本章主要介紹鋼結(jié)構(gòu)連接的方法及其受力特點(diǎn)課件

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1、11鋼　結(jié)　構(gòu)本章主要介紹鋼結(jié)構(gòu)連接的方法及其受力特點(diǎn)，以及普通鋼屋蓋和輕鋼屋蓋的組成、特點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造。要求理解鋼結(jié)構(gòu)連接的主要構(gòu)造要求，以及普通鋼屋架和輕鋼屋架的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造；了解檁條的種類和支撐的布置。本章提要本章內(nèi)容11.1鋼結(jié)構(gòu)的連接11.2鋼屋蓋11.1鋼結(jié)構(gòu)的連接焊接連接是通過電弧產(chǎn)生的熱量使焊條、焊件局部熔化，經(jīng)冷卻連為一體。焊接的方法有手工電弧焊、自動(dòng)或半自動(dòng)電弧焊、氣體保護(hù)焊。11.1.1焊接連接(1)手工電弧焊及焊條手工電弧焊是由電焊機(jī)、電線、焊鉗、焊條、焊件組成。打火引弧后，手持焊鉗的焊條與焊件很快接觸形成短路，強(qiáng)大的電流激發(fā)電弧，電弧溫度很

2、高（6000℃左右），使焊條與焊件熔化，滴落在電弧吹成的焊件熔池中，冷卻后熔為一體，如圖11.1所示。11.1.1.1焊接的基本知識(shí)手工電弧焊設(shè)備簡(jiǎn)單，操作靈活方便，適應(yīng)性強(qiáng)，在工程中廣泛應(yīng)用，但是焊接質(zhì)量波動(dòng)性大，要求具有一定的焊接水平，而且勞動(dòng)強(qiáng)度大，勞動(dòng)條件差。焊接質(zhì)量還與焊條的質(zhì)量牌號(hào)有關(guān)。焊條是由外層藥皮和內(nèi)部焊芯組成。藥皮的作用是提高電弧燃燒的穩(wěn)定性，形成保護(hù)性氣體和熔渣，脫氧以及向焊縫金屬摻加必要的化學(xué)元素，提高焊接質(zhì)量，改善機(jī)械性能。與其匹配的焊條見表11.1（詳見P224）。（2）焊接的特點(diǎn)焊接的優(yōu)點(diǎn)是不必打孔，省工省時(shí)；任何形狀構(gòu)件可直接

3、連接，構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便；密閉性好，結(jié)構(gòu)剛度大，整體性好。其缺點(diǎn)是焊縫附近熱影響區(qū)材質(zhì)變脆；焊接殘余應(yīng)力使結(jié)構(gòu)變脆，焊接殘余變形使結(jié)構(gòu)形狀發(fā)生變化；焊接裂縫一旦形成，很容易擴(kuò)展。圖11.1手工電弧焊原理按焊縫本身截面形式不同，焊縫分為對(duì)接焊縫和角焊縫。(1)對(duì)接焊縫按焊縫金屬充滿母材的程度分為焊透的對(duì)接焊縫和未焊透的對(duì)接焊縫。未焊透的對(duì)接焊縫受力很小，而且有嚴(yán)重的應(yīng)力集中。焊透的對(duì)接焊縫簡(jiǎn)稱對(duì)接焊縫。為了便于施工，保證施工質(zhì)量，保證對(duì)接焊縫充滿母材縫隙，根據(jù)鋼板厚度采取不同的坡口形式，如表11.2所示。11.1.1.2焊縫的構(gòu)造當(dāng)間隙過大（3～6mm）時(shí)，

