3 钢结构的连接.ppt
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为什么限制侧面角焊缝的最大、 最小计算长度？限制值是多少？
hf
三、直角角焊缝的强度基本计算公式 1、有效截面 试验表明，直角角焊缝的破坏常发生在喉
部，故通常将45o截面作为有效截面（计 算截面）
计算截面 d
e
h---焊缝厚度、h1—熔深
Ae helw 0.7hf lw h2—凸度、d—焊趾、e—焊根
在被连接构件之 间滴落焊条金属
构件的一部分
在被连接构件形成 的角落里滴落焊条金 属 不是构件的一
部分
二、铆钉连接
三、螺栓连接
N
N
分为：
普通螺栓连接
高强度螺栓连接
N
§3.2 焊接方法和焊接连接形式
一、钢结构常用焊接方法
1.手工电弧焊
原理：利用电弧产生热量
熔化焊条和母材形
成焊缝。
焊条的选择： 焊条应与焊件
焊缝轴线与作用力平行
A. 应力分析
剪应力τf
N
N
lw
B. 破坏形式
（2）正面角焊缝（端焊缝）
焊缝轴线与作用力垂直 A. 应力分析
B. 正面角焊缝的破坏形式
（3）斜角焊缝 焊缝轴线与作用力成一定角度
wenku.baidu.com
二、角焊缝的构造要求
1、最大焊脚尺寸hf,max 为了避免焊缝处局部过热，减小焊件的焊接残余应
力和残余变形，hf,max应满足以下要求: hf,max≤1.2t1（钢管结构除外）
h f ,min 1.5 t 2
(计算数值只进不舍！ )
式中: t2----较厚焊件厚度
另:对于埋弧自动焊hf,min可减去1mm;
对于T型连接单面角焊缝hf,min应加上1mm;
当t2≤4mm时, hf,min=t2
3.侧面角焊缝的最大计算长度 如果焊缝长度太大，焊缝两端首先达到屈服强度，
继续加载，应力不会渐趋均匀，破坏首先发生在焊缝 两端。规范规定：
焊丝转盘 熔渣
送丝器
、、 、、、 、
、 、 、
、
、
焊剂
、 、、、、、、、、、 、
焊件
焊剂漏斗
埋弧自动焊
MZ系列自动埋弧焊机
门型埋弧焊机
3.气体保护焊
焊缝区无 熔渣
二、焊接连接形式和焊缝形式 1.焊接连接形式
对接、搭接、Ｔ形连接、角部连接
2.焊缝形式 （1）对接焊缝
正对接焊缝
斜对接焊缝 T型对接焊缝
（2）斜角角焊缝
hf α hf
按he=0.7hf
hf α hf
按he=0.7hf
(a)
hf
hf
按he=hf
cos
α 2
α hf
按he=hf
cos
α 2
α hf
(b)
斜角角焊缝 a）锐角角焊缝；b）钝角角焊缝
对于α>135o 或α<60o斜角
角焊缝,除钢 管结构外,不 宜用作受力 焊缝。
2.直角角焊缝的受力分析 （1）侧面角焊缝（侧焊缝）
将3—3、3—4式，代入3—2式得：
σ┻2
3(τ┻2
τ∥2 )
f
w u
3
f
w f
(3 2)
┻ ┻ f
2
f ∥
f
2
2
3
f
2
2
2 f
3
f
w f
整理上式，并令 f
3 2
1.22
得：
2
f f
2 f
f
w f
（3－5）
基本计算公式
βf—正面角焊缝强度增大系数； 静载时取1.22，动载时取1.0。
lw,max 60hf
4.侧面角焊缝的最小计算长度 焊件局部加热严重且起落弧坑相距太近，以及可能
产生缺陷，使焊缝不可靠。规范规定：
lw,min 8hf 且不得小于40mm
hf ,min hf hf ,max lw,min lw lw,max
5. 搭接连接的构造要求（自学） 教材Ｐ29
为什么限制角焊缝的最大、最 小焊脚高度？限制值是多少？
由于我国规范给定的角焊 缝强度设计值，是根据抗剪条 件确定的故上式又可表达为：
σ┻2
3(τ┻2
τ∥2 )
f
w u
3
f
w f
(3 2)
基本公式
基本计算公式：
f
Ny helw
(3 3)
┻ ┻ f
2
f
Nx helw
N
Ny
(3 4)
τ∥= τf
f ∥
σ┻
σf
τ 45O 45O ┻
Nx
hf
式中: t1---较薄焊件厚度。 对于板件边缘的角焊缝,尚应满足以下要求：
当 t≤6mm时，hf,max≤t； 当 t>6mm时，hf,max≤t-(1~2)mm；
t hf t1
t
hf
t1
2、最小焊脚尺寸hf,min 为了避免在焊缝金属中由于冷却速度快而产生淬硬组
织，导致母材开裂，hf,min应满足以下要求:
（2）角焊缝 3. 焊缝位置
