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鋼結構的連接方法有哪些?

2021-01-26 19:40:50

一、鋼結構的連接方法有:

1.焊接:

優點: 對幾何形體適應性強;構造簡單; 不削弱截麵,可實現自動化操作;連接的密閉性好,結構剛度大。

缺點: 對材質要求高;熱影響區內,容易導致局部材質變;焊接殘餘應力和殘餘變形使受壓構件承載力降低;焊接結構對裂紋很敏感;低溫冷脆問題較突出。

2.鉚接:

優點: 傳力可靠,韌性和塑性好,質量易於檢查,抗動力荷載性能好

缺點: 構造複雜,費鋼費工

3.普通螺栓連接:

優點: 裝卸便利,設備簡單

缺點: 螺栓精度低時不宜受剪;螺栓精度高時加工和安裝複雜,價格較高.

4.高強螺栓連接:

優點: 摩擦型剪切變形小,彈性性能好,鋼結構專業分包特別適用於隨動荷載的結構.承壓型承載力高於摩擦型,連接緊湊

缺點: 摩擦麵處理,安裝工藝略為複雜,造價略高;承壓型連接的剪切變形大,不得用於承受動力荷載的結構中。

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二、焊接連接及焊接結構的特性:

1、焊接連接的優缺點:

焊接連接與鉚釘、螺栓連接比較,有以下優點:

 1)不需打孔,省工省時;

 2)任何形狀的構件可直接連接,連接構造方便;

 3)氣密性、水密性好,結構剛度較大,整體性較好。

缺點:

 1)焊接附近有熱影響區,材質變脆;

 2)焊接的殘餘應力使結構易發生脆性破壞,殘餘變形使結構形狀、尺寸發生變化;

 3)焊接裂縫一經發生,便容易擴展。

2、常見的焊接缺陷:

裂紋、氣孔、未焊透、夾渣、咬邊、燒穿、凹坑、塌陷、未焊滿。

3、焊接質量檢查:

 焊縫質量檢驗方法:外觀檢查、超聲波探傷檢驗、 x射線檢驗.

 焊縫質量分級: 一 級焊縫需經外觀檢查、超聲波探傷、x射線檢驗都合格;二級焊縫需外觀檢查、超聲波探傷合格;三級焊縫需外觀檢查合格。

三、焊縫連接型式和焊縫型式:

1、焊縫連接型式:

按兩焊件的相對位置分:平接、搭接、T(頂)接和角接。

2、焊縫型式:

 1)、對接焊縫按受力與焊縫方向分:

 a)直縫:作用力方向與焊縫方向正交

 b)斜縫:作用力方向與焊縫方向斜交

2)、角焊縫按受力與焊縫方向分:

 a)端縫:作用力方向與焊縫長度方向垂直

 b)側縫:作用力方向與焊縫長度方向平行

3)、按焊縫連續性:

 a)連續焊縫:受力較好

 b)斷續焊縫:易發生應力集中

4)、按施工位置:

俯焊、立焊、橫焊、仰焊,其中以俯焊施工位置  zui好,所以焊縫質量也zui好,仰焊zui差。

螺栓的排列和構造要求:

1、螺栓排列需滿足的要求:

1)受力要求:

在受力方向螺栓的端距過小時,鋼材有剪斷或撕裂的可能(端距≥2d0).各排螺栓距和線距太小時,構件有沿折線或直線破壞的可能。對受壓構件,當沿作用方向螺栓距過大時,被連板間易發生鼓曲和張口現象。

2)構造要求:防止板翹曲後浸入潮氣而腐蝕,限製螺孔中矩zui大值;

3)施工要求:為便於擰緊螺栓,留適當間距(不同的工具有不同要求)。

2、螺栓的排列:

普通螺栓的計算:

1、螺栓的工作性能

按受力性能分類:抗剪螺栓、抗拉螺栓和拉剪螺栓。

抗剪螺栓:靠孔壁承壓、螺杆抗剪傳力;

抗拉螺栓:靠螺栓受拉;

拉剪螺栓:同時靠螺栓受剪、受拉傳力

a)螺栓剪斷;

b)鋼板孔壁擠壓破壞;

c)鋼板由於螺孔削弱而淨截麵拉斷 ;

d)鋼板因螺孔端距或螺孔中距太小而剪壞(端距e3≥2d0);

e)螺杆因太長或螺孔大於螺杆直徑而產生彎、剪破壞(板疊厚度≤5d);

其中:後兩種破壞通過構造保證,前三種需計算保證。

高強度螺栓連接的性能:

1、性能等級和材料;

性能等級:高強度螺栓性能等級有有8.8級和10.9級。 材料:8.8級采用的鋼材有40B鋼、45號鋼和35號鋼,10.9級采用的鋼材有20MnTiB鋼和35VB鋼。級別劃分的小數點前數字是螺栓熱處理後的zui低抗拉強度,小數點後的數字是屈強比。如8.8級鋼材的zui低抗拉強度為fu=800N/mm2,fy/fu= 0.8;10.9級為fu=1000N/mm2,fy/fu= 0.9。采用的孔洞為Ⅱ類孔

2、受力性能;

高強螺栓連接按受力特征分高強螺栓摩擦型連接、高強螺栓承壓型連接和承受拉力的高強度螺栓連接。其螺栓構造、安裝基本相同。

摩擦型高強螺栓:靠摩擦力傳遞荷載,以剪力等於摩擦力為承載力ji限狀態,所以螺杆與螺孔之差可達1.5~2.0mm.摩擦型高強螺栓的連接較承壓型高強螺栓的變形小,承載力低,耐疲勞、抗動力荷載性能好。

承壓型高強螺栓 :連接依靠螺杆抗剪和孔壁承壓來傳力,以螺栓或鋼板破壞為承載力ji限狀態,可能的破壞形式與普通受剪螺栓相同,所以螺杆與螺孔之差略小些,為1.0~1.5mm。承壓型高強螺栓連接承載力高,但抗剪變形大,所以一般僅用於承受靜力荷載和間接承受動力荷載結構中的連接。

承受拉力的高強度螺栓:連接靠螺栓受拉力來承擔外力,應保證板疊始終受擠壓而不被拉開為承載力ji限狀態.

強度螺栓的預拉力:

強拉力施加方法:扭矩法、轉角法和扭剪法;

轉角法:通過工藝試驗,確定滿足預拉力要求所需角度,在實際工程中采用固定轉角,不精 確;

扭矩法:通過工藝試驗,確定滿足預拉力要求所需扭  矩,製做特殊扳手,如機械扳手,光電扳手等等;

扭剪法:一種特製螺栓,用特殊扳手,擰斷為止——預拉力建立完成。比較準確,且施工簡便



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