鋼結(jié)構(gòu)的連接方法有哪些?
來(lái)源:
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作者:琨虹輕鋼結(jié)構(gòu)
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發(fā)布時(shí)間: 2020-02-02
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承壓型高強(qiáng)螺栓 :連接依靠螺桿抗剪和孔壁承壓來(lái)傳力,以螺栓或鋼板破壞為承載力極限狀態(tài),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(qiáng)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(dòng)力荷載結(jié)構(gòu)中的連接。
一、鋼結(jié)構(gòu)的連接方法有:
1.焊接:
優(yōu)點(diǎn): 對(duì)幾何形體適應(yīng)性強(qiáng);構(gòu)造簡(jiǎn)單; 不削弱截面,可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作;連接的密閉性好,結(jié)構(gòu)剛度大。
缺點(diǎn): 對(duì)材質(zhì)要求高;熱影響區(qū)內(nèi),容易導(dǎo)致局部材質(zhì)變;焊接殘余應(yīng)力和殘余變形使受壓構(gòu)件承載力降低;焊接結(jié)構(gòu)對(duì)裂紋很敏感;低溫冷脆問(wèn)題較突出。
2.鉚接:
優(yōu)點(diǎn): 傳力可靠,韌性和塑性好,質(zhì)量易于檢查,抗動(dòng)力荷載性能好
缺點(diǎn): 構(gòu)造復(fù)雜,費(fèi)鋼費(fèi)工
3.普通螺栓連接:
優(yōu)點(diǎn): 裝卸便利,設(shè)備簡(jiǎn)單
缺點(diǎn): 螺栓精度低時(shí)不宜受剪;螺栓精度高時(shí)加工和安裝復(fù)雜,價(jià)格較高.
4.高強(qiáng)螺栓連接:
優(yōu)點(diǎn): 摩擦型剪切變形小,彈性性能好,特別適用于隨動(dòng)荷載的結(jié)構(gòu).承壓型承載力高于摩擦型,連接緊湊
缺點(diǎn): 摩擦面處理,安裝工藝略為復(fù)雜,造價(jià)略高;承壓型連接的剪切變形大,不得用于承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)中。
二、焊接連接及焊接結(jié)構(gòu)的特性:
1、焊接連接的優(yōu)缺點(diǎn):
焊接連接與鉚釘、螺栓連接比較,有以下優(yōu)點(diǎn):
1)不需打孔,省工省時(shí);
2)任何形狀的構(gòu)件可直接連接,連接構(gòu)造方便;
3)氣密性、水密性好,結(jié)構(gòu)剛度較大,整體性較好。
缺點(diǎn):
1)焊接附近有熱影響區(qū),材質(zhì)變脆;
2)焊接的殘余應(yīng)力使結(jié)構(gòu)易發(fā)生脆性破壞,殘余變形使結(jié)構(gòu)形狀、尺寸發(fā)生變化;
3)焊接裂縫一經(jīng)發(fā)生,便容易擴(kuò)展。
2、常見(jiàn)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(zhì)量檢查:
焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)方法:外觀檢查、超聲波探傷檢驗(yàn)、 x射線檢驗(yàn).
焊縫質(zhì)量分級(jí): 一級(jí)焊縫需經(jīng)外觀檢查、超聲波探傷、x射線檢驗(yàn)都合格;二級(jí)焊縫需外觀檢查、超聲波探傷合格;三級(jí)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(duì)位置分:平接、搭接、T(頂)接和角接。
2、焊縫型式:
1)、對(duì)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(zhǎng)度方向垂直
b)側(cè)縫:作用力方向與焊縫長(zhǎng)度方向平行
3)、按焊縫連續(xù)性:
a)連續(xù)焊縫:受力較好
b)斷續(xù)焊縫:易發(fā)生應(yīng)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(zhì)量也最好,仰焊最差。
螺栓的排列和構(gòu)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(guò)小時(shí),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(shí),構(gòu)件有沿折線或直線破壞的可能。對(duì)受壓構(gòu)件,當(dāng)沿作用方向螺栓距過(guò)大時(shí),被連板間易發(fā)生鼓曲和張口現(xiàn)象。
2)構(gòu)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(dāng)間距(不同的工具有不同要求)。
2、螺栓的排列:
普通螺栓的計(jì)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(shí)靠螺栓受剪、受拉傳力
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(zhǎng)或螺孔大于螺桿直徑而產(chǎn)生彎、剪破壞(板疊厚度≤5d);
其中:后兩種破壞通過(guò)構(gòu)造保證,前三種需計(jì)算保證。
高強(qiáng)度螺栓連接的性能:
1、性能等級(jí)和材料;
性能等級(jí):高強(qiáng)度螺栓性能等級(jí)有有8.8級(jí)和10.9級(jí)。 材料:8.8級(jí)采用的鋼材有40B鋼、45號(hào)鋼和35號(hào)鋼,10.9級(jí)采用的鋼材有20MnTiB鋼和35VB鋼。級(jí)別劃分的小數(shù)點(diǎn)前數(shù)字是螺栓熱處理后的最低抗拉強(qiáng)度,小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)字是屈強(qiáng)比。如8.8級(jí)鋼材的最低抗拉強(qiáng)度為fu=800N/mm2,fy/fu= 0.8;10.9級(jí)為fu=1000N/mm2,fy/fu= 0.9。采用的孔洞為Ⅱ類孔
2、受力性能;
高強(qiáng)螺栓連接按受力特征分高強(qiáng)螺栓摩擦型連接、高強(qiáng)螺栓承壓型連接和承受拉力的高強(qiáng)度螺栓連接。其螺栓構(gòu)造、安裝基本相同。
摩擦型高強(qiáng)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(tài),所以螺桿與螺孔之差可達(dá)1.5~2.0mm.摩擦型高強(qiáng)螺栓的連接較承壓型高強(qiáng)螺栓的變形小,承載力低,耐疲勞、抗動(dòng)力荷載性能好。
承壓型高強(qiáng)螺栓 :連接依靠螺桿抗剪和孔壁承壓來(lái)傳力,以螺栓或鋼板破壞為承載力極限狀態(tài),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(qiáng)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(dòng)力荷載結(jié)構(gòu)中的連接。
承受拉力的高強(qiáng)度螺栓:連接靠螺栓受拉力來(lái)承擔(dān)外力,應(yīng)保證板疊始終受擠壓而不被拉開(kāi)為承載力極限狀態(tài).
強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力:
預(yù)拉力施加方法:扭矩法、轉(zhuǎn)角法和扭剪法;
轉(zhuǎn)角法:通過(guò)工藝試驗(yàn),確定滿足預(yù)拉力要求所需角度,在實(shí)際工程中采用固定轉(zhuǎn)角,不精確;
扭矩法:通過(guò)工藝試驗(yàn),確定滿足預(yù)拉力要求所需扭 矩,制做特殊扳手,如機(jī)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(yù)拉力建立完成。比較準(zhǔn)確,且施工簡(jiǎn)便