钢结构设计原理第3章

钢结构设计原理

第 三 章2013-9-24 1

钢结构设计原理

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。2013-9-24 2

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§3.1一、焊缝连接

钢结构的连接方法

优点：不削弱截面，方便施工，连接刚度大； 缺点：材质易脆，存在残余应力，对裂纹敏感。

对接焊缝连接2013-9-24

角焊缝连接3

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二、铆钉连接 优点：连接刚度大，传力可靠； 缺点：对施工技术要求很高， 劳动强度大，施工条件差， 施

工速度慢。三、螺栓连接 分为： 普通螺栓连接 高强度螺栓连接2013-9-24 4

N

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§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 焊钳

A、焊条的选择： 焊条应与焊件

焊机

保护气体

钢材相适应。焊件2013-9-24

电弧

熔池 导线 5

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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) B、焊条的表示方法： E—焊条(Electrode)

第1、2位数字为熔融金属的最小抗拉强度(N/mm2) 第3、4位数字为适用焊接位置、电流及药皮的类型。 不同钢种的钢材焊接，宜采用与低强度钢材相适应的焊条。

C、优、缺点优点：方便，特别在高空和野外作业，小型焊接； 缺点：质量波动大，要求焊工等级高，劳动强度大，效率低。2013-9-24 6

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2.埋弧焊(自动或半自动)送丝器、、 、、 、、

焊剂漏斗

焊丝转盘、 、 、

、

、

熔渣、 、 、 、、 、 、 、 、、 、

焊剂 焊件

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埋弧自动焊

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A、焊丝的选择应与焊件等强度。 B、优、缺点： 优点：自动化程度高，焊接速度快，劳动强度低， 焊接质量好。 缺点：设备投资大，施工位臵受限等。

机 器

送 丝 器

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3.气体保护焊 优、缺点： 优点：焊接速度快，焊接质 量好。 缺点：施工条件受限制等。

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二、焊接连接形式和焊缝形式 1.焊接连接形式

对接 T形连接

搭接角 部 连 接

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2.焊缝形式 (1)对接焊缝

正对接焊缝 (2)角焊缝

斜对接焊缝

T型对接焊缝

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3. 焊缝位臵

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三、焊缝缺陷及焊缝质量检查1.焊缝缺陷

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2.焊缝质量检查 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。2013-9-24 14

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《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；2013-9-24 15

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3.焊缝质量等级及选用 《钢结构设计规范》(GB50017--2003)中，对焊 缝质量等级的选用有如下规定：

(1) 需要进行疲劳计算的构件中，垂直于作用力方向的横向对接焊缝受拉时应为一级，受压时应为二级。 (2) 在不需要进行疲劳计算的构件中，凡要求与母材 等强的受拉对接焊缝应不低于二级；受压时宜为二级。2013-9-24 16