‘壹’ 详解钢结构的三大连接方法
钢结构的连接方法
钢结构的连接方法有焊缝连接、螺栓连接和铆钉连接三种。1.焊缝连接焊缝连接是通过电弧产生的热量使焊条和焊件局部熔化,经冷却凝结成焊缝,从而将焊件连接成为一体。优点:不削弱构件截面,节约钢材,构造简单,制造方便,连接刚度大,密封性能好,在一定条件下易于采用自动化作业,生产效率高。缺点:焊缝附近钢材因焊接高温作用形成的热影响区可能是某些部位材质变脆;焊接过程中钢材受到分布不均匀的高温和冷却,使信闭结构产生焊接残余应力和残余变形,对结构的承载力、刚度和使用性能有一定影响;焊接结构由于刚度大,局部裂纹一经发生很容易扩展到整体,尤其是在低温下易发生脆断;焊缝连接的塑性和韧性较差,施焊时可能产生缺陷,使疲劳强度降低。2.螺栓连接螺栓连接是通过螺栓这种紧固件把连接件连接成为一体。螺栓连接分普通螺栓连接和高强度螺栓连接两种。优点:施工工艺简单、安装方便,特别适用于工地安装连接,也便于拆卸,适用于需要装拆结构和临时性连接。缺点:需要在板件上开孔和拼装时对孔,增加制造工作量,且对制造的精度要求较高;螺栓孔还使构件截面削弱,且被连接件常需相互搭接或增设辅助连接板(或角钢),因而构造较繁且多费钢材。3.铆钉连接:铆钉连接是将一端带有半圆形预制钉头的铆钉,将钉杆烧红后迅速插入连接件的钉孔中,然后用铆钉枪将另一端也打铆成钉头,以使连接达到紧固。优点:铆接传力可靠,塑性、韧性均较好,质量易于检查和保证,可用于重型和直接承受动力荷载的结构。缺点:铆接工艺复杂、制造费工费料,且劳动强度高,故已基本被焊接和高强度螺栓连接所取代。
焊接连接
1.焊接方法钢结构常用的焊接方法是电弧焊,包括手工电弧焊、自动或半自动电弧焊以及气体保护焊等。手工电弧焊是钢结构中最常用的焊接方法,其设备简单,操作灵活方便。但劳动条件差,生产效率比自动或半自动焊低,焊缝质量的变异性大,在一定程度上取决于焊工的技术水平。自动焊的焊缝质量稳定,焊缝内部缺陷较少,塑性好,冲击韧性好,适合于焊接较长的直接焊缝。半自动焊因人工操作,适用于焊曲线或任意形状的焊缝。自动和半自动焊应采用与主体金属相适应的焊丝和焊剂,焊丝应符合国家标准的规定,焊剂应根据焊接工艺要求确定。2.焊缝形式焊缝连接形式根据被连接构件间的相互位置可分为对接、搭接、T形连接和角接等四种形式。这些连接所用的焊缝有对接焊缝和角焊缝两种基本形式。在具体应用时,应根据连接的受力情况,结合制造、安装和焊接条件进行选择。3.焊缝构造对接焊缝:对接焊缝传力直接、平顺、没有显着的应力集中现象,因而受力性能良好,对于承受静、动荷载的构件连接都适用。但由于对接焊缝的质量要求较高,焊件之间施焊间隙要求较严,一般多用于工厂制造的连接中。角焊缝:角焊缝的形式:角焊缝按其长度方向和外力作用方向的不同,可分为平行于力作用方向的侧面角焊缝、垂直于力作用方向的正面角者坦渣焊缝与力作用方向斜交的斜向角焊缝以及围焊缝。角焊缝截面形式又分为普通式、平坡式和深熔式。普通式截面焊脚边比例为1:1,近似于等腰直角三角形,其传力线弯折较剧烈,故应力集中严重。对直接承受动力荷载的结构,为使传力平顺,正面角焊缝宜采用两焊角边尺寸比例1:1.5的平坡式(长边顺内力方向),侧面角焊缝宜采用比例为1:1的深熔式。
螺栓连接
1 普通螺栓的形式和规格钢结构采用的普通形式为大六角头型,其代号用字母M与公称和直径(mm)表示。工程中常用M18,M20,M22,M24。按国际标准,螺栓统一用螺栓的性能等级来表示,如“4.6级”、“8.8级”等。小数点前数字表示螺栓材料的最低抗拉强度,如“4”表示400N/mm2,“8”表示800N/mm2。小数点后的数字(0.6、0.8)表示螺栓材料的屈强比,即屈服点与最低抗拉强度的比值。根据螺栓的加工精度,普通螺栓又分为A、B、C三级。A、B级螺栓(精制螺栓):采用8.8级钢材制作,经机床车削加工而成,表面光滑,尺寸准确,且配用Ⅰ类孔(即螺栓孔在装配好的构件上钻成或扩钻成,孔壁光滑,对孔准确)。由于其加工精度高,与孔壁接触紧密,其连接变形小,受力性能好,可用于承受较大剪力和拉力的连接。