文档介绍：钢结构的连接方法
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。
钢结构的连接通常有焊接,铆接和螺栓连接三种方式(图3-1)。
焊接连接的特性
钢结构常用的焊接方法有电弧焊,电渣焊、气体保护焊和电阻焊等。
焊缝连接形式按构件的相对位置可分为平接、搭接、T形连接和角接四种。(图3-2)
焊缝形式主要有对接焊缝和角焊缝。其中对接焊缝按受力方向可分为对接正焊缝和对接斜焊
缝;角焊缝长度方向垂直于力作用方向的称正面角焊缝,平行于力作用方向的称侧面角焊缝。
焊缝缺陷和焊缝等级
焊缝中可能存在裂纹、气孔、烧穿、夹渣、未焊透、咬边、焊瘤等缺陷。(图3-3)
《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205)规定,焊缝依其质量检查标准分为三级,其中
三级焊缝只要求通过外观检查,即检查焊缝实际尺寸是否符合设计要求和有无看得见的裂纹,咬
边等缺陷。对于重要结构或要求焊缝金属强度等于被焊金属强度的对接焊缝,必须进行一级或二
级质量检验,即在外观检查的基础上再做无损检验。其中二级要求用超声波检验每条焊缝的20%
长度,且不小于200mm;一级要求用超声波检验每条焊缝全部长度,以便揭示焊缝内部缺陷。
焊缝代号
焊缝符号主要由图形符号、辅助符号和引出线等部分组成。(表3-1a) (表3-1b)
3 钢结构的连接设计
3 钢结构的连接设计
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对接焊缝的构造和计算
对接焊缝按坡口形式分为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)、
带钝边U形缝、带钝边双单边V形缝和双Y形缝等。(图3-4)
对基焊缝计算
对接焊缝的应力分布情况基本上与焊件相同。可用计算焊件的方法计算对接焊缝。对于重要
的构件,按一、二级标准检验焊缝质量,焊缝和构件等强,不必另行计算,只有对三级焊缝,才
需要计算。
(1)轴心受力的对接焊缝
=N/(lwt)≤fwt或fwc (3-1)
式中 N ——轴心拉力或压力的设计值;
lw ——焊缝计算长度,当采用引弧板施焊时,取焊缝实际长度;当无法采用引弧板时,每条焊缝取实际长度减去2t;
t ——在对接接头中为连接件的较小厚度,不考虑焊缝的余高;在T形接头中为腹板厚度;
ftw, fcw——对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值。抗压焊缝和质量等级为一、二级的抗拉焊缝与母材等强,三级抗拉焊缝强度为母材的85% 。
(2)受弯、受剪的对接焊缝计算
=M/Ww ≤ fwt (3-2)
=VS/(Iwt )≤ fwV (3-3)
(3-4)
3 钢结构的连接设计
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角焊缝的构造和计算
(1) 角焊缝的截面
角焊缝两边夹角一般为900(直角角焊缝),夹角大于1350或小于600的斜角交焊缝,除钢管结
构外,一般不宜用作受力焊缝。(图3-5)
角焊缝的有效截面为平分角焊缝夹角的截面,破坏往往从这个截面发生。有效截面的高度
(不考虑焊缝余高)称为角焊缝的有效厚度he ,当≤90o 时, he = hf ;当>90o 时,
he = hf cos(/2)。
(2) 角焊缝的尺寸限制
焊脚尺寸 hf 应与焊件的厚度相适应,不宜过大或过小。
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;
。
对于板件边缘的焊缝,当t ≤6mm时, hf ≤t ;当t >6mm时, hf =t -(1~2)mm。(图3-6)
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60hf 。
(3) 角焊缝计算的基本公式
(3-5)
式中f ——正面角焊缝的强度设计值增大系数, ;但对直接承受动力荷载
结构中的角焊缝,由于正面角焊缝的刚度大,韧性差,应取f =;
x 、y ——按角焊缝有效截面计算,垂直于焊缝长度方向的正应力;
z ——按角焊缝有效截面计算,沿焊缝长度方向的剪应力。
3 钢结构的连接设计
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(4) 常用连接方式的角焊缝计算
①受轴心力作用时(图3-7)
焊缝长度与受力方向垂直(正面角焊缝):
(3-6)
焊缝长度与受力方向平行(侧面角焊缝) :
(3-7)
式中lw为连接一侧所有焊缝的计算长度之和,每条焊缝按实际长度减去2hf。
三面围焊时,先按式(3-6)计算计