钢结构设计原理ppt优秀课件
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斜坡口和离缝b共同组成一个焊条能够运转的施焊空间， 使焊缝易于焊透；钝边p有托住熔化金属的作用。
较厚的焊件(t＞20mm)，则采用U形、K形和X形坡口。 V形缝和U形缝需对焊缝根部进行补焊。
对接焊缝坡口形式的选用，应根据板厚和施工条件按 现行标准《建筑钢结构焊接规程》要求进行。
T形、十字形或角接接头的对接焊缝称之为 对接与角接组合焊缝。
斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中。
夹角大于l35°或小于60°的斜角角焊缝，除钢管结构 外，不宜用作受力焊缝。
2. 对接焊缝
焊件常需做成坡口，又称坡口焊缝，焊缝金属填充在 坡口内。
坡口形式与焊件厚度有关：
焊件厚度很小(小于等于10mm)：直边缝。
一般厚度(t=10~20mm) :具有斜坡口的单边V形或V形焊 缝。
3.2焊缝和焊接连接形式
3.2.2 焊接连接的形式
1.焊接连接形式 被连接板件的相互位置：对接、搭接、T形连接和角部 连接四种。 连接所采用的焊缝主要有对接焊缝和角焊缝。
3.1.2 铆钉连接 制孔和打铆。 塑性和韧性较好，传力可靠，质量易于检查， 对主体金属的材质质量要求低。 削弱截面，费钢费工，要求技工技术水平高， 劳动条件差。 很少采用，被焊接和螺栓连接所取代。
3.1.3 螺栓连接
普通螺栓连接和高强度螺栓连接两种。
1 普通螺栓连接
普通螺栓分为A、B、C三级。 A与B级为精制螺栓，C级为粗制螺栓。 A级和B级螺栓材料性能等级则为5.6级或8.8级。 C级螺栓材料性能等级为4.6级或4.8级。 小数点前面的数字表示螺栓成品的抗拉强度不 小于400N/mm2，小数点及小数点以后数字表示 其屈强比为0.6或0.8。
自动电弧焊 焊丝送进和电弧按焊接方向的移动 有专门机构控制完成。
半自动电弧焊 焊丝送进有专门机构，而电弧按 焊接方向的移动靠人手工操作完成。
电弧热量集中，熔深大，适于厚板的焊接，生产 率高。工艺条件稳定，焊缝的化学成分均匀，焊 缝质量好、焊件变形小。同时，高焊速也减小了 热影响区的范围。但埋弧焊对焊件边缘的装配精 度(如间隙)要求比手工焊高。
埋弧焊所用焊丝和焊剂应与主体金属强度相适应， 即要求焊缝与主体金属等强度。
3. 气体保护焊
气体保护焊是利用二氧化碳气体或其他惰性气体 作为保护介质的一种电弧熔焊方法。
直接依靠保护气体在电弧周围造成局部的保护层， 以防止有害气体的侵入并保证了焊接过程中的稳 定性。
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。
3.2 焊缝和焊接连接的形式
3.2.1 焊缝的形式
角焊缝和对接焊缝。
1.角焊缝
连接板件不必坡口，焊缝金属填充在连接板件形成的 直角或斜角区域内。
按截面形式可分为：
直角角焊缝 两焊脚边的夹角为90°，微凸的等腰直角 三角形，直角边边长hf称为角焊缝的焊脚尺寸。he＝ 0.7hf为直角角焊缝的有效厚度。 斜角角焊缝 两焊脚边的夹角不等于90°
优点任何形式的构件都可直接相连，构造简单， 制作加工方便；不削弱截面，用料经济；连接 的密闭性好，结构刚度大；可实现自动化操作， 提高焊接结构质量。
缺点 在热影响区内，金相组织发生改变，局部 材质变脆；焊接残余应力和残余变形使受压构 件承载力降低；焊接结构对裂纹很敏感，局部 裂纹一旦发生，就容易扩展到整体，低温冷脆 问题较为突出。
A、B级精制螺栓是由毛坯在车床上经过切削加 工精制而成。表面光滑，尺寸准确，对成孔质量 要求高。有较高的精度，因而受剪性能好。制作 和安装复杂，价格较高，已很少在钢结构中采用
C级螺栓由未经加工的圆钢压制而成。螺栓表面 粗糙，一般采用在单个零件上一次冲成或不用钻 模钻成设计孔径的孔(II类孔)。
螺栓孔的直径比螺栓杆的直径大1.5~2mm。螺栓 杆与螺栓孔之间有较大的间隙，受剪力作用时， 将会产生较大的剪切滑移，连接的变形大。安装 方便，且能有效地传递拉力，可用于沿螺栓杆轴 受拉的连接中，以及次要结构的抗剪连接或安装 时的临时固定。
