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钢结构连接方法及特点总结

发布日期:2016年7月25日 浏览:1265次

  一、连接方法

  ★ 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

  ★ 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

  ★ 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

  ★ 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。

  二、焊接连接及焊接结构的特性

  1、焊接连接的优缺点

  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。

  2、常见的焊接缺陷:

  裂纹、气孔、未焊透、夹渣、咬边、烧穿、凹坑、塌陷、未焊满。

  3、焊接质量检查:

  焊缝质量检验方法:外观检查、超声波探伤检验、 x射线检验.

  焊缝质量分级: 一级焊缝需经外观检查、超声波探伤、x射线检验都合格;二级焊缝需外观检查、超声波探伤合格;三级焊缝需外观检查合格。

  三、焊缝连接型式和焊缝型式

  1、焊缝连接型式

  按两焊件的相对位置分:平接、搭接、T(顶)接和角接。

  2、焊缝型式

  1)、对接焊缝按受力与焊缝方向分:

  a)直缝:作用力方向与焊缝方向正交

  b)斜缝:作用力方向与焊缝方向斜交

  2)、角焊缝按受力与焊缝方向分:

  a)端缝:作用力方向与焊缝长度方向垂直

  b)侧缝:作用力方向与焊缝长度方向平行

  3)、按焊缝连续性:

  a)连续焊缝:受力较好

  b)断续焊缝:易发生应力集中

  4)、按施工位置:

  俯焊、立焊、横焊、仰焊,其中以俯焊施工位置 最好,所以焊缝质量也最好,仰焊最差。

  螺栓的排列和构造要求

  1、螺栓排列需满足的要求

  1)受力要求:

  在受力方向螺栓的端距过小时,钢材有剪断或撕裂的可能(端距≥2d0).各排螺栓距和线距太小时,构件有沿折线或直线破坏的可能。对受压构件,当沿作用方向螺栓距过大时,被连板间易发生鼓曲和张口现象。

  2)构造要求:防止板翘曲后浸入潮气而腐蚀,限制螺孔中矩最大值;

  3)施工要求:为便于拧紧螺栓,留适当间距(不同的工具有不同要求)。

  2、螺栓的排列

  普通螺栓的计算

  1、螺栓的工作性能

  按受力性能分类:抗剪螺栓、抗拉螺栓和拉剪螺栓。

  抗剪螺栓:靠孔壁承压、螺杆抗剪传力;

  抗拉螺栓:靠螺栓受拉;

  拉剪螺栓:同时靠螺栓受剪、受拉传力

  螺栓破坏形式

  a)螺栓剪断;

  b)钢板孔壁挤压破坏;

  c)钢板由于螺孔削弱而净截面拉断 ;

  d)钢板因螺孔端距或螺孔中距太小而剪坏(端距e3≥2d0);

  e)螺杆因太长或螺孔大于螺杆直径而产生弯、剪破坏(板叠厚度≤5d);

  其中:后两种破坏通过构造保证,前三种需计算保证。

  高强度螺栓连接的性能

  1、性能等级和材料

  性能等级:高强度螺栓性能等级有有8.8级和10.9级。 材料:8.8级采用的钢材有40B钢、45号钢和35号钢,10.9级采用的钢材有20MnTiB钢和35VB钢。级别划分的小数点前数字是螺栓热处理后的最低抗拉强度,小数点后的数字是屈强比。如8.8级钢材的最低抗拉强度为fu=800N/mm2,fy/fu= 0.8;10.9级为fu=1000N/mm2,fy/fu= 0.9。采用的孔洞为Ⅱ类孔

  2、受力性能

  高强螺栓连接按受力特征分高强螺栓摩擦型连接、高强螺栓承压型连接和承受拉力的高强度螺栓连接。其螺栓构造、安装基本相同。

  摩擦型高强螺栓:靠摩擦力传递荷载,以剪力等于摩擦力为承载力极限状态,所以螺杆与螺孔之差可达1.5~2.0mm.摩擦型高强螺栓的连接较承压型高强螺栓的变形小,承载力低,耐疲劳、抗动力荷载性能好。

  承压型高强螺栓 :连接依靠螺杆抗剪和孔壁承压来传力,以螺栓或钢板破坏为承载力极限状态,可能的破坏形式与普通受剪螺栓相同,所以螺杆与螺孔之差略小些,为1.0~1.5mm。承压型高强螺栓连接承载力高,但抗剪变形大,所以一般仅用于承受静力荷载和间接承受动力荷载结构中的连接。

  承受拉力的高强度螺栓:连接靠螺栓受拉力来承担外力,应保证板叠始终受挤压而不被拉开为承载力极限状态.

  强度螺栓的预拉力

  预拉力施加方法:扭矩法、转角法和扭剪法 .

  转角法:通过工艺试验,确定满足预拉力要求所需角度,在实际工程中采用固定转角,不精确;

  扭矩法:通过工艺试验,确定满足预拉力要求所需扭 矩,制做特殊扳手,如机械扳手,光电扳手等等;

  扭剪法:一种特制螺栓,用特殊扳手,拧断为止——预拉力建立完成。比较准确,且施工简便

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