第4章 钢结构的连接精品PPT课件
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抗动力荷载性能好，承载力较承压型低 特别适用于承受动力荷载的结构
➢ 承压型高强螺栓： 螺杆与螺孔之差1.0～1.5mm 承载力高，连接紧凑，但抗剪变形大 一般仅用于承受静力荷载和间接承受动力荷载结构中的连
接（与普通螺栓类似）
第二节 焊接方法、焊缝形式和质量等级
一、焊接方法 ⒈手工电弧焊 ⑴手工电弧焊—它由焊件、焊条、焊钳、电焊机
和导线组成电路。施焊时，首先使分接电焊机两 级的焊条和焊件瞬间短路打火在焊条和焊件的空 隙产生电弧温度达到3000℃使焊条和焊件迅速熔 化。熔化的焊条金属与焊件金属结合形成焊缝金 属。同时焊条药皮形成的气体和熔渣覆盖熔池保 护电弧，隔绝有害气体，熔池中的金属冷却、结 晶形成焊缝。 ⑵特点：电焊设备简单，使用方便；生产效率低， 劳动条件差；焊缝的质量取决于焊工水平。 ⑶应用范围：适应于全方位焊接，尤其适用于工 地安装焊缝、短焊缝和曲折焊缝。
⑵高强度螺栓承压型连接—允许超过板叠间的摩擦力并产 生滑动，然后利用栓杆与螺栓孔壁靠紧传递剪力。其特点 强度高，剪切变形比摩擦型的大。仅用于承受静荷载或间 接动荷载的结构，以能发挥高承载力的优点
两类高强螺栓对比：
➢ 摩擦型高强螺栓： 螺杆与螺孔之差1.5～2.0mm 剪切变形小，弹性性能好，施工较简单，可拆卸，耐疲劳、
T形和角接。
T形连接
平接
搭接 角 部 连 接
2、焊缝形式
按受力方向分：
对接焊缝：正对接焊缝、斜对接焊缝
对接焊缝连接
正对接焊缝
斜对接焊缝
T型对接焊缝
角焊缝： 正面角焊缝、侧面角焊缝、斜焊缝
⑵C级螺栓—4.6级和4.8级制造。用圆钢冷镦压制而成， 表面不加工，尺寸不精确，螺杆和螺孔之间的间隙为 1.5~3mm，故空隙较大，加之螺栓强度较低，用于螺 栓受剪时板件间产生加大的滑移，产生滑移变形，故其 性能较差。受拉性能较好。受剪连接，只用在承受静荷 载或间接承受动荷载结构中的次要连接，或临时固定构 件的安装连接。
⑵特点：自动埋弧焊电弧热量大，熔深大，焊缝 质量均匀，内部缺陷少，塑性和韧性都好。半自 动埋弧焊介于自动埋弧焊和手工电弧焊之间。生 产效率高，成本低，劳动条件好。
⑶应用范围：焊机须沿顺焊缝的导轨移动，批量 拼装焊缝。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
埋弧焊示意图
⒊二氧化气体保护焊
⑴二氧化气体保护焊：用喷枪喷出二氧化碳气体
3、焊接的应用
除少数直接承受动力荷载结构的某些部位， 因容易产生疲劳破坏，其它的部位均可普 遍应用。
二、铆接
1、铆接—将一端带半圆形预制钉头的铆钉， 经将钉杆烧红后迅速插入被连接的钉孔中， 然后将另一端也打铆成钉头。
2、特点—传力可靠，塑性、韧性均较好； 制造费工费料，且劳动强度大。基本被焊 接和高强度螺栓连接所代替。
三、螺栓连接
1、普通螺栓连接—普通螺栓分为C级螺栓和A级、B级螺 栓两种。
⑴A级、B级螺栓采用钢材性能等级5.6级或8.8级制造 （5.6级抗力强度 f u不小于500N/mm²，f y fu =0.6），A 级、B级螺栓表面经车床加工，尺寸准确，精度较高。螺 杆和螺孔间的最大间隙为0.3~0.5mm，故螺栓受剪性能 良好。但制造和安装过于浪费，目前很少采用。
2、高强度螺栓连接
高强度螺栓连接—一般采用优质碳素钢中的45号钢、40B 钢，合金钢中的20MnTiB钢等，性能等级可达8.8级和 10.9级。
⑴高强度螺栓摩擦型连接—利用板叠间的摩擦力即可有效 地传递剪力，以外剪力达到板件接触面间的最大摩擦力为 极限状态。其特点变形小、不松动、耐疲劳，因此用于直 接承受动荷载的结构最佳。
③焊条型号与主体金属fu强度相适应，Q235钢 用E43系列焊条， Q345钢用E50系列焊条， Q390钢和Q420用E55系列焊条，采用不同 强度的钢材连接时，采用与低强度钢材相适 应的焊条系列。
⒉自动或半自动埋弧焊
⑴自动或半自动埋弧焊：采用没有涂料的焊丝埋入焊剂
