钢结构如何连接?

连接方法有焊接、螺栓和铆钉连接三种。

《建筑结构制图标准 》 GB/T50105 T50105-2001

焊缝连接 Welding

焊接为结构设计师提供了一种独特而有价值的能力:它可以连接钢框架的成员,就像他们是一个整体。焊接连接,正确的设计和执行,比他们所连接的成员更强。

虽然用高强度螺栓连接也可以达到同样的性能,但与等效焊接接头相比,这种连接往往很麻烦。然而,螺栓有它自己的优势:它是快速和容易的现场连接,只需要抵抗剪切力,它可以在恶劣的天气或困难的物理访问条件下完成,这将使焊接不可能。螺栓、焊接或两者的组合的选择通常由设计者决定,但也可能受到诸如制造商和安装商的设备和专业知识、电力可用性、气候和位置等因素的影响。

电弧焊在概念上很简单。在被连接的钢片和金属电极之间建立电势。当电极靠近钢构件之间的焊缝时,形成连续电弧,产生足够的热量熔化钢构件的局部区域和电极的尖端。来自电极的钢水与构件的钢水融合。

每个焊缝所需的厚度和长度由设计人员计算,以使其与构件之间传递的力相匹配,并在制造图纸上使用标准化焊接符号表示

螺栓连接 Bolts

钢框架结构中使用的螺栓可以是高强度螺栓,这些螺栓在制造过程中经过热处理以提高其强度,也可以是低强度碳钢螺栓。在现代钢框架结构中,螺栓连接几乎完全依赖于高强度螺栓。碳钢螺栓(也称为未完成或普通螺栓)的用途有限,如用于小型框架构件的紧固或临时连接。

承压型与摩擦型

在承压型连接中,螺栓只需要安装到密封状态即可。在这种情况下,连接的构件之间的运动受到螺栓本身的抵制,因为连接构件中的螺栓孔的侧面承受着螺栓的本体。

在摩擦型连接中,螺栓是预先加载的(在安装过程中紧固),以至于钢构件的相邻面之间的摩擦会阻碍构件之间的运动。

在正常载荷条件下,承压型连接螺栓的应力主要为剪切应力,而摩擦型连接螺栓的应力主要为拉应力。

当承压型连接第一次加载时,当连接部件上的螺栓孔的侧面达到对螺栓本体的完全承载时,接头会发生轻微的滑移。相反,摩擦型连接将达到其全部设计能力,几乎没有初始滑移。由于这个原因,只有当承压型连接可能会对性能产生不利影响时,才会使用摩擦型连接。例如,高层建筑中的柱缝和梁与柱之间的连接必须设计成摩擦型的。

螺栓通常用气动或电动冲击扳手紧固。在承压型连接中,螺栓的拉力并不重要。在一个摩擦型连接中,螺栓必须可靠地紧固到其极限抗拉强度的70%以上。

在典型的连接中,螺栓插入比螺栓直径大2毫米的孔中。根据各种因素,硬化钢垫圈可以插入紧固件的一端或两端。垫圈需要有开槽或超大尺寸的孔,以确保螺栓头和螺母与连接部件的表面有足够的接触。在安装预加载螺栓时,可能需要垫圈来防止连接部件表面的损伤。

目录