3 钢结构的连接0.ppt
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3.钢结构的连接-焊缝解读
③所有焊缝承担的力N
C、采用L形围焊
l1 N1 e1 e2 b
N2 0
代入式3.21，3.22得:
N3
N
N 3 2k 2 N
( 3.23) ( 3.24)
x x
N 1 N N 3 k1 k 2 N
对于校核问题:
f1 f3
N1 f fw l w1he1 N3 f f fw l w 3 he 3
试验表明：侧面焊缝的破坏截面多在 45°截面； 正面焊缝的破坏截面多不在 45°截面； 正面焊缝的破坏强度大，也认为在 45°截面破坏。
1. 侧面焊缝的受力分析
N N N
V
M
N
e
将N转化为剪力 V 和 弯矩 M＝Ne，
M产生垂直于轴向方向的σ⊥，较小，忽略。 V产生沿轴向的τf ，τf 沿轴向分布不均， «规范»规定在规定的计算长度范围内是均匀分布的。 N f f fw ( 3 7) he l w 式中：he＝0.7hf ffw：角焊缝的设计强度（实际为抗剪设计强度）
b
要求：lw≥b (减小力线弯折程度)
lw
b 16t t 12mm 且： b 200mm t 12mm
目的防止横向收缩、起拱。
⑤ 围焊和绕角焊：
绕角焊：转角处构件应力集中，如 在此处起弧、落弧，可能出现弧坑 和咬肉现象，加大应力集中程度， 故采用绕角焊，减小应力集中程度。 2h f 或围起来。 2h f
l w min 8h f 40mm
lw过长 应力分布不均
l w max 60h f
lw
多余长度不计入lw，但焊接工字梁翼缘与腹板连 接处的焊缝、加劲肋与腹板的焊缝，不受此限。
C、采用L形围焊
l1 N1 e1 e2 b
N2 0
代入式3.21，3.22得:
N3
N
N 3 2k 2 N
( 3.23) ( 3.24)
x x
N 1 N N 3 k1 k 2 N
对于校核问题:
f1 f3
N1 f fw l w1he1 N3 f f fw l w 3 he 3
试验表明：侧面焊缝的破坏截面多在 45°截面； 正面焊缝的破坏截面多不在 45°截面； 正面焊缝的破坏强度大，也认为在 45°截面破坏。
1. 侧面焊缝的受力分析
N N N
V
M
N
e
将N转化为剪力 V 和 弯矩 M＝Ne，
M产生垂直于轴向方向的σ⊥，较小，忽略。 V产生沿轴向的τf ，τf 沿轴向分布不均， «规范»规定在规定的计算长度范围内是均匀分布的。 N f f fw ( 3 7) he l w 式中：he＝0.7hf ffw：角焊缝的设计强度（实际为抗剪设计强度）
b
要求：lw≥b (减小力线弯折程度)
lw
b 16t t 12mm 且： b 200mm t 12mm
目的防止横向收缩、起拱。
⑤ 围焊和绕角焊：
绕角焊：转角处构件应力集中，如 在此处起弧、落弧，可能出现弧坑 和咬肉现象，加大应力集中程度， 故采用绕角焊，减小应力集中程度。 2h f 或围起来。 2h f
l w min 8h f 40mm
lw过长 应力分布不均
l w max 60h f
lw
多余长度不计入lw，但焊接工字梁翼缘与腹板连 接处的焊缝、加劲肋与腹板的焊缝，不受此限。
钢结构课件-第三章钢结构的连接d高强
Ae—螺纹处有效截面积； fu—螺栓热处理后的最抵抗拉强度；8.8级，取fu =830N/mm2， 10.9级，取fu =1040N/mm2
3、高强度螺栓摩擦面抗滑移系数μ 摩擦型高强度螺栓是通过板件间摩擦力传递内力的， 而摩擦力的大小取决于板件间的挤压力（P）和板 件间的抗滑移系数μ ；
板件间的抗滑移系数与接触面的处理方法和构件钢
Nt Pf P A p Ab 1
当板件即将被拉开时： Cf=0，有Pf=Nt，因此：
Pf P Pf A p Ab 1 ( 3 70)
Nt
C-△C=Cf P+△P=Pf
一般板件间的挤压面面积比 栓杆截面面积大的多，近似 取AP/Ab=10，得：
Pf P Pf 10 1 ( 3 71)
N
3 1 2 3
4
4
高强度 螺栓
普通螺栓
承载力计算方法与普通螺栓相同。
O
2 1
抗剪承载力： 承压承载力：
N vb nv
d e2
4
δ
f vb
( 3 64)
b Nc d t f cb
(3 65)
b b b 单栓抗剪承载力： N min min N v ，N c
( 3 66)
( 3 78)
N 1Ty
T r1
2 2 x y i i i 1 i 1 n n
T x1
2 2 x y i i i 1 i 1 n n
( 3 79)
由此可得螺栓1的强度验算公式为:
摩擦型连接：
承压型连接：
N
N
2 1Tx
N
1Ty
N 1F
3、高强度螺栓摩擦面抗滑移系数μ 摩擦型高强度螺栓是通过板件间摩擦力传递内力的， 而摩擦力的大小取决于板件间的挤压力（P）和板 件间的抗滑移系数μ ；
板件间的抗滑移系数与接触面的处理方法和构件钢
Nt Pf P A p Ab 1
当板件即将被拉开时： Cf=0，有Pf=Nt，因此：
Pf P Pf A p Ab 1 ( 3 70)
Nt
C-△C=Cf P+△P=Pf
一般板件间的挤压面面积比 栓杆截面面积大的多，近似 取AP/Ab=10，得：
Pf P Pf 10 1 ( 3 71)
N
3 1 2 3
4
4
高强度 螺栓
普通螺栓
承载力计算方法与普通螺栓相同。
O
2 1
抗剪承载力： 承压承载力：
N vb nv
d e2
4
δ
f vb
( 3 64)
b Nc d t f cb
(3 65)
b b b 单栓抗剪承载力： N min min N v ，N c
( 3 66)
( 3 78)
N 1Ty
T r1
2 2 x y i i i 1 i 1 n n
