鋼結構的連接方法

鋼結構的連接(jie)(jie)方法有焊(han)縫連接(jie)(jie)、螺栓連接(jie)(jie)和(he)鉚(liu)釘連接(jie)(jie)三種。

焊縫連接

焊(han)(han)縫連接(jie)是通(tong)過電弧產生的熱量使焊(han)(han)條和(he)焊(han)(han)件(jian)局(ju)部熔化，經冷卻凝結(jie)成(cheng)焊(han)(han)縫，從而將焊(han)(han)件(jian)連接(jie)成(cheng)為一體。

優點：不削弱構件截面，節約鋼(gang)材，構造(zao)簡單，制造(zao)方便，連接(jie)剛度大，密封性能好，在(zai)一定條(tiao)件下易于采用自(zi)動化作業，生(sheng)產效(xiao)率高。

缺點：焊(han)(han)縫附近鋼材因焊(han)(han)接(jie)高(gao)(gao)溫作(zuo)用形(xing)成的(de)熱影(ying)響(xiang)區可(ke)能(neng)使(shi)(shi)某些部位材質變脆；焊(han)(han)接(jie)過程中(zhong)鋼材受(shou)到(dao)分(fen)布不(bu)均勻的(de)高(gao)(gao)溫和(he)冷卻(que)，使(shi)(shi)結(jie)構產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)焊(han)(han)接(jie)殘(can)余應力和(he)殘(can)余變形(xing)，對結(jie)構的(de)承載力、剛度和(he)使(shi)(shi)用性能(neng)有一定影(ying)響(xiang)；焊(han)(han)接(jie)結(jie)構由于剛度大，局部裂(lie)紋一經(jing)發生(sheng)(sheng)(sheng)很容易擴(kuo)展到(dao)整體，尤(you)其是(shi)在低溫下易發生(sheng)(sheng)(sheng)脆斷；焊(han)(han)縫連接(jie)的(de)塑性和(he)韌性較差(cha)，施焊(han)(han)時可(ke)能(neng)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)缺陷，使(shi)(shi)疲(pi)勞強(qiang)度降(jiang)低。

（1）焊接方法

鋼結(jie)構常用(yong)(yong)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)方法(fa)是電(dian)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)，包括手(shou)工(gong)(gong)電(dian)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)、自(zi)動(dong)(dong)(dong)(dong)或(huo)(huo)半(ban)(ban)自(zi)動(dong)(dong)(dong)(dong)電(dian)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)以(yi)及(ji)氣(qi)(qi)體(ti)保護焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)等(deng)。手(shou)工(gong)(gong)電(dian)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)是鋼結(jie)構中(zhong)最常用(yong)(yong)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)方法(fa)，其設(she)備簡單(dan)，操(cao)作(zuo)靈活方便。但勞(lao)動(dong)(dong)(dong)(dong)條件差(cha)，生(sheng)產效率比自(zi)動(dong)(dong)(dong)(dong)或(huo)(huo)半(ban)(ban)自(zi)動(dong)(dong)(dong)(dong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)低，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)質量的(de)(de)(de)變異性(xing)大(da)，在(zai)一定程度上取(qu)決于焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)工(gong)(gong)的(de)(de)(de)技術水平(ping)。自(zi)動(dong)(dong)(dong)(dong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)質量穩定，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)內(nei)部缺陷較少，塑性(xing)好(hao)，沖擊韌性(xing)好(hao)，適合于焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)較長的(de)(de)(de)直接(jie)(jie)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)。半(ban)(ban)自(zi)動(dong)(dong)(dong)(dong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)因人工(gong)(gong)操(cao)作(zuo)，適用(yong)(yong)于焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)曲線或(huo)(huo)任意形狀的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)。自(zi)動(dong)(dong)(dong)(dong)和(he)半(ban)(ban)自(zi)動(dong)(dong)(dong)(dong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)應(ying)(ying)(ying)采用(yong)(yong)與主(zhu)體(ti)金屬相適應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲和(he)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲應(ying)(ying)(ying)符合國家標(biao)準(zhun)的(de)(de)(de)規定，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑應(ying)(ying)(ying)根(gen)據焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)工(gong)(gong)藝要(yao)求確定。氣(qi)(qi)體(ti)保護焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)是用(yong)(yong)惰性(xing)氣(qi)(qi)體(ti)（或(huo)(huo)CO2）氣(qi)(qi)體(ti)作(zuo)為電(dian)弧(hu)的(de)(de)(de)保護介質，使熔化金屬與空(kong)氣(qi)(qi)隔絕，以(yi)保持焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)過程穩定。氣(qi)(qi)體(ti)保護焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)電(dian)弧(hu)加熱集中(zhong)，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)速度快(kuai)，熔深(shen)大(da)，故(gu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)強度比手(shou)工(gong)(gong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)的(de)(de)(de)高(gao)。且塑性(xing)和(he)抗腐蝕(shi)性(xing)好(hao)，適合于厚鋼板(ban)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)。