Q390钢Q420钢 E55型焊条(E5500~E5518)。
E表示焊条、前两位数字为熔敷金属的最小抗拉 强度(以kgf／mm2表示)，第三、四位数字表示 适用焊接位置、电流以及药皮类型等。
不同钢种的钢材相焊接时，宜采用与低强度钢 材相适应的焊条。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2 埋弧焊(自动或半自动) 电弧在焊剂层下燃烧的一种电弧焊方法。
钢结构设计原理ppt
第三章 钢结构的连接
3.1 钢结构的连接方法和特点
连接的作用将板材或型钢组合成构件，再将构件组合 成整体结构。 连接方式及其质量直接影响钢结构的工作性能。必须安 全可靠、传力明确、构造简单、制造方便和节约钢材。 连接方法：焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接三种。
3.1.1焊接连接
最主要的连接方法。
钢结构常用焊接方法
通常采用电弧焊（包括手工电弧焊）、埋弧 焊(自动或半自动焊)以及气体保护焊等。
1.手工电弧焊 最常用的一种焊 接方法。通电后 在涂有药皮的焊 条与焊件之间产 生电弧。
手工电弧焊所用焊条应与焊件钢材(或称主体金 属)相适应：
Q235钢 E43型焊条(E4300~E4328)；
Q345钢 E50型焊条(E5000~E5048)；
摩擦型连接螺栓的孔径比螺栓公称直径大1.52.0mm；承压型连接高强度螺栓的孔径比螺栓公 称直径大1.0-1.5mm。
摩擦型连接的剪切变形小，弹性性能好，施工 较简单，可拆卸，耐疲劳，特别适用于承受动 力荷载的结构。
承压型连接的承载力高于摩擦型，连接紧凑， 但剪切变形大，故不得用于承受动力荷载的结 构中。
2.高强度螺栓连接
两种类型
摩擦型连接：依靠摩擦阻力传力，并以剪力不超 过接触面摩擦力作为设计准则；
承压型连接：允许接触面滑移，以连接达到破坏 的极限承载力作为设计准则。
采用45号钢、40B钢和20MnTiB钢加工而成，经 热处理后，螺栓抗拉强度应分别不低于800N／ mm2和1000N／mm2，即前者的性能等级为8.8级 ，后者的性能等级为10.9级。
较厚的焊件(t＞20mm)，则采用U形、K形和X形坡口。 V形缝和U形缝需对焊缝根部进行补焊。
对接焊缝坡口形式的选用，应根据板厚和施工条件按 现行标准《建筑钢结构焊接规程》要求进行。
T形、十字形或角接接头的对接焊缝称之为 对接与角接组合焊缝。
斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中。
夹角大于l35°或小于60°的斜角角焊缝，除钢管结构 外，不宜用作受力焊缝。
2. 对接焊缝
焊件常需做成坡口，又称坡口焊缝，焊缝金属填充在 坡口内。
坡口形式与焊件厚度有关：
焊件厚度很小(小于等于10mm)：直边缝。
一般厚度(t=10~20mm) :具有斜坡口的单边V形或V形焊 缝。
3.2焊缝和焊接连接形式
3.2.2 焊接连接的形式
1.焊接连接形式 被连接板件的相互位置：对接、搭接、T形连接和角部 连接四种。 连接所采用的焊缝主要有对接焊缝和角焊缝。
3.1.2 铆钉连接 制孔和打铆。 塑性和韧性较好，传力可靠，质量易于检查， 对主体金属的材质质量要求低。 削弱截面，费钢费工，要求技工技术水平高， 劳动条件差。 很少采用，被焊接和螺栓连接所取代。
3.1.3 螺栓连接
普通螺栓连接和高强度螺栓连接两种。
1 普通螺栓连接
普通螺栓分为A、B、C三级。 A与B级为精制螺栓，C级为粗制螺栓。 A级和B级螺栓材料性能等级则为5.6级或8.8级。 C级螺栓材料性能等级为4.6级或4.8级。 小数点前面的数字表示螺栓成品的抗拉强度不 小于400N/mm2，小数点及小数点以后数字表示 其屈强比为0.6或0.8。
自动电弧焊 焊丝送进和电弧按焊接方向的移动 有专门机构控制完成。
半自动电弧焊 焊丝送进有专门机构，而电弧按 焊接方向的移动靠人手工操作完成。
电弧热量集中，熔深大，适于厚板的焊接，生产 率高。工艺条件稳定，焊缝的化学成分均匀，焊 缝质量好、焊件变形小。同时，高焊速也减小了 热影响区的范围。但埋弧焊对焊件边缘的装配精 度(如间隙)要求比手工焊高。
