‘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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1、高空拼装法
在设计位置处搭设拼装支架,然后用起重机把网架构件分件(或分块)上吊至空中的设计位置,在支架上进行拼装。此法对高强度螺栓连接的、用型钢制作的钢网架或螺栓球节点的钢管网架较适宜。
2、整体安装法
将网架在地面上拼装成整体,然后用起重设备将其整体提升到设计位置上加以固定。这种施工方法不需高大的拼装支架,高空作业少,易保证焊接质量,但需要的起重量大的起重设备,技术较复杂。因此,此法对球节点的钢网架较适宜。
钢结构的特点
1、钢结构耐腐蚀性差,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。
2、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。
3、钢结构耐热,不耐火,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。
4、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。
‘叁’ 钢结构常用的焊接方法有哪些
1.手工电弧焊具有设备比较简单、轻便、不需要辅助气体保护、操作灵活、适应性强、应用范围广(适用于大多数金属和合金的焊接),能在空间任意位置焊接等优点。电弧焊在建筑钢结构中得到广泛使用,可在室内、室外及高空中平、横、立、仰的任意位置进行施焊。
但由于手工电弧焊具有对焊工操作技术要求高、焊工培训费用大、劳动条件差、生产效率低等缺点,在建筑钢结构制作与安装的实际应用中,主要用于特殊部位其他焊接方法无法进行施焊、受焊接施工环境影响其他焊接方法很难保证焊接质量以及定位焊接和焊接缺陷的修补等情况。
2. 埋弧焊埋弧焊是以连续送进的焊丝作为电极和填充金属。焊接时,在焊接区域的上面覆盖着一层颗粒状焊剂,电弧在焊剂下燃烧,将焊丝端部和局部母材熔化,形成焊缝。
在电弧热的作用下,一部分溶剂熔化成熔渣并与液态金属发生冶金反应,熔渣浮在金属熔池的表面,一方面可以保护焊缝金属,防止空气的污染,并与熔化金属发生物理化学反应,改善焊缝金属的化学成分及性能;另一方面还可以使焊缝金属缓慢冷却。
埋弧焊由于电弧热量集中、熔深大、焊缝质量均匀、内部缺陷少、塑性和冲击韧性好,优于手工焊。半自动埋弧焊介于自动埋弧焊和手工焊之间,但应用受到其自身条件的限制,焊机须沿焊缝的导轨移动,一般适用于大型构件的直缝和环缝焊接。常被用于梁、柱、支撑等构件主体直焊缝、拼板焊缝,直缝焊管纵、环缝等焊接。
3. 熔化极气体保护电弧焊熔化极气体保护电弧焊是以焊丝和焊件为两个极,它们之间产生电弧热来溶化焊丝和焊件母材,同时向焊接区域送入保护气体,使焊接区与周围的空气隔开,对焊接缝进行保护;焊丝自动送进,在电弧作用下不断熔化,与熔化的母材一起融合形成焊缝金属。熔化极气体保护焊按保护气体不同可分为:CO2气体保护焊、惰性气体保护焊和混合气体保护焊。
(1) CO2气体保护电弧焊。是目前应用最为广泛的焊接方法之一,它是以CO2作为保护气体。二氧化碳在高温下会分解出氧而进入熔池,因此必须在焊丝中加入适量的锰、硅等脱氧剂。CO2气体保护焊主要特点:成本较低,使用大电流和细焊丝,焊接速度快、熔深大、作业效率高,但只能用于碳钢和低合金钢焊接。
(2) 惰性气体保护焊。用氩或氦作为保护气体,惰性保护气体不参与熔池的冶金反应,适用于各种质量要求较高或易氧化的金属材料,如不锈钢、铝、钛、锆等的焊接,但成本较高。
(3) 混合气体保护焊。保护气体以氩为主,加入适量的二氧化碳(15,30%)或氧(0.5,5%)。与二氧化碳气体保护焊相比,这种保护焊焊接规范较宽,成形较好,质量较佳;与熔化极惰性气体保护焊相比,熔池较活泼,冶金反应较佳,既经济又有惰性气体保护焊的性能。
建筑钢结构制作领域,普遍使用的是CO气体保护电弧焊,对于焊缝质量要求较高的部位,也采用混合气体保护焊。
气体保护焊电弧加热集中、焊接速度快,故焊缝强度比手工焊高,且塑性和抗腐蚀性能好,适合厚钢板或特厚钢板的焊接。