（2）焊縫形式

焊縫(feng)(feng)(feng)連接(jie)形式(shi)根據被連接(jie)構件間的相(xiang)互(hu)位置可分為對接(jie)、搭接(jie)、T形連接(jie)和角接(jie)等四種形式(shi)。這些連接(jie)所用(yong)(yong)的焊縫(feng)(feng)(feng)有對接(jie)焊縫(feng)(feng)(feng)和角焊縫(feng)(feng)(feng)兩種基(ji)本形式(shi)。在具體(ti)應用(yong)(yong)時，應根據連接(jie)的受力情(qing)況(kuang)，結合(he)制造、安裝和焊接(jie)條件進(jin)行選擇。

（3）焊縫構造

1、對接焊縫

對(dui)接(jie)焊縫傳力(li)直接(jie)、平順、沒有顯著(zhu)的(de)應力(li)集中現(xian)象，因而受力(li)性(xing)能良好(hao)，于承受靜、動荷載的(de)構件連接(jie)都適(shi)用(yong)。但由(you)于對(dui)接(jie)焊縫的(de)質(zhi)量要(yao)求較高(gao)，焊件之(zhi)間(jian)施焊間(jian)隙(xi)要(yao)求較嚴，一般多(duo)用(yong)于工廠制造的(de)連接(jie)中。

2、角焊縫

角(jiao)(jiao)焊(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)形式：角(jiao)(jiao)焊(han)(han)縫(feng)(feng)按其長度方向(xiang)和外力(li)作用(yong)(yong)方向(xiang)的(de)(de)不同(tong)，可(ke)分為平(ping)行(xing)于(yu)力(li)作用(yong)(yong)方向(xiang)的(de)(de)側面(mian)(mian)角(jiao)(jiao)焊(han)(han)縫(feng)(feng)、垂直于(yu)力(li)作用(yong)(yong)方向(xiang)的(de)(de)正面(mian)(mian)角(jiao)(jiao)焊(han)(han)縫(feng)(feng)與力(li)作用(yong)(yong)方向(xiang)斜交的(de)(de)斜向(xiang)角(jiao)(jiao)焊(han)(han)縫(feng)(feng)以(yi)及圍焊(han)(han)縫(feng)(feng)。

角焊縫(feng)(feng)截面(mian)(mian)形(xing)式(shi)(shi)又分為(wei)(wei)普通式(shi)(shi)、平坡式(shi)(shi)和深熔式(shi)(shi)。圖(tu)中hf稱為(wei)(wei)角焊縫(feng)(feng)的(de)(de)焊腳尺(chi)寸。普通式(shi)(shi)截面(mian)(mian)焊腳邊比例為(wei)(wei)1：1，近似(si)于等腰直角三角形(xing)，其傳(chuan)力(li)(li)線彎(wan)折較劇烈(lie)，故應(ying)力(li)(li)集中嚴(yan)重(zhong)。對直接承受動力(li)(li)荷載(zai)的(de)(de)結構，為(wei)(wei)使傳(chuan)力(li)(li)平順，正面(mian)(mian)角焊縫(feng)(feng)宜采用兩焊角邊尺(chi)寸比例1：1.5的(de)(de)平坡式(shi)(shi)（長邊順內力(li)(li)方向），側面(mian)(mian)角焊縫(feng)(feng)宜采用比例為(wei)(wei)1：1的(de)(de)深熔式(shi)(shi)。