埋弧焊所用焊丝和焊剂应与主体金属强度相适应， 即要求焊缝与主体金属等强度。
3. 气体保护焊
气体保护焊是利用二氧化碳气体或其他惰性气体 作为保护介质的一种电弧熔焊方法。
直接依靠保护气体在电弧周围造成局部的保护层， 以防止有害气体的侵入并保证了焊接过程中的稳 定性。
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。
3.2 焊缝和焊接连接的形式
3.2.1 焊缝的形式
角焊缝和对接焊缝。
1.角焊缝
连接板件不必坡口，焊缝金属填充在连接板件形成的 直角或斜角区域内。
按截面形式可分为：
直角角焊缝 两焊脚边的夹角为90°，微凸的等腰直角 三角形，直角边边长hf称为角焊缝的焊脚尺寸。he＝ 0.7hf为直角角焊缝的有效厚度。 斜角角焊缝 两焊脚边的夹角不等于90°
优点任何形式的构件都可直接相连，构造简单， 制作加工方便；不削弱截面，用料经济；连接 的密闭性好，结构刚度大；可实现自动化操作， 提高焊接结构质量。
缺点 在热影响区内，金相组织发生改变，局部 材质变脆；焊接残余应力和残余变形使受压构 件承载力降低；焊接结构对裂纹很敏感，局部 裂纹一旦发生，就容易扩展到整体，低温冷脆 问题较为突出。
A、B级精制螺栓是由毛坯在车床上经过切削加 工精制而成。表面光滑，尺寸准确，对成孔质量 要求高。有较高的精度，因而受剪性能好。制作 和安装复杂，价格较高，已很少在钢结构中采用
C级螺栓由未经加工的圆钢压制而成。螺栓表面 粗糙，一般采用在单个零件上一次冲成或不用钻 模钻成设计孔径的孔(II类孔)。
螺栓孔的直径比螺栓杆的直径大1.5~2mm。螺栓 杆与螺栓孔之间有较大的间隙，受剪力作用时， 将会产生较大的剪切滑移，连接的变形大。安装 方便，且能有效地传递拉力，可用于沿螺栓杆轴 受拉的连接中，以及次要结构的抗剪连接或安装 时的临时固定。
Q390钢Q420钢 E55型焊条(E5500~E5518)。
E表示焊条、前两位数字为熔敷金属的最小抗拉 强度(以kgf／mm2表示)，第三、四位数字表示 适用焊接位置、电流以及药皮类型等。
不同钢种的钢材相焊接时，宜采用与低强度钢 材相适应的焊条。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2 埋弧焊(自动或半自动) 电弧在焊剂层下燃烧的一种电弧焊方法。
钢结构设计原理ppt
第三章 钢结构的连接
3.1 钢结构的连接方法和特点
连接的作用将板材或型钢组合成构件，再将构件组合 成整体结构。 连接方式及其质量直接影响钢结构的工作性能。必须安 全可靠、传力明确、构造简单、制造方便和节约钢材。 连接方法：焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接三种。
3.1.1焊接连接
最主要的连接方法。
钢结构常用焊接方法
通常采用电弧焊（包括手工电弧焊）、埋弧 焊(自动或半自动焊)以及气体保护焊等。
1.手工电弧焊 最常用的一种焊 接方法。通电后 在涂有药皮的焊 条与焊件之间产 生电弧。
手工电弧焊所用焊条应与焊件钢材(或称主体金 属)相适应：
Q235钢 E43型焊条(E4300~E4328)；
Q345钢 E50型焊条(E5000~E5048)；
摩擦型连接螺栓的孔径比螺栓公称直径大1.52.0mm；承压型连接高强度螺栓的孔径比螺栓公 称直径大1.0-1.5mm。
摩擦型连接的剪切变形小，弹性性能好，施工 较简单，可拆卸，耐疲劳，特别适用于承受动 力荷载的结构。
承压型连接的承载力高于摩擦型，连接紧凑， 但剪切变形大，故不得用于承受动力荷载的结 构中。
2.高强度螺栓连接
两种类型
摩擦型连接：依靠摩擦阻力传力，并以剪力不超 过接触面摩擦力作为设计准则；
承压型连接：允许接触面滑移，以连接达到破坏 的极限承载力作为设计准则。
采用45号钢、40B钢和20MnTiB钢加工而成，经 热处理后，螺栓抗拉强度应分别不低于800N／ mm2和1000N／mm2，即前者的性能等级为8.8级 ，后者的性能等级为10.9级。