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  • 鋼結構的連接方法及特點(焊接 螺栓 鉚釘)

    • 更新時間:2011-6-30 20:38:32  文章來源:中大網校
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        鋼結構的連接方法有焊接連接、螺栓連接和鉚釘連接。

       

        一、焊接連接


        焊接是鋼結構中應用最廣泛的一種連接方法。它的優點是構造簡單,用鋼量省,加工簡便,連接的密封性好,剛度大,易于采用自動化操作。缺點是焊件殘余應力和焊接殘余變形;焊接結構對裂紋敏感,局部裂紋會迅速擴展到整個截面;焊縫附近材質變脆。


        焊接連接的方法有很多,其中手工電弧焊、自動或半自動埋弧電弧焊和二氧化碳氣體保護焊最為常見。


        手工電弧焊由焊條,夾焊條的焊把,電焊機,焊件和導線組成。常用的焊條為E43xx、E50x x和E55x x型。字母E表示焊條,后面的兩位數表示熔敷金屬(焊縫金屬)抗拉強度的最小值,如43表示熔敷金屬抗拉強度為fu=43kg/mm2;第三位數字表示適用的焊接位置(平焊、橫焊、立焊和仰焊);第三位和第四位數字組合時表示藥皮類型和適用的焊接電源種類。按焊條選用應和焊件鋼材的強度相適應的原則,Q235鋼應選擇E43xx型焊條(E4300-E4316);16Mn鋼應選擇E50x x型鋼焊(E5000,E5018);15MnV鋼應選擇E55x x型焊條(E5500、E5518)。手工電弧焊設備簡單,操作靈活,適用性強,是鋼結構中最常用的焊接方法。后二種焊接方法的生產效率高,焊接質量好,在金屬結構制造廠中常用。


        二、螺栓連接


        螺栓連接可分為普通螺栓連接和高強度螺栓連接。


        1、普通螺栓連接,主要用在安裝連接和可拆裝的結構中。普通螺栓有兩種類型:一 種是粗制螺栓(稱為c級),它的制作精度較差,孔徑比栓桿直徑大1.0-1.5mm,便于制作和安裝。粗制螺栓連接,適用于承受拉力,而受剪性能較差。因此,它常用于承受拉力的安裝螺栓連接(同時有較大剪力時常另加承托承受),次要結構和可拆卸結構的抗剪連接,以及安裝時的臨時固定。另一種是精制螺栓(A級或B級),它的制作精度較高,孔徑比栓桿直徑只大o.3-0.5mm,連接的受力性能較粗制螺栓連接好,但其制作和安裝都較費工,價格昂貴,故鋼結構中較少采用。


        2、高強度螺栓(包括螺帽和墊圈均采用高強度材料制作),安裝時,用特制的扳手擰緊螺母給栓桿施加很大的預拉力,從而在被連接板件的接觸面上產生很大的壓力。當受剪力時,按設計和受力要求的不同,可分為摩擦型和承壓型兩種。


        高強度螺栓摩擦型連接:這種連接僅依靠板件接觸面間的摩擦力傳遞剪力,即保證連接在整個使用期間剪力不超過最大摩擦力。這種連接,板件間不會產生相對滑移,其工作性能可靠,耐疲勞,在我國已取代鉚釘連接并得到愈來愈廣泛的應用。


        高強度螺栓承壓型連接:這種連接是依靠板件間的摩擦力與栓桿承壓和抗剪共同承受剪力。連接的承載力較摩擦型的高,可節約螺栓。但這種連接受剪時的變形比摩擦型大,所以只適用于承受靜荷載和對結構變形不敏感的連接中。


        高強度螺栓的強度等級分8.8級和10.9級兩種。小數點前“8”和“10”表示螺栓經熱處理后的最低抗拉強度;“.8”和“.9”表示螺栓經熱處理后的屈服點與抗拉強度之比。如8.8級表示螺栓經熱處理后的最低抗拉強度 800N/mm2,屈服點與抗拉強度之比為0.8。按摩擦型設計時,孔徑比栓桿直徑大1.5-2.0mm;按承壓型設計時,孔徑比栓桿直徑大1.0-1.5mm。


        三、鉚釘連接


        鉚釘連接是將一端帶有預制釘頭的鉚釘,插入被連接構件的釘孔中,利用鉚釘或壓鉚機將另一端壓成封閉釘頭而成。鉚釘連接因費鋼費工,勞動條件差,成本高,現已很少采用。但因鉚釘連接的塑性和韌性好,傳力可靠,質量易于檢查,所以在某些重型和經常受動力荷載作用的結構,有時仍采用鉚釘連接。


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