三、焊缝缺陷及焊缝质量检查 1.焊缝质量检查
《钢结构工程施工及验收规范》规定： 焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级
和三级。
一、二级焊缝除外观检查外，尚要求一定数 量的超声波检验并符合相应级别的质量标准。
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；
外观检查：检查外观缺陷和几何尺寸； 内部无损检验：检验内部缺陷。
内部检验主要采用超声 波，有时还用磁粉检验 荧光检验等辅助检验方 法。还可以采用X射线或 γ射线透照或拍片。
2.焊缝缺陷
四.焊缝代号
§3.3 角焊缝的构造与计算
一、角焊缝的形式和受力分析 1、角焊缝的形式: 直角角焊缝、斜角角焊缝
（1）直角角焊缝
hf hf
hf
hf 普通式
1.5hf 平坡式
hf 凹面式
焊机
焊条 保护气体
焊钳
钢材相适应。
焊件
电弧
熔池 导线
Q235钢选择E43型焊条（E4300--E4328) Q345钢选择E50型焊条(E5000--5048) Q390、Q420钢选择E55型焊条(E5500--5518)
与低强度钢材相适应的焊条
不同钢种的钢材焊接，宜 采用什么样的焊条？
2.埋弧焊（自动或半自动）
第 三 章
大纲要求
1.了解钢结构连接的种类及各自的特点； 2.了解焊接连接的工作性能，掌握焊接连接的计算
方法及构造要求； 3.了解焊接应力和焊接变形产生的原因及其对结构
工作的影响； 4.了解螺栓连接的工作性能，掌握螺栓连接的计算
和构造要求。
§3.1 钢结构的连接方法
一、焊缝连接
对接焊缝连接
角焊缝连接
2、有效截面上的应力及大小
N
Ny
σ┻
τ∥
τ┻
Nx
Ｎy1
Ｎｙ Ｎy2
Nx
helw
Ny
2 helw
3、直角角焊缝的强度基本计算公式
规范假定：焊缝在有效截面处破坏，有效截面各应力
分量满足以下折算应力公式: σ┻
σ
2
┻
3(τ
2
┻
τ∥2 )
f
w u
(3 1) τ∥
τ┻
式中： f uw--焊缝金属的抗拉强度
对于正面角焊缝: τf=0，由3—5式得：
f
N l w he
f
f
w f
(3 6)
对于侧面角焊缝： σf=0，由3—5式得：
hf
三、直角角焊缝的强度基本计算公式 1、有效截面 试验表明，直角角焊缝的破坏常发生在喉
部，故通常将45o截面作为有效截面（计 算截面）
计算截面 d
e
h---焊缝厚度、h1—熔深
Ae helw 0.7hf lw h2—凸度、d—焊趾、e—焊根
在被连接构件之 间滴落焊条金属
构件的一部分
在被连接构件形成 的角落里滴落焊条金 属 不是构件的一
部分
二、铆钉连接
三、螺栓连接
N
N
分为：
普通螺栓连接
高强度螺栓连接
N
§3.2 焊接方法和焊接连接形式
一、钢结构常用焊接方法
1.手工电弧焊
原理：利用电弧产生热量
熔化焊条和母材形
成焊缝。
焊条的选择： 焊条应与焊件
焊缝轴线与作用力平行
A. 应力分析
剪应力τf
N
N
lw
B. 破坏形式
（2）正面角焊缝（端焊缝）
焊缝轴线与作用力垂直 A. 应力分析
B. 正面角焊缝的破坏形式
（3）斜角焊缝 焊缝轴线与作用力成一定角度
wenku.baidu.com
二、角焊缝的构造要求
1、最大焊脚尺寸hf,max 为了避免焊缝处局部过热，减小焊件的焊接残余应
力和残余变形，hf,max应满足以下要求: hf,max≤1.2t1（钢管结构除外）
h f ,min 1.5 t 2
(计算数值只进不舍！ )
式中: t2----较厚焊件厚度
另:对于埋弧自动焊hf,min可减去1mm;
对于T型连接单面角焊缝hf,min应加上1mm;
当t2≤4mm时, hf,min=t2
3.侧面角焊缝的最大计算长度 如果焊缝长度太大，焊缝两端首先达到屈服强度，
继续加载，应力不会渐趋均匀，破坏首先发生在焊缝 两端。规范规定：
焊丝转盘 熔渣
送丝器
、、 、、、 、
、 、 、
、
、
焊剂
、 、、、、、、、、、 、
焊件
焊剂漏斗
埋弧自动焊
MZ系列自动埋弧焊机
门型埋弧焊机
3.气体保护焊
焊缝区无 熔渣
二、焊接连接形式和焊缝形式 1.焊接连接形式
对接、搭接、Ｔ形连接、角部连接
2.焊缝形式 （1）对接焊缝
正对接焊缝
斜对接焊缝 T型对接焊缝
（2）斜角角焊缝