层下，通电后由于电弧的作用使焊丝与焊剂熔化，电弧埋 在焊剂下，故称为埋弧焊。熔化后的焊剂浮在熔化的金属 表面，使之不与外界空气接触，保护了熔化金属。焊剂提 供焊缝所需要的合金元素，改善了焊缝的质量。随着焊机 的移动，焊剂不断自动从漏斗流下，同时绕转盘上的焊丝 也自动地熔化和下降。全过程自动进行时称自动埋弧焊。 当电机靠人工移动时称板自动埋弧焊。
第四章 钢结构的连接
1、焊缝连接：对接焊缝和角焊缝的性能 及计算
2、螺栓连接：普通螺栓连接和高强度螺 栓连接的性能及计算
第一节 钢结构的连接方法及其应用
钢结构的连接方法分为—焊接、螺栓连接、铆接、 轻型钢结构用的紧固件连接
a-焊缝连接；b-铆钉连接；c-螺栓连接; d-紧固件连接
一、焊接
1、焊接—一般通过电弧产生热量使焊条和焊件局 部熔化，然后冷却凝结成焊缝，从而使焊件连接 成一体。
作为电弧的保护介质，使熔化金属与空气隔绝， 以保护焊接过程稳定。
⑵特点：电弧加热集中，焊接速度快，熔 深大，故焊缝强度比手工焊高。且塑性和 耐腐蚀性好。
⑶应用范围：操作必须在室内避风处，适 合厚钢板和特厚钢板（t＞100mm)的焊接.
二 焊接接头及焊缝的形式
1焊接接头——被连接构件间的相对位置：对接、搭接、
手工电弧焊示意图
注意：①手工电弧焊常用的焊条有碳钢焊条 和低合金焊条，其牌号有E43型、E50型E55 型。
②E表示焊条，其后两位数字表示焊条系列。 数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值，单位 为kgf/mm².E43（ f u ＞43kgf/mm²）， E50 （ f u＞50kgf/mm²）E55类似。
2、焊接的特点
优点：①不需要在钢材上打孔钻研，既省工又使 材料得到充分应用，节约材料；②任何形状的构 件都可以直接焊接，不需要辅助零件，构造简单； ③连接的密封性好，刚度大；④易于采用自动化 作业，提高焊接的质量。
缺点：①施焊时的高温度作用，形成焊缝 附近的热影响区，热影响区内的材质有些 变脆；②焊接残余应力使焊接结构发生脆 性破坏的可能性增大；③焊接结构对裂纹 很敏感，尤其在低温下容易发生脆性断裂。
➢ 承压型高强螺栓： 螺杆与螺孔之差1.0～1.5mm 承载力高，连接紧凑，但抗剪变形大 一般仅用于承受静力荷载和间接承受动力荷载结构中的连
接（与普通螺栓类似）
第二节 焊接方法、焊缝形式和质量等级
一、焊接方法 ⒈手工电弧焊 ⑴手工电弧焊—它由焊件、焊条、焊钳、电焊机
和导线组成电路。施焊时，首先使分接电焊机两 级的焊条和焊件瞬间短路打火在焊条和焊件的空 隙产生电弧温度达到3000℃使焊条和焊件迅速熔 化。熔化的焊条金属与焊件金属结合形成焊缝金 属。同时焊条药皮形成的气体和熔渣覆盖熔池保 护电弧，隔绝有害气体，熔池中的金属冷却、结 晶形成焊缝。 ⑵特点：电焊设备简单，使用方便；生产效率低， 劳动条件差；焊缝的质量取决于焊工水平。 ⑶应用范围：适应于全方位焊接，尤其适用于工 地安装焊缝、短焊缝和曲折焊缝。
⑵高强度螺栓承压型连接—允许超过板叠间的摩擦力并产 生滑动，然后利用栓杆与螺栓孔壁靠紧传递剪力。其特点 强度高，剪切变形比摩擦型的大。仅用于承受静荷载或间 接动荷载的结构，以能发挥高承载力的优点
两类高强螺栓对比：
➢ 摩擦型高强螺栓： 螺杆与螺孔之差1.5～2.0mm 剪切变形小，弹性性能好，施工较简单，可拆卸，耐疲劳、
T形和角接。
T形连接
平接
搭接 角 部 连 接
2、焊缝形式
按受力方向分：
对接焊缝：正对接焊缝、斜对接焊缝
对接焊缝连接
正对接焊缝
斜对接焊缝
T型对接焊缝
角焊缝： 正面角焊缝、侧面角焊缝、斜焊缝
⑵C级螺栓—4.6级和4.8级制造。用圆钢冷镦压制而成， 表面不加工，尺寸不精确，螺杆和螺孔之间的间隙为 1.5~3mm，故空隙较大，加之螺栓强度较低，用于螺 栓受剪时板件间产生加大的滑移，产生滑移变形，故其 性能较差。受拉性能较好。受剪连接，只用在承受静荷 载或间接承受动荷载结构中的次要连接，或临时固定构 件的安装连接。
