钢结构的常用连接方法
钢结构的连接(焊接,螺栓连接)
机 器
送 丝 器
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3.气体保护焊 3.气体保护焊 缺点： 优、缺点： 优点：焊接速度快， 优点：焊接速度快，焊接质 量好。 量好。 缺点：施工条件受限制等。 缺点：施工条件受限制等。
9
二、焊接连接形式和焊缝形式 1.焊接连接形式 1.焊接连接形式 单击图片3-2播放 单击图片 播放
对接
10
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3
N
3.2 焊接连接的特性
一、钢结构常用焊接方法 1.手工电弧焊 1.手工电弧焊 原理： 原理：利用电弧产生热量 熔化焊条和母材形 成焊缝。 成焊缝。
焊条 焊钳
A、焊条的选择： 、焊条的选择： 焊条应与焊件 钢材相适应。 钢材相适应。
焊机 保护气体
焊件
电弧
熔池 导线 4
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23
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二、对接焊缝的计算 对接焊缝分为：焊透和部分焊透（自学）两种； 对接焊缝分为：焊透和部分焊透（自学）两种； 动荷载作用下部分焊透的对接焊缝不宜用做垂直受 动荷载作用下部分焊透的对接焊缝不宜用做垂直受 力方向的连接焊缝； 力方向的连接焊缝； 的连接焊缝
N t N
第1、2位数字为熔融金属的最小抗拉强度（kgf/mm2) 位数字为熔融金属的最小抗拉强度（ 第3、4适用焊接位置、电流及药皮的类型。 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。 不同钢种的钢材焊接，宜采用与低强度钢材相适应的焊条。
C、优、缺点
优点：方便，特别在高空和野外作业，小型焊接； 优点：方便，特别在高空和野外作业，小型焊接； 缺点：质量波动大，要求焊工等级高，劳动强度大，效率低。 缺点：质量波动大，要求焊工等级高，劳动强度大，效率低。
钢结构常用的连接方法
钢结构常用的连接方法
钢结构常用的连接方法包括以下几种：
1. 螺栓连接：使用螺栓将钢结构构件连接在一起，可以采用普通螺栓、高强度螺栓或预应力螺栓。
2. 焊接连接：通过焊接将钢结构构件连接在一起，包括手工电弧焊接、气体保护焊接、埋弧焊接等。
3. 铆接连接：采用铆钉将钢结构构件连接在一起，可以采用拉铆或者冲击铆接的方式。
4. 锈蚀连接：使用锈蚀或者锈蚀加粘结的方式将钢结构构件连接。
5. 槽钢连接：将槽钢与其他构件进行连接，可以实现不同方向的连接。
6. 槽型连接：使用槽型钢将钢结构构件连接在一起，可实现不同角度的连接。
需要根据具体的钢结构设计和要求选择合适的连接方法，并严格按照相关规范和标准进行施工操作。
钢结构的连接方法
钢结构的连接方法一、钢结构的连接方法1、焊接连接2、螺栓连接3、铆钉连接二、以钢材制作为主的结构，是主要的建筑结构类型之一。
钢材的特点是强度高、自重轻、刚度大，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜；材料匀质性和各向同性好，属理想弹性体，最符合一般工程力学的基本假定；材料塑性、韧性好，可有较大变形，能很好地承受动力荷载；建筑工期短；其工业化程度高，可进行机械化程度高的专业化生产；加工精度高、效率高、密闭性好，故可用于建造气罐、油罐和变压器等。
其缺点是耐火性和耐腐性较差。
主要用于重型车间的承重骨架、受动力荷载作用的厂房结构、板壳结构、高耸电视塔和桅杆结构、桥梁和库等大跨结构、高层和超高层建筑等。
钢结构今后应研究高强度钢材，大大提高其屈服点强度；此外要轧制新品种的型钢，例如H型钢（又称宽翼缘型钢）和T形钢以及压型钢板等以适应大跨度结构和超高层建筑的需要。
钢结构又分轻钢和重钢。
判定没有一个统一的标准，很多有经验的设计师或项目经理也常常不能完全说明白，可以以一些数据综合考虑并加以判断。
三、钢结构以钢材制作为主的结构，是主要的建筑结构类型之一。
