號表示法規(guī)定：焊縫符號一般由基本符號與指引線組成，必要時還可加上補充符號和焊縫尺寸。 基本符號：基本符號：表示焊縫的橫截面形狀，如用“ ”表示角焊縫,用“V”表示V形坡口的對接焊縫； 補充符號：補充符號：補充說明焊縫的某些特征，用“ ”表示現(xiàn)場安裝焊縫，用“ ”表示焊件三面帶有焊縫； 指引線指引線 ：一般由橫線和帶箭頭的斜線組成，箭頭指向圖形相應焊縫處，橫線上方和下方用來標注基本符號和焊縫尺寸等。鋼結構基礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工 焊縫符號焊縫符號 鋼結構基

26、礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工 焊縫符號焊縫符號 續(xù)表續(xù)表 當焊縫分布比較復雜或用上述標注方法不能表達清楚時當焊縫分布比較復雜或用上述標注方法不能表達清楚時,在標注焊縫符號在標注焊縫符號的同時的同時,可在圖形上加柵線表示?？稍趫D形上加柵線表示。 用柵線表示焊縫用柵線表示焊縫 (a)正面焊縫；正面焊縫；(b)背面焊縫；背面焊縫；(c)安裝焊縫安裝焊縫鋼結構基礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工 當焊縫中存在氣孔，夾渣、咬邊等缺陷時，它們不但使焊縫受力面積削弱，而且當焊縫中存在氣孔，夾渣、咬邊等缺陷時，它們不但使焊縫受力面積削弱，而且還在缺陷處引起應力集中，易

27、于形成裂紋。在受拉連接中，裂紋更易擴展延伸，從而還在缺陷處引起應力集中，易于形成裂紋。在受拉連接中，裂紋更易擴展延伸，從而使焊縫在低于母材強度的情況下破壞。同樣，缺陷也降低連接的疲勞強度。因此，使焊縫在低于母材強度的情況下破壞。同樣，缺陷也降低連接的疲勞強度。因此，對對焊縫質量應按其受力性質和所處部位進行分級。焊縫質量應按其受力性質和所處部位進行分級。 根據結構類型和重要性，根據結構類型和重要性，鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范將將焊縫質量檢驗級別焊縫質量檢驗級別分為三級分為三級。級檢驗項目規(guī)定只對全部焊縫做外觀檢查級檢驗項目規(guī)定只對全部焊縫做外觀檢查，即檢驗焊縫實際尺寸是

28、否符，即檢驗焊縫實際尺寸是否符合要求和有無外觀缺陷；合要求和有無外觀缺陷；級、級、級焊縫除對全部焊縫作相應等級的外觀缺陷檢查外，級焊縫除對全部焊縫作相應等級的外觀缺陷檢查外，還應還應采用超聲波探傷進行內部缺陷的檢驗采用超聲波探傷進行內部缺陷的檢驗，當超聲波探傷不能對缺陷作出判斷時，應，當超聲波探傷不能對缺陷作出判斷時，應采用射線探傷采用射線探傷。級焊縫超聲波和射線探傷的比例均為級焊縫超聲波和射線探傷的比例均為100%，級焊縫超聲波和射級焊縫超聲波和射線探傷的比例均為線探傷的比例均為20%，且均不小于，且均不小于200mm。當焊縫長度小于。當焊縫長度小于200mm時，應對整條時，應對整條焊縫探傷

29、。焊縫探傷。 鋼結構中一般采用鋼結構中一般采用級焊縫即可滿足強度要求級焊縫即可滿足強度要求，但對接焊縫的抗拉強度有較大的，但對接焊縫的抗拉強度有較大的變異性，變異性，鋼結構設計規(guī)范鋼結構設計規(guī)范規(guī)定，其設計值僅為主體鋼材的規(guī)定，其設計值僅為主體鋼材的85%左右。因而對有較左右。因而對有較大拉應力的對接焊縫以及直接承受動力荷載構件的較重要的焊縫，可部分采用大拉應力的對接焊縫以及直接承受動力荷載構件的較重要的焊縫，可部分采用級焊級焊縫，對抗動力和疲勞性能有較高要求處可采用縫，對抗動力和疲勞性能有較高要求處可采用級焊縫。焊縫質量等級必須在施工圖級焊縫。焊縫質量等級必須在施工圖中標注，但中標注，但級焊