螺栓連接

螺(luo)(luo)栓(shuan)(shuan)連(lian)(lian)接是通過螺(luo)(luo)栓(shuan)(shuan)這種(zhong)緊固(gu)件把連(lian)(lian)接件連(lian)(lian)接成為一體(ti)。 螺(luo)(luo)栓(shuan)(shuan)連(lian)(lian)接分普通螺(luo)(luo)栓(shuan)(shuan)連(lian)(lian)接和高(gao)強度螺(luo)(luo)栓(shuan)(shuan)連(lian)(lian)接兩(liang)種(zhong)。

優點：施工工藝簡(jian)單、安裝(zhuang)方(fang)便(bian)，特別適用(yong)于工地(di)安裝(zhuang)連(lian)接(jie)，也便(bian)于拆卸，適用(yong)于需要裝(zhuang)拆結構和臨時性連(lian)接(jie)。

缺點(dian)：需要在板件(jian)(jian)上開孔和拼裝時對孔，增(zeng)加制造(zao)工作量(liang)，且(qie)對制造(zao)的精度要求較高；螺(luo)栓孔還使構(gou)件(jian)(jian)截面削弱，且(qie)被連接(jie)件(jian)(jian)常需相(xiang)互搭接(jie)或增(zeng)設輔(fu)助(zhu)連接(jie)板（或角鋼(gang)），因而構(gou)造(zao)較繁(fan)雜(za)且(qie)多(duo)費(fei)鋼(gang)材。

1.普通(tong)螺栓連接的(de)構造

（1） 普(pu)通螺(luo)栓的形式和規格

鋼結構采用(yong)(yong)的(de)普(pu)通(tong)形式(shi)為大六角頭型，其代號用(yong)(yong)字(zi)母M與公稱和直徑（mm）表(biao)示(shi)。工程(cheng)中常用(yong)(yong)M18，M20，M22，M24。按(an)國際(ji)標準(zhun)，螺栓(shuan)統一用(yong)(yong)螺栓(shuan)的(de)性能等級(ji)來表(biao)示(shi)，如“4.6級(ji)”、“8.8級(ji)”等。小數(shu)(shu)點前數(shu)(shu)字(zi)表(biao)示(shi)螺栓(shuan)材(cai)料的(de)最(zui)低(di)(di)抗拉強度(du)，如“4”表(biao)示(shi)400N/mm2，“8”表(biao)示(shi)800N/mm2。小數(shu)(shu)點后的(de)數(shu)(shu)字(zi)（0.6、0.8）表(biao)示(shi)螺栓(shuan)材(cai)料的(de)屈(qu)強比(bi)，即(ji)屈(qu)服點與最(zui)低(di)(di)抗拉強度(du)的(de)比(bi)值。

根據螺(luo)栓(shuan)的加工(gong)精度，普通螺(luo)栓(shuan)又分為A、B、C三級(ji)。

A、B級螺(luo)栓（精制螺(luo)栓）采用(yong)8.8級鋼(gang)材制作，經機床車削加工(gong)而(er)成(cheng)，表(biao)面光滑，尺寸準(zhun)確，且配用(yong)Ⅰ類孔(kong)（即螺(luo)栓孔(kong)在(zai)裝(zhuang)配好(hao)的(de)構件上鉆(zhan)成(cheng)或擴(kuo)鉆(zhan)成(cheng)，孔(kong)壁光滑，對孔(kong)準(zhun)確）。由于(yu)其(qi)加工(gong)精度高，與孔(kong)壁接觸緊密，其(qi)連接變形(xing)小，受力性能好(hao)，可用(yong)于(yu)承受較(jiao)大剪力和(he)拉(la)力的(de)連接。但制造和(he)安裝(zhuang)較(jiao)費工(gong)，成(cheng)本(ben)高，故在(zai)鋼(gang)結構中較(jiao)少采用(yong)。