T x1
2 2 x y i i i 1 i 1 n n
( 3 79)
由此可得螺栓1的强度验算公式为:
摩擦型连接：
承压型连接：
N
N
2 1Tx
N
1Ty
N 1F
建筑结构 第九章 钢结构的连接_OK
36
侧面焊缝
主要受剪 力，应力状态 单纯，但焊缝 剪应力沿长度 分布不均匀， 两头大，中间 小，破坏起点 在两端。
37
角焊缝按其截面形式可分为普通型、平坦型和凹 面型三种。
38
有效截面： 试验证明，角焊缝常在沿45°左右方向的截面破坏，故计算时以45°方 向的最小截面为危险截面，称为角焊缝的计算截面或有效截面。
mm2
33
剪应力
V AW W
280103 29.6 102
95 N
mm2
fV w
125 N
mm2
“1”点的折算应力
1
115 380 109 N 400
mm2
2 1
3 2
1092 3 952 197 N mm2 1.1 ft w
1.1185 204 N mm 2
34
9.4 角焊缝的构造和计算
44
7）在搭接连接中，搭接长度不得小于焊件较 小厚度的5倍，并不得小于25㎜，以减小因焊 缝收缩产生的残余应力及因偏心产生的附加弯 矩。
8）当角焊缝的端部在构件转角处时，为避免 起落弧的缺陷发生在此应力集中较大部位，宜 作长度为2f的绕角焊，且转角处必须连续施焊， 不能断弧。
45
9.4.2 角焊缝的计算
N3
2 0.7hf 3b f
f
w f
肢背和肢尖分担的
内力为
N1
b z0 b
N
N3 2
1N
N3 2
N2
z0 b
N
N3 2
2N
N3 2
53
③ 角钢用L形围焊
令N3=0，即得
N3 22 N
N1 N N3
54
按上述求出各条焊缝分担的内力后，假定角钢肢 背和肢尖焊缝的焊脚尺寸,即可分别求其所需的焊 缝计算长度
侧面焊缝
主要受剪 力，应力状态 单纯，但焊缝 剪应力沿长度 分布不均匀， 两头大，中间 小，破坏起点 在两端。
37
角焊缝按其截面形式可分为普通型、平坦型和凹 面型三种。
38
有效截面： 试验证明，角焊缝常在沿45°左右方向的截面破坏，故计算时以45°方 向的最小截面为危险截面，称为角焊缝的计算截面或有效截面。
mm2
33
剪应力
V AW W
280103 29.6 102
95 N
mm2
fV w
125 N
mm2
“1”点的折算应力
1
115 380 109 N 400
mm2
2 1
3 2
1092 3 952 197 N mm2 1.1 ft w
1.1185 204 N mm 2
34
9.4 角焊缝的构造和计算
44
7）在搭接连接中，搭接长度不得小于焊件较 小厚度的5倍，并不得小于25㎜，以减小因焊 缝收缩产生的残余应力及因偏心产生的附加弯 矩。
8）当角焊缝的端部在构件转角处时，为避免 起落弧的缺陷发生在此应力集中较大部位，宜 作长度为2f的绕角焊，且转角处必须连续施焊， 不能断弧。
45
9.4.2 角焊缝的计算
N3
2 0.7hf 3b f
f
w f
肢背和肢尖分担的
内力为
N1
b z0 b
N
N3 2
1N
N3 2
N2
z0 b
N
N3 2
2N
N3 2
53
③ 角钢用L形围焊
令N3=0，即得
N3 22 N
N1 N N3
54
按上述求出各条焊缝分担的内力后，假定角钢肢 背和肢尖焊缝的焊脚尺寸,即可分别求其所需的焊 缝计算长度
钢结构A-3.钢结构的连接(焊缝)
侧面角焊缝 f＝0，力N与焊缝长度方向平行。
N f f fw helw
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。
角焊缝的抗剪强度： Q235钢
Q345钢
160MPa 200MPa
Q390钢、Q420钢
220MPa
焊接连接形式和焊缝形式
接头形式：
对接接头 搭接接头 T形接头 角部连接
焊缝类别：
对接焊缝—— 坡口焊缝 Groove Weld 角焊缝 ——侧面角焊缝、正面角焊缝 Fillet Weld 多为直角焊缝，少数为斜角焊缝
2 2 2 σ 1.8(τ τ∥) f uw
d
a
∥
a
c
d c
角焊缝有效截面上的应力
式中： fuw --焊缝金属的抗拉强度
出于偏于安全考虑，且与母材的能量强度理论的折算 应力公式一致，欧洲钢结构协会（ECCS），将上式的1.8 改为3，即：
2 2 2 σ 3( τ τ∥) f uw
有效截面：有效厚度×计算长度 计算时假定有效截面上应力均匀 分布。
直角角焊缝截面
2）有效截面上的应力状态 在外力作用下，直角角焊缝有效截面上有三个应力： —正应力，与焊缝长度方向（面外垂直） ∥—剪应力，与焊缝长度方向（面内平行） —剪应力，与焊缝长度方向（面内垂直） 国际标准化组织（ISO）推荐 下式确定角焊缝的极限强度
电阻焊是利用电流通过焊件接触点表面的电阻所产生的 热量来熔化金属，再通过压力使其焊合。冷弯薄壁型钢的焊 接，常用电阻点焊，板叠总厚度一般不超过12mm，焊点应主 要承受剪力，其抗拉(撕裂)能力较差。
钢结构连接与受力分析_图文
破坏状态同普通螺栓，极限承载力由杆身抗剪和孔 壁承压决定，摩擦力只起延缓滑动作用，计算方法和 普通螺栓相同。
3 高强度螺栓群的抗剪计算
1、轴心力作用时（内力均匀分布） 螺栓数： 构件净截面强度： 对于承压型连接，验算与普通螺栓相同；对于摩擦型
连接，要考虑孔前传力的影响（占螺栓传力的50%）
(a) 单剪
(b) 双剪
(c) 四剪面
一个抗剪螺栓的承载力设计值应取上面两式的较小值。
2、抗拉螺栓连接
破坏形式：螺栓杆拉断 抗拉承载力设计值
为考虑撬力的影响，规范 规定普通螺栓抗拉强度设 计值ftb取同样钢号钢材抗 拉强度设计值f的0.8倍(即 ftb=0.8f )
3、螺栓群的内力计算