hf α hf
按he=0.7hf
hf α hf
按he=0.7hf
(a)
hf
hf
按he=hf
cos
α 2
α hf
按he=hf
cos
α 2
α hf
(b)
斜角角焊缝 a）锐角角焊缝；b）钝角角焊缝
对于α>135o 或α<60o斜角
角焊缝,除钢 管结构外,不 宜用作受力 焊缝。
2.直角角焊缝的受力分析 （1）侧面角焊缝（侧焊缝）
将3—3、3—4式，代入3—2式得：
σ┻2
3(τ┻2
τ∥2 )
f
w u
3
f
w f
(3 2)
┻ ┻ f
2
f ∥
f
2
2
3
f
2
2
2 f
3
f
w f
整理上式，并令 f
3 2
1.22
得：
2
f f
2 f
f
w f
（3－5）
基本计算公式
βf—正面角焊缝强度增大系数； 静载时取1.22，动载时取1.0。
lw,max 60hf
4.侧面角焊缝的最小计算长度 焊件局部加热严重且起落弧坑相距太近，以及可能
产生缺陷，使焊缝不可靠。规范规定：
lw,min 8hf 且不得小于40mm
hf ,min hf hf ,max lw,min lw lw,max
5. 搭接连接的构造要求（自学） 教材Ｐ29
为什么限制角焊缝的最大、最 小焊脚高度？限制值是多少？
由于我国规范给定的角焊 缝强度设计值，是根据抗剪条 件确定的故上式又可表达为：
σ┻2
3(τ┻2
τ∥2 )
f
w u
3
f
w f
(3 2)
基本公式
基本计算公式：
f
Ny helw
(3 3)
┻ ┻ f
2
f
Nx helw
N
Ny
(3 4)
τ∥= τf
f ∥
σ┻
σf
τ 45O 45O ┻
Nx
hf
式中: t1---较薄焊件厚度。 对于板件边缘的角焊缝,尚应满足以下要求：
当 t≤6mm时，hf,max≤t； 当 t>6mm时，hf,max≤t-(1~2)mm；
t hf t1
t
hf
t1
2、最小焊脚尺寸hf,min 为了避免在焊缝金属中由于冷却速度快而产生淬硬组
织，导致母材开裂，hf,min应满足以下要求:
（2）角焊缝 3. 焊缝位置
三、焊缝缺陷及焊缝质量检查 1.焊缝质量检查
《钢结构工程施工及验收规范》规定： 焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级
和三级。
一、二级焊缝除外观检查外，尚要求一定数 量的超声波检验并符合相应级别的质量标准。
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；
外观检查：检查外观缺陷和几何尺寸； 内部无损检验：检验内部缺陷。
内部检验主要采用超声 波，有时还用磁粉检验 荧光检验等辅助检验方 法。还可以采用X射线或 γ射线透照或拍片。
2.焊缝缺陷
四.焊缝代号
§3.3 角焊缝的构造与计算
一、角焊缝的形式和受力分析 1、角焊缝的形式: 直角角焊缝、斜角角焊缝
（1）直角角焊缝
hf hf
hf
hf 普通式
1.5hf 平坡式
hf 凹面式
焊机
焊条 保护气体
焊钳
钢材相适应。
焊件
电弧
熔池 导线
Q235钢选择E43型焊条（E4300--E4328) Q345钢选择E50型焊条(E5000--5048) Q390、Q420钢选择E55型焊条(E5500--5518)
与低强度钢材相适应的焊条
不同钢种的钢材焊接，宜 采用什么样的焊条？
2.埋弧焊（自动或半自动）
第 三 章
大纲要求
1.了解钢结构连接的种类及各自的特点； 2.了解焊接连接的工作性能，掌握焊接连接的计算
方法及构造要求； 3.了解焊接应力和焊接变形产生的原因及其对结构
工作的影响； 4.了解螺栓连接的工作性能，掌握螺栓连接的计算
和构造要求。
§3.1 钢结构的连接方法
一、焊缝连接
对接焊缝连接
角焊缝连接
2、有效截面上的应力及大小
N
Ny
σ┻
τ∥
τ┻
Nx
Ｎy1
Ｎｙ Ｎy2
Nx
helw
Ny
2 helw
3、直角角焊缝的强度基本计算公式
规范假定：焊缝在有效截面处破坏，有效截面各应力
分量满足以下折算应力公式: σ┻
σ
2
┻
3(τ
2
┻
τ∥2 )
f
w u
(3 1) τ∥
τ┻
式中： f uw--焊缝金属的抗拉强度
对于正面角焊缝: τf=0，由3—5式得：
f
N l w he
f
f
w f
(3 6)
对于侧面角焊缝： σf=0，由3—5式得：