第14章钢结构连接.ppt

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1、第第1414章章 钢结构连接钢结构连接2023-11-14214.1 钢结构的连接方法钢结构的连接方法v连接的概念连接的概念v对连接的要求对连接的要求2023-11-143v对接头的要求对接头的要求v常用连接方法常用连接方法2023-11-14414.1.1 焊缝连接焊缝连接2023-11-145常用焊接方法常用焊接方法v手工电弧焊手工电弧焊焊条与焊件材料相适应：焊条与焊件材料相适应：Q235钢钢E43型焊条，型焊条，Q345钢钢E50型焊型焊条，条，Q390、Q420钢钢E55型焊条型焊条不同强度材料连接时，配与低强度材料相适应的焊条不同强度材料连接时，配与低强度材料相适应的焊条2023-1

2、1-1462023-11-147v埋弧焊（自动或半自动）埋弧焊（自动或半自动）焊丝、焊剂要保证熔敷金焊丝、焊剂要保证熔敷金属抗拉强度不低于相应手属抗拉强度不低于相应手工焊条的数值。工焊条的数值。2023-11-148自动埋弧焊只适合于焊接自动埋弧焊只适合于焊接较长的直线焊缝。较长的直线焊缝。2023-11-149v气体保护焊（气电焊）气体保护焊（气电焊）2023-11-1410焊缝连接的主要优缺点焊缝连接的主要优缺点v主要优点主要优点v主要缺点主要缺点2023-11-141114.1.2 螺栓连接螺栓连接连接方法和特点连接方法和特点v连接方法连接方法v螺栓连接的特点螺栓连接的特点2023-11

3、-1412螺栓连接的类型螺栓连接的类型v普通螺栓连接普通螺栓连接v高强度螺栓连接高强度螺栓连接螺栓等级螺栓等级8.8级、级、10.9级。级。2023-11-141314.1.3 铆钉连接铆钉连接铆钉连接方法铆钉连接方法v铆钉铆钉v铆合铆合2023-11-1414铆钉连接优缺点铆钉连接优缺点v铆接的优点铆接的优点v铆接的缺点铆接的缺点适合于承受动力荷载作用、适合于承受动力荷载作用、荷载较大和跨度较大的结构。荷载较大和跨度较大的结构。目前采用较少目前采用较少已被高强度螺已被高强度螺栓连接所替代栓连接所替代2023-11-141514.2 焊缝连接的特性和构焊缝连接的特性和构造要求造要求焊缝连接形式

4、焊缝连接形式v对接连接对接连接v搭接连接搭接连接vT形连接形连接v角部连接角部连接14.2.1 焊缝连接形式和焊缝形式焊缝连接形式和焊缝形式2023-11-1416焊缝形式焊缝形式v对接焊缝对接焊缝v角焊缝角焊缝连续角焊缝连续角焊缝间断角焊缝：间断角焊缝：受压构件受压构件l 15t受拉构件受拉构件l 30t2023-11-1417焊缝缺陷焊缝缺陷v缺陷类型缺陷类型v缺陷影响缺陷影响14.2.2 焊缝缺陷和质量等级焊缝缺陷和质量等级2023-11-1418焊缝质量等级焊缝质量等级v一级焊缝一级焊缝v二级焊缝二级焊缝v三级焊缝三级焊缝2023-11-1419质量等级选用质量等级选用v需要进行疲劳计

5、算的构件，作用力垂直需要进行疲劳计算的构件，作用力垂直于焊缝长度方向的横向对接焊缝或于焊缝长度方向的横向对接焊缝或T形形对接焊缝与角接组合焊缝对接焊缝与角接组合焊缝v不需要进行疲劳计算的构件中，凡要求不需要进行疲劳计算的构件中，凡要求与母材等强的对接焊缝与母材等强的对接焊缝2023-11-1420v重级工作制和起重量重级工作制和起重量Q 50t的中级工作制的中级工作制吊车梁的腹板与上翼缘之间以及吊车桁架吊车梁的腹板与上翼缘之间以及吊车桁架上弦杆与节点板之间的上弦杆与节点板之间的T形接头焊缝形接头焊缝v不要求焊透的不要求焊透的T形接头焊缝形接头焊缝2023-11-142114.2.3 焊缝符号及