C級(ji)螺(luo)栓（粗制螺(luo)栓）用4.6或(huo)4.8級(ji)鋼制作(zuo)，加工粗糙，尺(chi)寸不夠準確，只要(yao)求Ⅱ類孔（即螺(luo)栓孔在(zai)(zai)單個零(ling)件上一次(ci)沖成(cheng)或(huo)不用鉆模鉆成(cheng)。一般孔徑(jing)比螺(luo)栓桿(gan)徑(jing)大1~2mm）。在(zai)(zai)傳(chuan)遞(di)剪力(li)時(shi)，連(lian)接(jie)變形大，但傳(chuan)遞(di)拉力(li)的性能尚好，操作(zuo)無需特殊設備，成(cheng)本低。常用于承受(shou)拉力(li)的螺(luo)栓連(lian)接(jie)和(he)承受(shou)靜力(li)荷載(zai)或(huo)間接(jie)承受(shou)動力(li)荷載(zai)結(jie)構(gou)中的次(ci)要(yao)受(shou)剪連(lian)接(jie)。

（2）普(pu)通螺(luo)栓連(lian)接的排列

螺栓的(de)排(pai)列(lie)應簡單(dan)、統一而緊湊(cou)，滿足受力要求，構造合理又便于安(an)裝。排(pai)列(lie)方式(shi)有并列(lie)和錯(cuo)(cuo)列(lie)兩種排(pai)列(lie)（如圖所(suo)示(shi)）。并列(lie)較(jiao)簡單(dan)，錯(cuo)(cuo)列(lie)較(jiao)緊湊(cou)。

（3）普通螺(luo)栓連接(jie)的(de)受力特點　　　　　　　　

1、受剪螺栓連接

2、受拉螺栓連接

3、拉剪螺栓連接

2.高(gao)強度(du)螺栓(shuan)的受力特點

高強度螺栓連接按設計和(he)受力要求可分為摩擦型和(he)承壓型兩(liang)種。

摩(mo)擦(ca)型連(lian)接(jie)在承受剪(jian)切時，以外剪(jian)力達到(dao)板(ban)件間可能(neng)發生的最大摩(mo)阻(zu)力為極限狀態(tai)；當(dang)超過時板(ban)件間發生相對滑(hua)移，即認為連(lian)接(jie)已失效而破壞。

承壓(ya)型連接在(zai)受剪時，則允(yun)許(xu)摩擦力被克服并(bing)發(fa)生(sheng)板件間相對滑移(yi)，然后外(wai)力可以(yi)繼續增加，并(bing)以(yi)此后發(fa)生(sheng)的(de)(de)螺桿剪切或孔壁承壓(ya)的(de)(de)最終破(po)壞為(wei)極限狀(zhuang)態。

鉚釘連接

鉚(liu)(liu)釘(ding)(ding)(ding)連接(jie)是將(jiang)一(yi)端帶有(you)半(ban)圓形預制(zhi)釘(ding)(ding)(ding)頭的鉚(liu)(liu)釘(ding)(ding)(ding)，將(jiang)釘(ding)(ding)(ding)桿(gan)燒紅后(hou)迅速插入連接(jie)件的釘(ding)(ding)(ding)孔中，然(ran)后(hou)用(yong)鉚(liu)(liu)釘(ding)(ding)(ding)槍將(jiang)另一(yi)端也打鉚(liu)(liu)成釘(ding)(ding)(ding)頭，以(yi)使連接(jie)達到緊(jin)固。

優點：鉚接傳(chuan)力(li)可靠，塑性、韌性均較(jiao)好，質(zhi)量易(yi)于(yu)檢查和保證，可用于(yu)重型和直(zhi)接承受動力(li)荷載的結構(gou)。

缺點：鉚(liu)接工(gong)藝復(fu)雜、制造費(fei)工(gong)費(fei)料，且勞動(dong)強度高。