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第三章 钢结构的连接 §3-1 钢结构的连接方法 钢结构连接原则： 安全可靠、传力明确、构造简单、制造方便、节约钢材 连接方法 焊接连接、铆钉连接、螺栓连接、轻型钢结构用的紧固件连接 3.1.1 焊缝连接(welded?connection) 优点： 构造简单，任何形式的构件都可直接相连； 用料经济，不削弱截面； 制作加工方便，可实现自动化操作； 连接的密闭性好，结构刚度大 缺点： 在焊缝附近的热影响区内，钢材的金相组织发生改变，导致局部材质变脆； 焊接残余应力和残余变形使受压构件承载力降低； 对裂纹很敏感，局部裂纹一旦发生，就容易扩展到整体，低温冷脆问题较为突出 3.1.2 铆钉连接（riveted?connections） 构造复杂，费钢费工，现已很少采用；铆钉连接的塑性和韧性较好，传力可靠，质量易于检查，在一些重型和直接承受动力荷载的结构中，有时仍然采用 3.1.3 螺栓连接（bolted?connections） 普通螺栓连接 高强螺栓连接 3.1.3.1 普通螺栓连接 分为A、B、C三个等级 A级、B级螺栓材料性能为8.8级 表示螺栓成品的抗拉强度下限值为800N/mm2 屈强比为0.8 C级螺栓材料性能为4.6级或4.8级 表示螺栓成品的抗拉强度下限值为400N/mm2 屈强比为0.6或0.8 分类：按传力机理分摩擦型高强螺栓、承压型高强螺栓 两种螺栓构造、安装基本相同 摩擦型高强螺栓：只依靠摩擦阻力传力，并以剪力不超过接触面摩擦力作为设计准则 螺杆与螺孔之差1.5～2.0mm，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：允许接触面滑移，以连接达到破坏的极限承载力作为设计准则 摩擦型高强螺栓的连接较承压型高强螺栓的。而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 材料：一般采用优质碳素钢中的45号钢、40B钢，合金钢中的20MnTiB钢等，性能等级可达8.8级和10.9级 两类高强螺栓对比： 摩擦型高强螺栓： 螺杆与螺孔之差1.5～2.0mm 剪切变形小，弹性性能号，施工较简单，可拆卸，耐疲劳、抗动力荷载性能好，承载力较承压型低 特别适用于承受动力荷载的结构 承压型高强螺栓： 螺杆与螺孔之差1.0～1.5mm 承载力高，连接紧凑，但抗剪变形大 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 钢结构中通常采用电弧焊 电弧焊又分为手工电弧焊、埋弧焊（自动或半自动）以及气体保护焊等 优缺点： 设备简单，操作灵活方便，适用于任意空间，工位复杂，形状复杂的焊缝焊接，特别适用于焊接短焊缝 全手动，生产效率低，劳动强度大，焊接质量和焊工的精神状态与技术水平有很大关系 焊条与焊剂： 短焊条(350－400mm)：Q235—E43型； Q345—E50型；Q390与Q420—E55 焊剂：附于焊条之药皮，保护电弧和溶化金属 特点： 焊丝不涂药皮，施焊端靠由焊剂漏头自动流下的颗粒状焊剂所覆盖电弧热量集中，熔深大，适于厚板的焊接 生产率高，工艺条件稳定，焊缝化学成分均匀，焊缝的质量好，质量均匀、塑性、韧性好，抗腐蚀性强，焊件变形小，减小了热影响区的范围 装配精度（如间隙）要求比手工焊高 利用二氧化碳气体或其他惰性气体作为保护介质，保证了焊接过程的稳定性 速度快，焊缝强度高于手工电弧焊，塑性、抗腐蚀性好 按受力方向分： 对接焊缝：正对接焊缝、斜对接焊缝 角焊缝：正面角焊缝、侧面角焊缝、斜焊缝 焊缝缺陷：焊接过程中产生于焊缝金属或附近热影响区钢材表面或内部的缺陷 常见缺陷： 焊缝质量检验方法分：外观检查、超声波探伤检验、X射线检验 焊缝质量分三级: 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； 焊缝代号由引出线、图形符号、辅助符号三部分组成 螺栓及其孔眼图例 * * a-焊缝连接；b-铆钉连接；c-螺栓连接;d-紧固件连接 各种连接方法对比 1）抗拉连接； ? 2）静力荷载下抗剪连接； 3）加防松措施后受风振作用抗剪； 4）可拆卸连接； 5）安装螺栓； 6）与抗剪支托配合抗拉剪联合作用 低 较低 较低，栓径与孔径之差为1～1.5mm, Ⅱ类孔 粗制 (C级) 1）构件精度很高的结构，机械结构； 2）连接点仅用一个螺栓或有模具套钻的多个螺栓连接的可调节杆件（柔性杆） 高 高 高，栓径与孔径之差为0.5～0.8mm，I类孔 精制 (A、B)级 使用范围 成本 抗剪 性能 加工精