侧面角焊缝承担的力为
N1 = N －N3
3、弯矩作用下的焊缝
4、扭矩作用下的焊缝 焊缝群受扭：
假定 ① 被连接构件是绝对 刚性的，而螺栓则是弹性的； ② 被连接板件绕角焊缝有效 截面形心o旋转，角焊缝上任 一点的应力方向垂直于该点与 形心o的连线，应力的大小与 其距离r的大小成正比。
环焊缝受扭
高强度螺栓摩擦型连接的孔前传力
2、扭矩作用时，及扭矩、剪力和轴心力共同时
螺栓群受扭矩T、剪力V和轴心力N共同作用的高强 度螺栓连接的抗剪计算与普通螺栓相同，只是用高强度 螺栓的承载力设计值。
4 高强度螺栓的抗拉计算
1、高强度螺栓的抗拉连接性能
当Nt=0.8P时，Pf=1.07P。可认为螺栓中的预拉力基 本不变。
焊缝等级：《钢结构工程施工质量验收规范》（ GB50205）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波检验每条焊缝全部
3 高强度螺栓群的抗剪计算
1、轴心力作用时（内力均匀分布） 螺栓数： 构件净截面强度： 对于承压型连接，验算与普通螺栓相同；对于摩擦型
连接，要考虑孔前传力的影响（占螺栓传力的50%）
(a) 单剪
(b) 双剪
(c) 四剪面
一个抗剪螺栓的承载力设计值应取上面两式的较小值。
2、抗拉螺栓连接
破坏形式：螺栓杆拉断 抗拉承载力设计值
为考虑撬力的影响，规范 规定普通螺栓抗拉强度设 计值ftb取同样钢号钢材抗 拉强度设计值f的0.8倍(即 ftb=0.8f )
3、螺栓群的内力计算
侧面角焊缝承担的力为
N1 = N －N3
3、弯矩作用下的焊缝
4、扭矩作用下的焊缝 焊缝群受扭：
假定 ① 被连接构件是绝对 刚性的，而螺栓则是弹性的； ② 被连接板件绕角焊缝有效 截面形心o旋转，角焊缝上任 一点的应力方向垂直于该点与 形心o的连线，应力的大小与 其距离r的大小成正比。
环焊缝受扭
高强度螺栓摩擦型连接的孔前传力
2、扭矩作用时，及扭矩、剪力和轴心力共同时
螺栓群受扭矩T、剪力V和轴心力N共同作用的高强 度螺栓连接的抗剪计算与普通螺栓相同，只是用高强度 螺栓的承载力设计值。
4 高强度螺栓的抗拉计算
1、高强度螺栓的抗拉连接性能
当Nt=0.8P时，Pf=1.07P。可认为螺栓中的预拉力基 本不变。
焊缝等级：《钢结构工程施工质量验收规范》（ GB50205）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波检验每条焊缝全部
钢结构第三章 钢结构的连接(螺栓)
排列因素：
受力要求：钢板端部剪断，端距不应小于2d0；受拉时，栓
距和线距不应过小；受压时，沿作用力方向的栓距不宜过大。 构造要求：栓距和线距不宜过大 施工要求：有一定的施工空间
3.6螺栓的构造
3.6.2 螺栓的排列
螺栓排列和最小距离：
3.6螺栓的构造
3.6.2 螺栓的排列
螺栓排列最大距离： 对于角钢、工字钢和 槽钢的螺栓排列见附 录四（型钢的螺栓准 线表）
3.7 普通螺栓连接的构造和强度计算
普通螺栓连接按其受力方式分类：
抗剪螺栓 抗拉螺栓 同时抗剪抗拉螺栓
3.7.1普通螺栓的抗剪连接
3.7.1.1抗剪连接工作性能
抗剪螺栓连接的受力性能：静摩擦力阶段、相对滑移阶段、螺杆与 孔壁挤压传力的弹塑性阶段、破坏阶段。
3.7 普通螺栓连接的构造和强度计算
3.7.1普通螺栓的抗剪连接
4x100=400 50 30 50
M Fe 280 0.21 58.8kN m
2. 单个螺栓的抗拉承载力：
N tb Ae f t b 244 .8 170 41620 N 41.62 kN
3.螺栓群强度验算 由前述可知1号螺栓受力最大，为设计控制点， 则对其进行强度验算：
3）. 螺栓群同时承受剪力和弯矩（轴心拉力） 的计算
螺栓群同时承受剪力和拉力
3.7 普通螺栓连接的构造和强度计算
3.7.2普通螺栓的抗拉连接
3）. 螺栓群同时承受剪力和拉力的计算 支托仅起安装作用：螺栓群承受弯矩M和剪力V
N t N1M My1
m y
2 i
Nv V n
螺栓不发生拉剪破坏
20 12 305 73200 N 73.2 kN
钢结构设计ppt课件
1.2.1、“高钢规程”的规定
1、适用高度
“高钢规定”对非抗震设防和设防烈度为6度至 9度的乙类和丙类高层建筑，按照所采用的结 构类型和结构体系，规定了下表适用高度。
精选课件
6
2、建筑高宽比限值
精选课件
7
1.2.2、“抗震规范”（GB 50011－ 2001）的规定
1、适用高度
高层民用建筑钢结构各种类型的最大适用高度 应符合规范规定。对平面和竖向不规则或建造 于Ⅳ类场地的钢结构，其高度应适当降低。
6～8度时 120235fay
9度时
100235fay
精选课件
50
5.3.2、梁的板件宽厚比限制
➢ 不超过12层钢框架的梁板件的宽厚比限值
抗震设防烈度
7度
8度
9度
工字形截面和箱形
11
10
9
截面翼缘外伸部分
箱形截面翼缘在两
36
32
30
腹板间的部分
工字形截面和箱形 截面腹板
Nb Af0.3785~12N0b Af80~11N0b Af70~10N0b Af
对于多层框架结构可忽略柱轴向变形产生的层 间位移。对高层框架虽不能忽略此变形，但由 梁柱构件变形产生的层间位移是主要的，它构 成的水平变形曲线属剪切型。 由于柱脚处无水平位移，且底部作用剪力最大， 最大的层间位移常位于底层或下部几层，顶部 较小。
精选课件
25
精选课件
26
在水平荷载作用下，框架节点因腹板较薄，节点域将产生 较大的剪切变形（图1-17），从而使框架侧移增大10%至20% （“高钢规程”规定，应计入其影响）；对内力的影响在10% 以内（可不计其影响）。
精选课件
4
1、适用高度
