第十三章-钢结构02课件.ppt
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- 第十三 钢结构 02 课件
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1、 钢结构是由钢构件经连接而成的结构钢结构是由钢构件经连接而成的结构,因此连接因此连接在钢结构总占有很重要的位置在钢结构总占有很重要的位置,它直接关系钢结构的它直接关系钢结构的安全和经济安全和经济。在受力过程中,连接应有足够的强度,在受力过程中,连接应有足够的强度,被连接构件之间应保持正确的相互位置。被连接构件之间应保持正确的相互位置。a)NNNNc)NNb)螺栓连接螺栓连接铆钉连接铆钉连接焊接连接焊接连接连接连接方法方法优优 点点缺缺 点点 焊焊 接接对几何形体适应性强,构对几何形体适应性强,构造简单,不削弱截面,省造简单,不削弱截面,省材省工,易于自动化,工材省工,易于自动化,工效高,效高,
2、焊接残余应力大且不易控焊接残余应力大且不易控制,焊接变形大对材质要制,焊接变形大对材质要求高,焊接程序严格,质求高,焊接程序严格,质量检验工作量大量检验工作量大铆铆 接接传力可靠,韧性和塑性好,传力可靠,韧性和塑性好,质量易于检查,抗动力荷质量易于检查,抗动力荷载好载好 费钢、费工费钢、费工, ,逐渐被高强逐渐被高强螺栓取代螺栓取代普通螺普通螺栓连接栓连接 装卸便利,设备简单装卸便利,设备简单 螺栓精度低时不宜受剪,螺栓精度低时不宜受剪,螺栓精度高时加工和安装螺栓精度高时加工和安装难度较大难度较大高强螺高强螺栓连接栓连接 加工方便,对结构削弱少,加工方便,对结构削弱少,可拆换,能承受动力荷载,
3、可拆换,能承受动力荷载,耐疲劳,塑性、韧性好耐疲劳,塑性、韧性好 摩擦面处理,安装工艺略摩擦面处理,安装工艺略为复杂,造价略高为复杂,造价略高 焊条与局部焊件熔化、冷却,凝结成焊缝。焊条与局部焊件熔化、冷却,凝结成焊缝。是现代钢结构最主要的连接方法。是现代钢结构最主要的连接方法。 电弧焊电弧焊(1)(1)手工电弧焊手工电弧焊(2)(2)自动半自动埋弧电弧焊自动半自动埋弧电弧焊(3)CO(3)CO2 2气体保护焊气体保护焊以以C0C02 2为保护气体,使被熔为保护气体,使被熔 化的金属不与空气接触。化的金属不与空气接触。手工焊原理手工焊原理 自动焊原理自动焊原理 1、按焊缝的性质、按焊缝的性质角
4、焊缝角焊缝被连接板件被连接板件2 2对接焊缝对接焊缝对接焊缝对接焊缝被连接板件被连接板件1 1对接焊缝对接焊缝, ,角焊缝角焊缝2、按两焊件的相对位置分按两焊件的相对位置分 3 3、对接焊缝按受力与焊缝方向分、对接焊缝按受力与焊缝方向分a a)直缝:作用力方向与焊缝方向正交直缝:作用力方向与焊缝方向正交 b b)斜缝:作用力方向与焊缝方向斜交斜缝:作用力方向与焊缝方向斜交 3 3、角焊缝按受力与焊缝方向分、角焊缝按受力与焊缝方向分a a)端缝:作用力方向与焊缝长度方向垂直端缝:作用力方向与焊缝长度方向垂直 b b)侧缝:作用力方向与焊缝长度方向平行侧缝:作用力方向与焊缝长度方向平行c) c)
5、斜缝斜缝: : 作用力与焊缝长度方向斜交作用力与焊缝长度方向斜交角焊缝的种类角焊缝的种类Na)Nb)Nc)4 4、按焊缝连续性、按焊缝连续性a a)连续焊缝:受力较好连续焊缝:受力较好 b b)断续焊缝:易发生应力集中断续焊缝:易发生应力集中 5 5、按施工位置、按施工位置俯焊、立焊、横焊、仰焊俯焊、立焊、横焊、仰焊其中以俯焊施工位置最好,所以焊缝质量其中以俯焊施工位置最好,所以焊缝质量也最好,仰焊最差。也最好,仰焊最差。a)焊条焊条平焊平焊d)仰焊仰焊b)立焊立焊c)横焊横焊1、焊缝连接的缺陷、焊缝连接的缺陷常见的缺陷形式:常见的缺陷形式:裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔
6、、夹渣、咬边、未融合、未焊透气孔、夹渣、咬边、未融合、未焊透 焊缝质量检验方法分:焊缝质量检验方法分:外观检查、超声波探伤检外观检查、超声波探伤检 验、验、X X射线检验。射线检验。焊缝质量分三级焊缝质量分三级: : 一级焊缝需经外观检查、超声波探伤、一级焊缝需经外观检查、超声波探伤、x x射线射线检验都合格;检验都合格;二级焊缝需外观检查、超声波探伤合格;二级焊缝需外观检查、超声波探伤合格;三级焊缝需外观检查合格。三级焊缝需外观检查合格。v一、对接焊缝的形式和构造一、对接焊缝的形式和构造b) I型型c)单边单边V型型h)K型型溶合线溶合线对接焊缝坡口的型式对接焊缝坡口的型式a) I型型V型型
7、d)J型型e)U型型f)g)X型型对接焊缝的形式对接焊缝的形式应用:板厚为应用:板厚为t t t10mm t10mm 时,用时,用 a a)、)、b)b) 工字形工字形 t=10t=1020mm 20mm 时,用时,用 c c)、)、d)d)单边单边V V 、V V字形字形 t t20mm 20mm 时,用时,用 g)g)、f)f)、h)h) X X、K K、U U字形字形垫板垫板垫板垫板垫板垫板加垫板的坡口加垫板的坡口为防止熔化金属流淌必要时可在坡口下加垫板为防止熔化金属流淌必要时可在坡口下加垫板(1 1)起落弧处易有焊接缺陷,所以用引弧板。但采用)起落弧处易有焊接缺陷,所以用引弧板。但采用
8、引弧板施工复杂,除承受动力荷载外,一般不用,计算引弧板施工复杂,除承受动力荷载外,一般不用,计算时将焊缝长度两端各减去时将焊缝长度两端各减去t(tt(t为较薄焊件的厚度为较薄焊件的厚度) )。对接焊缝的构造处理对接焊缝的构造处理引弧板引弧板b(2 2)变厚度板或变宽度板对接,在板的一面或两变厚度板或变宽度板对接,在板的一面或两面切成坡度不大于面切成坡度不大于1 1:4 4的斜面,避免应力集中。的斜面,避免应力集中。v二、对接焊缝连接的计算二、对接焊缝连接的计算NNNNlwt矩形截面矩形截面引弧板引弧板b(1 1)正焊缝)正焊缝验算截面矩形,只有正应力。验算截面矩形,只有正应力。wtwftlNw
9、cf或或(3-1) t t 两连接件中较小的厚度,两连接件中较小的厚度,T T形连接时为腹板厚度形连接时为腹板厚度 ftw对接焊缝抗拉设计强度,对接焊缝抗拉设计强度,按不同质检级别定按不同质检级别定, 除除3 3级质检外级质检外( (为主体钢材的为主体钢材的0.850.85倍倍) )与钢材同。与钢材同。 fcw对接焊缝抗压设计强度,与钢材同。对接焊缝抗压设计强度,与钢材同。N N轴向拉力或压力设计值轴向拉力或压力设计值 焊缝计算长度(有引弧扳时为焊缝计算长度(有引弧扳时为 焊件宽度焊件宽度b b ,引弧扳时为引弧扳时为b- 2tmmb- 2tmm。wl 焊缝抗拉强度质检焊缝抗拉强度质检分级由分
10、级由“钢结构工程施工及验收钢结构工程施工及验收规范规范”规定,分规定,分I I、IIII、IIIIII级。达到级。达到 I I、IIII级质量时级质量时(x x光光 射线检查射线检查),焊缝抗拉设计强度和母材相同,),焊缝抗拉设计强度和母材相同,IIIIII级质量(只外观检查)的抗拉设计强度约为级质量(只外观检查)的抗拉设计强度约为I I、IIII级级的的0.850.85。wtwftlNwcf或或 对接连接正焊缝若加引弧板施焊,且质量达对接连接正焊缝若加引弧板施焊,且质量达到一、二级,则无需焊缝抗拉强度验算。到一、二级,则无需焊缝抗拉强度验算。 只有以下两种情况,才需对正焊缝进行抗拉只有以下两