6、标注方法焊缝符号及标注方法2023-11-142214.2.4 焊缝连接的构造要求焊缝连接的构造要求对接焊缝的构造要求对接焊缝的构造要求v坡口形式与焊件厚度有关坡口形式与焊件厚度有关2023-11-1423v板件拼接板件拼接2023-11-1424v引弧板和引出板引弧板和引出板无法采用引弧板（引出板）无法采用引弧板（引出板）施焊时，计算每条焊缝的施焊时，计算每条焊缝的长度时，应取长度时，应取lw=实际长度实际长度-2t焊件的较小厚度焊件的较小厚度2023-11-1425角焊缝构造角焊缝构造v焊脚尺寸焊脚尺寸2023-11-14262023-11-1427v角焊缝的计算长度角焊缝的计算长度v搭接

7、连接的构造要求搭接连接的构造要求12mm190mmmm1216tttbwlb t较薄板件厚度较薄板件厚度搭接长度不小于搭接长度不小于焊件较小厚度的焊件较小厚度的5倍，并不得小倍，并不得小于于25mm2023-11-1428v采用正面角焊缝时，搭接长度不得采用正面角焊缝时，搭接长度不得小于焊件较小厚度的小于焊件较小厚度的5倍，也不得小倍，也不得小于于25mmv采用三面围焊时，转角处必须连续采用三面围焊时，转角处必须连续施焊；对于非围焊的情况，当角焊缝施焊；对于非围焊的情况，当角焊缝的端部在构件转角处时，可连续地作的端部在构件转角处时，可连续地作长度为长度为2hf 的绕角焊。的绕角焊。2023-1

8、1-142914.3 焊缝连接计算焊缝连接计算对接焊缝轴心受力对接焊缝轴心受力v正对接焊缝轴心受力正对接焊缝轴心受力14.3.1 对接焊缝计算对接焊缝计算wcwtwfftlN或2023-11-1430v斜对接焊缝轴心受力斜对接焊缝轴心受力wcwtwsinfftlN或wvwcosftlN当焊缝与作用力方向夹角当焊缝与作用力方向夹角 满足满足tan 1.5时，时，斜焊缝的强度不低于母材的强度，可不对焊缝斜焊缝的强度不低于母材的强度，可不对焊缝进行强度计算。进行强度计算。2023-11-1431弯曲变形中对接焊缝计算弯曲变形中对接焊缝计算v截面边缘正应力强度截面边缘正应力强度v工字形构件腹翼交界处综

9、合应力工字形构件腹翼交界处综合应力wcwtwffWM或wvwwftIVSwt221.13fv中和轴上的剪应力强度中和轴上的剪应力强度2023-11-1432例题例题14.1 2023-11-1433未用引弧板未用引弧板解答：tll2w430102450mm查附表查附表28215wtfN/mm2tlNw104301090033.209N/mm2215wt fN/mm2满足要求解毕2023-11-1434例题例题14.2 2023-11-1435解答：查附表查附表29185wtfN/mm2对焊缝的计算截面与牛腿的截面相同对焊缝的计算截面与牛腿的截面相同12380123xI2319816260121

10、62602810812.3mm4198162601xS510237.8mm395121901xxSS61004.1mm3内力设计值内力设计值3.0550 FeM165kN.m550 FVkN125wvfN/mm22023-11-1436最大正应力（上下翼缘）最大正应力（上下翼缘）2maxhIMx8610812.3206101652.89N/mm2185wt fN/mm2最大剪应力（中性轴）最大剪应力（中性轴）tIVSxxmax1210812.31004.1105508630.125N/mm2125wv fN/mm22023-11-1437腹翼交界腹翼交界“1 1”点复合受力点复合受力正应力正应

11、力206190max12061902.893.82N/mm2剪应力剪应力tIVSxx111210812.310237.8105508530.99N/mm2综合应力（等效应力）综合应力（等效应力）2221210.9933.8232.190N/mm21851.11.1wtf5.203N/mm2焊缝强度满足要求焊缝强度满足要求解毕2023-11-143814.3.2 直角角焊缝计算直角角焊缝计算直角角焊缝基本公式直角角焊缝基本公式v正面角焊缝（作用力垂直于焊缝长度正面角焊缝（作用力垂直于焊缝长度方向）方向）wffwefflhN 2023-11-1439v侧面角焊缝（作用力侧面角焊缝（作用力/于焊缝长

