钢结构的连接

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

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三个等级类别加工精度抗剪性能成本使用范围精制(A、B)级高，栓径与孔径之差为0.5～0.8mm，I类孔高高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）粗制(C级)较低，栓径与孔径之差为1～1.5mm,Ⅱ类孔较低低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0.8C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3.1.3.1高强螺栓连接两类高强螺栓对比：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§3-2焊接方法和焊缝连接形式3.2.1钢结构中的常用焊接方法3.2.1.1手工电弧焊手工电弧焊示意图优缺点：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3.2.1.2埋弧焊（自动或半自动）埋弧焊示意图特点：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

3.2.1.3气体保护焊3.2.2焊缝连接形式及焊缝形式3.2.2.1焊缝连接形式焊缝形式：对接焊缝角焊缝按受力方向分：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3.2.2.2焊缝形式按长度方向的布置分：连续角焊缝：受力性能较好，主要的角焊缝形式间断角焊缝：容易引起应力集中只能用于一些次要构件的连接或受力很小的连接中连续角焊缝间断角焊缝按施缝位置分：

平焊横焊立焊仰焊焊缝缺陷：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：3.2.3焊缝缺陷及焊缝质量检查3.2.3.1焊缝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