“高钢规定”对非抗震设防和设防烈度为6度至 9度的乙类和丙类高层建筑，按照所采用的结 构类型和结构体系，规定了下表适用高度。
精选课件
6
2、建筑高宽比限值
精选课件
7
1.2.2、“抗震规范”（GB 50011－ 2001）的规定
1、适用高度
高层民用建筑钢结构各种类型的最大适用高度 应符合规范规定。对平面和竖向不规则或建造 于Ⅳ类场地的钢结构，其高度应适当降低。
6～8度时 120235fay
9度时
100235fay
精选课件
50
5.3.2、梁的板件宽厚比限制
➢ 不超过12层钢框架的梁板件的宽厚比限值
抗震设防烈度
7度
8度
9度
工字形截面和箱形
11
10
9
截面翼缘外伸部分
箱形截面翼缘在两
36
32
30
腹板间的部分
工字形截面和箱形 截面腹板
Nb Af0.3785~12N0b Af80~11N0b Af70~10N0b Af
对于多层框架结构可忽略柱轴向变形产生的层 间位移。对高层框架虽不能忽略此变形，但由 梁柱构件变形产生的层间位移是主要的，它构 成的水平变形曲线属剪切型。 由于柱脚处无水平位移，且底部作用剪力最大， 最大的层间位移常位于底层或下部几层，顶部 较小。
精选课件
25
精选课件
26
在水平荷载作用下，框架节点因腹板较薄，节点域将产生 较大的剪切变形（图1-17），从而使框架侧移增大10%至20% （“高钢规程”规定，应计入其影响）；对内力的影响在10% 以内（可不计其影响）。
精选课件
4
钢结构设计原理3-2 钢结构的连接-螺栓连接
小于2d0；中距不宜过大，否则被连接板件间容易发生
鼓曲现象。
构造要求
中距及边距不宜过大，否则连接板件间不能紧密贴合， 潮气侵入缝隙使钢材锈蚀。
施工要求
保证一定空间，便于打锚和采用扳手拧紧螺帽。根据 扳手尺寸和工人的施工经验、规定最小中距为3d0。 根据以上要求规范规定了螺栓和铆钉的容许距离。
3.8 普通螺栓连接的工作性能和计算
yi2 Ntb / yi2 0
Nmin≥0时的偏心距
e yi2 /(ny1)
(2)大偏心受拉
e
y2 i
/(ny1
)时，端板底部将出现受压区。偏安全取中和
轴位于最下排螺栓O′处，e′和各y′自O′点算起，最上排螺
栓1的拉力最大：
N1
Ne'
y' 1
y'2 i
N
b t
3.8.3普通螺栓连接受剪力和拉力的共同作用
轴心力N由每个螺栓平均分担，螺栓数n
n
N Nmb in
N
b m
in
—一个螺栓抗剪承载力设计值与承压承载力设计值的
较小值
当l1＞l5d0时，连接工作进入弹塑性阶段后，各螺杆所
受内力不易均匀，端部螺栓首先达到极限强度而破坏，
随后由外向里依次破坏。为防止端部螺栓提前破坏，因
此，当l1＞l5d0 时，螺栓的抗剪和承压承载力设计值应 乘以折减系数η予以降低：
3.8.1 普通螺栓的抗剪连接 1. 抗剪连接的工作性能 抗剪连接是最常见的螺栓连接。抗剪试验可得试件上a、 b两点间的相对位移δ与作用力N的关系曲线。试件由零载 一直加载至连接破坏的全过程，经历三个阶段。
(1)弹性阶段 O1斜直线段：加荷 之初，连接中剪力较小，荷载靠 板件间接触面的摩擦力传递，螺 栓杆与孔壁间的间隙保持不变， 处于弹性阶段，板件间摩擦力大 小取决于拧紧螺帽时螺杆中的初 始拉力，普通螺栓的初应力很小。 此阶段很短，可略去不计。
鼓曲现象。
构造要求
中距及边距不宜过大，否则连接板件间不能紧密贴合， 潮气侵入缝隙使钢材锈蚀。
施工要求
保证一定空间，便于打锚和采用扳手拧紧螺帽。根据 扳手尺寸和工人的施工经验、规定最小中距为3d0。 根据以上要求规范规定了螺栓和铆钉的容许距离。
3.8 普通螺栓连接的工作性能和计算
yi2 Ntb / yi2 0
Nmin≥0时的偏心距
e yi2 /(ny1)
(2)大偏心受拉
e
y2 i
/(ny1
)时，端板底部将出现受压区。偏安全取中和
轴位于最下排螺栓O′处，e′和各y′自O′点算起，最上排螺
栓1的拉力最大：
N1
Ne'
y' 1
y'2 i
N
b t
3.8.3普通螺栓连接受剪力和拉力的共同作用
轴心力N由每个螺栓平均分担，螺栓数n
n
N Nmb in
N
b m
in
—一个螺栓抗剪承载力设计值与承压承载力设计值的
较小值
当l1＞l5d0时，连接工作进入弹塑性阶段后，各螺杆所
受内力不易均匀，端部螺栓首先达到极限强度而破坏，
随后由外向里依次破坏。为防止端部螺栓提前破坏，因
此，当l1＞l5d0 时，螺栓的抗剪和承压承载力设计值应 乘以折减系数η予以降低：
3.8.1 普通螺栓的抗剪连接 1. 抗剪连接的工作性能 抗剪连接是最常见的螺栓连接。抗剪试验可得试件上a、 b两点间的相对位移δ与作用力N的关系曲线。试件由零载 一直加载至连接破坏的全过程，经历三个阶段。
(1)弹性阶段 O1斜直线段：加荷 之初，连接中剪力较小，荷载靠 板件间接触面的摩擦力传递，螺 栓杆与孔壁间的间隙保持不变， 处于弹性阶段，板件间摩擦力大 小取决于拧紧螺帽时螺杆中的初 始拉力，普通螺栓的初应力很小。 此阶段很短，可略去不计。
钢结构(第三版)
第三章 钢结构的连接3.1 试设计双角钢与节点板的角焊缝连接（图3.80）。
钢材为Q235B ，焊条为E43型，手工焊，轴心力N=1000KN （设计值），分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。
