钢结构常用的连接方式 钢结构连接的种类和特点

Answer 1

钢结构中的焊缝连接主要采用电弧焊。电弧焊包括手工焊、自动焊和半自动焊。自动焊或半自动焊可采用埋弧焊或气体保护焊。在构件连接处，通过电弧产生的高温，将焊条或焊丝金属熔化，实现构件的连接。

焊缝连接具有独特的受力特点。对接焊缝强度与主体金属强度相当，当采用与主体金属相适应的焊条或焊丝，施焊合理，质量合格时，其强度与主体金属强度相当。角焊缝的截面形状一般为等腰直角三角形，其直角边长称为焊脚(hf)，斜边上的高(0.7hf)称为有效厚度。正面角焊缝受力复杂，同时存在弯曲、拉伸(或压缩)和剪切应力，其破坏强度比侧面角焊缝高。焊缝的构造要求和施工验收规范有专门规定。

焊接过程中，由于被连接构件局部受热和焊后不均匀冷却，将产生焊接残余应力和焊接变形。焊接残余应力高可达到钢材屈服点，对构件的稳定和疲劳强度均有显著的影响。焊接变形可使构件产生初始缺陷。设计焊接结构以及施工过程都应采取措施，减少焊接应力和焊接变形。

普通螺栓连接的连接件包括螺栓杆、螺母和垫圈。普通螺栓由普通碳素结构钢或低合金结构钢制成，分为粗制螺栓和精制螺栓。粗制螺栓由未经加工的圆杆制成，螺栓孔径比螺栓杆径大1.0～1.5毫米，制作简单，安装方便，但受剪切时性能较差，只用于次要构件的连接或工地临时固定，或用在借螺栓传递拉力的连接上。精制螺栓由棒钢在车床上切削加工制成，杆径比孔径小0.3～0.5毫米，其受剪力的性能优于粗制螺栓，但由于制做和安装都比较复杂，很少应用。

普通螺栓连接按受力情况可分为抗剪连接和抗拉连接，也有同时抗剪和抗拉的。抗剪连接又有单面受剪和双面受剪以及多面受剪等不同情况。在普通螺栓抗剪连接中，当拧紧螺母时，螺栓内产生的预拉力不大；连接受力时，被连接的板件之间的摩擦力克服后，产生滑移，栓杆与孔壁接触，此时主要靠螺栓杆剪切和栓杆与孔壁互相挤压传力。当螺栓杆直径相对较小时，螺栓沿受剪面剪断，称剪切破坏。当板件相对较薄时，孔壁被挤压而破坏，或板件端部被螺栓冲开，称承压破坏。当被连接板件截面较小，也可能在有螺栓的截面处被拉断而破坏。螺栓抗拉连接的受力情况，则随着被连接构件的刚度不同而有较大的区别。

钢结构高强度螺栓连接件亦由螺栓杆、螺母和垫圈组成，由强度较高的钢制成。高强度螺栓连接用特殊扳手拧紧高强度螺栓，对其施加规定的预拉力。高强度螺栓抗剪连接按其传力方式分为摩擦型和剪压型两类。摩擦型高强度螺栓抗剪连接，依靠被夹紧板束接触面的摩擦力传力，剪压型高强度螺栓抗剪连接，则假设板束接触面间的摩擦力被克服后，栓杆与孔壁接触，借螺栓抗剪和孔壁承压来传力。

铆钉是由顶锻性能好的铆钉钢制成。铆钉连接的施工程序是先在被连接的构件上制成比钉径大1.0～1.5毫米的孔。然后将一端有半圆钉头的铆钉加热到呈樱桃红色，塞入孔内，再用铆钉枪或铆钉机进行铆合，使铆钉填满钉孔，并打成另一铆钉头。铆钉连接的韧性和塑性都比较好。但铆接比栓接费工，比焊接费料，只用于承受较大的动力荷载的大跨度钢结构。一般情况下在工厂几乎为焊接所代替，在工地几乎为高强度螺栓连接所代替。