钢结构的连接和计算
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摘要
钢结构连接是钢结构构件的重要组成部分，本文结合工程实践，着重对钢结构中广泛应用的连接形式，如焊接连接、普通螺栓连接、高强度螺栓连接和混合连接等进行了叙述。在论文中，除了介绍上述各种连接在不同受力状态下的计算方法外，本文还结合多年来工程实践经验，对各种连接方式的施工工艺、构造形式、施工质量检查、验收等方面作了综合性论述和总结介绍。对工程中采用较多连接如高强度螺栓连接、栓-焊混合连接等作了较深入分析；对工程中容易出现问题连接如不焊透的对接焊缝计算方法及可能出现的焊接变形及处理等问题也作了较深入探讨。论文总结了工程实践经验，还对各种连接的加工时的材料选择、加工程序、质量保证等方面均作了较全面总结交流。
随着钢结构的广泛应用和使用年限的增长，加之使用中荷载变动和施工过程中可能留下的质量隐患等问题，在实践中，不少钢结构构件需要进行加固处理，因此本文对连接加固技术原则与方法作了一些简要的介绍。
文章最后，结合上海宝钢工程的实践，提供了涉及连接技术二个工程实例。一是宝钢炼钢厂钢包加固修复实例，二是宝钢二号高炉易地大修高炉框架焊接方案。通过这二个工程的加固修复实例，说明了焊接技术应用的普遍性、可靠性和检测手段的必要性；连接工程对管理、设备、材料、工艺、人员、操作、安全的系统性和重要性。
The connection of steel structures is an important part for the steel structural member. The types of connections which are commonly used in practical engineering, such as welding, bolting, high-strength bolting and mixed connections are discussed in this paper. Except the introduction of the types and calculation under different state loading, the technique, quality test, examination and acceptance for the steel connections are also summarized in this paper by author's years practical experiences. The commonly used methods of connections, especially the high-strength bolted connection and welding with bolting mixed connections are discussed in more detail. The analysis for the problems, such as partial penetrated butt weld and welding deformation is also discussed in the paper. The selection of connection materials, connection processes, quality control, assurance etc. are discussed also.
Some steel projects which have been used for years, may have troubles caused by changing of loads and possible hidden problem during construction. So some members in the original steel structures need strengthening. So this paper gives a brief introduction on the rules and methods about connection strengthening.
This paper ends up with two living examples concerning connection techniques. One is the strengthening and overhauling of steel ladle in Bao Steel. The other one is overhauling of No.2 blast furnace frames also in Bao Steel. These examples prove that the applications of connection techniques are popular and reliable. In addition, they also show that the management, equipments, materials technique, operations and security of connection projects are more important.
随着钢结构的广泛应用和使用年限的增长，加之使用中荷载变动和施工过程中可能留下的质量隐患等问题，在实践中，不少钢结构构件需要进行加固处理，因此本文对连接加固技术原则与方法作了一些简要的介绍。
文章最后，结合上海宝钢工程的实践，提供了涉及连接技术二个工程实例。一是宝钢炼钢厂钢包加固修复实例，二是宝钢二号高炉易地大修高炉框架焊接方案。通过这二个工程的加固修复实例，说明了焊接技术应用的普遍性、可靠性和检测手段的必要性；连接工程对管理、设备、材料、工艺、人员、操作、安全的系统性和重要性。
The connection of steel structures is an important part for the steel structural member. The types of connections which are commonly used in practical engineering, such as welding, bolting, high-strength bolting and mixed connections are discussed in this paper. Except the introduction of the types and calculation under different state loading, the technique, quality test, examination and acceptance for the steel connections are also summarized in this paper by author's years practical experiences. The commonly used methods of connections, especially the high-strength bolted connection and welding with bolting mixed connections are discussed in more detail. The analysis for the problems, such as partial penetrated butt weld and welding deformation is also discussed in the paper. The selection of connection materials, connection processes, quality control, assurance etc. are discussed also.
Some steel projects which have been used for years, may have troubles caused by changing of loads and possible hidden problem during construction. So some members in the original steel structures need strengthening. So this paper gives a brief introduction on the rules and methods about connection strengthening.
This paper ends up with two living examples concerning connection techniques. One is the strengthening and overhauling of steel ladle in Bao Steel. The other one is overhauling of No.2 blast furnace frames also in Bao Steel. These examples prove that the applications of connection techniques are popular and reliable. In addition, they also show that the management, equipments, materials technique, operations and security of connection projects are more important.