12、度方向）于焊缝长度方向）wfwefflhNwf2f2fffv在各种力综合作用下在各种力综合作用下2023-11-1440轴心受力直角角焊缝应用计算轴心受力直角角焊缝应用计算v加盖板的对接连接（承受轴心力）加盖板的对接连接（承受轴心力）wffwefflhN3wewff32lhfNwfwe3fflhNN2023-11-1441例题例题14.3 2023-11-1442解答：查附表查附表29160wffN/mm2确定焊缝焊脚尺寸确定焊缝焊脚尺寸t2=16 mm 6 mm，t2 40mm)2023-11-1444所需盖板长度所需盖板长度102 lL103332676mm被连接钢板间隙被连接钢板间隙取取

13、 L=680 mm盖板宽度由强度条件和构造要求确定盖板宽度由强度条件和构造要求确定钢材种类相同，盖板截面面积钢材种类相同，盖板截面面积不小于被连接钢板截面面积不小于被连接钢板截面面积wlb tb16取取 b=240 mm2)16240(A7680mm228270 A7560mm22023-11-1445fw2210680hl315mm240bmm315w lmm240bmm161616t256mm2023-11-1446（2）三面围焊）三面围焊240w3blmmwffw3e32flhN16022.124072655872Nwfe3wfhNNl160765587210140034.664mm20

14、23-11-1447fw4hll1044.6641.176mm102 lL370101802mm解毕2023-11-1448,sinweflhNwefcoslhNv角焊缝承受斜向轴心力作用角焊缝承受斜向轴心力作用wf2f2fffwffweflhN3/sin112f2023-11-1449双角钢组成的双角钢组成的T T形截面形截面wff3e32fbhN315.0 NNk232NbNeNv承受轴心力作用的角钢角焊缝承受轴心力作用的角钢角焊缝2)(31NbNebN325.0 NNk内力分配系数内力分配系数k1、k2见表见表14-22023-11-1450wf1e11w2fhNlwf2e22w2fhN

15、lNkN232wff3w33f7.02flNh31NNN2023-11-1451例题例题14.4 2023-11-1452解答：查表查表160wffN/mm2fe7.0 hh 6.587.0mm,70.01k30.02k1253w blmm正面角焊缝承受的内力正面角焊缝承受的内力N3wff3we32flhN16022.11256.52N3.273kN2023-11-1453wf1w12flhNe160)8300(6.52N3.523kN因为因为3115.0NNkN所以所以1315.0kNNN70.03.2735.03.5238.942kN2023-11-1454解毕3225.0NNkN3.27

16、35.08.94230.02.146kNfwfe222hfhNl81606.52102.14636.89mm1002lmm2023-11-145514.4 普通螺栓连接普通螺栓连接螺栓的排列螺栓的排列v钢板螺栓排列钢板螺栓排列14.4.1 螺栓连接的构造螺栓连接的构造尺寸满足表尺寸满足表14-3体现：受力要求体现：受力要求构造要求构造要求施工要求施工要求2023-11-1456v型钢螺栓排列型钢螺栓排列表表14-4 表表14-62023-11-1457螺栓连接的构造要求螺栓连接的构造要求v每一杆件在节点上以及拼接接头的一端，每一杆件在节点上以及拼接接头的一端，永久性的螺栓不宜少于永久性的螺栓不宜少于2个。对组合构件个。对组合构件的缀条，其端部连接可采用的缀条，其端部连接可采用1个螺栓。个螺栓。v高强度螺栓孔应采用钻成孔。摩擦型连接高强度螺栓孔应采用钻成孔。摩擦型连接的高强度螺栓的孔径比螺栓公称直径的高强度螺栓的孔径比螺栓公称直径d大大1.5 2.0 mm，承压型连接的高强度螺栓，承压型连接的高强度螺栓的孔径比螺栓公称直径的孔径比螺栓公称直径d大大1.01.5mm。2023-11-145