钢材的特点是强度高、自重轻、刚度大，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜；材料匀质性和各向同性好，属理想弹性体，最符合一般工程力学的基本假定；材料塑性、韧性好，可有较大变形，能很好地承受动力荷载；建筑工期短；其工业化程度高，可进行机械化程度高的专业化生产；加工精度高、效率高、密闭性好，故可用于建造气罐、油罐和变压器等。
其缺点是耐火性和耐腐性较差。
主要用于重型车间的承重骨架、受动力荷载作用的厂房结构、板壳结构、高耸电视塔和桅杆结构、桥梁和库等大跨结构、高层和超高层建筑等。
钢结构今后应研究高强度钢材，大大提高其屈服点强度；此外要轧制新品种的型钢，例如H型钢（又称宽翼缘型钢）和T形钢以及压型钢板等以适应大跨度结构和超高层建筑的需要。
钢结构又分轻钢和重钢。
钢结构常用的连接方法
图17.4 焊缝连接形式
图17.5 焊缝的施焊位置（平、立、横、仰）
17.2.3 焊缝符号与标注方法
在钢结构施工图中的焊缝，应遵照《焊缝符号表 示法》（GB 324—88）和《建筑结构制图标准》 （GB/T50105）的规定予以标注（见表17.1）。
焊缝符号主要由图形符号、辅助符号和引出线等 部分组成。
σ=208.3N/mm2＞ftw=185N/mm2
（3） 改为斜缝，令tanθ=1.5 σ=144.2N/mm2＜ftw=185N/mm2
【例17.2】如图17.12所示，验算工字形牛腿与柱的对接焊 缝，N=270kN(设计值)，偏心距e=300mm，钢材为Q235， E43型焊条，手工焊焊缝质量三级，无引弧板。 【解】（1）
（5） 应在设计图中注明坡口的形式与尺寸，其有效
厚度he不得小于1.5√t,t为坡口所在焊件的较大厚度。
图17.7 对接焊缝的坡口形式
图17.8 引弧板
图17.9 钢板变截面平接
(a) 变宽度；(b) 变厚度
17.3.2 对接焊缝的计算
（1） 轴心力作用时的计算
N lwt
f
w c
如图17.10所示的受拉对接焊缝，当采用一、二级 质量时，焊缝截面的抗拉、抗压和抗剪的强度设计值
图形符号表示焊缝截面的基本形式。 引出线由横线、斜线及箭头组成，而横线由两条 平行的实线与虚线组成，可在实线侧或虚线侧标注符 号，斜线和箭头则将整个焊缝符号指向图形的有关焊 缝处。
当焊缝分布不规则时，在标注焊缝符号的同时， 宜在焊缝处加粗线（表示可见焊缝）或栅线（表示不 可见焊缝），工地安装焊缝加×号（图17.6
5线由两条平行的实线与虚线组成可在实线侧或虚线侧标注符号斜线和箭头则将整个焊缝符号指向图形的有关焊缝处1723焊缝符号与标注方法当焊缝分布不规则时在标注焊缝符号的同时宜在焊缝处加粗线表示可见焊缝或栅线表示不可见焊缝工地安装焊缝加号图176表171焊缝符号图176焊缝标注图形a可见焊缝
钢结构的连接(焊接,螺栓连接)
F N
.
50
三、普通螺栓抗剪连接
（一）工作性能和破坏形式
N
1.工作性能
对图示螺栓连接做抗剪试验,即可 N/2 得到板件上a、b两点相对位移δ 和作用力N的关系曲线,该曲线清 N/2 a
楚的揭示了抗剪螺栓受力的四个 N 阶段,即：
(1)摩擦传力的弹性阶段(0~1段)
直线段—连接处于弹性状态； 该阶段较短—摩擦力较小。
端距 中距
边距 中距 边距
A 并列
B 错列
.
46
3.螺栓排列的要求
（1）受力要求:
垂直受力方向：为了防止螺栓应力集中相互影响、截 面削弱过多而降低承载力，螺栓的边距和端距不能 太小；
顺力作用方向：为了防止板件被拉断或剪坏，端距不 能太小；
对于受压构件：为防止连接板件发生鼓曲，中距不能 太大。
（2）构造要求；
Q390、Q420钢选择E55型焊条(E5500--5518)
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。
不同钢种的钢材焊接，宜采用与低强度钢材相适应的焊条。
C、优、缺点
优点：方便，特别在高空和野外作业，小型焊接；
第三章
3.1 钢结构的连接方法 一、焊缝连接 优点：不削弱截面，方便施工，连接刚度大；
缺点：材质易脆，存在残余应力，对裂纹敏感。
对接焊缝连接
.