30、縫不需要標注。級焊縫不需要標注。（五）焊縫質量檢驗和焊縫質量級別（五）焊縫質量檢驗和焊縫質量級別鋼結構基礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工4-2 4-2 螺栓連接螺栓連接 螺栓連接是通過螺栓這種緊固件把連接件螺栓連接是通過螺栓這種緊固件把連接件連接成為一體。連接成為一體。 螺栓連接分螺栓連接分普通螺栓連接普通螺栓連接和和高強度螺栓連接高強度螺栓連接兩種。兩種。 優(yōu)點：優(yōu)點：施工工藝簡單、安裝方便，特別適施工工藝簡單、安裝方便，特別適用于工地安裝連接，也便于拆卸，適用于需要用于工地安裝連接，也便于拆卸，適用于需要裝拆結構和臨時性連接。裝拆結構和臨時性連接。 缺點：缺點：需要在板

31、件上開孔和拼裝時對孔，需要在板件上開孔和拼裝時對孔，增加制造工作量，且對制造的精度要求較高；增加制造工作量，且對制造的精度要求較高；螺栓孔還使構件截面削弱，且被連接件常需相螺栓孔還使構件截面削弱，且被連接件常需相互搭接或增設輔助連接板（或角鋼），因而構互搭接或增設輔助連接板（或角鋼），因而構造較繁且多費鋼材。造較繁且多費鋼材。鋼結構基礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工（一）普通螺栓連接的構造（一）普通螺栓連接的構造1.普通螺栓的形式和規(guī)格普通螺栓的形式和規(guī)格 鋼結構采用的普通形式為大六角頭型，其代號用字母鋼結構采用的普通形式為大六角頭型，其代號用字母M與公稱和與公稱和直徑（直

32、徑（mm）表示。工程中常用）表示。工程中常用M18，M20，M22，M24。按國際標準，。按國際標準，螺栓統(tǒng)一用螺栓的性能等級來表示，如螺栓統(tǒng)一用螺栓的性能等級來表示，如“4.6級級”、“8.8級級”等。小數等。小數點前數字表示螺栓材料的最低抗拉強度，如點前數字表示螺栓材料的最低抗拉強度，如“4”表示表示400N/mm2，“8”表示表示800N/mm2。小數點后的數字（。小數點后的數字（0.6、0.8）表示螺栓材料的屈強比，）表示螺栓材料的屈強比，即屈服點與最低抗拉強度的比值。即屈服點與最低抗拉強度的比值。 根據螺栓的加工精度，普通螺栓又分為根據螺栓的加工精度，普通螺栓又分為A、B、C三級。三

33、級。A、B級螺栓級螺栓（精制螺栓）采用（精制螺栓）采用8.8級鋼材制作，經機床車削加工而成，表面光級鋼材制作，經機床車削加工而成，表面光滑，尺寸準確，且配用滑，尺寸準確，且配用類孔（即螺栓孔在裝配好的構件上鉆成或擴鉆成，孔類孔（即螺栓孔在裝配好的構件上鉆成或擴鉆成，孔壁光滑，對孔準確）。由于其加工精度高，與孔壁接觸緊密，其連接變形小，壁光滑，對孔準確）。由于其加工精度高，與孔壁接觸緊密，其連接變形小，受力性能好，可用于承受較大剪力和拉力的連接。但制造和安裝較費工，成本受力性能好，可用于承受較大剪力和拉力的連接。但制造和安裝較費工，成本高，故在鋼結構中較少采用。高，故在鋼結構中較少采用。鋼結構基

34、礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工 C級螺栓級螺栓（粗制螺栓）用（粗制螺栓）用4.6或或4.8級鋼制作，加工粗糙，級鋼制作，加工粗糙，尺寸不夠準確，只要求尺寸不夠準確，只要求類孔（即螺栓孔在單個零件上一類孔（即螺栓孔在單個零件上一次沖成或不用鉆模鉆成。一般孔徑比螺栓桿徑大次沖成或不用鉆模鉆成。一般孔徑比螺栓桿徑大12mm）。）。在傳遞剪力時，連接變形大，但傳遞拉力的性能尚好，操在傳遞剪力時，連接變形大，但傳遞拉力的性能尚好，操作無需特殊設備，成本低。常用于承受拉力的螺栓連接和作無需特殊設備，成本低。常用于承受拉力的螺栓連接和承受靜力荷載或間接承受動力荷載結構中的次要受剪連接。

