3-0鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理之連接構(gòu)造概述.ppt

1、3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì),3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì),3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì),本章的學(xué)習(xí)內(nèi)容有： 1、鋼結(jié)構(gòu)的連接方式 2、焊接連接的特性 3、焊接應(yīng)力與焊接變形對(duì)接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算 4、對(duì)接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算 5、角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算 6、普通螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算 7、高強(qiáng)度螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算,本章導(dǎo)學(xué)（1）,3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì),本章導(dǎo)學(xué)（2）,鋼結(jié)構(gòu)連接鋼結(jié)構(gòu)是一種由預(yù)制材料（鋼材）制作，通過工廠加工成構(gòu)件，再經(jīng)工地現(xiàn)場(chǎng)拼裝而形成的結(jié)構(gòu)，因此，構(gòu)件與構(gòu)件之間的連接節(jié)點(diǎn)是形成鋼結(jié)構(gòu)并保證結(jié)構(gòu)安全正常工作的重要組成部分。 設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)連接的基本原則 合理設(shè)計(jì)連接，保證節(jié)點(diǎn)具有足夠的承載能力和適當(dāng)?shù)墓?jié)點(diǎn)剛度，

2、以實(shí)現(xiàn)在節(jié)點(diǎn)處傳遞內(nèi)力。 具體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)荷載設(shè)計(jì)值所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件內(nèi)力響應(yīng)進(jìn)行連接節(jié)點(diǎn)的計(jì)算。 正確計(jì)算節(jié)點(diǎn)所承受（或傳遞）的內(nèi)力是保證節(jié)點(diǎn)安全傳力的前提，而根據(jù)節(jié)點(diǎn)連接的傳力機(jī)理選擇適當(dāng)連接方式以及連接件的布置則取決于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件所承受的荷載特征、連接處的構(gòu)件截面形狀、構(gòu)件尺寸、連接區(qū)的尺度、節(jié)點(diǎn)剛度要求、不同連接方式的構(gòu)造要求、施工的可能性等諸多因素。,3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì),本章的學(xué)習(xí)重點(diǎn)是： 1、各種連接方式的構(gòu)造要求 2、各種連接方式的傳力機(jī)理 3、典型焊接連接節(jié)點(diǎn)的計(jì)算方法 4、典型螺栓連接節(jié)點(diǎn)的計(jì)算方法,本章導(dǎo)讀（3）,3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì),本章導(dǎo)讀（4）,本章的學(xué)習(xí)方法是： 1

3、、認(rèn)識(shí)實(shí)踐作先導(dǎo)錄像、圖片等 2、基本概念為基礎(chǔ)傳力機(jī)理、連接特性等 3、強(qiáng)化對(duì)構(gòu)造要求的理解構(gòu)造要求量多面廣 4、典型連接例題、習(xí)題訓(xùn)練 設(shè)計(jì)和驗(yàn)算步驟、計(jì)算方法等,3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì),本章導(dǎo)讀（5）,本章的知識(shí)點(diǎn)分布： 1、鋼結(jié)構(gòu)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(yīng)力與焊接變形 4、對(duì)接焊縫的構(gòu)造 5、對(duì)接焊接的計(jì)算 6、角焊縫的構(gòu)造 7、角焊縫的受力特點(diǎn) 8、角焊縫的計(jì)算 9、普通螺栓連接的構(gòu)造 10、普通螺栓的受力特點(diǎn)和設(shè)計(jì)承載力 11、普通螺栓連接的計(jì)算 12、高強(qiáng)度螺栓連接的構(gòu)造 13、高強(qiáng)度螺栓連接的計(jì)算,3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì),3.1 鋼結(jié)構(gòu)的基本連接方式

4、簡介,3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì),鉚釘連接,螺栓連接,焊縫連接,3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì),3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì),現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)最基本的連接方式，應(yīng)用最廣泛,優(yōu)點(diǎn),構(gòu)造簡單 任何形狀的構(gòu)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(dòng)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(diǎn),3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì),3.1.2 螺栓連接的特點(diǎn),3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì),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(diǎn),3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì),射 釘 槍,用于薄壁構(gòu)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(diǎn),3