引文
[1] 中华人民共和国国家标准：《钢结构设计规范》，GB50017-2003，中国计划出版社，北京，1989
[2] 中华人民共和国国家标准：《钢结构工程施工质量验收规范》，GBJ50205-2001，中国计划出版社，北京,2001
[3] 中华人民共和国国家标准：《冷弯薄壁型钢结构技术规范》，GB50018-2002,中国计划出版社，北京，2002
[4] 中华人民共和国行业标准：《建筑钢结构焊接技术规范》，JGJ81-2002,中国建筑工业出版社，北京，2002
[5] 中国工程建设标准化协会标准《钢结构加固技术规范》，CECS77：96,建设部中国工程建设标准化协会，北京，1996
[6] 中华人民共和国行业标准：《钢结构检测评定及加固技术规程》，YB9257-96,冶金工业出版社，北京，1997
[7] 上海市标准：《轻型钢结构设计规程》，DBJ08-69-97
[8] 美国钢结构焊接规范ANS1／AWSD11.92，宝钢工程指挥部工程技术处，陆兆琦译，1993
[9] 周文瑛等《建筑钢结构焊接技术规程JGJ81修订简介》，《钢结构》，2003年第二期
[10] 陈绍蕃著．钢结构设计原理．中国科学出版社，1998
[11] 王肇民等．钢结构设计原理．同济大学出版社，1991
[12] 陈绍蕃主编．钢结构．中国建筑出版社，1988
[13] 王国周 瞿履谦主编．钢结构的原理与设计．清华大学出版社，1993
[14] 殴阳可庆主编．钢结构．同济大学出版社，1986
[15] 中华人民共和国行业标准：《钢结构高强螺栓连接的设计、施工及验收规程》，JGJ082-91，中国建筑工业出版社，1992
[16] 钟善桐主编．钢结构．北京：中国建筑工业出版社，1988
[17] H.G斯特列律斯基编 钟善桐等译高等教育出版社1955
[18] 渡边邦夫等编著(日)周耀坤译．钢结构设计与施工．中国建筑工业出版社，2000．6
[19] 刘声扬著．钢结构疑难释义．武汉工业大学出版社，1990
[20] 梁锟等．关于钢结构连接设计的一些问题．钢结构．2003年第三期
[21] M.H.拉新科著 杨郁译．金属结构的加固．建筑工程出版社，1956
[22] 许国良．多层多垮钢架梁柱连接采用栓焊混合连接、高层轻型、高耸钢结构的理论与工程技术进展．同济大学出版社，1997
[23] 李锦钰．自动埋弧焊单面角焊缝T型连接的试验研究．同济大学出版社，1997
[24] 程俊彪等．无檩屋面结构箱形组合压型钢板的焊接技术．钢结构．2003年第三期
[25] Murray, N. W., Introduction to the Theory of Thin-Walled Structure, Clarendon Press, 1984.
[26] Ballio, G., Galambos, T. V., Inelastic Steel Beams under Uniform Moment, J. of the Structural Div., ASCE, 91, ST6, 1965, pp. 67～93.
[27] ASCE, Plastic Design in Steel, A Guide and Commentary, 2ed ed., 1971.
[28] Bleich, F., Bucking Strengtn of Metal Structures, McGraw-Hill, 1952．中译本：金属结构的屈曲强度，科学出版社，1965．
[2] 中华人民共和国国家标准：《钢结构工程施工质量验收规范》，GBJ50205-2001，中国计划出版社，北京,2001
[3] 中华人民共和国国家标准：《冷弯薄壁型钢结构技术规范》，GB50018-2002,中国计划出版社，北京，2002
[4] 中华人民共和国行业标准：《建筑钢结构焊接技术规范》，JGJ81-2002,中国建筑工业出版社，北京，2002
[5] 中国工程建设标准化协会标准《钢结构加固技术规范》，CECS77：96,建设部中国工程建设标准化协会，北京，1996
[6] 中华人民共和国行业标准：《钢结构检测评定及加固技术规程》，YB9257-96,冶金工业出版社，北京，1997
[7] 上海市标准：《轻型钢结构设计规程》，DBJ08-69-97
[8] 美国钢结构焊接规范ANS1／AWSD11.92，宝钢工程指挥部工程技术处，陆兆琦译，1993
[9] 周文瑛等《建筑钢结构焊接技术规程JGJ81修订简介》，《钢结构》，2003年第二期
[10] 陈绍蕃著．钢结构设计原理．中国科学出版社，1998
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[13] 王国周 瞿履谦主编．钢结构的原理与设计．清华大学出版社，1993
[14] 殴阳可庆主编．钢结构．同济大学出版社，1986
[15] 中华人民共和国行业标准：《钢结构高强螺栓连接的设计、施工及验收规程》，JGJ082-91，中国建筑工业出版社，1992
[16] 钟善桐主编．钢结构．北京：中国建筑工业出版社，1988
[17] H.G斯特列律斯基编 钟善桐等译高等教育出版社1955
[18] 渡边邦夫等编著(日)周耀坤译．钢结构设计与施工．中国建筑工业出版社，2000．6
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[20] 梁锟等．关于钢结构连接设计的一些问题．钢结构．2003年第三期
[21] M.H.拉新科著 杨郁译．金属结构的加固．建筑工程出版社，1956
[22] 许国良．多层多垮钢架梁柱连接采用栓焊混合连接、高层轻型、高耸钢结构的理论与工程技术进展．同济大学出版社，1997
[23] 李锦钰．自动埋弧焊单面角焊缝T型连接的试验研究．同济大学出版社，1997
[24] 程俊彪等．无檩屋面结构箱形组合压型钢板的焊接技术．钢结构．2003年第三期
[25] Murray, N. W., Introduction to the Theory of Thin-Walled Structure, Clarendon Press, 1984.
[26] Ballio, G., Galambos, T. V., Inelastic Steel Beams under Uniform Moment, J. of the Structural Div., ASCE, 91, ST6, 1965, pp. 67～93.
[27] ASCE, Plastic Design in Steel, A Guide and Commentary, 2ed ed., 1971.
[28] Bleich, F., Bucking Strengtn of Metal Structures, McGraw-Hill, 1952．中译本：金属结构的屈曲强度，科学出版社，1965．