但制造和安装较费工,成本高,故在钢结构中较少采用。C级螺栓(粗制螺栓)。2普通螺栓连接的排列螺栓的排列应简单、统一而紧凑,首悄满足受力要求,构造合理又便于安装。排列方式有并列和错列两种排列。并列较简单,错列较紧凑。高强度螺栓的受力特点:高强度螺栓连接按设计和受力要求可分为摩擦型和承压型两种。摩擦型连接在承受剪切时,以外剪力达到板件间可能发生的最大摩阻力为极限状态;当超过时板件间发生相对滑移,即认为连接已失效而破坏。承压型连接在受剪时,则允许摩擦力被克服并发生板件间相对滑移,然后外力可以继续增加,并以此后发生的螺杆剪切或孔壁承压的最终破坏为极限状态。
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‘贰’ 钢结构构件的连接方式常用的是哪两种
钢结构构件的连接方式现在一共有三种:焊接连接;螺栓连接;铆钉连接。
而现在最普遍的方式就是焊接连接和螺栓连接。只有在钢结构承重动力传导的时候,才会用铆钉连接。
结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成,并采用硅烷化、纯锰磷化、水洗烘干、镀锌等除锈防锈工艺。各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接。
因其自重较轻,且施工简便,广泛应用于大型厂房、场馆、超高层等领域。钢结构容易锈蚀,一般钢结构要除锈、镀锌或涂料,且要定期维护。
(2)立体连接三种方法扩展阅读:
由于焊接结构可以做到完全密封,可以作成气密性,水密性均很好的高压容器,大型油池,压力管道等。
当温度在150℃以下时,钢材性质变化很小。因而钢结构适用于热车间,但结构表面受150℃左右的热辐射时,要采用隔热板加以保护。
温度在300℃ -400℃时.钢材强度和弹性模量均显着下降,温度在600℃左右时,钢材的强度趋于零。在有特殊防火需求的建筑中,钢结构必须采用耐火材料加以保护以提高耐火等级。
特别是在潮湿和腐蚀性介质的环境中,容易锈蚀。一般钢结构要除锈、镀锌或涂料,且要定期维护。对处于海水中的海洋平台结构,需采用“锌块阳极保护”等特殊措施予以防腐蚀。
‘叁’ 钢结构的连接方法有哪三种
1、焊缝连接
钢结构中的焊缝连接,主要采用电弧焊(即在构件连接处,借电弧产生的高温,将置于焊缝部位的焊条或焊丝金属熔化,而使构件连接在一起)。
2、普通螺栓连接
普通螺栓连接的连接件包括螺栓杆、螺母和垫圈。普通螺栓用普通碳素结构钢或低合金结构钢制成;分粗制螺栓和精制螺栓两种。
3、高强度螺栓连接
高强度螺栓连接件亦由螺栓杆、螺母和垫圈组成。由强度较高的钢(如20锰钛硼、40硼、45号钢)经过热处理制成。高强度螺栓连接用特殊扳手拧紧高强度螺栓,对其施加规定的预拉力。
4、铆钉连接
铆钉是由顶锻性能好的铆钉钢制成。铆钉连接的施工程序,是先在被连接的构件上,制成比钉径大1.0~1.5毫米的孔。然后将一端有半圆钉头的铆钉加热到呈樱桃红色,塞入孔内,再用铆钉枪或铆钉机进行铆合,使铆钉填满钉孔,并打成另一铆钉头。
钢结构的特点
1、材料强度高,自身重量轻
钢材强度较高,弹性模量也高。与混凝土和木材相比,其密度与屈服强度的比值相对较低,因而在同样受力条件下钢结构的构件截面小,自重轻,便于运输和安装,适于跨度大,高度高,承载重的结构。
2、钢材韧性,塑性好,材质均匀,结构可靠性高
适于承受冲击和动力荷载,具有良好的抗震性能。钢材内部组织结构均匀,近于各向同性匀质体。钢结构的实际工作性能比较符合计算理论。所以钢结构可靠性高。
3、钢结构制造安装机械化程度高
钢结构构件便于在工厂制造、工地拼装。工厂机械化制造钢结构构件成品精度高、生产效率高、工地拼装速度快、工期短。钢结构是工业化程度最高的一种结构。
4、钢结构密封性能好
由于焊接结构可以做到完全密封,可以作成气密性,水密性均很好的高压容器,大型油池,压力管道等。
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