⑵特点：自动埋弧焊电弧热量大，熔深大，焊缝 质量均匀，内部缺陷少，塑性和韧性都好。半自 动埋弧焊介于自动埋弧焊和手工电弧焊之间。生 产效率高，成本低，劳动条件好。
⑶应用范围：焊机须沿顺焊缝的导轨移动，批量 拼装焊缝。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
埋弧焊示意图
⒊二氧化气体保护焊
⑴二氧化气体保护焊：用喷枪喷出二氧化碳气体
3、焊接的应用
除少数直接承受动力荷载结构的某些部位， 因容易产生疲劳破坏，其它的部位均可普 遍应用。
二、铆接
1、铆接—将一端带半圆形预制钉头的铆钉， 经将钉杆烧红后迅速插入被连接的钉孔中， 然后将另一端也打铆成钉头。
2、特点—传力可靠，塑性、韧性均较好； 制造费工费料，且劳动强度大。基本被焊 接和高强度螺栓连接所代替。
三、螺栓连接
1、普通螺栓连接—普通螺栓分为C级螺栓和A级、B级螺 栓两种。
⑴A级、B级螺栓采用钢材性能等级5.6级或8.8级制造 （5.6级抗力强度 f u不小于500N/mm²，f y fu =0.6），A 级、B级螺栓表面经车床加工，尺寸准确，精度较高。螺 杆和螺孔间的最大间隙为0.3~0.5mm，故螺栓受剪性能 良好。但制造和安装过于浪费，目前很少采用。
2、高强度螺栓连接
高强度螺栓连接—一般采用优质碳素钢中的45号钢、40B 钢，合金钢中的20MnTiB钢等，性能等级可达8.8级和 10.9级。
⑴高强度螺栓摩擦型连接—利用板叠间的摩擦力即可有效 地传递剪力，以外剪力达到板件接触面间的最大摩擦力为 极限状态。其特点变形小、不松动、耐疲劳，因此用于直 接承受动荷载的结构最佳。
③焊条型号与主体金属fu强度相适应，Q235钢 用E43系列焊条， Q345钢用E50系列焊条， Q390钢和Q420用E55系列焊条，采用不同 强度的钢材连接时，采用与低强度钢材相适 应的焊条系列。
⒉自动或半自动埋弧焊
⑴自动或半自动埋弧焊：采用没有涂料的焊丝埋入焊剂
层下，通电后由于电弧的作用使焊丝与焊剂熔化，电弧埋 在焊剂下，故称为埋弧焊。熔化后的焊剂浮在熔化的金属 表面，使之不与外界空气接触，保护了熔化金属。焊剂提 供焊缝所需要的合金元素，改善了焊缝的质量。随着焊机 的移动，焊剂不断自动从漏斗流下，同时绕转盘上的焊丝 也自动地熔化和下降。全过程自动进行时称自动埋弧焊。 当电机靠人工移动时称板自动埋弧焊。
第四章 钢结构的连接
1、焊缝连接：对接焊缝和角焊缝的性能 及计算
2、螺栓连接：普通螺栓连接和高强度螺 栓连接的性能及计算
第一节 钢结构的连接方法及其应用
钢结构的连接方法分为—焊接、螺栓连接、铆接、 轻型钢结构用的紧固件连接
a-焊缝连接；b-铆钉连接；c-螺栓连接; d-紧固件连接
一、焊接
1、焊接—一般通过电弧产生热量使焊条和焊件局 部熔化，然后冷却凝结成焊缝，从而使焊件连接 成一体。
作为电弧的保护介质，使熔化金属与空气隔绝， 以保护焊接过程稳定。
⑵特点：电弧加热集中，焊接速度快，熔 深大，故焊缝强度比手工焊高。且塑性和 耐腐蚀性好。
⑶应用范围：操作必须在室内避风处，适 合厚钢板和特厚钢板（t＞100mm)的焊接.
二 焊接接头及焊缝的形式
1焊接接头——被连接构件间的相对位置：对接、搭接、
手工电弧焊示意图
注意：①手工电弧焊常用的焊条有碳钢焊条 和低合金焊条，其牌号有E43型、E50型E55 型。
②E表示焊条，其后两位数字表示焊条系列。 数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值，单位 为kgf/mm².E43（ f u ＞43kgf/mm²）， E50 （ f u＞50kgf/mm²）E55类似。
2、焊接的特点
优点：①不需要在钢材上打孔钻研，既省工又使 材料得到充分应用，节约材料；②任何形状的构 件都可以直接焊接，不需要辅助零件，构造简单； ③连接的密封性好，刚度大；④易于采用自动化 作业，提高焊接的质量。
缺点：①施焊时的高温度作用，形成焊缝 附近的热影响区，热影响区内的材质有些 变脆；②焊接残余应力使焊接结构发生脆 性破坏的可能性增大；③焊接结构对裂纹 很敏感，尤其在低温下容易发生脆性断裂。