角焊缝连接
2
二、铆钉连接
优点：连接刚度大，传力可靠； 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。
三、螺栓连接
分为： 普通螺栓连接 高强度螺栓连接
钢结构构件常用的连接方式
钢结构构件常用的连接方式1．焊接连接焊接连接有气焊、接触焊和电弧焊等方法..在电弧焊中又分手工焊、自动焊和半自动焊三种..目前;钢结构中常用的是手工电弧焊..利用手工操作的方法;以焊接电弧产生的热量使焊条和焊件熔化;从而凝固成牢固接头的工艺过程;就是手工电弧焊..1焊缝的形式与构造①对接焊缝对接焊缝的形式有直边缝、单边V形缝、双边V形缝、U形缝、K形缝、X形缝等..当焊件厚度很小;可采用直边缝..对于一般厚度的焊件;因为直边缝不易焊透;可采用有斜坡口的单边V 形缝或双边V形缝;斜坡口和焊缝根部共同形成一个焊条能够运转的施焊空间;使焊件易于焊透..对于较厚的焊件;则应采用U形缝、K形缝和X形缝..其中V形缝和U 形缝为单面施焊;但在焊缝根部还需要补焊;当焊件可随意翻转施焊时;使用K形缝和X形缝较好..焊缝的起点和终点处常因不能熔透而出现凹形的焊口;为避免受力后出现裂纹及应力集中;施焊时应将两端焊至引弧板上;然后再将多余部分切除;这样便不致减小焊缝处的截面..对接焊缝的优点是用料经济;传力均匀、平顺;没有显着的应力集中;承受动力荷载的构件最适于采用对接焊缝..缺点是施焊的焊件应保持一定的间隙;板边需要加工;施工不便..②角焊缝在相互搭接或丁字连接构件的边缘;所焊截面为三角形的焊缝;叫做角焊缝..角焊缝按外力作用方向可分为平行于外力作用方向的侧面角焊缝和垂直于外力作用方向的正面角焊缝..钢结构中;最常用的是普通直角焊缝;其他形式主要是为了改变受力状态;避免应力集中;一般多用于直接受动力荷载的结构..杆件与节点板的连接焊缝一般宜采用两面侧焊;也可用三面围焊;对角钢焊件还可采用L形围焊;但为不引起偏心;角钢背焊缝长度常受到限制;所以一般只适用于受力较小的焊件..所有围焊的转角处必须连续施焊..角焊缝的优点是焊件板边不必预先加工;也不需要校正缝距;施工方便..其缺点是应力集中现象比较严重;由于必须有一定的搭接长度;角焊缝连接在材料使用上不够经济..2对接焊缝的形式及受力特点对接焊缝有对接接头和T形接头两种..如按焊缝是否被焊透;又分焊透的对接焊缝和未焊透的对接焊缝两种..焊透的对接焊缝;其焊条金属充满整个连接截面并和母材熔成一体;焊缝的强度与被焊构件的强度基本相同..当连接焊缝受力很小甚至不受力;但又要求焊接结构外观平齐时;或连接焊缝受力虽较大;但采用焊透的对接焊缝其强度并不能充分利用时;则应采用未焊透的对接焊缝..钢结构中采用较多的是焊透的对接焊缝..2．普通螺栓连接1粗制螺栓与精制螺栓粗制螺栓是用圆钢热压而成;表面粗糙..由于螺杆与螺孔之间有空隙;所以承受剪力较差;一般用于安装连接中..精制螺栓的螺杆是在车床上加工而成;螺杆直径与孔径基本相同;抗剪能力较好;但制造费工;成本较高;一般很少用..粗制螺栓与精制螺栓不仅螺杆不同;孔壁也不同;螺栓孔壁按质量可分为一类孔与二类孔、粗制螺栓用二类孔、精制螺栓用一类孔..2螺栓的排列螺栓的排列有并列与错列两种形式;并列简单、整齐;比较常用..螺栓在构件上的排列应当满足如下要求：①受力要求：从受力要求出发;螺栓的距离不宜过大或过小..例如：受压构件顺作用力方向的螺栓间距过大时;构件易压屈鼓出;端距过小时;前部钢材可能被挤压破坏等..②构造要求：螺栓间距过大时;构件接触不严密..当空气湿度大时;易造成钢材锈蚀;所以从构造出发;螺栓间距不能过大..③施工要求：布置螺栓时;还要考虑到用扳手拧螺栓的可能性;按扳手尺寸的要求进行..3．高强度螺栓连接高强度螺栓是一种新的连接形式;它具有施工简单、受力性能好、可拆换、耐疲劳以及在动力荷载作用下不致松动等优点;是很有发展前途的连接方法..高强度螺栓是用特制的扳手上紧螺帽;使螺栓产生巨大而又受控制的预拉力;通过螺帽和垫板;对被连接件也产生了同样大小的预压力..在预压力作用下;沿被连接件表面就会产生较大的摩擦力;只要轴力小于此摩擦力;构件便不会滑移;连接就不会受到破坏;这就是高强度螺栓连接的原理..