钢结构连接与受力分析

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1、钢结构的连接和节点构造连接要求足够的强度、刚度和延性连接方法焊接、铆接和螺栓连接1钢结构对连接的要求及连接方法（a）焊接连接；（b）铆钉连接；（c）螺栓连接2焊接连接的特性1焊接方法电弧焊、电渣焊、气体保护焊和电阻焊等2焊接连接的优缺点优点省工省材任何形状的构件均可直接连接密封性好，刚度大缺点材质劣化残余应力、残余变形一裂即坏、低温冷脆3焊缝缺陷焊缝缺陷裂纹、气孔、烧穿、夹渣、未焊透、咬边、焊瘤等(a)热裂纹；(b)冷裂纹；(c)气孔；(d)烧穿；(e)夹渣(f)根部未焊透；(g)边缘未熔合；(h)层间未熔合；(i)咬边；(j)焊瘤焊缝等级：《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205）

2、三级三级焊缝：外观检查二级焊缝：在外观检查的基础上再做无损检验，用超声波检验每条焊缝的20％长度，且不小于200mm一级焊缝：在外观检查的基础上用超声波检验每条焊缝全部长度，以便揭示焊缝内部缺陷强度折减：高空安装焊缝，强度设计值乘以0.94焊缝连接型式及焊缝型式连接型式平接、搭接、T形连接和角接连接型式对接焊缝和角焊缝正面角焊缝侧面角焊缝连续角焊缝断续角焊缝施焊位置俯焊（平焊）、立焊、横焊和仰焊5焊缝代号作用表明焊缝型式、尺寸和辅助要求表示方法由图形符号、辅助符号和引出线等部分组成3对接焊缝的构造和计算1构造要求坡口形式分为I形缝、V形缝、带钝边单边V形缝、带钝边V形缝（也叫Y形缝）、带钝

3、边U形缝、带钝边双单边V形缝和双Y形缝等（a）I形缝；（b）带钝边单边V形缝；（c）Y形缝（d）带钝边U形缝；（e）带钝边双单边V形缝；（f）双Y形缝；（g）、（h）、（i）加垫板的I形缝、带钝边单边V形缝和Y形缝2对接焊缝的计算计算原则用计算焊件的方法。I、II级等强不计算，仅计算III级焊缝（1）轴心受力的对接焊缝＝N／（lwt）≤fwt或fwc（2）受弯、受剪的对接焊缝计算＝M／Ww≤fwt＝VS／（Iwt）≤fwV3部分焊透的对接焊缝计算原则：按角焊缝计算4角焊缝的构造和计算1构造和强度截面形状应力分布侧面角焊缝的应力分布角焊缝的应力—位移曲线正面角焊缝的应力分布焊脚尺寸hf

4、应与焊件的厚度相适应。对手工焊，hf应不小于，t为较厚焊件的厚度（mm），对自动焊，可减小1mm；hf应不大于较薄焊件厚度的1.2倍。对于板件边缘的焊缝，当t≤6mm时，hf≤t；当t>6mm时，hf＝t－(1~2)mm。焊缝长度lw也不应太长或太短，其计算长度不宜小于8hf或40mm，且不宜大于60hf2角焊缝计算的基本公式则有可得角焊缝计算的基本公式为仅有平行于焊缝长度方向的轴心力时仅有垂直于焊缝长度方向的轴心力时受各力综合作用时3常用连接方式的角焊缝计算1、受轴心力作用的拼接板连接仅侧面角焊缝（图a）仅正面角焊缝（图b）三面围焊时（图c）先计算计算正面角焊缝受力N1，剩余的N－N1由

5、侧面角焊缝承担。菱形拼接板（图d）简化计算不计正面及斜焊缝的f：2、受轴心力作用的角钢连接当用侧面角焊缝连接时（图a）肢背N1=e2N/（e1+e2）=K1N肢尖N2=e1N/（e1+e2）=K2N三面围焊时（图b）正面角焊缝承担的力为N3=0.7hf∑lw3βfffw侧面角焊缝承担的力为肢背N1=e2N/（e1+e2）－N3/2=K1N－N3/2肢尖N2=e1N/（e1+e2）－N3/2=K2N－N3/2L形焊缝（图c）正面角焊缝承担的力为N3=0.7hf∑lw3βfffw侧面角焊缝承担的力为N1=N－N33、弯矩作用下的焊缝4、扭矩作用下的焊缝焊缝群受扭：假定①被连接构件是绝对刚性的

6、，而螺栓则是弹性的；②被连接板件绕角焊缝有效截面形心o旋转，角焊缝上任一点的应力方向垂直于该点与形心o的连线，应力的大小与其距离r的大小成正比。环焊缝受扭5、弯矩、剪力和轴心力共同作用6、扭矩、剪力和轴心力共同作用7、塞焊计算1焊接残余应力的分类和产生的原因纵向残余应力5焊接残余应力和残余变形横向残余应力厚度方向的残余应力约束状态下的焊接应力2焊接残余应力的影响对结构静力强度的影响对结构刚度的影响对压杆稳定的影响对低温冷脆的影响对疲劳强度的影响3焊接残余变形残余变形形式残余变形形式4减小焊接残余应力和焊接残余变形的方法采取合理的施焊次序施焊前加相反的预变形（图a、b）焊前预热，焊后回火（图

7、c）5合理的焊缝设计焊接位置要合理，布置应尽量对称于截面重心焊缝尺寸要适当，采用较小的焊脚尺寸焊缝不宜过分集中（图a）应尽量避免三向焊缝交叉（图b）考虑钢板分层问题（图c）焊条易达到（图d）避免仰焊6普通螺栓的构造和计算普通螺栓连接A、B级螺栓—5.6级和8.8级，d0-d=0.3~0.5mm，钻成孔C级螺栓—4.6级和4.8级，d0-d=1.0~1.5mm，冲成孔高强度螺栓连接8.8级和10.9级，d0-d=1.0~1