鋼結構的連接方式

1、1.不悔夢歸處，只恨太匆匆。2.有些人錯過了，永遠無法在回到從前;有些人即使遇到了，永遠都無法在一起，這些都是一種刻骨銘心的痛!3.每一個人都有青春，每一個青春都有一個故事，每個故事都有一個遺憾，每個遺憾都有它的青春美。4.方茴說：“可能人總有點什么事，是想忘也忘不了的。”5.方茴說：“那時候我們不說愛，愛是多么遙遠、多么沉重的字眼啊。我們只說喜歡，就算喜歡也是偷偷摸摸的?！?.方茴說：“我覺得之所以說相見不如懷念，是因為相見只能讓人在現(xiàn)實面前無奈地哀悼傷痛，而懷念卻可以把已經(jīng)注定的謊言變成童話?！?7.在村頭有一截巨大的雷擊木，直徑十幾米，此時主干上唯一的柳條已經(jīng)在朝霞中掩去了瑩光，變得普普

2、通通了。 8.這些孩子都很活潑與好動，即便吃飯時也都不太老實，不少人抱著陶碗從自家出來，湊到了一起。 9.石村周圍草木豐茂，猛獸眾多，可守著大山，村人的食物相對來說卻算不上豐盛，只是一些粗麥餅、野果以及孩子們碗中少量的肉食。3-1鋼結構的連接鋼結構的構件是由型鋼、鋼板等通過連接（connections）構成的，各構件再通過安裝連接架構成整個結構。因此，連接在鋼結構中處于重要的樞紐地位。在進行連接的設計時，必須遵循安全可靠、傳力明確、構造簡單、制造方便和節(jié)約鋼材的原則。鋼結構的連接方法可分為焊接連接、鉚釘連接、螺栓連接和輕型鋼結構用的緊固件連接等（圖3.1.1）。3.1.1焊縫連接一、焊縫連接的

3、特點焊接連接(weldedconnection)是現(xiàn)代鋼結構最主要的連接方法。其優(yōu)點是：構造簡單，任何形式的構件都可直接相連；用料經(jīng)濟，不削弱截面；制作加工方便，可實現(xiàn)自動化操作；連接的密閉性好，結構剛度大。其缺點是：在焊縫附近的熱影響區(qū)內，鋼材的金相組織發(fā)生改變，導致局部材質變脆；焊接殘余應力和殘余變形使受壓構件承載力降低；焊接結構對裂紋很敏感，局部裂紋一旦發(fā)生，就容易擴展到整體，低溫冷脆問題較為突出。二、鋼結構常用的焊接方法1、手工電弧焊這是最常用的一種焊接方法（3.1.2）。通電后，在涂有藥皮的焊條和焊件間產(chǎn)生電弧。電弧提供熱源，使焊條中的焊絲熔化，滴落在焊件上被電弧所吹成的小凹槽熔池中

4、。由電焊條藥皮形成的熔渣和氣體覆蓋著熔池，防止空氣中的氧、氮等氣體與熔化的液體金屬接觸，避免形成脆性易裂的化合物。焊縫金屬冷卻后把被連接件連成一體。手工電弧焊設備簡單，操作靈活方便，適于任意空間位置的焊接，特別適于焊接短焊縫。但生產(chǎn)效率低，勞動強度大，焊接質量與焊工的技術水平和精神狀態(tài)有很大的關系。手工電弧焊所用焊條應與焊件鋼材（或稱主體金屬）相適應，例如：對Q235鋼采用E43型焊條（E4300E4328）；對Q345鋼采用E50型焊條（E5000E5048）；對390鋼和Q420鋼采用E55型焊條（E5500E5518）。焊條型號中字母E表示焊條類型等。不同鋼種的鋼材相焊接時，宜采用低組配

5、方案，即宜采用與低強度鋼相適應的焊條。2、埋弧焊（自動或半自動）埋弧焊是電弧在焊劑層下燃燒的一種電弧焊方法。焊絲送進和焊接方向的移動有專門機構控制的稱埋弧自動電弧焊（圖3.1.3）；焊絲送進有專門機構控制，而焊接方向的移動靠工人操作的稱為埋弧半自動電弧焊。電弧焊的焊絲不涂藥皮，但施焊端靠由焊劑漏頭自動流下的顆粒狀焊劑所覆蓋，電弧完全被埋在焊劑之內，電弧熱量集中，熔深大，適于厚板的焊接，具有很高的生產(chǎn)率。由于采用了自動或半自動化操作，焊接時的工藝條件穩(wěn)定，焊縫的化學成分均勻，故焊成的焊縫的質量好，焊件變形小。同時，高的焊速成也減小了熱影響區(qū)的范圍。但埋弧焊對焊件邊緣的裝配精度（如間隙）要求比手工

