1、第三章,钢结构的连接（一）,大纲要求,1.了解钢结构连接的种类及各自的特点；2.掌握焊接连接的构造要求和计算方法；3.了解焊接应力和焊接变形产生的原因及其对构件承载力的影响；4.掌握普通螺栓连接和高强度螺栓连接的构造要求和计算方法。,3.1.1 焊接连接,3.1 钢结构的连接方法和特点,优点：构造简单、制作加工方便，不削弱截面，方便施工，连接密闭性好，结构的刚度大；,缺点：局部材质变脆，存在残余应力和残余变形，对裂纹敏感，引起低温冷脆问题。,1.手工电弧焊,焊条应与焊件钢材(主体金属)相适应。,原理：利用电弧产生热量 熔化焊条和母材形 成焊缝。,3.1.1 焊接连接,A、焊条的选择：,Q390
2、、Q420钢选择E55型焊条(E5500-5518),Q345钢选择E50型焊条(E5000-5048),B、焊条的表示方法：,E 焊条(Electrode),第1、2位数字为熔融金属的最小抗拉强度（kgf/mm2),第3、4适用焊接位置、电流及药皮的类型。,缺点：质量波动大，要求焊工等级高，劳动强度大， 效率低。,优点：方便，特别在高空和野外作业，小型焊接；,Q235钢选择E43型焊条（E4300-E4328),C、优、缺点,1.手工电弧焊,2.埋弧焊（自动或半自动）,A、焊丝的选择应与焊 件等强度。,B、优、缺点：优点：自动化程度高， 焊接速度快，劳动强度低，焊接质量好。缺点：设备投资大，
3、施工位置受限等。,送丝器,机器,3.气体保护焊,优、缺点：优点：焊接速度快，焊接质量好。缺点：施工条件受限制等。,3.1.3 螺栓连接,优点：连接刚度大，传力可靠；,3.1.2 铆钉连接,缺点：对施工技术要求很高，劳动强度大，施工条件差， 施工速度慢。,3.2.1 焊缝的形式,1. 对接焊缝,2.角焊缝,3.2 焊缝和焊接连接的形式,直角角焊缝、斜角角焊缝,（1）直角角焊缝,3.2.1 焊缝的形式,2.角焊缝的形式:,（2）斜角角焊缝,对于135o或6mm时，hf,maxt-(12)mm；,3.侧面角焊缝的最小计算长度lw,min,对于焊脚尺寸大而长度小的焊缝，焊件局部加热严重且起落弧坑相距太
4、近，以及可能产生缺陷，使焊缝不可靠。故为了使焊缝具有一定的承载力，规范规定：,且不得小于40mm。,4.侧面角焊缝的最大计算长度lw,max,侧面角焊缝在弹性工作阶段沿长度方向受力不均，两端大而中间小。焊缝长度越长，应力集中系数越大。如果焊缝长度不是太大，焊缝两端达到屈服强度后，继续加载，应力会渐趋均匀；当焊缝长度达到一定的长度后，可能破坏首先发生在焊缝两端，故：,注：1.当实际长度大于以上值时，计算时不与考虑； 2.当内力沿侧焊缝全长分布时，不受上式限制。,5. 搭接连接的构造要求,A、为了避免应力传递的过分弯折而使构件中 应力不均，规范规定：,B、为了避免焊缝横向收缩 时引起板件的拱曲太大
5、， 规范规定：,当板件端部仅采用两条侧面角焊缝连接时：,D. 在搭接连接中，搭接长度不得小于焊件较小厚 度的5倍，且不得小于25mm。,C. 当角焊缝的端部位于构件转角处时，应作2hf 的绕角焊，且转角处必须连续施焊。,5. 搭接连接的构造要求,3.4.2 直角角焊缝的强度计算,A. 试验表明，直角角焊缝的破坏常发生在喉部，故通常将45o截面作为计算截面，作用在该截面上的应力如下图所示：,1.直角角焊缝强度计算的基本公式,B. 实际上计算截面的各应力分量的计算比较繁难， 为了简化计算，规范假定：焊缝在有效截面处 破坏，且各应力分量满足以下折算应力公式:,C. 由于我国规范给定的角焊缝 强度设计
6、值，是根据抗剪条 件确定的,故上式又可表达为：,D. 直角角焊缝的强度计算公式：,34,35,将34、35式，代入33式得：,式36即为，规范给定的角焊缝强度计算通用公式f正面角焊缝强度增大系数； 静载时取1.22，动载时取1.0。,对于正面角焊缝，f=0，由36式得：,对于侧面角焊缝，f=0，由36式得：,以上各式中： he=0.7hf； lw角焊缝计算长度，考虑起灭弧缺陷时，每条焊缝 取其实际长度减去2hf。,2.轴心力作用下的角焊缝连接计算,(1)采用盖板的角焊缝连接计算,A、当只有侧面角焊缝时：,B、当采用三面围焊连接时：,(2)承受斜向轴心力的角焊缝连接计算,代入式3-6验算焊缝强度，即:,(3)承受轴心力的角钢角焊缝连接计算,A、当仅采用侧面角焊缝连接时：,由力及力矩平衡得:,故:,对于校核问题:,对于设计问题:,B、当采用三面围焊缝连接时：,由力及力矩平衡得:,余下的问题同情况A。,C、当采用L形围焊时：,代入下式3-13，3-14得:,对于设计问题:,