高强度螺栓连接是靠连接件接触面间的摩擦力来阻止其相互滑移的;为使接触面有足够的摩擦力;就必须提高构件的夹紧力和增大构件接触面的摩擦系数..构件间的夹紧力是靠对螺栓施加预拉力来实现的;但由低碳钢制成的普通螺栓;因受材料强度的限制;所能施加的预拉力是有限的;它所产生的摩擦力比普通螺栓的抗剪能力还小;所以如要靠螺栓预拉力所引起的摩擦力来传力;则螺栓材料的强度必须比构件材料的强度大得多才行;即螺栓必须采用高强度钢制造;这也就是称为高强度螺栓连接的原因..高强度螺栓连接中;摩擦系数的大小对承载力的影响很大..试验表明;摩擦系数与构件的材质、接触面的粗糙程度、法向力的大小等都有直接的关系;其中主要是接触面的形式和构件的材质..为了增大接触面的摩擦系数;施工时应将连接范围内构件接触面进行处理;处理的方法有喷砂、用钢丝刷清理等..设计时;应根据工程情况;尽量采用摩擦系数较大的处理方法;并在施工图上清楚注明..应当指出;高强度螺栓实际上有摩擦型和承压型之分..摩擦型高强度螺栓承受剪力的准则是设计荷载引起的剪力不超过摩擦力..而承压型高强度螺栓则是以杆身不被剪坏或板件不被压坏为设计准则;其受力特点及计算方法等与普通螺栓基本相同;但由于螺栓采用了高强度钢材制造;所以具有较高的承载能力..完。
钢结构的连接方法
钢结构的连接方法
钢结构的连接方法主要包括：
1.焊接：焊接是采用焊接焊条或电弧焊将钢结构连接在一起的一种方法。
具体的焊接方式包括：焊接板焊、焊缝焊、插焊、双面焊等。
2.螺栓连接：利用螺栓将所连接的板件固定在一起。
螺栓连接方式包括：普通螺栓连接、拧紧螺母系统、膨胀螺栓系统等。
3.剪切连接：剪切连接是将钢板条和角钢以剪切变形的方式结合在一起。
剪切连接包括：
常规剪切连接、法兰连接、超高度剪切连接、超宽度剪切连接等。
4.组合连接：组合连接是在焊接和螺栓连接的基础上，将两者相结合，相互补充来实现钢结构连接的方式，如拉杆焊接和螺栓连接等。
5.跨度连接：跨度连接是将壳体系支撑在支撑点之间，以产生超长的
结构的连接方法。
常见的跨度连接方式有套筒支撑系统、群支撑系统、球
支撑系统等。
钢结构的连接方法
钢结构的连接方法一、钢结构的连接方法1、焊接连接2、螺栓连接3、铆钉连接二、以钢材制作为主的结构，是主要的建筑结构类型之一。
钢材的特点是强度高、自重轻、刚度大，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜；材料匀质性和各向同性好，属理想弹性体，最符合一般工程力学的基本假定；材料塑性、韧性好，可有较大变形，能很好地承受动力荷载；建筑工期短；其工业化程度高，可进行机械化程度高的专业化生产；加工精度高、效率高、密闭性好，故可用于建造气罐、油罐和变压器等。
其缺点是耐火性和耐腐性较差。
主要用于重型车间的承重骨架、受动力荷载作用的厂房结构、板壳结构、高耸电视塔和桅杆结构、桥梁和库等大跨结构、高层和超高层建筑等。
钢结构今后应研究高强度钢材，大大提高其屈服点强度；此外要轧制新品种的型钢，例如H型钢（又称宽翼缘型钢）和T形钢以及压型钢板等以适应大跨度结构和超高层建筑的需要。
钢结构又分轻钢和重钢。
判定没有一个统一的标准，很多有经验的设计师或项目经理也常常不能完全说明白，可以以一些数据综合考虑并加以判断。
三、钢结构以钢材制作为主的结构，是主要的建筑结构类型之一。
钢材的特点是强度高、自重轻、刚度大，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜；材料匀质性和各向同性好，属理想弹性体，最符合一般工程力学的基本假定；材料塑性、韧性好，可有较大变形，能很好地承受动力荷载；建筑工期短；其工业化程度高，可进行机械化程度高的专业化生产；加工精度高、效率高、密闭性好，故可用于建造气罐、油罐和变压器等。
其缺点是耐火性和耐腐性较差。
主要用于重型车间的承重骨架、受动力荷载作用的厂房结构、板壳结构、高耸电视塔和桅杆结构、桥梁和库等大跨结构、高层和超高层建筑等。
钢结构今后应研究高强度钢材，大大提高其屈服点强度；此外要轧制新品种的型钢，例如H型钢（又称宽翼缘型钢）和T形钢以及压型钢板等以适应大跨度结构和超高层建筑的需要。
钢结构又分轻钢和重钢。
常见钢结构构件连接方法详解!