4、可在V形縫及單邊V形縫、I形縫下面設(shè)一塊墊板（引弧板），防止熔化的金屬流淌，并使根部焊透。為保證焊接質(zhì)量，防止焊縫兩端凹槽，減少應(yīng)力集中對(duì)動(dòng)荷載的影響，焊縫成型后，若不影響其使用，兩端可留在焊件上，否則焊接完成后應(yīng)切去。見圖11.2。焊縫內(nèi)部的缺陷（未焊透、裂痕、凹凸等）使得構(gòu)件在外力作用下，經(jīng)過該處的傳力很不平順，在局部應(yīng)力突然增大，甚至形成高峰，這種現(xiàn)象叫鋼材的應(yīng)力集中，其結(jié)果導(dǎo)致材料脆性增加，塑性降低，對(duì)動(dòng)力荷載特別敏感，除采用引弧板外，還可以采取如表11.3中所示的措施。(2)角焊縫①角焊縫的類型角焊縫連接板件板邊不必精加工，板件無縫隙，焊縫金

5、屬直接填充在兩焊件形成的直角或斜角的區(qū)域內(nèi)。按角焊縫本身的截面形式分為直角焊縫（圖11.3(a)、(b)）、斜角焊縫（圖11.3(c)、(d)），常用直角焊縫；按角焊縫長(zhǎng)度與外力作用方向分為側(cè)焊縫、端焊縫、斜焊縫。由兩種及兩種以上的角焊縫組成的焊縫叫混合焊縫，例如圍焊縫、L形焊縫如圖11.4所示。②角焊縫的構(gòu)造要求直角焊縫中直角邊的尺寸稱為焊腳尺寸（圖11.5），其中較小邊的尺寸用hf表示。為保證焊縫質(zhì)量，宜選擇合適的焊角尺寸。如果焊腳尺寸過小，則焊不牢，特別是焊件過厚，易產(chǎn)生裂紋；如果焊腳尺寸過大，特別是焊件過薄時(shí)，易燒傷穿透，另外當(dāng)貼邊焊時(shí)，易產(chǎn)生咬邊現(xiàn)

6、象。為此，規(guī)范給出了最大焊腳尺寸hfmax和最小焊腳尺寸hfmin、焊縫計(jì)算長(zhǎng)度及其他構(gòu)造要求，見表11.4。(3)對(duì)接焊縫與角焊縫比較對(duì)接焊縫與角焊縫的比較見表11.5。(4)焊接殘余變形及焊接殘余應(yīng)力焊接是一個(gè)局部加熱，然后再冷卻的過程。在焊接過程中形成一個(gè)很不均勻的溫度場(chǎng)，熱變形很不均勻，加之冷卻后散熱速度不均勻，收縮也不一致，這樣鋼材各纖維變形不能恢復(fù)原狀，這種變形叫焊接殘余變形。在產(chǎn)生殘余變形的同時(shí)，鋼材各纖維之間形成相互制約的作用力，叫焊接殘余應(yīng)力。見圖11.6。焊接殘余變形、殘余應(yīng)力的危害及其消除或減小措施見表11.6。圖11.2引弧板表11

7、.2對(duì)接焊縫坡口形式坡口形式I形縫V形縫及單邊V形縫X形縫及K形縫簡(jiǎn)圖及構(gòu)造適用厚度鋼板厚度t<10mm。對(duì)于對(duì)接接頭：t≤5mm，應(yīng)采用單邊焊，t=6～10mm應(yīng)采用雙面焊鋼板厚度t=10～20mm。對(duì)于角接接頭不便雙邊焊時(shí)可采用單邊V形縫坡口鋼板厚度t>20mm，兩面施焊或兩邊施焊名稱寬度變化時(shí)厚度變化時(shí)Δt≤［Δt］厚度變化時(shí)Δt>［Δt］簡(jiǎn)圖說明（1）圖中表明坡度（≤1∶2.5）是靜力荷載作用下的坡度。對(duì)于厚度變化具體做法：Δt≤［Δt］時(shí)，直接使焊縫表面做成斜坡；Δt>［Δt］時(shí)，厚鋼板表面要切角與焊縫表面做成斜坡，［Δt］規(guī)定為：tmin=5～9m

8、m時(shí)，［Δ