鋼結構的連接方法有哪些？

★ 焊接

優點： 對幾何形體適應性強;構造簡單; 不削弱截面,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;焊接殘余應力和殘余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

★ 鉚接

優點： 傳力可靠,韌性和塑性好,質量易于檢查,抗動力荷載性能好

缺點： 構造復雜，費鋼費工

★ 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復雜，價格較高

★ 高強螺栓連接

優點： 摩擦型剪切變形小,彈性性能好,特別適用于隨動荷載的結構.承壓型承載力高于摩擦型，連接緊湊

缺點： 摩擦面處理,安裝工藝略為復雜,造價略高;承壓型連接的剪切變形大,不得用于承受動力荷載的結構中。

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）焊接的殘余應力使結構易發生脆性破壞，殘余變形使結構形狀、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最好，所以焊縫質量也最好，仰焊最差。

 

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：防止板翹曲后浸入潮氣而腐蝕，限制螺孔中矩最大值；

3）施工要求：為便于擰緊螺栓，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、螺桿抗剪傳力；

     抗拉螺栓：靠螺栓受拉；

     拉剪螺栓：同時靠螺栓受剪、受拉傳力

 

螺栓破壞形式

a）螺栓剪斷；

b）鋼板孔壁擠壓破壞；

c）鋼板由于螺孔削弱而凈截面拉斷 ；

d）鋼板因螺孔端距或螺孔中距太小而剪壞（端距e3≥2d0）；

e）螺桿因太長或螺孔大于螺桿直徑而產生彎、剪破壞（板疊厚度≤5d）；

其中：后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后的最低抗拉強度，小數點后的數字是屈強比。如8.8級鋼材的最低抗拉強度為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，以剪力等于摩擦力為承載力極限狀態，所以螺桿與螺孔之差可達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 :連接依靠螺桿抗剪和孔壁承壓來傳力,以螺栓或鋼板破壞為承載力極限狀態，可能的破壞形式與普通受剪螺栓相同，所以螺桿與螺孔之差略小些，為1.0～1.5mm。承壓型高強螺栓連接承載力高，但抗剪變形大，所以一般僅用于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極限狀態.

 

強度螺栓的預拉力

預拉力施加方法：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，制作特殊扳手，如機械扳手，光電扳手等等；

扭剪法：一種特制螺栓，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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