常见钢结构构件连接方法详解！钢结构构件的连接钢结构的连接方法有焊接、普通螺栓连接、高强度螺栓连接和铆接，具体如下：（一）焊接1、建筑工程中钢结构常用的焊接方法：按焊接的自动化程度一般分为手工焊接、半自动焊接和自动化焊接三种。
2、根据焊接接头的连接部位，可以将熔化焊接头分为：对接接头、角接接头、T形及十字接头、搭接接头和塞焊接头等。
3、在焊接时应合理选择焊接方法、条件、顺序和预热等工艺措施，尽可能把焊接应力和焊接变形控制到最小。
必要时，应取合理措施消除焊接残余应力和变形。
4、焊缝缺陷通常分为：裂纹、孔穴、固体夹杂、未熔合、未焊透、形状缺陷和上述以外的其他缺陷。
其主要产生原因和处理方法为：(1)裂纹：通常有热裂纹和冷裂纹之分。
产生热裂纹的主要原因是母材抗裂性能差、焊接材料质量不好、焊接工艺参数选择不当、焊接内应力过大等；产生冷裂纹的主要原因是焊接结构设计不合理、焊缝布置不当、焊接工艺措施不合理，如焊前未预热、焊后冷却快等。
处理办法是在裂纹两端钻止裂孔或铲除裂纹处的焊缝金属，进行补焊。
(2)孔穴：通常分为气孔和弧坑缩孔两种。
产生气孔的主要原因是焊条药皮损坏严重、焊条和焊剂未烘烤、母材有油污或锈和氧化物、焊接电流过小、弧长过长、焊接速度太快等，其处理方法是铲去气孔处的焊缝金属，然后补焊。
产生弧坑缩孔的主要原因是焊接电流太大且焊接速度太快、熄弧太快，未反复向熄弧处补充填充金属等，其处理方法是在弧坑处补焊。
(3)固体夹杂：有夹渣和夹钨两种缺陷。
产生夹渣的主要原因是焊接材料质量不好、焊接电流太小、焊接速度太快、熔渣密度太大、阻碍熔渣上浮、多层焊时熔渣未清除干净等，其处理方法是铲除夹渣处的焊缝金属，然后焊补。
产生夹钨的主要原因是氩弧缝金属，重新焊补。
(4)未熔合、未焊透：产生的主要原因是焊接电流太小、焊接速度太快、坡口角度间隙太小、操作技术不佳等。
对于未熔合的处理方法是铲除未熔合处的焊缝金属后补焊。
对于未焊透的处理方法是对开敞性好的结构的单面未焊透，可在焊缝背面直接补焊。
钢结构构件常用的连接方式
钢结构构件常用的连接方式1．焊接连接焊接连接有气焊、接触焊和电弧焊等方法。
在电弧焊中又分手工焊、自动焊和半自动焊三种。
目前，钢结构中常用的是手工电弧焊。
利用手工操作的方法，以焊接电弧产生的热量使焊条和焊件熔化，从而凝固成牢固接头的工艺过程，就是手工电弧焊。
(1)焊缝的形式与构造①对接焊缝对接焊缝的形式有直边缝、单边V形缝、双边V形缝、U形缝、K形缝、X 形缝等。
当焊件厚度很小，可采用直边缝。
对于一般厚度的焊件，因为直边缝不易焊透，可采用有斜坡口的单边V形缝或双边V形缝，斜坡口和焊缝根部共同形成一个焊条能够运转的施焊空间，使焊件易于焊透。
对于较厚的焊件，则应采用U形缝、K形缝和X形缝。
其中V形缝和U形缝为单面施焊，但在焊缝根部还需要补焊，当焊件可随意翻转施焊时，使用K 形缝和X形缝较好。
焊缝的起点和终点处常因不能熔透而出现凹形的焊口，为避免受力后出现裂纹及应力集中，施焊时应将两端焊至引弧板上，然后再将多余部分切除，这样便不致减小焊缝处的截面。
对接焊缝的优点是用料经济，传力均匀、平顺，没有显着的应力集中，承受动力荷载的构件最适于采用对接焊缝。
缺点是施焊的焊件应保持一定的间隙，板边需要加工，施工不便。
②角焊缝在相互搭接或丁字连接构件的边缘，所焊截面为三角形的焊缝，叫做角焊缝。
角焊缝按外力作用方向可分为平行于外力作用方向的侧面角焊缝和垂直于外力作用方向的正面角焊缝。
钢结构中，最常用的是普通直角焊缝，其他形式主要是为了改变受力状态，避免应力集中，一般多用于直接受动力荷载的结构。
杆件与节点板的连接焊缝一般宜采用两面侧焊，也可用三面围焊，对角钢焊件还可采用L形围焊，但为不引起偏心，角钢背焊缝长度常受到限制，所以一般只适用于受力较小的焊件。
所有围焊的转角处必须连续施焊。
角焊缝的优点是焊件板边不必预先加工，也不需要校正缝距，施工方便。
其缺点是应力集中现象比较严重，由于必须有一定的搭接长度，角焊缝连接在材料使用上不够经济。
建筑结构基础与识图：钢结构的连接方法
一、钢结构的连接方法
钢结构的连接方法有焊缝连接、螺栓连接和铆钉连铆钉连接
一、钢结构的连接方法
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； • 用料经济 不削弱截面； • 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。
• 螺栓孔加工精度要求高
一、钢结构的连接方法
3. 铆钉连接 铆钉连接是将一端带有半圆形预制钉头的铆钉，
将钉杆烧红后迅速插入连接件的钉孔中，然后用铆 钉枪将另一端也打铆成钉头，以使连接达到紧固。