解：（1）三面围焊 2160/w f f N mm = 123α= 213α= 确定焊脚尺寸：,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=⨯=，,min 5.2f h mm ≥==， 8f h mm =内力分配：30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==∑3221273.281000196.69232N N N KN α=-=⨯-= 3112273.281000530.03232N N N KN α=-=⨯-=焊缝长度计算：11530.032960.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为 1296830460608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=，取310mm 。
22196.691100.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为 2110811860608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=，取120mm 。
（2）两面侧焊确定焊脚尺寸：同上，取18f h mm =， 26f h m m = 内力分配：22110003333N N KN α==⨯=， 11210006673N N KN α==⨯= 焊缝长度计算：116673720.720.78160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑，则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060388283721=⨯=<=⨯+='，取390mm 。
223332480.720.76160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑， 则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060260262481=⨯=<=⨯+='，取260mm 。
钢结构、膜结构工艺流程图PPT课件
表面预处理
放样
编制工艺卡
号料
制孔、煨弯
切割
坡口加工
组装 焊接
标准件装配
精度检查、矫正
成品检查
除锈处理
涂装
标号、出. 厂
3
• 膜安装流程图
安装方案部署
临时固定装置焊接
脚手板铺设
膜布吊运 膜张拉处附件安装
铺设膜布安装辅助绳网
膜布预展开
膜边板安装
挡、落水附件安装 漆破损处补漆
膜单元成型调整
膜面清洁
脚手架拆除
质量管理体系架构
厂长
采购部
车间主管
项目负责人
技术负责人
生产部
制作组长
制作班组
主材进厂检验 焊材、油漆进厂检验
生产工艺卡 材料复验 制作过程质量监控 制作质量控制
.
1
现场安装质量管理体系架构
项目经理
项目副经理
技术负责人
施
质
材
资
预
安
工
量
料
料
算
全
员
员
员
员
员
员
.
2
• 钢结构加工流程图
生产计划
备料、检查
图纸审核
竣工验收
资料交付
凸起点包扎保护 膜连接位检查
膜边索穿入、固定 膜布展开、边固定
临时设施拆除 现场清理
.
4
• 膜加工流程图
材料检验
裁片设计
角、边、顶处理
编号、标注
检验
清洗
包装、运输
.
5
3.钢结构的连接-焊缝
x
对于校核问题:
f1
f2
N1 f fw l w1he1 N2 f fw l w 2 he 2
N1 N2
l1 e1
N
b
e2
l2
对于设计问题:
x
x
l l
w1
N1 w he 1 f f N2 he 2 f fw
l1 l w 1 2h f 1 l 2 l w 2 2h f 2
③所有焊缝承担的力N
L 2l 10 410 mm
练习1:设计用拼接盖板的对接连接。已知钢板宽 b1=270mm，厚度t1=28mm，拼接盖板厚度t2＝16mm，该连 接承受的静态轴心力N=1400kN（设计值），钢材Q235－ B，手工焊、E43焊条。
分别用两面侧焊和 三面围焊设计
解： 确定hf 取hf＝10 mm
lw
( 3.11)
2
2
Nx
θ
lw
f
N cos he l w
Ny
( 3.12)
N
代入式3.8验算焊缝强度，即:
f f w 2 f f f
2
N
( 3.8)
例3.3:承受轴心拉力的板件，采用上下两块拼接板并采 取角焊缝三面围焊连接。已知板件宽b1=400mm，厚度 t1=18mm，承受静力轴心拉力N=1425kN；两块拼接板的宽 度b2=340mm，厚度t2=12mm；钢材为Q235，手工焊、E43 焊条，试确定盖板尺寸。 解： 确定焊脚尺寸hf 贴边角焊缝应满足：
对于设计问题:
l
w1
N1 he 1 f fw N3 f f fw he 3
l1 l w 1 h f 1 l3 lw 3 h f 3
钢结构焊接
50 10
4
40×4 980
-150×6 180
10
3
3-30×6 50
1
1
25 115 10 61
115 140
屋比7-1架例804×3081简：图1:又12010称0、屋1架:1 2示00意图、2 823屋800×4架2 杆9 件-14304几×0 6 何尺14119寸0 简150图1。07
单线条1表50 2示，杆件长度直接241注7 在单线条旁边。
梁与梁对接焊缝 一般位于梁受弯矩较小处，避免对 接焊缝分布在梁跨度中间区域。另外，在同一对接 口处，盖板对接焊缝与腹板对接焊缝可以错开布置， 避免对接焊缝位于同一截面上，见图9-6，当盖板、 腹板对接焊缝焊接完成后，再焊接主角焊缝。
24
二.钢梁的焊接 4.梁的对接
图9-6 梁对接焊缝的布置
25
二.钢梁的焊接 4.梁的对接
764
1529
16
4-50×6 70
20 81
90 20 230
18 70×45×5
80 200 40 80 40
15 60
10
-150×6 180
10
3
240
2 30×4 2080
5
240
