钢结构设计手册资料

第一节 钢结构的连接方法
• 承压型高强螺栓：允许接触面滑移（剪力超过摩擦力），以 螺杆与构件之间的挤压而发生的连接破坏作为承载力极限状 态。 • 受力：摩擦型高强螺栓剪切变形小，弹性性能好，耐疲劳， 塑性韧性好，特别适用动力荷载，目前可以代替铆接；承压 型高强螺栓的承载力高于摩擦型，剪切变形大，不得用于承 受动力荷载的结构。 • 材料等级：采用45号钢、40B和20MnTiB钢（热处理），材料 等级为 8.8级或10.9级。 • 孔径：摩擦型高强螺栓孔径比螺栓大1.5～2.0mm；承压型高 强螺栓孔径比螺栓大1.0～1.5mm。 4、射钉、自攻螺栓、焊钉连接 灵活，安装方便，构件无须予先处理，适用于轻钢、薄板结 构，不能受较大集中力 。焊钉用于混凝土和钢板的连接。 返回
短焊 条 (350 － 400m m)
焊剂 附于 焊条 之药 皮 焊剂
操作方 式 全手动
适应范 围 工位复 杂，形 状复杂 之焊缝 长而简 单的焊 缝 任意焊 缝
质量状况 比自动焊略 差
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自动焊
连续 焊丝
全自动
质量均匀、 塑性、韧性 好，抗腐蚀 性强 质量均匀、 塑性、韧性 好，抗腐蚀 性强 一般用作构 造焊缝 一般用作构 造焊缝
4 8 9
3 2
12 10 6 5 7 11 1
自动埋弧电弧焊 1 电源 2 导线 3 夹具 4 焊丝 5 电弧 6 焊件 7 焊逢 8 转盘 9 漏斗 10 溶剂 11 熔化的溶剂 12 移动方向
第二节 焊接方法和焊缝连接形式
3、气体保护焊
二氧化碳气体保护焊是近年来发展起来的先进焊接方法。它 是利用气体作为保护气体，使被熔化的金属不与空气接触，电弧 加热集中，焊接速度快，熔化深度大，焊丝强度高，塑性好。采 用高锰高硅型焊丝，具有较强的抗锈能力，焊缝不易产生气孔， 适用于低碳钢、低合金高强度钢以及其他合金钢的焊接。 不适于风大的地方施焊。
在传力过程中，连接部位应有足够的强度,被连接件间 应保持正确的位置，以满足传力和使用要求。 钢结构的连接方法： 通常有焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接三种方式。
(a)
(b)
(c)
连接方法 (a)焊缝连接 (b) 铆钉连接(c)螺栓连接
第一节 钢结构的连接方法
1、焊缝连接的特点 优点： • 对几何形体适应性强，构造简单，连接方便，省工省时； • 不需打孔，用料经济，不削弱截面，省材省工； • 加工方便，可实现自动化操作，工效高 ； • 密闭性好，结构刚度大，整体性较好。 缺点： • 焊接附近有热影响区，材质变脆； • 焊接的残余应力使结构易发生脆性破坏，对裂纹比较敏感； 残余变形使结构形状、尺寸发生变化； • 焊接裂缝一经发生，便容易扩展，低温冷脆问题突出；对 动力荷载比较敏感。 • 对材质要求高，焊接程序严格，质量检验工作量大。 返回
第一节 钢结构的连接方法
• 螺孔：A、B级需要钻模钻成（Ⅰ类孔），孔径比螺杆大 0.3mm左右；C级为一次冲成或不用钻模钻成（Ⅱ类孔） 孔径比螺杆大1.5～3.0mm。 • 受力：A、B级受力性能好，连接变形小，可以既受拉又 受剪，用于重要的连接；C级螺栓连接性能不如A、B级 好，主要受拉，用于承受静力荷载或间接承受动力荷载 的次要连接。 • 费用： A、B级成本昂贵，C级螺栓价格便宜，能用C级 螺栓的地方不用A、B级螺栓。 （2）高强螺栓连接 • 高强螺栓用高强度钢材制成，对结构削弱少，可拆换， 摩擦面处理，安装工艺略为复杂，造价略高 。分为摩擦 型高强螺栓和承压型高强螺栓。 • 摩擦型高强螺栓：只依靠构件接触面之间的摩擦力来传 递剪力，以剪力等于接触面摩擦力为设计极限状态。
第一节 钢结构的连接方法
2、铆钉连接的特点 • 塑性和韧性较好； • 连接紧密，传力可靠，质量易于检查； • 用于直接承受动力荷载和跨度较大的结构中（如桥梁） • 缺点：构造复杂，费工费料。很少使用。 3、螺栓连接的特点 分普通螺栓连接和高强螺栓连接 （1）普通螺栓连接 • A、B、C三级：A和B为精制螺栓，C级为粗制螺栓； • 材料等级： A和B为8.8级，C级为4.6级或4.8； 等级表示：如4.6级指螺栓成品的最低抗拉强度为400 N/mm2,屈强比为0.6的螺栓。 • 加工：A、B级由毛坯在车床上精确加工而成——精制； C级为由未经加工的圆钢压制而成——粗制；
第二节 焊接方法和焊缝连接形式
一、钢结构常用的焊接方法： 1、 手工电弧焊 • 最常用，设备简单，操作灵活。但生产效率低，劳动强 度大，焊接质量受焊工的影响大。 • 焊条选择：焊条应与焊件钢材相适应，Q235选择E43型 （E4300~4328)，Q345采用E50型焊条，Q390和Q420采用 E55型焊条；不同钢种之间（例Q235与Q345)宜选用低组 配方案（E43型），即采用低强度钢材相适应的焊条。 E表示焊条（Electrode），前 两位数字为熔敷金属的最小抗 拉强度（kgf/mm2),后两位为 焊接位置、电流及药皮类型等。
3 2 4 5
6
1
7
手工电弧焊 1-电源 2-导线 3-夹具 4-焊条 5-电弧 6-焊件 7-焊逢
第二节 焊接方法和焊缝连接形式
2、自动或半自动埋弧焊 大电流、细焊丝，熔深大，适用于厚板焊接。生产效率高， 质量高。焊件变形小。 自动焊的引弧、焊丝送下、焊剂堆落和焊丝沿焊缝方向的 移动都是自动的，而半自动焊的焊接前进方式仍是依靠手持 焊枪移动。
2
4、电阻焊等 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。 适用于薄壁型钢的焊接，板叠厚 度不超过12mm。焊点主要承受剪 力，抗拉能力较差。
3 6 1 4
5
电阻焊
1 电源 2 导线 3 夹头 4 焊件 5 压力 6 焊逢
第二节 焊接方法和焊缝连接形式
焊接方法 电 弧 焊 手工焊 焊 条
第三章 钢结构的连接
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节 第九节 钢结构的连接方法 焊接方法和焊缝连接形式 角焊缝的构造与计算 对接焊缝的构造与计算 焊接应力和焊接变形 螺栓连接的构造 普通螺栓连接的工作性能和计算 高强度螺栓连接的工作性能和计算 混合连接
第一节 钢结构的连接方法