优点
铆接传力可靠，塑性、韧性均较好，质量 易于检查和保证，可用于重型和直接承受 动力荷载的结构。
缺点
铆接工艺复杂、制造费工费料，且劳动强 度高，故已基本被焊接和高强度螺栓连接 所取代。
缺点
• 材质易变脆； • 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
现代钢结构最基本的连接方式，应用最广泛。
一、钢结构的连接方法
2. 螺栓连接
优点
• 施工简单，拆装方便， • 摩擦型高强度螺栓连接动力性能好 • 耐疲劳，易阻止裂纹扩展
缺点 • 费料、开孔截面削弱
钢结构的构件连接方式
d e钢结构的构件连接方式钢结构的连接方法大体来看，有以下几种：焊接——是使用最普遍的方法，该方法对几何形体适应性强，构造简单，省材省工，易于自动化，工效高；但是焊接属于热加工过程，对材质要求高，对于工人的技术水平要求也高，焊接程序严格，质量检验工作量大。
铆接——该方法传力可靠，韧性和塑性好，质量易于检查，抗动力荷载好；但是由于铆接时必须进行钢板的搭接，相对来讲费钢、费工。
普通螺栓连接——这种方式装卸便利，设备简单，工人易于操作；但是对于该方法，螺栓精度低时不宜受剪，螺栓精度高时加工和安装难度较大。
高强螺栓连接——此法加工方便，对结构削弱少，可拆换，能承受动力荷载，耐疲劳，塑性、韧性好摩擦面处理，安装工艺略为复杂，造价略高射钉、自攻螺栓连接——较为灵活，安装方便，构件无须预先处理，适用于轻钢、薄板结构不能受较大集中力。
焊接连接 焊接是钢结构较为常见的连接方式，也是比较方便的连接方式，在众多的钢结构中，焊接是最为常见的一种。
根据焊接的形式，焊缝可以分为对接（平接）焊缝、角焊缝、和顶接焊缝三大类。
对接焊缝对接焊缝按受力与焊缝方向分直缝——作用力方向与焊缝方向正交；斜缝——作用力方向与焊缝方向斜交两类。
从直观来看，直缝受拉，斜缝受拉与剪的同时作用。
对接焊缝在焊接上有以下处理形式： a ）直边缝：适合板厚t 10mm b ）单边V 形：适合板厚t ＝10～20mmc ）双边V 形：适合板厚t ＝10～20mmd ）U 形：适合板厚t > 20mme ）K 形：适合板厚t > 20mm b斜缝 直缝f）X形：适合板厚t > 20mm对接焊缝的优点是用料经济、传力均匀、无明显的应力集中1[1]，利于承受动力荷载；但也有缺点，需剖口，焊件长度要精确。
对接焊缝需要做以下构造处理：首先，在施焊过程中，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5mm。
钢结构的常用连接方法
钢结构的常用连接方法钢结构的基本构件由钢板、型钢等连接而成，如梁、柱、桁架等，运到工地后通过安装连接成整体结构。
因此在钢结构中，连接占有很重要的地位。
在传力过程中，连接部位应有足够的强度、刚度和延性。
被连接件间应保持正确的位置，以满足传力和使用要求。
连接的加工和安装比较复杂而且费工，因此选定连接方案是钢结构设计的重要环节。
钢结构的连接通常有焊接、铆接和螺栓连接三种方式(见图10－1)。
在在房屋结中铆接已经很少采用，常用焊接和螺栓连接。
(a)焊接连接(b)铆钉连接(c)螺栓连接图10－1 钢结构的连接方式（书中图名改为图示所示）10.1.1 焊接连接焊接是通过电弧产生热量，使焊条和焊件局部熔化，然后冷却凝结形成焊缝，使焊件连成一体。
焊接连接是当前钢结构最主要的连接方式，它的优点是构造简单，用钢省，加工方便，连接的密闭性好，易于采用自动化作业。
焊接连接的缺点是焊件会产生残余应力和残余变形，焊缝附近材质变脆，焊缝质量易受材料、操作的影响，对钢材材性要求较高，高强度钢更要有严格的焊接程序。
钢结构常用的焊接方法有气焊、电阻焊和电弧焊等方法。
10.1.2 铆钉连接铆钉连接是将一端带有预制钉头的铆钉插入被连接构件的钉孔中，利用铆钉枪或压铆机将另一端压成封闭钉头而成。
这种连接传力可靠，韧性和塑性较好，质量易于检查，适用于承受动力荷载、荷载较大和跨度较大的结构。
但铆钉连接费工费料、劳动条件差、成本高，现在很少采用，多被焊接及高强度螺栓连接所代替。
10.1.3 螺栓连接螺栓连接需要先在构件上开孔，然后通过拧紧螺栓产生紧固力将被连接板件连成一体，其分为普通螺栓连接和高强度螺栓连接两种。
1．普通螺栓连接普通螺栓的优点是装卸便利，不需特殊设备。
普通螺栓又分为C级螺栓(又称粗制螺栓)和A、B级螺栓(又称精制螺栓)两种。
C级螺栓制作精度较差，栓径和孔径之间的缝隙相差1－1.5mm，便于制作和安装，但螺杆与钢板孔壁接触不够紧密，当传递剪力时，连接变形较大，故C级螺栓宜用于承受拉力的连接，或用于次要结构和可拆卸结构的受剪连接以及安装时的临时固定。