11 -22408×0 6
40×4 1320
6
3-30×6 50
17
3-30×6 50
17
10-30×6 50
21
二.钢梁的焊接 4.梁的对接
图9-5在焊接下盖板对接焊缝时，受到腹板的遮挡， 正对腹板处焊接操作和焊缝清理受到障碍。 为了保证下盖板对接焊缝与腹板正对段的焊接质量， 腹板端部应开适当的过焊孔，如图9-5详图A所示。
钢结构连接施工
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第一节 钢结构焊接连接
7.钢筋帮条搭接焊 帮条搭接焊只用于HPB235 , HRB335钢筋，宜采用双面焊;
不能进行双面焊时，可采用单面焊，其基本操作工艺与钢材全位 置焊接相同。
二、焊钉(栓钉)焊接施工
(一)施工材料要求 根据栓钉的安装位置，熔焊栓钉适用的瓷环分为穿透型和
普通型两种，在钢梁上安装栓钉应使用普通型瓷环，在压型钢板 上安装栓钉应使用穿透型瓷环。
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第一节 钢结构焊接连接
(10)施焊中，因换焊条后的重新引弧，均应在起焊点前面15~20 mm 处焊缝内的基本金属上引燃电弧，然后将电弧拉长，带回起焊点， 稍停片刻，作预热动作后，再压短电弧，把熔池熔透并填满到所 需要的厚度，再把焊条继续向前移动。
4.厚板多层焊 (1)厚板多层焊时应连续施焊，每一焊道焊接完成后应及时清理焊 渣及表面飞溅物，发现影响焊接质量的缺陷时，清除后方可再焊。
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第二节普通螺程连接
(二)螺检的紧固 (1)为厂使螺栓受力均匀，应尽量减少连接件变形对紧固轴力的影 响，保证节点连接螺栓的质量。 (2)螺栓紧固必须从中心开始，对称施拧。对30号正火钢制作的各 种直径的螺栓旋拧时，所承受的轴向允许荷载见表4-6。 (3)拧紧成组的螺母时，必须按照一定的顺序进行，并做到分次序 逐步拧紧(一般分3次拧紧)，否则会使零件或螺杆松紧不一致，甚 至变形。 (4)在拧紧长方形布置的成组螺母时，必须从中间开始，逐渐向两 边对称地扩展。在拧紧方形或圆形布置的成组螺母时，必须对称 地进行。
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第一节 钢结构焊接连接
(7)为厂确保完全焊透，在焊接接头的反面垫以与母材相同材料的 钢板，这种垫板称作背面衬板。在安装背面衬板时应将它与坡口 处的母材底面贴紧，否则将影响焊缝质量。 (8)用堆焊法修补重要工件时，不允许在焊件上引弧，应该在堆焊 处旁边放置一小块铁板作引弧用，称为引弧板引弧。 (9)收弧时可逐步减少焊接电流和电压并投人少量焊剂，断续通电2 ~3次。断电时可送人适量的焊丝，以补充熔池金属凝固收缩时所 需的金属，防止发生收缩裂纹。
第一节 钢结构焊接连接
7.钢筋帮条搭接焊 帮条搭接焊只用于HPB235 , HRB335钢筋，宜采用双面焊;
不能进行双面焊时，可采用单面焊，其基本操作工艺与钢材全位 置焊接相同。
二、焊钉(栓钉)焊接施工
(一)施工材料要求 根据栓钉的安装位置，熔焊栓钉适用的瓷环分为穿透型和
普通型两种，在钢梁上安装栓钉应使用普通型瓷环，在压型钢板 上安装栓钉应使用穿透型瓷环。
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第一节 钢结构焊接连接
(10)施焊中，因换焊条后的重新引弧，均应在起焊点前面15~20 mm 处焊缝内的基本金属上引燃电弧，然后将电弧拉长，带回起焊点， 稍停片刻，作预热动作后，再压短电弧，把熔池熔透并填满到所 需要的厚度，再把焊条继续向前移动。
4.厚板多层焊 (1)厚板多层焊时应连续施焊，每一焊道焊接完成后应及时清理焊 渣及表面飞溅物，发现影响焊接质量的缺陷时，清除后方可再焊。
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第二节普通螺程连接
(二)螺检的紧固 (1)为厂使螺栓受力均匀，应尽量减少连接件变形对紧固轴力的影 响，保证节点连接螺栓的质量。 (2)螺栓紧固必须从中心开始，对称施拧。对30号正火钢制作的各 种直径的螺栓旋拧时，所承受的轴向允许荷载见表4-6。 (3)拧紧成组的螺母时，必须按照一定的顺序进行，并做到分次序 逐步拧紧(一般分3次拧紧)，否则会使零件或螺杆松紧不一致，甚 至变形。 (4)在拧紧长方形布置的成组螺母时，必须从中间开始，逐渐向两 边对称地扩展。在拧紧方形或圆形布置的成组螺母时，必须对称 地进行。
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第一节 钢结构焊接连接
(7)为厂确保完全焊透，在焊接接头的反面垫以与母材相同材料的 钢板，这种垫板称作背面衬板。在安装背面衬板时应将它与坡口 处的母材底面贴紧，否则将影响焊缝质量。 (8)用堆焊法修补重要工件时，不允许在焊件上引弧，应该在堆焊 处旁边放置一小块铁板作引弧用，称为引弧板引弧。 (9)收弧时可逐步减少焊接电流和电压并投人少量焊剂，断续通电2 ~3次。断电时可送人适量的焊丝，以补充熔池金属凝固收缩时所 需的金属，防止发生收缩裂纹。
钢结构的焊缝连接
第4章 钢结构的焊接连接
4.1 钢结构的连接方法 4.2 钢结构中所使用的焊接方法简介 4.3 焊接结构的特性和焊接连接 4.4 焊缝代号(或焊缝符号) 4.5 对接焊缝的计算和构造 4.6 直角角焊缝的受力性能 4.7 直角角焊缝的强度计算 4.8 角焊缝的尺寸限制和构造要求
4.2 钢结构中所使用的焊接方法简介