11、种情况,才需对正焊缝进行抗拉强度验算:强度验算: a.a.未使用引弧板施焊;未使用引弧板施焊; b.IIIb.III级焊缝质量。级焊缝质量。 此时,正焊缝长度不够此时,正焊缝长度不够(b/0.85=1.18bb/0.85=1.18b),),需改用斜需改用斜焊缝增加焊缝长度。焊缝增加焊缝长度。b1.18bb1.18b (2 2)斜焊缝)斜焊缝验算截面矩形,有验算截面矩形,有 、 。wtwftlNsinwcf或或 wvwftlNcos 焊缝长度方向与作用力方向间夹角。焊缝长度方向与作用力方向间夹角。 斜焊缝计算长度。斜焊缝计算长度。 对接焊缝抗剪设计强度。对接焊缝抗剪设计强度。 “规范规范”规定规
12、定 时,不检算焊缝强度。时,不检算焊缝强度。 wl wvfb0.67b1.2b5 . 1tg5 .167.0bbNNlwNNt NNcosNsin Nv角焊缝的形式和构造角焊缝的形式和构造1、角焊缝的形式、角焊缝的形式(按两焊脚边的夹角分按两焊脚边的夹角分)(1 1)直角焊缝)直角焊缝(a a)普通焊缝普通焊缝 (b b)平坡焊缝平坡焊缝 (c c)深熔焊缝深熔焊缝 一般采用(一般采用(a a)。)。但(但(a a)应应力集中较严重,在承受动力荷载力集中较严重,在承受动力荷载时采用(时采用(b b)、()、(c c)。)。a)c)b) 直角焊缝:直角焊缝: =90=900 0a)普通焊缝普通焊
13、缝b)平焊缝平焊缝c)凹焊缝凹焊缝 普通焊缝:普通焊缝:两焊脚尺寸都等于两焊脚尺寸都等于h hf f ,常用。但应力集中较严重常用。但应力集中较严重 (a a、b b处材料突变严重)。处材料突变严重)。 平焊缝:平焊缝:是在一侧焊脚处将焊缝宽度加宽至是在一侧焊脚处将焊缝宽度加宽至1.51.5h hf f而成。易焊,应而成。易焊,应 力集中介于普通焊缝与凹焊缝之间。力集中介于普通焊缝与凹焊缝之间。 凹焊缝:凹焊缝:两边的焊缝宽度被加宽成凹面,应力集中小,用于受两边的焊缝宽度被加宽成凹面,应力集中小,用于受 动荷的结构中可提高疲劳强度,但手工焊费工。动荷的结构中可提高疲劳强度,但手工焊费工。ab4
14、5BACEDhfhfhe图中,图中, h hf f焊脚尺寸,焊脚尺寸, h he e焊缝有效厚度。焊缝有效厚度。 并有,并有, h he e =0.7h =0.7hf f, h he e总是总是45450 0斜面上的最小高度。斜面上的最小高度。(2 2)斜角角焊缝)斜角角焊缝 主要用于钢管连接中主要用于钢管连接中我们主要讨论直角焊缝我们主要讨论直角焊缝(d d)斜锐角焊缝斜锐角焊缝d)e)(e e)斜钝角焊缝斜钝角焊缝f)(f f)斜凹面角焊缝斜凹面角焊缝 直角角焊缝的种类直角角焊缝的种类Na)Nb)Nc) 侧焊缝侧焊缝(a a图):外力与焊缝轴线平行,图):外力与焊缝轴线平行, 端焊缝端焊缝
15、(b b图):外力与焊缝轴线垂直,图):外力与焊缝轴线垂直, 斜焊缝斜焊缝(c c图):外力与焊缝轴线斜交。图):外力与焊缝轴线斜交。 按照作用力和焊缝关系,直角角焊缝分为:按照作用力和焊缝关系,直角角焊缝分为:2.2.角焊缝的构造要求角焊缝的构造要求13.3.5 13.3.5 普通螺栓连接普通螺栓连接一、一、普通螺栓连接的构普通螺栓连接的构造造1 1、螺栓的规格、螺栓的规格 (1) (1)普通螺栓的形式为六角普通螺栓的形式为六角头型。其代号用头型。其代号用M M和公称直和公称直径数表示。如径数表示。如M16M16、M20M20等。等。(3)(3)分为分为A A级、级、B B级和级和C C级三
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