6、焊高。埋弧焊所用焊絲和焊劑應與主體金屬的力學性能相適應，并應符合現(xiàn)行國家標準的規(guī)定。3、氣體保護焊氣體保護焊是利用二氧化碳氣體或其他惰性氣體作為保護介質的一種電弧熔焊方法。它直接依靠保護氣體在電弧周圍造成局部的保護層，以防止有害氣體的侵入并保證了焊接過程的穩(wěn)定性。氣體保護焊的焊縫熔化區(qū)沒有熔渣，焊工能夠清楚地看到焊縫成型的過程；由于保護氣體是噴射的，有助于熔滴的過渡；又由于熱量集中，焊接速度快，焊件熔深大，故所形成的焊縫強度比手工電弧焊高，塑性和抗腐蝕性好，適用于全位置的焊接。但不適用于在風較大的地方施焊。4、電阻焊電阻焊是利用電流通過焊件接觸點表面電阻所產(chǎn)生的熱來熔化金屬，再通過加壓使其焊合

7、。電阻焊只適用于板疊厚度不大于12mm的焊接。對冷彎薄壁型鋼構件，電阻焊可用來綴合壁厚不超過3.5mm的構件，如將兩個冷彎槽鋼或C型鋼組合成I型截面構件等。三、焊接連接形式及焊縫形式1、焊縫連接形式焊縫連接形式按被連接鋼材的相互位置可分為對接、搭接、T型連接和角部連部四種（圖3.1.4）。這些連接所采用的焊縫主要有對接焊縫和角焊縫。對接連接主要用于厚度相同或接近相同的兩構件的相互連接。圖3.1.4（a）所示為采用對接焊縫的對接連接，由于相互連接的兩構件在同一平面內，因而傳力均勻平緩，沒有明顯的應力集中，且用料經(jīng)濟，但是焊件邊緣需要加工，被連接兩板的間隙和坡口尺寸有嚴格的要求。圖3.1.4（b）

8、所示為用雙層蓋板和角焊縫的對接連接，這種連接傳力不均勻、費料，但施工簡便，所連接兩板的間隙大小無需嚴格控制。圖3.1.4（c）所示為用角焊縫的搭接連接，特別適用于不同厚度構件的連接。傳力不均勻，材料較費，但構造簡單，施工方便，目前還廣泛應用。T型連接省工省料，常用于制作組合截面。當采用角焊縫連接時（圖3.1.4d），焊件間存在縫隙，截面突變，應力集中現(xiàn)象嚴重，疲勞強度較低，可用于不直接承受動力荷載結構的連接中。對于直接承受動荷載的結構，如重級工作制吊車梁，其上翼緣與腹板的連接，應采用如圖3.1.4（e）所示的焊透的T形對接與角接組合焊縫進行連接。角部連接（圖3.1.4f、g）主要用于制作箱形截

9、面。2、焊縫形式對接焊縫按所受力的方向分為正對接焊縫（圖3.1.5a）和斜對接焊縫（圖3.1.5b）。角焊縫（圖3.1.5c）可分為正面角焊縫、側面角焊縫和斜焊縫。焊縫沿長度方向的布置分為連續(xù)角焊縫和間斷角焊縫二種（圖3.1.6）。連續(xù)角焊縫的受力性能較好，為主要的角焊縫形式。間斷角焊縫的起、滅弧處容易引起應力集中，重要結構應避免采用，只能用于一些次要構件的連接或受力很小的連接中。間斷角焊縫的間斷距離l不宜過長，以免連接不緊密，潮氣侵入引起構件銹蝕。一般在受壓構件中應滿足l15t；在受拉構件中l(wèi)30t，t為較薄焊件的厚度。焊縫按施焊位置分為平焊、橫焊、立焊及仰焊（圖3.1.7）。平焊（又稱俯焊

