第三章 钢结构的连接[研究材料]

缺点：设备投资大，施工位置受限调。研学习
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§3.1 钢结构的连接
第3章 连 接
Chapter 3
Connections
（3）气体保护焊
利用焊枪喷出的CO2或其他惰性气体代替焊剂的电弧溶焊方 法。直接依靠保护气体在电弧周围形成保护层，以防止有害气体 的侵入。
优点：没有熔渣，焊接速 度快，焊接质量好。 缺点：施工条件受限制， 不适用于在风较大的地方 施焊。
Connections
焊丝的选择应与焊件等强度。
光焊丝埋在焊剂下，通电后电弧使焊丝、焊 件、焊剂熔化形成焊缝。 焊剂溶化后形成焊渣浮在溶化金属表面，隔 绝空气接触，供给必要的合金元素。
焊丝转盘
送丝器
焊剂漏斗
、、、、 、 、
、、 、
、
熔渣
、
焊剂 焊件 、、、、、、、、、、、
优点：自动化程度高，焊接速度快，劳动强度低，焊缝质量好。
* 用料经济 不削弱截面；
缺点
* 材质易变脆；
* 制作加工方便 可实现自动化操作； * 连接的密闭性好，结构刚度大，整体性好。
* 产生残余应力、残余应变、焊接缺陷
* 降低压杆稳定、影响疲劳强度
* 对裂纹十分敏感
* 低温冷脆问题较为突出。
现代钢结构最基本的连接方式，应用最广泛。
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§3.1 钢结构的连接
（4）电阻焊
利用电流通过焊件接触点表面的电阻所产生的热量来溶化金属，
再通过压力使其焊合。适用于板叠厚度不大于12ｍｍ的焊接。
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§3.1 钢结构的连接
3. 焊接接头及焊缝形式
第3章
Chapter 3
连接
Connections
（1）焊接接头：分为对接、搭接、T形连接和角部连接。
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§3.1 钢结构的连接
连接的方式 焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接
a) N
b) N
c) N
焊接连接
§3.1 钢结构的连接
N
N
铆钉连接
图3.1.1 连接的方式
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N
螺栓连接
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3.1.1 焊缝连接
第三3章章 连连 接接
Chapter 3
Connections
1. 焊缝连接的特点
优点
* 构造简单 任何形式的构件都可直接相连；
第3章 连 接
Chapter 3
Connections
（2）焊缝形式：分为对接焊缝和角焊缝。
对接焊缝按受力与焊缝方向分： 1）直对接焊缝 2）斜对接焊缝
角焊缝按受力与焊缝方向分： 1）正面角焊缝：作用力方向与焊缝长度方向垂直。 2）侧面角焊缝：作用力方向与焊缝长度方向平行。
§3.1 钢结构的连接
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B、焊条的表示方法：
E—焊条(Electrode) 第1、2位数字为熔敷金属的最小抗拉强度（kgf/mm2) 第3、4表示适用焊接位置、电流及药皮的类型。
不同钢种的钢材焊接，宜采用与低强度钢材相适应的焊条。
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§3.1 钢结构的连接
（2）埋弧焊（自动或半自动）
第3章 连 接
Chapter 3
二级焊缝：外观检查+无损检验（超声波探伤）合格，用于受 较大拉应力的重要连接。 一级焊缝：外观检查+无损检验（超声波探伤、X射线探伤）合 格，用于抗动力、需要验算疲劳的重要连接。
➢ 外观检查（肉眼）—尺寸偏差、表面缺陷；
➢ 无损检验（仪器）—检验内部缺陷（超声波探伤、X射线探伤、
磁粉探伤、渗透探伤）。
第3章 连 接
Chapter 3
Connections
• 焊缝连接 • 螺栓连接
第3章
Chapter 3
连接
Connections
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钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第3章
Chapter 3
连接
Connections
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2
主要内容
第3章
Chapter 3
连接
Connections
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• 钢结构的连接 • 对接焊缝的构造和计算
• 角焊缝的构造和计算
• 焊接残余应力和焊接变形
• 普通螺栓的构造和计算
• 高强度螺栓的构造和计算
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3
第3章
Chapter 3
连接
Connections
§3.1 钢结构的连接
连接的原则 安全可靠、传力明确、构造简单、制造方便和节约钢材
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§3.1 钢结构的连接
（3）焊缝质量等级及选用
§3.1 钢结构的连接
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焊机
焊条
保护气体
焊钳
焊件
电弧
熔池 导6 线
第3章
Chapter 3
A、焊条的选择： 焊条应与焊件钢材（主体金属）相适应。
连接
Connections
Q235钢选择E43型焊条（E4300--E4328)
Q345钢选择E50型焊条 (E5001--E5048)
Q390、Q420钢选择E55型焊条(E5500--E5518)
2. 钢结构常用的焊接方法
第3章
Chapter 3
连接
Connections
电弧焊
1）手工电弧焊
气体保护焊 电阻焊
2）自动半自动埋弧焊
（1）手工电弧焊
原理：利用电弧产生热量熔化涂有 焊药焊条和母材形成焊缝。
优点：方便，适应性强，特别适用 于在高空和野外作业，小型焊接， 应用最广泛。
缺点：质量波动大，要求焊工等级 高，劳动强度大，生产效率低。
裂纹
焊瘤
烧穿
弧坑
气孔
夹渣 §3.1 钢结构的连接
咬边
未熔合
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未焊透
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第3章
Chapter 3
连接
Connections
（2）焊缝质量等级
《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001规定焊缝按 其检验方法和质量要求分为一级、二级和三级。 三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查且符合三级质量标准， 适用于一般连接。
Chapter 3
连接
Connections
平焊、立焊、横焊和仰焊。
a) 焊条
b)
c)
d)
平焊 质量好
§3.1 钢结构的连接
立焊
横焊
质量一般
图3.1.6 施焊方式
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仰焊 质量差
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4. 焊缝缺陷及焊缝质量等级
第3章
Chapter 3
连接
Connections
（1）焊缝缺陷
焊缝缺陷指焊接过程中产生于焊缝金属或附近热影响区钢材表面或内 部的缺陷。常见的缺陷有裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、夹渣、咬边、 未熔合、未焊透等；以及焊缝尺寸不符合要求、焊缝成形不良等。
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对接与角接组合焊缝
角焊缝沿长度方向的布置
第3章
Chapter 3
连接
Connections
1）连续角焊缝：受力性能较好，为主要的角焊缝形式。 2）间断角焊缝：在起、灭弧处容易引起应力集中。
≥50或10hf
§3.1 钢结构的连接
不重要或受调力研学小习的构件，可采用间断角焊缝连接12
施焊方式
第3章