1、钢 结 构,南昌大学建工学院土木工程系,教师：盛明强 班级：土木06级,第7章 钢结构的连接和节点构造,钢结构对连接的要求及连接方法 对接焊缝的构造和计算 角焊接连接的特性和计算 焊接残余应力和焊接残余变形 普通螺栓连接的构造和计算 高强度螺栓连接的性能和计算 焊接梁翼缘焊缝的计算 构件的拼接 柱脚的设计,主要内容：,第7章 钢结构的连接和节点构造,掌握焊接连接的特性和计算 普通螺栓连接、高强度螺栓连接的性能和计算,重点：,7.1 钢结构对连接的要求和连接方法,连接的要求：足够的强度、刚度和延性 连接方法：焊接、铆接和螺栓连接,钢结构的连接方法,7.2 焊接连接的特性,电弧焊、电渣焊、气体保护
2、焊和电阻焊等,7.2.1 常用焊接方法,手工电弧焊,自动埋弧焊,7.2 焊接连接的特性,优点：省工省材任何形状的构件均可直接连接密封性好，刚度大 缺点：材质劣化残余应力、残余变形一裂即坏、低温冷脆,7.2.2 焊缝连接的优缺点,7.2 焊接连接的特性,焊缝缺陷：裂纹、气孔、烧穿、夹渣、未焊透、咬边、焊瘤等,7.2.3 焊缝缺陷,7.2 焊接连接的特性,7.2.3 焊缝缺陷,焊缝缺陷,7.2 焊接连接的特性,焊缝等级：钢结构工程施工质量验收规范分三级三级焊缝：外观检查；二级焊缝：在外观检查的基础上再做无损检验，用超声波检验每条焊缝的20长度，且不小于200mm；一级焊缝：在外观检查的基础上用超声
3、波检验每条焊缝全部长度，以便揭示焊缝内部缺陷。 强度折减：高空安装焊缝，强度设计值乘以0.9 。,7.2.3 焊缝缺陷,7.2 焊接连接的特性,焊缝连接型式：平接、搭接、T形连接和角接,7.2.4 焊缝连接型式及焊缝型式,焊缝连接型式,7.2 焊接连接的特性,焊缝型式：对接焊缝和角焊缝,7.2.4 焊缝连接型式及焊缝型式,焊缝型式,7.2 焊接连接的特性,施焊位置：俯焊（平焊）、立焊、横焊和仰焊,7.2.4 焊缝连接型式及焊缝型式,焊缝施焊位置,7.2 焊接连接的特性,作用：表明焊缝型式、尺寸和辅助要求 表示方法：由图形符号、辅助符号和引出线等部分组成,7.2.5 焊缝代号,单面焊缝的标注方法
4、,7.2 焊接连接的特性,7.2.5 焊缝代号,双面焊缝的标注方法,栅线表示,7.3 对接焊缝的构造和计算,坡口形式：I形缝、V形缝、带钝边单边V形缝、带钝边V形缝（Y形缝）、带钝边U形缝、带钝边双单边V形缝和双Y形缝等,7.3.1 对接焊缝的构造要求,对接焊缝坡口形式,7.3 对接焊缝的构造和计算,不同宽度或厚度的钢板拼接,7.3.1 对接焊缝的构造要求,不同宽度或厚度的钢板拼接,7.3 对接焊缝的构造和计算,其他构造要求,7.3.1 对接焊缝的构造要求,引弧板,焊透的T形连接焊缝,钢板拼接焊缝示意,7.3 对接焊缝的构造和计算,计算原则：I、II级等强不计算，仅计算III级焊缝 （1）轴心
5、受力的对接焊缝,7.3.2 对接焊缝的计算,轴心力作用下对接焊缝连接,7.3 对接焊缝的构造和计算,（2）受弯受剪的对接焊缝,7.3.2 对接焊缝的计算,受弯受剪的对接连接,7.3 对接焊缝的构造和计算,（2）受弯受剪的对接焊缝,7.3.2 对接焊缝的计算,受弯、剪的工形截面对接焊缝,7.3 对接焊缝的构造和计算,计算原则：按角焊缝进行计算,7.3.3 部分焊透的对接焊缝,部分焊透的对接焊缝,7.4 角焊缝的构造和计算,截面形状,7.4.1 角焊缝的构造和强度,角焊缝截面图,7.4 角焊缝的构造和计算,应力分布,7.4.1 角焊缝的构造和强度,侧面角焊缝应力分布,角焊缝应力-位移曲线,7.4
6、角焊缝的构造和计算,应力分布,7.4.1 角焊缝的构造和强度,正面角焊缝应力分布,7.4 角焊缝的构造和计算,焊脚尺寸应与焊件的厚度相适应。对手工焊，hf应不小于 ，t为较厚焊件的厚度（mm），对自动焊，可减小1mm；hf应不大于较薄焊件厚度的1.2倍。,7.4.1 角焊缝的构造和强度,角焊缝焊脚尺寸,7.4 角焊缝的构造和计算,对于板件边缘的焊缝，当t6mm时，hft；当t 6mm时，hft(12)mm。,7.4.1 角焊缝的构造和强度,角焊缝最大hf,7.4 角焊缝的构造和计算,焊缝长度lw也不应太长或太短，其计算长度不宜小于8hf或40mm ，且不宜大于60hf。 其他构造要求；,7.4
