鋼結(jié)構(gòu)第三章 鋼結(jié)構(gòu)連接方法

1、鋼結(jié)構(gòu)第三章 鋼結(jié)構(gòu)連接方法鋼結(jié)構(gòu)連接方式第1頁，共18頁，2022年，5月20日，23點11分，星期三鋼結(jié)構(gòu)連接方法鋼 結(jié) 構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)連接方式第2頁，共18頁，2022年，5月20日，23點11分，星期三一、鋼結(jié)構(gòu)的連接方法 鋼結(jié)構(gòu)的連接方法有焊縫連接、螺栓連接和鉚釘連接三種。鋼結(jié)構(gòu)連接方式第3頁，共18頁，2022年，5月20日，23點11分，星期三（一）焊縫連接 焊縫連接是通過電弧產(chǎn)生的熱量使焊條和焊件局部熔化，經(jīng)冷卻凝結(jié)成焊縫，從而將焊件連接成為一體。 優(yōu)點：不削弱構(gòu)件截面，節(jié)約鋼材，構(gòu)造簡單，制造方便，連接剛度大，密封性能好，在一定條件下易于采用自動化作業(yè)，生產(chǎn)效率高。 缺點：焊縫附近

2、鋼材因焊接高溫作用形成的熱影響區(qū)可能是某些部位材質(zhì)變脆；焊接過程中鋼材受到分布不均勻的高溫和冷卻，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力和殘余變形，對結(jié)構(gòu)的承載力、剛度和使用性能有一定影響；焊接結(jié)構(gòu)由于剛度大，局部裂紋一經(jīng)發(fā)生很容易擴展到整體，尤其是在低溫下易發(fā)生脆斷；焊縫連接的塑性和韌性較差，施焊時可能產(chǎn)生缺陷，使疲勞強度降低鋼結(jié)構(gòu)連接方式第4頁，共18頁，2022年，5月20日，23點11分，星期三（二）螺栓連接 螺栓連接是通過螺栓這種緊固件把連接件連接成為一體。 螺栓連接分普通螺栓連接和高強度螺栓連接兩種。 優(yōu)點：施工工藝簡單、安裝方便，特別適用于工地安裝連接，也便于拆卸，適用于需要裝拆結(jié)構(gòu)和臨時性連接

3、。 缺點：需要在板件上開孔和拼裝時對孔，增加制造工作量，且對制造的精度要求較高；螺栓孔還使構(gòu)件截面削弱，且被連接件常需相互搭接或增設(shè)輔助連接板（或角鋼），因而構(gòu)造較繁且多費鋼材。鋼結(jié)構(gòu)連接方式第5頁，共18頁，2022年，5月20日，23點11分，星期三（三） 鉚釘連接 鉚釘連接是將一端帶有半圓形預(yù)制釘頭的鉚釘，將釘桿燒紅后迅速插入連接件的釘孔中，然后用鉚釘槍將另一端也打鉚成釘頭，以使連接達到緊固。 優(yōu)點：鉚接傳力可靠，塑性、韌性均較好，質(zhì)量易于檢查和保證，可用于重型和直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)。 缺點：鉚接工藝復(fù)雜、制造費工費料，且勞動強度高，故已基本被焊接和高強度螺栓連接所取代。鋼結(jié)構(gòu)連接方式

4、第6頁，共18頁，2022年，5月20日，23點11分，星期三二、焊接連接（一）焊接方法 鋼結(jié)構(gòu)常用的焊接方法是電弧焊，包括手工電弧焊、自動或半自動電弧焊以及氣體保護焊等。 手工電弧焊是鋼結(jié)構(gòu)中最常用的焊接方法，其設(shè)備簡單，操作靈活方便。但勞動條件差，生產(chǎn)效率比自動或半自動焊低，焊縫質(zhì)量的變異性大，在一定程度上取決于焊工的技術(shù)水平。鋼結(jié)構(gòu)連接方式第7頁，共18頁，2022年，5月20日，23點11分，星期三 自動焊的焊縫質(zhì)量穩(wěn)定，焊縫內(nèi)部缺陷較少，塑性好，沖擊韌性好，適合于焊接較長的直接焊縫。半自動焊因人工操作，適用于焊曲線或任意形狀的焊縫。自動和半自動焊應(yīng)采用與主體金屬相適應(yīng)的焊絲和焊劑，焊

