钢结构的连接方法

起重机 钢结构的连接方法 钢结构的连接方法 焊接结构特性 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 焊接结构特性 焊接连接与铆钉 螺栓连接比较 有以下缺点 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 焊接方法 焊接形式 1 按两焊件的相对位置分 焊接形式 2 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 3 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 焊接形式 4 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 5 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 焊接结构特性 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 焊缝的缺陷形式 焊接应力与焊接变形 焊接变形 钢结构构件或节点在焊接过程中 局部区域受到很强的高温作用 在此不均匀的加热和冷却过程中产生的变形称为焊接变形 焊接变形是由于焊接过程中焊区的收缩变形引起的 表现在构件局部的鼓起 歪曲 弯曲或扭曲等 焊接应力与焊接变形 焊接变形表现主要有 纵向收缩 横向收缩 弯曲变形 角变形 波浪变形 扭曲变形等 焊接应力与焊接变形 焊接应力 焊接后冷却时 焊缝与焊缝附近的钢材不能自由收缩 由此约束而产生的应力称为焊接应力 焊接应力的形成和对钢结构的影响 1 形成两块钢板上施焊时 产生不均匀的温度场 焊缝附近温度高达1600 C 其邻近区域温度较低 且冷却很快 冷却时钢材收缩 冷却慢的区域收缩受到限制 从而产生拉应力 冷却快的区域受到压应力 焊接应力的形成和对钢结构的影响 2 焊接应力的分类纵向应力 沿着焊缝长度方向的应力横向应力 垂直于焊缝长度方向且平行于构件表面的应力厚度方向应力 垂直于焊缝长度方向且垂直于构件表面的应力 焊接应力的形成和对钢结构的影响 3 焊接应力的影响对常温下承受静力荷载结构的强度没有影响 但刚度降低 由于焊接应力使焊缝处于三向应力状态 阻碍了塑性变形 裂纹易发生和发展 降低疲劳强度 降低压杆的稳定性 使构件提前进入弹塑性工作阶段 减少焊接应力和焊接变形的方法 1 采用适当的焊接程序 如分段焊 分层焊 2 尽可能采用对称焊缝 使其变形相反而抵消 3 施焊前使结构有一个和焊接变形相反的预变形 4 对于小构件焊前预热 焊后回火 然后慢慢冷却 以消除焊接应力 合理的焊缝设计 1 避免焊缝集中 三向交叉焊缝 2 焊缝尺寸不宜太大 3 焊缝尽可能对称布置 连接过渡平滑 避免应力集中现象 4 避免仰焊 合理的焊缝设计 当为T形交叉时 交叉点的间距a不小于200mm 焊接质量检验 焊接时为保证质量 需要注意之处 1 对不熟悉的钢种焊接时 需做工艺性能和力学性能的试验 2 焊工要进行考核 持证上岗 3 焊条 焊丝 焊剂按规定烘焙 4 多层焊接需连续施焊 每层焊道之间要清理 5 焊缝出现裂缝 应申报 查明原因 方能处理 焊接质量检验 焊缝质量检验方法分 外观检查 超声波探伤UT检验 X射线RT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 高强度螺栓材料 高强度螺栓常用钢材有优质碳素钢中的35号钢 45号钢 合金钢中的20锰钛硼钢等 制成的螺栓有8 8级和10 9级 高强度螺栓受力性能 高强度螺栓安装时将螺帽拧紧 使螺杆产生预拉力而压紧构件接触面 靠接触面的摩擦来阻止连接板相互滑移 以达到传递外力的目的 高强度螺栓受力性能 高强螺栓按传力机理分摩擦型高强螺栓和承压型高强螺栓 这两种螺栓构造 安装基本相同 但是摩擦型高强螺栓靠摩擦力传递荷载 所以螺杆与螺孔之差可达1 5 2 0mm 承压型高强螺栓传力特性是保证在正常使用情况下 剪力不超过摩擦力 与摩擦型高强螺栓相同 当荷载再增大时 连接板间将发生相对滑移 连接依靠螺杆抗剪和孔壁承压来传力 与普通螺栓相同 所以螺杆与螺孔之差略小些 为1 0 1 5mm 高强度螺栓受力性能 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 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 普通螺栓的受力和构造要求 1 受力要求 a 端距限制 防止孔端钢板剪断 2d0 b 螺孔中距限制 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 普通螺栓的工作性能 按受力性能分为 剪力螺栓和拉力螺栓 剪力螺栓靠孔壁承压 螺杆抗剪传力拉力螺栓靠螺栓受拉 有时普通螺栓同时受剪 受拉 普通