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同于母材，只要连接板能承受拉力N，则焊缝不必计 算；当采用三级质量时，抗拉、抗剪强度设计值不变，
唯抗拉强度设计值降低15%，可采用斜焊缝。对于斜 焊缝只须验算正应力，即
Nlsw itnNsbint2ftw
当tanθ≤1.5（即θ≤56°19′）时，则斜焊缝不必验 算。
（2）
如图17.11所示对接焊缝，应验算边缘纤维的最大 正应力、中和轴处的最大剪应力和腹板与翼缘连接处
σ=208.3N/mm2＞ftw=185N/mm2
（3） 改为斜缝，令tanθ=1.5 σ=144.2N/mm2＜ftw=185N/mm2
【例17.2】如图17.12所示，验算工字形牛腿与柱的对接焊 缝，N=270kN(设计值)，偏心距e=300mm，钢材为Q235， E43型焊条，手工焊焊缝质量三级，无引弧板。 【解】（1） 焊缝受力
17.4.2 角焊缝的计算
17.4.2.1 角焊缝的受力特点
角焊缝的应力状态是比较复杂的，应力分布是不 均匀的，破坏始自应力集中最严重的根角A处，如图 17.16。
在设计计算中，均假定破坏截面为45°喉部截面， 即图17.16中的AD截面，称为计算截面，he为有效厚度。
正面焊缝的破坏强度较侧面焊缝高，约为侧面焊 缝的1.35~1.55倍。
（3） L 利用式（17.17），令N2=0 N3=2K2N N1=N-2K2N
【例17.3】将例17.1改为双盖板角焊缝平接（图17.19）。 钢板截面500mm×10mm,N=1000kN（设计值），钢材为 Q235A·F，焊条E43型。 【解】（1）采用2块460mm×6mm 的矩形盖板，三面围
择图中的各种坡口形式，图中的坡口形式（由钢板 厚度决定）、间隙c和角度α可参见国家有关标准。 （2） 设置引弧板
焊缝的起弧灭弧处，常会出现弧坑等缺陷，引 起应力集中并易产生裂纹。可设引弧板于两端，其 材料和坡口形式同于焊件，在焊接完毕后切除（图 17.8）。
（3） 清渣补焊 U形和V形焊缝主要为正面焊，其根部往往没有
缝在两个方向的σf和τf，然后按下式计算：
(
f
f
)2
2 f
ftw
(4) 如图17.13，有正面、侧面、斜向各种角焊缝组
成的周围角焊缝，假设破坏时各部分角焊缝都达到各
N
(f helw)
ftw
图17.13 侧面、正面与斜向角焊缝
17.4.2.3 在各种力综合作用下角焊缝强度的 计算
如图17.17所示，角焊缝受M、N、V的综合作用，
的折算应力。
m ax
M Ww
ftw
max
VSw I wtw
f vw
eq
2 1
3
2 1
1.1 ftw
【例17.1】验算如图17.10所示的钢板对接焊缝，钢板截面 500mm×10mm ，轴向拉力N=1000kN，钢材为Q235A·F， 焊条E43 【解】（1）
A×f=1075kN＞N=1000kN （2）
在钢结构施工图中的焊缝，应遵照《焊缝符号表 示法》（GB 324—88）和《建筑结构制图标准》 （GB/T50105）的规定予以标注（见表17.1）。
焊缝符号主要由图形符号、辅助符号和引出线等 部分组成。
图形符号表示焊缝截面的基本形式。 引出线由横线、斜线及箭头组成，而横线由两条 平行的实线与虚线组成，可在实线侧或虚线侧标注符 号，斜线和箭头则将整个焊缝符号指向图形的有关焊 缝处。
本章内容
17.1 钢结构的连接方法 17.2 焊接的基本知识 17.3 对接焊缝的构造与计算 17.4 角焊缝的构造与计算 17.5 焊接残余应力与焊接变形 17.6 普通螺栓连接的构造与计算 17.7 高强度螺栓连接的构造与计算
17.1 钢结构的连接方法
钢结构的连接方法有焊接、铆钉连接和螺栓连 接三种（图17.1）。
（3） 角焊缝的两焊脚尺寸一般为相等。
（4） 侧面角焊缝和正面角焊缝的计算长度不得 小于8hf和40mm。
（5） 侧面角焊缝的计算长度不宜大于60hf或 40hf；当大于上述数值时，其超过部分在计算中不予 考虑。
（6） 在次要构件或次要焊接连接时，可采用断 续角焊缝。
（7） 当板件端部仅有两侧角焊缝连接时，每条 侧焊缝长度不宜小于两侧面角焊缝之间的距离；同 时两侧面角焊缝之间的距离不宜大于16t或190mm，t 为较薄焊件的厚度。
焊透而存在缺陷。所以一面焊完后，应反过来清渣
（4） 不同厚度与宽度钢板的连接 在钢板拼接处，当焊件宽度不同或厚度在一侧
相差超过4mm时，应分别在宽度或厚度方向从一侧 或双侧做成坡度不大于1∶2.5的斜角（如图17.9）所 示，形成平缓过渡，减少应力集中。
（5） 应在设计图中注明坡口的形式与尺寸，其有效