10、）施焊方便。立焊和橫焊要求焊工的操作水平比平較高。仰焊的操作條件最差，焊縫質量不易保證，因此應盡量避免采用仰焊。四、焊縫缺陷及焊縫質量檢驗1、焊縫缺陷焊縫缺陷指焊接過程中產(chǎn)生于焊縫金屬或附近熱影響區(qū)鋼材表面或內部的缺陷。常見的缺陷有裂紋、焊瘤、燒穿、弧坑、氣孔、夾渣、咬邊、未熔合、未焊透（圖3.1.8）等；以及焊縫尺寸不符合要求、焊縫成形不良等。裂紋是焊縫連接中最危險的缺陷。產(chǎn)生裂紋的原因很多，如鋼材的化學成分不當；焊接工藝條件（如電流、電壓、焊速、施焊次序等）選擇不合適；焊件表面油污未清除干凈等。2、焊縫質量檢驗焊縫缺陷的存在將削弱焊縫的受力面積，在缺陷處引起應力集中，故對連接的強度、沖擊韌

11、性及冷彎性能等均有不利影響。因此，焊縫質量檢驗極為重要。焊縫質量檢驗一般可用外觀檢查及內部無損檢驗，前者檢查外觀缺陷和幾何尺寸，后者檢查內部缺陷。內部無損檢驗目前廣泛采用超聲波檢驗。該方法使用靈活、經(jīng)濟，對內部缺陷反應靈敏，但不易識別缺陷性質；有時還用磁粉檢驗。該方法熒光檢驗等較簡單的方法作為輔助。此外還可采用X射線或r射線透照或拍片。鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范（GB50205-2001）規(guī)定焊縫按其檢驗方法和質量要求分為一級、二級和三級。三級焊縫只要求對全部焊縫作外觀檢查且符合三級質量標準；設計要求全焊透的一級、二級焊縫則除外觀檢查外，還要求用超聲波探傷進行內部缺陷的檢驗，超聲波探傷不能對缺

12、陷作出判斷時，應采用射線探傷檢驗，并應符合國家相應質量標準的要求。3、焊縫質量等級的規(guī)定GB50017規(guī)范規(guī)定，焊縫應根據(jù)結構的重要性、荷載特性、焊縫形式、工作環(huán)境以及應力狀態(tài)等情況，按下述原則分別選用不同的質量等級：（1）在需要進行疲勞計算的構件中，凡對接焊縫均應焊透，其質量等級為：作用力垂直于焊縫長度方向的橫向對接焊縫或T型對接與角接組合焊縫，受拉時應為一級，受壓時應為二級；作用力平行于焊縫長度方向的縱向對接焊縫應為二級。（2）不需要計算疲勞的構件中，凡要求與母材等強的對接焊縫應予焊透，其質量等級當受拉時應不低于二級，受壓時宜為二級。（3）重級工作制和起重量Q50t的中級工作制吊車梁的腹板

13、與上翼緣之間以及吊車桁架上弦桿與節(jié)點板之間的T形接頭焊縫均要求焊透。焊縫形式一般為對接與角接的組合焊縫，其質量等級不應低于二級。（4）不要求焊透的T形接頭采用的角焊縫或部分焊透的對接與角接組合焊縫，以及搭接連接采用的角焊縫，其質量等級為：對直接承受動力荷載且需要驗算疲勞的結構和吊車起重量等于或大于50t的中級工作制吊車梁，焊縫的外觀質量標準應符合二級；對其他結構，焊縫的外觀質量標準可為三級。3.1.2鉚釘和螺栓連接一、鉚釘連接鉚釘連接（rivetedconnections）的制造有熱鉚和冷鉚二種方法。熱鉚是由燒紅的釘坯插入構件的釘孔中，用鉚釘槍或壓鉚機鉚合而成。冷鉚是在常溫下鉚合而成。在建筑結

14、構中一般都采用熱鉚。鉚釘?shù)牟牧蠎辛己玫乃苄?，通常采用專用鋼材BL2和BL3號鋼制成。鉚釘連接的質量和受力性能與釘孔的制法有很大關系。釘孔的制法分為、兩類。類孔是用鉆模鉆成，或先沖成較小的孔，裝配時再擴鉆而成，質量較好。類孔是沖成或不用鉆模鉆成，雖然制法簡單，但構件拼裝時釘孔不易對齊，故質量較差。重要的結構應該采用B類孔。鉚釘打好后，釘桿由高溫逐漸冷卻而發(fā)生收縮，但被釘頭之間的鋼板阻止住，所以釘桿中產(chǎn)生了收縮拉應力，對鋼板則產(chǎn)生壓縮系緊力。這種系緊力使連接十分緊密。當構件受剪力作用時，鋼板接觸面上產(chǎn)生很大的磨擦力，因而能大大提高連接的工作性能。鉚釘連接由于構造復雜，費鋼費工，現(xiàn)已很少采用。但是