2、自动（或半自动）埋弧焊
1、焊丝转盘；2、送丝电机；3、焊剂漏斗 4、电源；5、融化的焊剂；6、焊缝金属 7、焊件；8、焊剂；9、移动方向
第4章 钢结构的焊接连接
气体保护焊的焊缝熔化区没有熔渣，焊工能够清楚地看到焊缝成型的过程；由于保护气体是喷射的，有助于熔滴的过渡；又由于热量集中，焊接速度快，焊件熔深大，故所形成 的焊缝强度比手工电弧焊高，塑性和抗腐蚀性好，适用于全位置的焊接。但不适用于在风较大的地方施焊。 4、其他：如电阻焊等
第4章 钢结构的焊接连接
手工电弧焊 这是最常用的一种焊接方法 。通电后产生电弧使焊条中的焊丝熔化，滴落在焊件上被电弧所吹成的小凹槽熔池中。由焊条药皮形成的熔渣和气体覆盖着熔池，防止空气与熔化的液体金属接触，避免形成脆性易裂的化合物。焊缝金属冷却后把被连接件连成一体。
4.2 钢结构中所使用的焊接方法简介
二、焊接接头的形式和焊缝的类别
第4章 钢结构的焊接连接
4.3 焊接结构的特性和焊接连接简介
二、焊接接头的形式和焊缝的类别
I形 单边V U形 双边U形
V形 X形 K形
坡口深度 钝边尺寸
坡口角度
根部间隙
第4章 钢结构的焊接连接
焊缝的类别 2. 角焊缝 角焊缝（fillet welds）是最常用的焊缝。角焊缝按其与作用力的关系可分为：焊缝长度方向与作用力垂直的正面角焊缝；焊缝长度方向与作用力平行的侧面角焊缝以及斜焊缝。按其截面形式可分为直角角焊缝和斜角角焊缝。
4.1 钢结构的连接方法 4.2 钢结构中所使用的焊接方法简介 4.3 焊接结构的特性和焊接连接 4.4 焊缝代号(或焊缝符号) 4.5 对接焊缝的计算和构造 4.6 直角角焊缝的受力性能 4.7 直角角焊缝的强度计算 4.8 角焊缝的尺寸限制和构造要求
4.2 钢结构中所使用的焊接方法简介
2、自动（或半自动）埋弧焊
1、焊丝转盘；2、送丝电机；3、焊剂漏斗 4、电源；5、融化的焊剂；6、焊缝金属 7、焊件；8、焊剂；9、移动方向
第4章 钢结构的焊接连接
气体保护焊的焊缝熔化区没有熔渣，焊工能够清楚地看到焊缝成型的过程；由于保护气体是喷射的，有助于熔滴的过渡；又由于热量集中，焊接速度快，焊件熔深大，故所形成 的焊缝强度比手工电弧焊高，塑性和抗腐蚀性好，适用于全位置的焊接。但不适用于在风较大的地方施焊。 4、其他：如电阻焊等
第4章 钢结构的焊接连接
手工电弧焊 这是最常用的一种焊接方法 。通电后产生电弧使焊条中的焊丝熔化，滴落在焊件上被电弧所吹成的小凹槽熔池中。由焊条药皮形成的熔渣和气体覆盖着熔池，防止空气与熔化的液体金属接触，避免形成脆性易裂的化合物。焊缝金属冷却后把被连接件连成一体。
4.2 钢结构中所使用的焊接方法简介
二、焊接接头的形式和焊缝的类别
第4章 钢结构的焊接连接
4.3 焊接结构的特性和焊接连接简介
二、焊接接头的形式和焊缝的类别
I形 单边V U形 双边U形
V形 X形 K形
坡口深度 钝边尺寸
坡口角度
根部间隙
第4章 钢结构的焊接连接
焊缝的类别 2. 角焊缝 角焊缝（fillet welds）是最常用的焊缝。角焊缝按其与作用力的关系可分为：焊缝长度方向与作用力垂直的正面角焊缝；焊缝长度方向与作用力平行的侧面角焊缝以及斜焊缝。按其截面形式可分为直角角焊缝和斜角角焊缝。
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(3) 坡度过渡
≤1：2.5
≤1：2.5
注：直接承受(动a)力荷载且需进行疲劳(计b算) 的结构， 斜角坡度≤1:4过渡。
3.3.2 对接焊缝的计算
计算前提： 焊接视为母材的一部分，焊缝截面上应力分布与原母 材相同（三级受拉除外）；
焊缝截面:
焊缝截面厚度t——焊缝所连接板件的较薄厚度； 焊缝截面计算长度lw——
焊钉
槽焊
3.2.3 焊缝缺陷及质量检验
(1) 焊缝缺陷
3.2.3 焊缝缺陷及质量检验
(2) 焊缝质量检验及焊缝强度
3.2.3 焊缝缺陷及质量检验
(2) 焊缝质量检验及焊缝强度
✓ 焊缝检验就是检验焊缝及焊接热影响区域的有无各种 缺陷，并作出相应的处理，评价焊接质量、性能是否 达到设计要求，确保焊缝安全可靠。
连 型钢 → 构件 → 结构，高楼大厦须
接
靠连接来实现
的 连接方法直接影响结构的构造，制
重
造工作，工程造价
要 连接的质量直接影响结构的安全和
性
使用寿命
3.1 钢结构的连接方法与特点
3.1.1 基本连接方式和常用连接方法 3.1.2 连接方法的特点
3.2 焊缝连接及其特性
3.2.1 焊接方法 3.2.2 焊缝形式及连接形式 3.2.3 焊缝缺陷质量检验 3.2.4 焊缝符号及标注方法
x
τmax
max
VSx Ixtw
122 N
mm2
f
w v
125
N
mm2
3.3.2 对接焊缝的计算
【例3.1】
(3)强度验算
x
σ1
τ1
翼缘与腹板相交处的折算应力：
τmax
σmax
1
பைடு நூலகம்
h0 h
48.43 N
mm2
1
VS1 I xtw
103.23 N
mm2
12 312 185.23 N mm2 1.1 ftw 214.5 N mm2
，应用最广泛
▪ 质量波动大，生产率
低，劳动强度大
导线
3.2.1 焊接方法
焊接工艺－－自动、半自动电弧焊
• 采用无涂层焊药的焊丝，埋在焊剂下 • 通电后电弧使焊丝、焊剂熔化形成焊缝 • 熔化后的焊剂成为焊渣，浮在金属面上
▪ 焊缝质量好，生产效率高 全
半
▪ 需专用焊接设备，成本高
自 动
自 动
埋
埋
弧
弧
焊
3.2.1 焊接方法
焊接工艺－－电阻焊
• 不采用焊接材料 • 利用电流通过焊件接触点表面的电
阻所产生的热量来融化金属
▪ 板叠厚度不超过12mm
3.2.2 焊缝形式及连接形式
(1) 焊缝形式 焊缝形式
对接焊缝
角焊缝