当焊缝分布不规则时，在标注焊缝符号的同时， 宜在焊缝处加粗线（表示可见焊缝）或栅线（表示不 可见焊缝），工地安装焊缝加×号（图17.6
表17.1 焊缝符号
图17.6 焊缝标注图形
(a) 可见焊缝；(b) 不可见焊缝；(c） 工地安装焊缝
17.2.4 焊缝质量级别
焊接质量将直接影响焊缝的强度，对焊缝的质量 应按其受力性质和所处的部位进行分级检验。
N引起垂直于焊缝长度方向的应力σfN；V引起沿焊缝 长度方向的应力τfV；M引起垂直于焊缝长度方向，按 三角形分布的应力σfM；即：
N f
N
A
w f
N 2 0 .7 h f lw
M f
N
W
w f
6M
2
0
.7
h
f
l
2 w
V f
V
A
w f
V
2
0
.7
h
f
l
2 w
式(17.10)~(17.12)分别给出了一般表达式和图示 矩形焊缝计算截面的计算式
质量检验分为三级，其中三级质量检验只对全部 焊缝作外观检查，即只检查焊缝外观缺陷（气孔、咬 边）和几何尺寸是否符合三级标准的要求；二级的检 验项目规定除对全部焊缝按二级标准检查外观外，还 须按要求用超声波抽查焊缝长度的50%；一级的检验 项目则规定除对全部焊缝按一级标准检查外观外，尚 需按要求用超声波检查，并用X射线抽查焊缝长度2%， 且部分拍片。
f N f M f
最大应力在焊缝的上端，其验算公式为
(f f
)2 (Vf
)2
ftw
图17.17 综合作用下的角焊缝
17.4.2.4 角钢与节点板连接焊缝计算
在普通钢屋架中，双角钢截面轴力腹杆与节点板 的连接一般多采用两面侧焊；受有动力荷载时，可采 用三面围焊；受力较小时，可采用L形围焊，围焊的 转角处必须连续施焊 （1） 两面侧焊
高强螺栓系用高强钢材制成，可对栓杆施加很 大的紧固预拉力，使板叠压得很紧，利用板间的摩 擦阻力传递剪力，这就是摩擦型高强螺栓连接。
17.2 焊接的基本知识
17.2.1 焊接方法
焊接方法有电弧焊、接触焊、汽焊等。电弧焊 又分为手工焊、自动焊和半自动焊三种。目前，钢
（1） 手工电弧焊与焊条 如图17.2所示，电焊机即是一个降压变压器，其
两个电极一极连焊钳（焊条），一极连焊件。 常用的焊条牌号有E43型、E50型和E55型等。
（2） 自动焊 自动焊设备（自动电焊机）工艺原理如图17.3所
示。
图17.2 手工电弧焊
图17.3 自动埋弧电弧焊
17.2.2 焊缝与焊缝连接形式
焊缝连接按构件的相对位置可分为平接、搭接、 顶接、角接等形式。焊缝按构造可分为对接焊缝和 角焊缝两种，如图17.4所示。
（8） 当角焊缝的端部在构件转角处作长度为 2hf的绕角焊时，转角处须连续施焊，以避免在应力
（9） 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25mm
图17.13 侧面、正面与斜向角焊缝
图17.14 直角角焊缝截面形式
(a) 普通型；(b) 平坡式；(c) 凹式
图17.15 斜角角焊缝截面
对接焊缝的质量分一、二、三级，其中一、二 级质量的强度与母材相同，三级质量的抗拉强度设 计值则降低了15%。角焊缝均为三级质量，其强度设 计值不论拉、压、剪均取统一值。
17.3 对接焊缝的构造与计算
17.3.1 对接焊缝的构造
（1） 选择正确的坡口与间隙保证焊透 如图17.7所示，根据焊接条件和钢板的厚度可选
M=Ne=270×300=8100kN·cm V=N=270kN (2) 截面几何特征
Iw=13544.6cm4 Ww=677.2cm3 Sw=397.5cm3 S1=253.5cm3
(3) 强度验算 σmax=119.6N/mm2＜ftw=185N/mm2 τmax=99N/mm2＜fvw=185N/mm2 σ1=113.6N/mm2 τ1=63.2N/mm2 σeq=157.8N/mm2<1.1ftw=203.5N/mm2
图17.10 轴心力作用时时对接焊缝
图17.10 轴心力作用时的对接焊缝
图17.12 例17.2附图
17.4 角焊缝的构造与计算
17.4.1 角焊缝的构造
在搭接或顶接板件的边缘，所焊截面为三角形的 焊缝叫做角焊缝。角焊缝按外力作用方向可分为平行 于力作用方向的侧面角焊缝、垂直于力作用方向的正 面角焊缝以及与力作用方向斜交的斜向角焊缝（图 17.13
（2） 图17.18(b)为三面围焊，要点也是使焊缝的形心
位于角钢截面的轴线上。先设出端缝的焊脚尺寸hf3， 则端缝承担的力N3
N3=2×0.7hf3lw3βfffw 而lw3=b(肢宽)，对N2处取矩∑M=0
Ne2-N1(e1+e2)-N3（e1+e2）/2=0
N1=Ne2/(e1+e2)-N3/2=K1N-N3/2 N2=K2N-N3/2