15、鉚釘連接的塑性和韌性較好，傳力可靠，質量易于檢查，在一些重型和直接承受動力荷載的結構中，有時仍然采用。二、螺栓連接螺栓連接分普通螺栓連接（boltedconnections）和高強度螺栓連接（high-strengthboltedconnections）兩種。1、普通螺栓連接C級螺栓由未經(jīng)加工的圓鋼壓制而成。由于螺栓表面粗糙，一般采用在單個零件上一次沖成或不用鉆模鉆成的孔（類孔）。螺栓孔的直徑比螺栓桿的直徑大1.53mm。對于采用C級螺栓的連接，由于螺桿與栓孔之間有較大的間隙，受剪力作用時，將會產(chǎn)生較大的剪切滑移，連接的變形大。但安裝方便，且能有效地傳遞拉力，故一般可用于沿螺栓桿軸受拉的連接中

16、，以及次要結構的抗剪連接或安裝時的臨時固定。A、B級精制螺栓是由毛坯在車床上經(jīng)過切削加工精制而成。表面光滑，尺寸準確，螺桿直徑與螺栓孔徑相同，但螺桿直徑僅允許負公差，螺栓孔直徑僅允許正公差，對成孔質量要求高。由于有較高的精度，因而受剪性能好。但制作和安裝復雜，價格較高，已很少在鋼結構中采用。2、高強度螺栓連接高強度螺栓分大六角頭型（圖3.1.9a）和扭剪型（圖3.1.9b）兩種。安裝時通過特別的板手，以較大的扭矩上緊螺帽，使螺桿產(chǎn)生很大的預拉力。高強螺栓的預拉力把被連接的部件夾緊，使部件的接觸面間產(chǎn)生很大的磨擦力，外力通過摩擦力來傳遞。這種連接稱為高強度螺栓摩擦型連接。它的優(yōu)點是施工方便，對構

17、件的削弱較小，可拆換，能承受動力荷載，耐疲勞，韌性和塑性好，包含了普通螺栓和鉚釘連接的各自優(yōu)點，目前已成為代替鉚接的優(yōu)良連接形式。另外，高強度螺釘也可同普通螺栓一樣，允許接觸面滑移，依靠螺栓桿和螺栓孔之間的承壓來傳力。這種連接稱為高強度螺栓承壓型連接。摩擦型連接的栓孔直徑比螺桿的公稱直徑d大1.52.0mm；承壓型連接的栓孔直徑比螺桿的公稱直徑d大1.01.5mm。摩擦型連接的剪切變形小，彈性性能好，特別適用于隨動荷載的結構。承壓型連接的承載力高于摩擦型，連接緊湊，但剪切變形大，不得用于承受動力荷載的結構中。3.1.3輕鋼結構的緊固件連接在冷彎薄壁型鋼結構中經(jīng)常采用自攻螺釘（selfdrill

18、ingscrews）、鋼拉鉚釘（steelblindrivets）、射釘（powder-actuatedfasteners）等機械式緊固件連接方式（圖3.1.10），主要用于壓型鋼板之間和壓型鋼板與冷彎型鋼等支承構件之間的連接。自攻螺釘有兩種類型，一類為一般的自攻螺釘（圖3.1.10a），需先行在被連板件和構件上鉆一定大小的孔后，再用電動板子或扭力板子將其擰入連接板的孔中；一類為自鉆自攻螺釘（圖3.1.10b），無需預先鉆孔，可直接用電動板子自行鉆孔和攻入被連板件。拉鉚釘（圖3.1.10c）有鋁材和鋼材制作的二類，為防止電化學反應，輕鋼結構均采用鋼制拉鉚釘。射釘（圖3.1.10d）由帶有錐桿和固定帽的桿身與下部活動帽組成，靠射釘槍的動力將射釘穿過被連板件打入母材基體中（見圖3.1.1d）。射釘只用于薄板與支承構件（如檁條、墻梁等）的連接。3.1.4焊縫代號、螺栓圖例當焊縫分布比較復雜或用上述標注方法不能表達清楚時，在標注焊縫代號的同時，可在圖形上加柵線表示（圖3.1.11）螺栓及其孔眼圖例見表3.1.2，在鋼結構施工圖上需要將螺栓及其孔眼的施工要求用圖形表示清楚，以