35、承受靜力荷載或間接承受動力荷載結構中的次要受剪連接。 螺栓及其孔眼圖例螺栓及其孔眼圖例鋼結構基礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工 螺栓的排列應簡單、統(tǒng)一而緊湊，滿足受力要求，構造合理又便于安螺栓的排列應簡單、統(tǒng)一而緊湊，滿足受力要求，構造合理又便于安裝。排列方式有并列和錯列兩種排列（如圖所示）。并列較簡單，錯列裝。排列方式有并列和錯列兩種排列（如圖所示）。并列較簡單，錯列較緊湊。較緊湊。 （a） （b） 螺栓的排列及間距螺栓的排列及間距 （a）并列排列；（）并列排列；（b）錯列排列）錯列排列 2.普通螺栓連接的排列普通螺栓連接的排列鋼結構基礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住

36、工中新房華構住工 （1）受力要求）受力要求 螺栓孔（螺栓孔（d0）的最小端距（沿受力方向）為）的最小端距（沿受力方向）為2 d0，以免板端被剪，以免板端被剪掉；螺栓孔的最小邊距（垂直于受力方向）為掉；螺栓孔的最小邊距（垂直于受力方向）為1.5 d0（切割邊）或（切割邊）或1.2 d0（軋成邊）。（軋成邊）。中間螺孔的最小間距（栓距和線距）為中間螺孔的最小間距（栓距和線距）為3 d0，否則螺孔周圍應力集中的相互影響較，否則螺孔周圍應力集中的相互影響較大，且對鋼板的截面削弱過多，從而降低其承載力。大，且對鋼板的截面削弱過多，從而降低其承載力。 （2）構造要求）構造要求 螺栓的間距也不宜過大，尤其是

37、受壓板件當栓距過大時，容易螺栓的間距也不宜過大，尤其是受壓板件當栓距過大時，容易發(fā)生凸曲現(xiàn)象。板和剛性構件（如槽鋼、角鋼等）連接時，栓距過大不易緊密接觸，發(fā)生凸曲現(xiàn)象。板和剛性構件（如槽鋼、角鋼等）連接時，栓距過大不易緊密接觸，潮氣易于侵入縫隙而銹蝕。按規(guī)范規(guī)定，栓孔中心最大間距受壓時為潮氣易于侵入縫隙而銹蝕。按規(guī)范規(guī)定，栓孔中心最大間距受壓時為12 d0或或18tmin（tmin為外層較薄板件的厚度），受拉時為為外層較薄板件的厚度），受拉時為16 d0或或24 tmin，中心至構件邊緣最大距，中心至構件邊緣最大距離為離為4d0或或8tmin。 （3）施工要求）施工要求 螺栓間應有足夠距離，以

38、便轉動扳手，擰緊螺母。螺栓間應有足夠距離，以便轉動扳手，擰緊螺母。 根據上述螺栓的最大、最小容許距離，排列螺栓時宜按最小容許距離取用，且根據上述螺栓的最大、最小容許距離，排列螺栓時宜按最小容許距離取用，且宜取宜取5mm的倍數，并按等距離布置，以縮小連接的尺寸。最大的容許距離一般只在的倍數，并按等距離布置，以縮小連接的尺寸。最大的容許距離一般只在起聯(lián)系作用的構造連接中采用。起聯(lián)系作用的構造連接中采用。鋼結構基礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工（二）普通螺栓連接的受力特點（二）普通螺栓連接的受力特點 1.受剪螺栓連接受剪螺栓連接 （a） （b） （c） 單個受剪螺栓的受力情況單個