CO2气体保护焊手工操作比手工电弧焊的焊接速度快,热量集中,熔池较小,焊接层数少,焊接电弧容易对中焊接,可适应各种位置焊接,焊后基本上无熔渣。在焊接质量上焊接变形小,焊缝有较好的抗锈能力,但焊缝外表面不平滑。
由于CO2气体保护焊所具有的生产效率高、操作性能好、易于实现机械化和自动化,且焊缝质量好、对铁锈的敏感性小的优点,且不用焊剂,所以在钢结构生产中已得到广泛应用。CO2气体保护焊主要采用手工操作,手持焊枪移动焊接,也可进行自动焊接。
‘肆’ 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。
以上内容参考网络——钢结构、网络——钢结构连接
‘伍’ 钢结构常用的连接方法有哪几种它们各在哪些范围应用较合适
钢结构常用的连接方式一般常用的三种,焊接、螺栓连接和栓焊连接。主要根据结构受力的是刚性连接还是铰接。刚性连接采用焊接,铰接一般为螺栓连接。哪些范围适合是什么意思,没有明白你说的那个方面,一般来说采用哪种方式是设计图纸确定的。
‘陆’ 钢结构有哪些连接方法各有什么优缺点
答:钢结构常用的连接方法有:焊接连接、铆钉连接和螺栓连接三种。
焊接的优点:①不需打孔,省工省时;②任何形状的构件可直接连接,连接构造方便;③气密性、水密性好,结构刚度较大,整体性能较好。
焊接的缺点:①焊缝附近有热影响区,材质变脆;②焊接的残余应力使结构易发生脆性破坏,残余变形使结构形状、尺寸发生变化;③焊接裂缝一经发生,便容易扩展。
铆钉连接的优点:塑性、韧性较好,传力可靠,连接质量易于检查。
铆钉连接的缺点:因在构件上需打孔,削弱构件截面;且铆接工艺复杂,技术要求高。
螺栓连接的优点:具备铆钉连接塑性、韧性好,传力可靠的优点,又兼备安装拆卸方便,可以多次重复使用的优点,且连接变形小。
‘柒’ 钢结构是通过什么方法进行连接的
1、焊接
优点:对几何形体适应性强;构造简单; 不削弱截面,可实现自动化操作;连接的密闭性好,结构刚度大
缺点:对材质要求高;热影响区内,容易导致局部材质变;焊接残余应力和残余变形使受压构件承载力降低;焊接结构对裂纹很敏感;低温冷脆问题较突出
2、铆接
优点:传力可靠,韧性和塑性好,质量易于检查,抗动力荷载性能好
缺点:构造复杂,费钢费工
3、普通螺栓连接
优点:装卸便利,设备简单
缺点:螺栓精度低时不宜受剪;螺栓精度高时加工和安装复杂,价格较高
4、高强螺栓连接
优点:摩擦型剪切变形小,弹性性能好,特别适用于随动荷载的结构.承压型承载力高于摩擦型,连接紧凑
缺点:摩擦面处理,安装工艺略为复杂,造价略高;承压型连接的剪切变形大,不得用于承受动力荷载的结构中。
(7)钢结构现场最常用方法扩展阅读:
焊接连接与铆钉、螺栓连接比较,有以下优点:
1、不需打孔,省工省时;
2、任何形状的构件可直接连接,连接构造方便;
3、气密性、水密性好,结构刚度较大,整体性较好。
缺点:
1、焊接附近有热影响区,材质变脆;
2、焊接的残余应力使结构易发生脆性破坏,残余变形使结构形状、尺寸发生变化;
3、焊接裂缝一经发生,便容易扩展。
‘捌’ 钢结构的连接方法有哪几种
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。
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。
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。
(8)钢结构现场最常用方法扩展阅读
钢构件的预制按着安装顺序和工艺要求在钢平台上进行钢构件的预制和组装,要保证焊接制作质量。
型钢的拼接翼缘板拼接接缝和腹板拼接接缝的间距应大于200㎜。翼缘板拼接长度不应小于2倍板宽;腹板拼接宽度不应小于300㎜,长度不应小于600㎜。为了焊接方便,保证焊接质量,尽量将立柱、横梁上的加强筋板、连接板、垫板、挑梁(梁)等在地面钢平台上按施工图尺寸进行组对焊接。
在钢平台上预制的钢构件除按施工图和规范要求制作组装外,还应考虑现场安装的工艺性和安装尺寸的变化。
‘玖’ 钢结构都有什么焊接方式
常用钢结构的焊接方法有:手工电弧焊,自动埋弧焊,CO2气体保护焊,气体保护焊,电阻焊,五种。