钢结构基础第7章4

第七章钢结构的连接和节点构造

第七章钢结构的连接和节点构造本章要点 ： 了解三类连接(焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接)各 自的优缺点及适用范围。 了解常见的焊接方法和焊接形式，能够正确识别与标 注焊缝符号。掌握对接焊缝和角焊缝的构造要求和计 算方法，并能熟练地进行设计与计算。 掌握焊接残余应力和残余变形对构件工作性能的具体 影响，了解减少焊接残余应力和残余变形的措施。 掌握普通螺栓和高强度螺栓(摩擦型和承压型)的工 作性能、破坏形式和计算方法，以及对螺栓排列的构 造要求。 能够根据被连接件的受力情况选用恰当的连接形式， 并进行合理设计。

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第一节钢结构的连接方法连接方法 优 点对几何形体适应性强;构 造简单; 不削弱截面,可 实现自动化操作；连接 的密闭性好,结构刚度大 传力可靠,韧性和塑性好, 质量易于检查,抗动力荷 载性能好 装卸便利，设备简单

缺 点对材质要求高;热影响区内,容易导 致局部材质变;焊接残余应力和残 余变形使受压构件承载力降低;焊 接结构对裂纹很敏感;低温冷脆问 题较突出构造复杂，费钢费工 螺栓精度低时不宜受剪;螺栓精度 高时加工和安装复杂，价格较高

焊 接

铆 接 普通螺 栓连接 高强螺 栓连接

摩擦型剪切变形小,弹性性 摩擦面处理,安装工艺略为复杂,造 能好,特别适用于随动荷载 价略高;承压型连接的剪切变形大, 的结构.承压型承载力高于 不得用于承受动力荷载的结构中。 摩擦型，连接紧凑

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第二节焊缝连接的特性 一、钢结构中常用的焊接方法焊接方法 手 工 电 焊 自 弧 动 焊 焊 半 自 动 电阻焊 气焊 焊条 焊 剂 操作方式 适应范围 短焊条 工位复杂， 附于焊 (350- 条之药皮 全手动 形状复杂之 焊缝 400mm) 连续 焊丝 连续 焊丝 无 焊剂CO2气

质量状况 比自动焊略差

全自动 人工操 作前进 通电、加 压、机械 手工

体保护 无

质量均匀、塑 长而简单 性、韧性好，抗腐 的焊缝 蚀性强 质量均匀、塑 任意焊缝 性、韧性好，抗腐 蚀性强 薄板点焊 一般用作构造焊缝

短、光 无(乙 焊条 炔还原)

薄板、小 型、不同材 一般用作构造焊缝 质结构中

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二、焊接连接及焊接结构的特性 1、焊接连接的优缺点 焊接连接与铆钉、螺栓连接比较，有以下优点： 1)不需打孔，省工省时； 2)任何形状的构件可直接连接，连接构造方便； 3)气密性、水密性好，结构刚度较大，整体性较好。 缺点： 1)焊接附近有热影响区，材质变脆； 2)焊接的残余应力

使结构易发生脆性破坏，残余变形 使结构形状、尺寸发生变化； 3)焊接裂缝一经发生，便容易扩展。 2、常见的焊接缺陷： 裂纹、气孔、未焊透、夹渣、咬边、烧穿、凹坑、 塌陷、未焊满。

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3、焊接质量检查: 焊缝质量检验方法:外观检查、 超声波探伤检验、 x射线检验. 焊缝质量分级: 一级焊缝需经 外观检查、超声波探伤、x射 线检验都合格；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、焊缝连接型式和 焊缝型式 1、焊缝连接型式 按两焊件的相对位 置分：平接、搭接、T (顶)接和角接。

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2、焊缝型式 1)、对接焊缝按受力与焊缝方向分： a)直缝：作用力方向与焊缝方向正交 b)斜缝：作用力方向与焊缝方向斜交 2)、角焊缝按受力与焊缝方向分： a)端缝：作用力方向与焊缝长度方向垂直 b)侧缝：作用力方向与焊缝长度方向平行 3)、按焊缝连续性： a)连续焊缝：受力较好 b)断续焊缝：易发生应力集中 4)、按施工位置： 俯焊、立焊、横焊、仰焊，其中以俯焊施工位置 最好，所以焊缝质量也最好，仰焊最差。

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四、焊缝的表示方法(代号)表7-1、表7-2

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第三节对接焊缝的构造和计算 一、对接焊缝的构造 1.对接连接的形式 为了保证焊接质量，根据被连接板的厚度，坡口型 式可分为I型(垂直坡口),V型，单面V型，U型，单 面U型，X型，K型，如图中(a)~(h)所示；

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2. 对接焊缝的优缺点 优点：用料经济、传力均匀、无明显的应力集中，利于 承受动力荷载。 缺点：需剖口，焊件长度要精确。 3. 对接焊缝的构造处理 (1)起落弧处易有焊接缺陷，所以用引弧板。但采用 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tmm(t为较小板件厚度)。 (2)变厚度板对接，在板的一面或两面切成坡度不大 于1:2.5的斜面，避免应力集中。 4. 对接焊缝的强度 有引弧板的对接焊缝在抗压和一、二级抗拉时与母 材等强，三级抗拉焊缝的抗拉强度为母材的85%。

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二、对接焊缝的计算 对接焊缝的应力分布认为与焊件原来的应力分布基本 相同。计算时，焊缝中最大应力(或折算应力)不能超 过焊缝的强度设计值。 轴心受力的对接焊缝 斜向受力的对接焊缝 钢梁的对接焊缝 牛腿与翼缘的对接焊缝 1、轴心受力的对接焊缝 N f t w ( f cw ) l wt

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