39、受剪螺栓的受力情況 （a）單剪；（）單剪；（b）雙剪；（）雙剪；（c）四剪）四剪受拉螺栓連接受拉螺栓連接栓桿受剪和孔壁承壓傳力栓桿受剪和孔壁承壓傳力沿栓桿軸方向受拉傳力沿栓桿軸方向受拉傳力受剪螺栓連接受剪螺栓連接拉剪螺栓連接拉剪螺栓連接螺栓傳力方式螺栓傳力方式鋼結構基礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工 受剪螺栓連接在達到極限承載力時，可受剪螺栓連接在達到極限承載力時，可能出現(xiàn)如下五種破壞形式：能出現(xiàn)如下五種破壞形式：（1）栓桿剪斷栓桿剪斷（如圖（如圖9-10（a）所示）所示） 當螺栓當螺栓直徑較小鋼板相對較厚時，可能發(fā)生。直徑較小鋼板相對較厚時，可能發(fā)生。（2）孔壁擠壓壞孔壁

40、擠壓壞（如圖（如圖9-10（b）所示）所示） 當螺當螺栓直徑較大鋼板相對較薄時，可能發(fā)生。栓直徑較大鋼板相對較薄時，可能發(fā)生。（3）鋼板拉斷鋼板拉斷（如圖（如圖9-10（c）所示）所示） 當鋼板當鋼板因螺孔削弱過多時，可能發(fā)生。因螺孔削弱過多時，可能發(fā)生。（4）端部鋼板剪斷端部鋼板剪斷（如圖（如圖9-10（d）所示）所示） 當當順受力方向的端距過小時，可能發(fā)生。順受力方向的端距過小時，可能發(fā)生。（5）栓桿受剪破壞栓桿受剪破壞（如圖（如圖9-10（e）所示）所示） 當當螺栓過于細長時，可能發(fā)生。螺栓過于細長時，可能發(fā)生。 上述破壞形式中的后兩種在選用最小容上述破壞形式中的后兩種在選用最小容許端距

41、許端距2d0和使螺栓的夾緊長度不超過和使螺栓的夾緊長度不超過5 d0的的條件下，均不會發(fā)生。前三種形式的破壞，條件下，均不會發(fā)生。前三種形式的破壞，則需要通過計算來防止。則需要通過計算來防止。（a）（d） 1-1 （b）（c）（e）鋼結構基礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工2.受拉螺栓連接受拉螺栓連接 如圖所示受拉螺栓連接中，在外力如圖所示受拉螺栓連接中，在外力N作用下，構件相互間有分離趨勢，從而使作用下，構件相互間有分離趨勢，從而使螺栓沿桿軸方向受拉。受拉螺栓的破壞形螺栓沿桿軸方向受拉。受拉螺栓的破壞形式是栓桿被拉斷，其部位多在被螺紋削弱式是栓桿被拉斷，其部位多在被螺紋削弱

42、的截面處。的截面處。3.拉剪螺栓連接拉剪螺栓連接 由于由于C級螺栓的抗剪能力差，故對重級螺栓的抗剪能力差，故對重要連接一般均應在端板下設置支托，以承要連接一般均應在端板下設置支托，以承受剪力（如圖所示）。對次要連接，若端受剪力（如圖所示）。對次要連接，若端板下不設支托，則螺栓將同時承受剪力和板下不設支托，則螺栓將同時承受剪力和沿桿軸方向的拉力的作用。沿桿軸方向的拉力的作用。N受拉螺栓連接受拉螺栓連接拉剪螺栓連接拉剪螺栓連接鋼結構基礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工 （三）高強度螺栓的受力特點（三）高強度螺栓的受力特點 高強度螺栓連接按設計和受力要求可分為高強度螺栓連接按設計和

43、受力要求可分為摩擦型摩擦型和和承壓型承壓型兩種。兩種。 摩擦型連接摩擦型連接在承受剪切時，以外剪力達到板件間可能發(fā)生的最大摩阻力為在承受剪切時，以外剪力達到板件間可能發(fā)生的最大摩阻力為極限狀態(tài)；當超過時板件間發(fā)生相對滑移，即認為連接已失效而破壞。極限狀態(tài)；當超過時板件間發(fā)生相對滑移，即認為連接已失效而破壞。 承壓型連接承壓型連接在受剪時，則允許摩擦力被克服并發(fā)生板件間相對滑移，然后在受剪時，則允許摩擦力被克服并發(fā)生板件間相對滑移，然后外力可以繼續(xù)增加，并以此后發(fā)生的螺桿剪切或孔壁承壓的最終破壞為極限狀外力可以繼續(xù)增加，并以此后發(fā)生的螺桿剪切或孔壁承壓的最終破壞為極限狀態(tài)。態(tài)。 兩種形式螺栓在受

