鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 石建軍 CH07.doc

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 石建軍 CH07 ，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 石建軍 CH07。
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第7章 鋼結(jié)構(gòu)的連接 教學(xué)提示：本章介紹了鋼結(jié)構(gòu)連接的主要方式、特性、構(gòu)造及焊接應(yīng)力與焊接變形，敘述了焊接連接中角焊縫、對(duì)接焊縫及螺栓連接中普通螺栓、高強(qiáng)度螺栓連接的受力特性及其設(shè)計(jì)和計(jì)算，并給出了相應(yīng)的計(jì)算公式。
教學(xué)目標(biāo)：本章應(yīng)讓學(xué)生了解鋼結(jié)構(gòu)連接的主要方式、特性、構(gòu)造及焊接應(yīng)力與焊接變形，掌握角焊縫、對(duì)接焊縫、普通螺栓和高強(qiáng)度螺栓連接的受力特性及其設(shè)計(jì)和計(jì)算。
7.1 鋼結(jié)構(gòu)連接方法 鋼結(jié)構(gòu)通常是由鋼板、型鋼通過(guò)組合連接成為基本構(gòu)件，再通過(guò)安裝連接成為整體結(jié)構(gòu)骨架。
連接往往是傳力的關(guān)鍵部位，連接構(gòu)造不合理，將使結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡(jiǎn)圖與真實(shí)情況相差很遠(yuǎn)；連接強(qiáng)度不足，將使連接破壞，導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)迅速破壞。
因此連接在鋼結(jié)構(gòu)中占有很重要的地位，連接設(shè)計(jì)是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。
鋼結(jié)構(gòu)中所用的連接方法有：焊縫連接、鉚釘連接和螺栓連接，如圖7.1所示。
最早出現(xiàn)的連接方法是螺栓連接，目前則以焊縫連接為主，高強(qiáng)度螺栓連接近年來(lái)發(fā)展迅速，使用越來(lái)越多，而鉚釘連接已很少采用。
圖7.1 鋼結(jié)構(gòu)的連接方法 焊縫連接是現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)最主要的連接方式，它的優(yōu)點(diǎn)是任何形狀的結(jié)構(gòu)都可用焊縫連接，構(gòu)造簡(jiǎn)單。
焊縫連接一般不需拼接材料，省鋼省工，而且能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，生產(chǎn)效率較高。
目前土木工程中焊接結(jié)構(gòu)占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。
但是，焊縫質(zhì)量易受材料，操作的影響，因此對(duì)鋼材材性要求較高。
高強(qiáng)度鋼更要有嚴(yán)格的焊接程序，焊縫質(zhì)量要通過(guò)多種途徑的檢驗(yàn)來(lái)保證。
鉚釘連接需要先在構(gòu)件上開(kāi)孔，鉚孔比鉚釘直徑大1mm，加熱至900℃～1000℃，并用鉚釘槍打鉚。
連接剛度大，傳力可靠，韌性和塑性較好，質(zhì)量易于檢查，對(duì)經(jīng)常受動(dòng)力荷載作用，荷載較大和跨度較大的結(jié)構(gòu)，可采用鉚接結(jié)構(gòu)。
但是，由于鉚釘連接對(duì)施工技術(shù)的要求高，勞動(dòng)強(qiáng)度大，施工條件惡劣，施工速度慢，已逐步被高強(qiáng)螺栓連接所取代。
螺栓連接分普通螺栓連接和高強(qiáng)度螺栓連接兩種。
其中普通螺栓分C級(jí)螺栓和A、B級(jí)螺栓兩種：C級(jí)螺栓習(xí)稱粗制螺栓，直徑與孔徑相差1.0mm～1.5mm，便于安裝，但螺 148 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 桿與鋼板孔壁不夠緊密，螺栓不宜受剪；A、B級(jí)螺栓習(xí)稱精制螺栓，其栓桿與栓孔的加工都有嚴(yán)格要求，受力性能較C級(jí)螺栓為好，但費(fèi)用較高。
高強(qiáng)度螺栓分高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接、高強(qiáng)度螺栓承壓型連接兩種，均用強(qiáng)度較高的鋼材制作，安裝時(shí)通過(guò)特制的扳手，以較大的扭矩上緊螺母，使螺桿產(chǎn)生很大的預(yù)應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力把被連接的部件夾緊，使部件的接觸面間產(chǎn)生很大的摩擦力，外力可通過(guò)摩擦力來(lái)傳遞。
當(dāng)僅考慮以部件接觸面間的摩擦力傳遞外力時(shí)稱為高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接；而同時(shí)考慮依