5、絲應(yīng)符合國家標準的規(guī)定，焊劑應(yīng)根據(jù)焊接工藝要求確定。鋼結(jié)構(gòu)連接方式第8頁，共18頁，2022年，5月20日，23點11分，星期三 氣體保護焊是用惰性氣體（或CO2）氣體作為電弧的保護介質(zhì)，使熔化金屬與空氣隔絕，以保持焊接過程穩(wěn)定。氣體保護焊電弧加熱集中，焊接速度快，熔深大，故焊縫強度比手工焊的高。且塑性和抗腐蝕性好，適合于厚鋼板的焊接。鋼結(jié)構(gòu)連接方式第9頁，共18頁，2022年，5月20日，23點11分，星期三（二）焊縫符號集及標注方法 焊縫符號表示法規(guī)定：焊縫符號一般由基本符號與指引線組成，必要時還可加上補充符號和焊縫尺寸。 基本符號：表示焊縫的橫截面形狀，如用“ ”表示角焊縫,用“V”表示

6、V形坡口的對接焊縫； 補充符號：補充說明焊縫的某些特征，用“ ”表示現(xiàn)場安裝焊縫，用“ ”表示焊件三面帶有焊縫； 指引線 ：一般由橫線和帶箭頭的斜線組成，箭頭指向圖形相應(yīng)焊縫處，橫線上方和下方用來標注基本符號和焊縫尺寸等。鋼結(jié)構(gòu)連接方式第10頁，共18頁，2022年，5月20日，23點11分，星期三焊縫符號 鋼結(jié)構(gòu)連接方式第11頁，共18頁，2022年，5月20日，23點11分，星期三 焊縫符號 續(xù)表 當焊縫分布比較復(fù)雜或用上述標注方法不能表達清楚時,在標注焊縫符號的同時,可在圖形上加?xùn)啪€表示。 用柵線表示焊縫 (a)正面焊縫； (b)背面焊縫； (c)安裝焊縫鋼結(jié)構(gòu)連接方式第12頁，共18頁

7、，2022年，5月20日，23點11分，星期三（三）焊縫質(zhì)量檢驗和焊縫質(zhì)量級別當焊縫中存在氣孔，夾渣、咬邊等缺陷時，它們不但使焊縫受力面積削弱，而且還在缺陷處引起應(yīng)力集中，易于形成裂紋。在受拉連接中，裂紋更易擴展延伸，從而使焊縫在低于母材強度的情況下破壞。同樣，缺陷也降低連接的疲勞強度。因此，對焊縫質(zhì)量應(yīng)按其受力性質(zhì)和所處部位進行分級。 根據(jù)結(jié)構(gòu)類型和重要性，鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范將焊縫質(zhì)量檢驗級別分為三級。級檢驗項目規(guī)定只對全部焊縫做外觀檢查，即檢驗焊縫實際尺寸是否符合要求和有無外觀缺陷；級、級焊縫除對全部焊縫作相應(yīng)等級的外觀缺陷檢查外，還應(yīng)采用超聲波探傷進行內(nèi)部缺陷的檢驗，當超聲波探傷

8、不能對缺陷作出判斷時，應(yīng)采用射線探傷。級焊縫超聲波和射線探傷的比例均為100%，級焊縫超聲波和射線探傷的比例均為20%，且均不小于200mm。當焊縫長度小于200mm時，應(yīng)對整條焊縫探傷。 鋼結(jié)構(gòu)中一般采用級焊縫即可滿足的強度要求，但對接焊縫的抗拉強度有較大的變異性，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定，其設(shè)計值僅為主體鋼材的85%左右。因而對有較大拉應(yīng)力的對接焊縫以及直接承受動力荷載構(gòu)件的較重要的焊縫，可部分采用級焊縫，對抗動力和疲勞性能有較高要求處可采用級焊縫。焊縫質(zhì)量等級必須在施工圖中標注，但級焊縫不需要標注。鋼結(jié)構(gòu)連接方式第13頁，共18頁，2022年，5月20日，23點11分，星期三鋼結(jié)構(gòu)連接方式三、