44、拉時沒有區(qū)別。兩種形式螺栓在受拉時沒有區(qū)別。 高強度螺栓和普通螺栓連接受力的主要區(qū)別是：普通螺栓連接的螺母擰緊的高強度螺栓和普通螺栓連接受力的主要區(qū)別是：普通螺栓連接的螺母擰緊的預拉力很小，受力后全靠螺桿承壓和抗剪來傳遞剪力。而高強度螺栓時靠擰緊預拉力很小，受力后全靠螺桿承壓和抗剪來傳遞剪力。而高強度螺栓時靠擰緊螺母，對螺桿施加強大而受控制的預拉力，此預拉力將被連接的構件夾緊?？柯菽福瑢β輻U施加強大而受控制的預拉力，此預拉力將被連接的構件夾緊?？繕嫾A緊而由接觸面間的摩阻力來承受連接內力是高強度螺栓連接受力的特點。構件夾緊而由接觸面間的摩阻力來承受連接內力是高強度螺栓連接受力的特點。鋼結構基礎

45、與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工4-3 4-3 鉚釘連接鉚釘連接 鉚釘連接是將一端帶有半圓形預制釘頭的鉚鉚釘連接是將一端帶有半圓形預制釘頭的鉚釘，將釘桿燒紅后迅速插入連接件的釘孔中，然釘，將釘桿燒紅后迅速插入連接件的釘孔中，然后用鉚釘槍將另一端也打鉚成釘頭，以使連接達后用鉚釘槍將另一端也打鉚成釘頭，以使連接達到緊固。到緊固。 優(yōu)點：優(yōu)點：鉚接傳力可靠，塑性、韌性均較好，鉚接傳力可靠，塑性、韌性均較好，質量易于檢查和保證，可用于重型和直接承受動質量易于檢查和保證，可用于重型和直接承受動力荷載的結構。力荷載的結構。 缺點：缺點：鉚接工藝復雜、制造費工費料，且鉚接工藝復雜、制造費工

46、費料，且勞動強度高，故已基本被焊接和高強度螺栓連接勞動強度高，故已基本被焊接和高強度螺栓連接所取代。所取代。建筑結構基礎與識圖建筑結構基礎與識圖第九章第九章 鋼結構基礎知識鋼結構基礎知識第5章 鋼結構的材料 5-1 5-1 碳素結構鋼碳素結構鋼5-2 5-2 低合金結構鋼低合金結構鋼鋼結構基礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工鋼結構的鋼結構的材料類型材料類型 鋼結構常用類型有：碳素結構鋼、低合金結構鋼、高強度鋼、耐火耐侯鋼等。 輕型鋼結構一般采用碳素結構鋼和低合金結構鋼。 碳素結構鋼用于一般受彎構件可以充分利用鋼材的強度，而撓度和穩(wěn)定的潛力很難充分發(fā)揮；而低合金結構鋼構件的強度

47、、撓度和穩(wěn)定三個主要控制指標較易均衡地得以發(fā)展，同碳素結構鋼相比可以節(jié)約20%左右的鋼材用量。鋼結構基礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工5-1 5-1 碳素結構鋼碳素結構鋼 按含碳量的大小，碳素結構鋼可分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。 一般而言，含碳量為0.030.25%的稱為低碳鋼；含碳量在0.260.60%之間的稱為中碳鋼；含碳量在0.602.00%的稱為高碳鋼。含碳量越高鋼材強度越高，建筑結構中主要使用低碳鋼。按鋼材質量，碳素結構鋼可分為A、B、C、D 四個等級，由A到D表示質量由低到高。 碳素結構鋼的牌號和表示方式見下表：鋼結構基礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工碳素結構鋼的表示方法鋼結構基礎與識圖鋼結構基礎與識圖中新房華構住工中新房華構住工5-2 5-2 低合金結構鋼低合金結構鋼 低合金鋼是在碳素結構鋼中添加一種或幾種少量的合金元素（鋼內各合金元素的總含量小于5%），從而提高其強度、耐腐蝕性、耐磨性或低溫沖擊韌性。 低合金結構鋼的含碳量一般較低（少于0.20