对接焊缝
角焊缝
3.2.2 焊缝形式及连接形式
(2) 焊缝连接形式
施焊位置
平焊
横焊
立焊
⑶ 按焊缝与作用力的关系分
侧面角焊缝
正面角焊缝
N
3.4.2 角焊缝的受力性能
侧面角焊缝
（剪切破坏面）
N
N
侧面角焊缝在外力
作用下主要承受剪应力，
塑性较好，强度较低。
在弹性阶段，应力沿焊
缝长度方向分布不均匀，
τf 两端大而中间小，破坏 的起点常在焊缝两端，
破坏面约为450斜面。
3.4.2 角焊缝的受力性能
偏心距e=200mm。钢材为Q235，焊条为E43型，手工焊。
焊缝为三级检验标准。上、下翼缘加引弧板施焊。
F e
200
x
τmax
10
σ1
τ1
σmax
3.3.2 对接焊缝的计算
【例3.1】
F e
【解】 (1)受力分析
V F 3.8105 N M F e 7.6107 N mm
200
x
10
310
✓ 《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001） 规定检验标准分为：I 、II、 III级：
✓ 达到不同质量检验等级的焊缝，焊缝的强度设计值也 不同（见附表1.3）
3.2.4 焊缝符号及标注方法
单面焊 形缝 式
标
注
hf
方
法
角焊缝
双面焊 安装焊
缝
缝
hf
hf
相同焊 缝
hf
α α
对接焊缝
c c
3.3 对接焊缝构造与计算
3.3.1 对接焊缝的构造
坡口形式 引弧板 坡形过渡。
3.3.2 对接焊缝的强度计算
3.4 角焊缝构造与计算
3.4.1 角焊缝的形式 3.4.2 角焊缝的受力性能 3.4.3 角焊缝的构造要求 3.4.4直角角焊缝基本计算公式 3.4.5直角角焊缝的计算
力情况； 4)确定所需的螺栓数或验算螺栓的承载力。若受力
构件的截面有削弱，还需对构件截面进行强度验算。 由于螺栓连接的形式不同，螺栓的类型不同，所
受的荷载形式不同，螺栓的受力情况也不同。因此， 设计时需对各种情况作具体分析。
3.8 螺栓连接的设计和验算
3.8.1 螺栓群均匀受剪
剪
3.8.2 螺栓群受轴力作用均匀受拉
αp c
α pc
塞焊缝
三面围 焊
hf
hf
引出线
基本图形符号
技术参数
补充符号
3.2.4 焊缝符号及标注方法
3.2.4 焊缝符号及标注方法
当焊缝分布比较复杂或用上述注标方法不能表达清楚时， 可在标注焊缝代号的同时，在图上加栅线表示焊缝。
(a）正面焊缝
（b）背面焊缝
（c）安装焊缝
（d)背面安装焊缝
3.3.1 对接焊缝的构造
拉
3.8.3 螺栓群受弯矩M作用
拉
3.8.4 螺栓群受扭作用
剪
3.8.5 螺栓群受剪、拉、弯共同作用
拉
3.8.6 螺栓群受剪、拉、扭共同作用
剪
3.1.1 基本连接方式
焊接连接
（冶金式）
使金属高温融化后形成整体 采用焊接材料：电弧焊、气 焊、电渣焊 不采用焊接材料：电阻焊
焊接连接
3.1.1 基本连接方式
20
(2)截面特性
I x 2.43108 mm4 Wx 1.39106 mm4 S x 7.8105 mm4 S1 6.6105 mm4
20
3.3.2 对接焊缝的计算
【例3.1】
(3)强度验算
x
最大正应力：
σmax
max
M Wx
54.68 N
mm2
ftw 175 N
mm2
最大剪应力：
3.1.2 不同连接方法的特点
(5) 射(自攻螺)钉连接的特点
• 用于薄壁构件（压型钢板屋面板、墙板与梁、柱）的连接 • 可采用射枪、铆枪等专用工具安装
射 钉 枪
3.2.1 焊接方法
焊接工艺－－手工电弧焊
• 采用涂有焊药的焊条 • 通电后，焊条与焊件之间产生电弧 • 高热量使焊条熔化而形成焊缝
▪ 设备简单，适应性强
N sin
lwt
ftw
N cos
lwt
f
w v
3.3.2 对接焊缝的计算
注： ① 当采用引弧板时，质量为一级、二级和没有拉应
力的三级对接焊缝，其强度无需计算； 当质量为三级的受拉或无法采用引弧板的对接焊缝须
计算强度。 ② 当计算不满足时，先考虑把直焊缝移到拉应力较
小的部位，不便移动时可改用二级直焊缝或三级斜焊 缝。
优 摩擦型高强度螺栓连接动力性能好 点 耐疲劳，易阻止裂纹扩展
缺 费料、开孔截面削弱 点 螺栓孔加工精度要求高
钢结构发展方向
工厂构件焊接、工地节点螺栓连接
3.1.2 不同连接方法的特点
(3) 铆钉连接的特点
优点 塑性、韧性好，动力性能好 缺点 费料、加热铆合过程极其费工 目前承重钢结构连接中已很少应用
③ 当tgθ≤1.5时，焊缝强度可以不必验算，因为视焊 材为母材的一部分，受轴力而母材满足条件时，斜缝 必满足。
3.3.2 对接焊缝的计算
(2) 弯矩、剪力共同作用时：
① 矩形截面
正应力：
M Ww
ft w
剪应力：
V Sw I wt
f
w v
3.3.2 对接焊缝的计算
(2) 弯矩、剪力共同作用时：
② 工字形截面
正应力：
M Ww
ft w
剪应力：
V Sw I wt
f
w v
折算应力：
2 1
3
2 1
1.1 f tw
1
h
h0
1
V S1 Iwt
3.3.2 对接焊缝的计算
(3) 轴力、弯矩、剪力共同作用时：
① 矩形截面
正应力： 剪应力：
M Ww
N A
ft w
V Sw I wt
f
w v
3.3.2 对接焊缝的计算
c
c
c
xy
x
N
c b
a
N
a
a
b
x
a
xy
yx
y
N
N
a
b
y
正面角焊缝
a
b
yx
正面角焊缝的强度比侧面角焊缝高，但塑性较 差，焊缝根角处应力集中突出，常在此处首先出现 裂纹而破坏。
3.4.3 角焊缝的构造要求
(1)角焊缝焊脚尺寸 hf
(1) 对接焊缝又称为坡口焊缝，其坡口形式如下：
(g)
(h)
3.3.1 对接焊缝的构造
(1) 对接焊缝又称为坡口焊缝，其坡口形式如下：