钢结构连接的种类和特点

钢结构连接的种类和特点

连接的作用是通过一定方式将板材或型钢组合成构件,或将若干构件组合成整体结构,以保证其共同工作。

钢结构的连接方法可分为焊接连接、螺栓连接(铆钉连接)两种。焊缝连接

优点：

不削弱构件截面，节约钢材；

可焊接成任何形状的构件，焊接间可直接焊接，一般不需要其他的连接件，构件简单，制造省工；

连接的密封性好，刚度大；

易于采用自动化，生产效率高。

缺点：

位于焊缝附近热影响区的材质有些变脆；

在焊件中产生焊接残余应力和残余变形，对结构工作有不利的影响；

焊接结构对裂纹很敏感，一旦局部发生裂纹便有可能迅速扩展到整个截面，尤其在低温下易发生脆断。

常用的电弧焊的基本原理和设备

包括手工电弧焊、自动埋弧电弧焊和半自动埋弧电弧焊。

手工电弧焊

(1)原理：利用电弧产生热量熔化焊条和母材形成焊缝。

（2）优点：设备简单，操作灵活方便，适于任意空间位置的焊接，特别适于焊接短焊缝。

（3）缺点：生产效率低，劳动强度大，焊接质量取决于焊工的精神状态与技术水平，质量波动大。

埋弧焊（自动或半自动）

（1）原理：埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧的一种电弧焊方法。

（2）优点：自动化程度高，焊接速度快，劳动强度低；电弧热量集中，熔深大，热影响区小；工艺条件稳定，焊缝的化学成分均匀，焊缝质量好，焊件变形小。

（3）缺点：装配精度要求高，设备投资大，施工位置受限等。（4）焊丝的选择：埋弧焊的焊条应与焊件钢材相匹配，如：Q235-H08、H08A、H08MnA;Q345、Q390-H08A、H08E、H08Mn等。焊条的表示方法：E后面加4个数字

E—表示焊条(Electrode)

前两位数字为熔敷金属（焊缝金属）的最小抗拉强度（N/mm2)

第三位数字表示适用于哪些焊接位置，0与1表示焊条适用于全位置焊接（平、立、仰、横），2表示焊条适用于平焊及平角焊，4表示焊条适用于向下立焊；

第三位与第四位组合时，表示焊接电流种类及药皮类型。

对于低合金钢焊条，短画线后面的符号表示熔敷金属化学成分分类代号（GB/T5117-1995及GB/T5118-1995）。

焊条的选择

焊条应与焊件钢材相适应；不同钢种的钢材焊接，宜采用与低强度钢材相适应的焊条。如：

Q235钢——E43型焊条（E4300--E4328)

Q345钢——E50型焊条(E5000--5048)

Q390、Q420钢——E55型焊条(E5500--5518)

焊缝的方位和要求

焊缝符号与标注方法

在钢结构施工图上要用焊缝代号标明焊缝形式、尺寸和辅助要求。焊缝代号主要由图形符号、辅助符号和引出线等部分组成。

具体有关代号规定和详细说明，可参照《建筑结构制图标准》（GB/T 50105—2001）和《焊接符号表示法》（GB324—88）。

焊缝缺陷

焊缝质量检验等级和焊缝质量等级

焊缝质量检验等级除对外观和尺寸进行检查外，还应进行焊缝内部质量的检验。当采用超声波探伤时，检验等级分为A、B、C三级；当采用射线探伤时，检验等级分为A、AB和B三级。

根据对焊缝质量检验等级的要求不同，把焊缝质量分为一、二、三级。每个等级的检验内容不一样。

螺栓链接

1.普通螺栓连接

根据对孔壁质量要求，将螺栓孔分为两类：Ι类孔（A、B级)和∏类孔（C级）。

Ι类孔的螺栓连接，其抗剪和承压强度比∏类孔的高，但是Ι类孔的制造费工，成本高。

A、B级螺栓孔对制孔的要求比较高，但安装困难，成本高，一般很少使用；C级螺栓孔制孔粗糙、不精确，但安装方便，目前在钢结构中普遍使用。

2、高强度螺栓

高强度螺栓连接传递剪力的机理和普通螺栓连接不同，普通螺栓是靠螺栓抗剪和承压来传递剪力的，而高强度螺栓连接首先是靠被连接板件间的强大摩擦阻力传递剪力的。

安装时通过特别的板手，以较大的扭矩上紧螺帽，使螺杆产生很大的预拉力。高强螺栓的预拉力把被连接的部件夹紧，使部件的

接触面间产生很大的磨擦力，外力通过摩擦力来传递。这种连接称为高强度螺栓摩擦型连接。

螺栓的性能统一用螺栓的性能等级表示，如4.6级、8.8级、10.9级。

小数点前的数字表示螺栓材料的抗拉强度，小数点及后面的数字表示屈强比。

4.6级、8.8级、10.9级螺栓强度分别属于400N/mm2、800N/mm2、1000N/mm2级。

C级螺栓为4.6级或4.8级，由Q235钢制造。

A、B级螺栓为5.6级或8.8级，采用低合金钢或再经热处理后制成。

高强螺栓为8.8级或10.9级，材料为45号钢、40B钢、20MnTiB 钢制成。

高强度螺栓连接的计算有两种类型：

（1）摩擦型连接只靠被连接板件间的强大摩擦阻力传力，以摩擦阻力刚被克服作为连接承载力的极限状态。因而，连接的剪切变形很小，整体性好。

（2）承压型连接靠被连接板件间的摩擦力和螺栓共同传力，以螺栓被剪切或被压（承压）坏为连接承载力的极限。

高强度螺栓采用钻成空。摩擦型连接，孔径比螺栓公称直径大1.5—2.0mm，承压型大1.0—1.5mm。为了提高摩擦力，还应对连接的各接触面进行处理。