5、 .1.5 基本連接方式對(duì)比 在傳力過程中，連接部位應(yīng)有足夠的強(qiáng)度。被連接件間應(yīng)保持正確的位置，以滿足傳力和使用要求。 鋼結(jié)構(gòu)的連接通常有焊接，鉚接和螺栓連接三種方式。,3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì),3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì),3.2 焊接工藝簡介,3.2.1 焊接工藝,3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì),3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì),采用涂有焊藥的焊條 通電后，焊條與焊件之間產(chǎn)生電弧 高熱量使焊條熔化而形成焊縫,設(shè)備簡單，適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用最廣泛 質(zhì)量波動(dòng)大，生產(chǎn)率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大,3.2.2 焊接工藝手工電弧焊,3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì),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(dòng)埋弧焊,焊縫質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高 需專用焊接設(shè)備，成本高,全自動(dòng)埋弧焊,3.2.3 焊接工藝自動(dòng)、半自動(dòng)電弧焊,3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì),焊接速度快，熔化深度大 可手工焊，也可自動(dòng)化操作 目前工廠很常用的焊接方法 室外施焊要有避風(fēng)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(hù)被焊金屬與空氣接觸,焊絲,3.2.4焊接工藝氣體保護(hù)焊,3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì),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(shè)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(duì)位置分： 焊縫連接形式按構(gòu)件的相對(duì)位置

7、可分為平接、搭接、搭接。,按構(gòu)造形式分： 焊縫形式主要有對(duì)接焊縫和角焊縫。,3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì),對(duì)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(cè)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(yīng)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(zhì)量也最好，仰焊最差。,3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì),3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì),用料經(jīng)濟(jì)，傳力平穩(wěn)，動(dòng)力性能好 較厚的板需開剖口，費(fèi)工,施工簡便 傳力不均，應(yīng)力集中

8、嚴(yán)重，搭接時(shí)費(fèi)料,焊縫形式對(duì)接焊縫與角焊縫,3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì),間斷焊縫,連續(xù)焊縫,不重要或受力小的構(gòu)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(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì),焊縫形式施焊方位,3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì),根據(jù)焊件相對(duì)位置 根據(jù)焊縫構(gòu)造 根據(jù)焊縫連續(xù)性 根據(jù)施焊位置,平接 搭接 頂接 對(duì)接焊縫（直縫和斜縫） 角焊縫（側(cè)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(duì)接焊縫）,搭接（角焊縫）,頂接 （T型連接）,對(duì)接焊縫,角焊縫,總結(jié)：焊縫形式焊縫的不同分類,3.4焊縫缺陷和焊縫等級(jí) 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(zhì)量檢驗(yàn)方法:

9、外觀檢查、超聲波探傷檢驗(yàn)、X射線檢驗(yàn)。 焊縫質(zhì)量分三級(jí)： 一級(jí)焊縫需經(jīng)外觀檢查、超聲波探傷、x射線檢驗(yàn)都合格； 二級(jí)焊縫需外觀檢查、超聲波探傷合格； 三級(jí)焊縫需外觀檢查合格。三級(jí)焊縫只要求通過外觀檢查，即檢查焊縫實(shí)際尺寸是否符合設(shè)計(jì)要求和有無看得見的裂紋等缺陷。 鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB50205-2001）規(guī)定，焊縫依其質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)分為三級(jí)，其中： 對(duì)于重要結(jié)構(gòu)或要求焊縫金屬強(qiáng)度等于被焊金屬強(qiáng)度的對(duì)接焊縫，必須進(jìn)行一級(jí)或二級(jí)質(zhì)量檢驗(yàn)，即在外觀檢查的基礎(chǔ)上再做無損檢驗(yàn)。 二級(jí)要求用超聲波檢驗(yàn)每條焊縫的20長度，且不小于200mm；一級(jí)要求用超聲波檢驗(yàn)每條焊縫全部長度，以便揭示焊縫內(nèi)部缺

10、陷。,3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì),3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì),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(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì),檢 驗(yàn) 標(biāo) 準(zhǔn),二級(jí),肉眼外觀檢查 超聲波 用于有較大拉應(yīng)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(jí),肉眼外觀檢查 超聲波 X射線 用于抗動(dòng)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(yīng)作外觀檢驗(yàn)，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(cè)設(shè)備,焊縫質(zhì)量檢驗(yàn),無損檢測(cè)：一級(jí)焊縫全數(shù)檢驗(yàn)， 二級(jí)焊縫抽檢20以上,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50017-2003）關(guān)于焊接連接的規(guī)定：焊縫應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性、荷載特性、烽縫形式、工作環(huán)境以及應(yīng)力狀態(tài)等，按下述原則分別選用不同的質(zhì)量等級(jí): 1.在需要進(jìn)行疲勞計(jì)算的構(gòu)件中，凡對(duì)接焊縫均應(yīng)焊透，其 質(zhì)量等級(jí)為 1）作用力垂直于焊縫長度方向的橫向?qū)雍缚p或T形對(duì) 接與角接組合焊縫，受拉時(shí)應(yīng)為一級(jí)，受壓時(shí)應(yīng)為二級(jí); 2)作用力平行于焊縫長度方向的縱向?qū)雍缚p應(yīng)為二級(jí)。 2.不需要計(jì)算疲勞的構(gòu)件中，凡要求與母材等強(qiáng)的對(duì)接焊縫