9、螺栓連接（一）普通螺栓連接的構(gòu)造1.普通螺栓的形式和規(guī)格 鋼結(jié)構(gòu)采用的普通形式為大六角頭型，其代號用字母M與公稱和直徑（mm）表示。工程中常用M18，M20，M22，M24。按國際標準，螺栓統(tǒng)一用螺栓的性能等級來表示，如“4.6級”、“8.8級”等。小數(shù)點前數(shù)字表示螺栓材料的最低抗拉強度，如“4”表示400N/mm2，“8”表示800N/mm2。小數(shù)點后的數(shù)字（0.6、0.8）表示螺栓材料的屈強比，即屈服點與最低抗拉強度的比值。 根據(jù)螺栓的加工精度，普通螺栓又分為A、B、C三級。 A、B級螺栓（精制螺栓）采用8.8級鋼材制作，經(jīng)機床車削加工而成，表面光滑，尺寸準確，且配用類孔（即螺栓孔在裝配好

10、的構(gòu)件上鉆成或擴鉆成，孔壁光滑，對孔準確）。由于其加工精度高，與孔壁接觸緊密，其連接變形小，受力性能好，可用于承受較大剪力和拉力的連接。但制造和安裝較費工，成本高，故在鋼結(jié)構(gòu)中較少采用。第14頁，共18頁，2022年，5月20日，23點11分，星期三鋼結(jié)構(gòu)連接方式 C級螺栓（粗制螺栓）用4.6或4.8級鋼制作，加工粗糙，尺寸不夠準確，只要求類孔（即螺栓孔在單個零件上一次沖成或不用鉆模鉆成。一般孔徑比螺栓桿徑大12mm）。在傳遞剪力時，連接變形大，但傳遞拉力的性能尚好，操作無需特殊設(shè)備，成本低。常用于承受拉力的螺栓連接和承受靜力荷載或間接承受動力荷載結(jié)構(gòu)中的次要受剪連接螺栓及其孔眼圖例第15頁，

11、共18頁，2022年，5月20日，23點11分，星期三鋼結(jié)構(gòu)連接方式2.普通螺栓連接的排列 螺栓的排列應(yīng)簡單、統(tǒng)一而緊湊，滿足受力要求，構(gòu)造合理又便于安裝。排列方式有并列和錯列兩種排列（如圖所示）。并列較簡單，錯列較緊湊。 （a） （b） 螺栓的排列及間距 （a）并列排列；（b）錯列排列 第16頁，共18頁，2022年，5月20日，23點11分，星期三鋼結(jié)構(gòu)連接方式 （1）受力要求 螺栓孔（d0）的最小端距（沿受力方向）為2 d0，以免板端被剪掉；螺栓孔的最小邊距（垂直于受力方向）為1.5 d0（切割邊）或1.2 d0（軋成邊）。中間螺孔的最小間距（栓距和線距）為3 d0，否則螺孔周圍應(yīng)力集中

12、的相互影響較大，且對鋼板的截面削弱過多，從而降低其承載力。 （2）構(gòu)造要求 螺栓的間距也不宜過大，尤其是受壓板件當栓距過大時，容易發(fā)生凸曲現(xiàn)象。板和剛性構(gòu)件（如槽鋼、角鋼等）連接時，栓距過大不易緊密接觸，潮氣易于侵入縫隙而銹蝕。按規(guī)范規(guī)定，栓孔中心最大間距受壓時為12 d0或18tmin（tmin為外層較薄板件的厚度），受拉時為16 d0或24 tmin，中心至構(gòu)件邊緣最大距離為4d0或8tmin。 （3）施工要求 螺栓間應(yīng)有足夠距離，以便轉(zhuǎn)動扳手，擰緊螺母。 根據(jù)上述螺栓的最大、最小容許距離，排列螺栓時宜按最小容許距離取用，且宜取5mm的倍數(shù)，并按等距離布置，以縮小連接的尺寸。最大的容許距離一般只在起聯(lián)系作用的構(gòu)造連接中采用。第17頁，共18頁，2022年，5