7、.1 角焊缝的构造和强度,7.4 角焊缝的构造和计算,角焊缝应力分析角焊缝计算的基本公式,7.4.2 角焊缝计算的基本公式,角焊缝应力分析,仅有平行于焊缝长度方向的轴心力时仅有垂直于焊缝长度方向的轴心力时同时有平行与垂直于焊缝长度方向的恶轴心力时,7.4.2 角焊缝计算的基本公式,7.4 角焊缝的构造和计算,1. 受轴心力焊件的拼接板连接 仅侧面角焊缝：仅正面角焊缝：,7.4.3 常用连接方式的角焊缝计算,轴心力作用下角焊缝连接,7.4 角焊缝的构造和计算,1. 受轴心力焊件的拼接板连接 三面围焊时：先计算正面角焊缝N1，剩余的N-N1由侧面角焊缝承担。 菱形拼接板：简化计算不计正面及斜焊缝的
8、f,7.4.3 常用连接方式的角焊缝计算,7.4 角焊缝的构造和计算,2. 受轴心力角钢的连接 当采用侧面角焊缝连接时肢背：肢尖：,7.4.3 常用连接方式的角焊缝计算,角钢角焊缝上受力分配两面侧焊,7.4 角焊缝的构造和计算,2. 受轴心力角钢的连接 当采用三面围焊连接时正面角焊缝承担的力：侧面角焊缝承担的力：肢背肢尖,7.4.3 常用连接方式的角焊缝计算,角钢角焊缝上受力分配三面围焊,7.4 角焊缝的构造和计算,2. 受轴心力角钢的连接 当采用L形焊连接时正面角焊缝承担的力：侧面角焊缝承担的力：,7.4.3 常用连接方式的角焊缝计算,角钢角焊缝上受力分配L形焊,7.4 角焊缝的构造和计算,
9、3. 弯矩作用下角焊缝计算,7.4.3 常用连接方式的角焊缝计算,弯矩作用时角焊缝应力,7.4 角焊缝的构造和计算,4. 扭矩作用下角焊缝计算 计算假定：被连接件绕焊缝有效截面形心o旋转，焊缝上任一点的应力方向垂直于该点与形心o的连线，应力大小与其到形心距离r成正比。,7.4.3 常用连接方式的角焊缝计算,扭矩作用时角焊缝应力,7.4 角焊缝的构造和计算,4. 扭矩作用下角焊缝计算 环焊缝受扭,7.4.3 常用连接方式的角焊缝计算,环形焊缝受扭,7.4 角焊缝的构造和计算,5. 弯矩、剪力、轴心力共同作用下角焊缝计算,7.4.3 常用连接方式的角焊缝计算,受弯、受剪、受轴心力的角焊缝应力,7.
10、4 角焊缝的构造和计算,6. 扭矩、剪力、轴心力共同作用下角焊缝计算,7.4.3 常用连接方式的角焊缝计算,受扭、受剪、受轴心力的角焊缝应力,7.4 角焊缝的构造和计算,7. 塞焊计算,7.4.3 常用连接方式的角焊缝计算,塞焊,7.4 角焊缝的构造和计算,纵向残余应力,7.5.1 焊接残余应力的分类和产生的原因,施焊时焊缝及附近的温度场和焊接残余应力,7.5 焊接残余应力和焊接残余变形,横向残余应力,7.5.1 焊接残余应力的分类和产生的原因,横向残余应力产生的原因,7.5 焊接残余应力和焊接残余变形,厚度方向的残余应力； 约束状态下的焊接应力；,7.5.1 焊接残余应力的分类和产生的原因,
11、厚度方向的焊接应力,约束焊接接头中的残余应力分布,7.5 焊接残余应力和焊接残余变形,对结构静力强度的影响,7.5.2 焊接残余应力的影响,残余应力对静力强度的影响,7.5 焊接残余应力和焊接残余变形,对结构刚度的影响,7.5.2 焊接残余应力的影响,有残余应力时的应力与应变,7.5 焊接残余应力和焊接残余变形,对压杆稳定的影响 对低温冷脆的影响 对疲劳强度的影响,7.5.2 焊接残余应力的影响,三轴焊接残余应力,7.5 焊接残余应力和焊接残余变形,残余变形形式,7.5.3 焊接残余变形,焊接变形的基本形式,7.5 焊接残余应力和焊接残余变形,采取合理的施焊次序 施焊前加相反的预变形 焊前预热
12、，焊后回火,7.5.4 减少焊接残余应力和焊接残余变形的方法,合理的施焊次序,反变形及局部加热,7.5 焊接残余应力和焊接残余变形,焊接位置要合理，布置应尽量对称于截面重心 焊缝尺寸要适当，采用较小的焊脚尺寸 焊缝不宜过分集中 应尽量避免三向焊缝交叉 考虑钢板分层问题 焊条易达到 避免仰焊,7.5.5 合理的焊缝设计,7.5 焊接残余应力和焊接残余变形,7.5.5 合理的焊缝设计,合理的焊缝设计,7.5 焊接残余应力和焊接残余变形,过热区（强度和硬度提高，塑性和韧性降低）。 正火区（重结晶区）（塑性和韧性较高，性能最佳区域）。 部分重结晶区（力学性能不均匀）。 温度低于723度时，钢材组织没有变化。,7.5.6 焊接热影响区,7.5 焊接残余应力和焊接残余变形,
