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钢结构的连接方法
钢结构的连接方法有焊缝连接、螺栓连接和铆钉连接三种。
焊缝连接
焊缝连接是通过电弧产生的热量使焊条和焊件局部熔化,经冷却凝结成焊缝,从而将焊件连接成为一体。
优点:不削弱构件截面,节约钢材,构造简单,制造方便,连接刚度大,密封性能好,在一定条件下易于采用自动化作业,生产效率高。
缺点:焊缝附近钢材因焊接高温作用形成的热影响区可能使某些部位材质变脆;焊接过程中钢材受到分布不均匀的高温和冷却,使结构产生焊接残余应力和残余变形,对结构的承载力、刚度和使用性能有一定影响;焊接结构由于刚度大,局部裂纹一经发生很*扩展到整体,尤其是在低温下易发生脆断;焊缝连接的塑性和韧性较差,施焊时可能产生缺陷,使疲劳强度降低。
(1)焊接方法
钢结构常用的焊接方法是电弧焊,包括手工电弧焊、自动或半自动电弧焊以及气体保护焊等。
手工电弧焊是钢结构中较常用的焊接方法,其设备简单,操作灵活方便。但劳动条件差,生产效率比自动或半自动焊低,焊缝质量的变异性大,在一定程度上取决于焊工的技术水平。
自动焊的焊缝质量稳定,焊缝内部缺陷较少,塑性好,冲击韧性好,适合于焊接较长的直接焊缝。半自动焊因人工操作,适用于焊曲线或任意形状的焊缝。自动和半自动焊应采用与主体金属相适应的焊丝和焊剂,焊丝应符合国家标准的规定,焊剂应根据焊接工艺要求确定。
气体保护焊是用惰性气体(或CO2)气体作为电弧的保护介质,使熔化金属与空气隔绝,以保持焊接过程稳定。气体保护焊电弧加热集中,焊接速度快,熔深大,故焊缝强度比手工焊的高。且塑性和抗腐蚀性好,适合于厚钢板的焊接。
(2)焊缝形式
焊缝连接形式根据被连接构件间的相互位置可分为对接、搭接、T形连接和角接等四种形式。这些连接所用的焊缝有对接焊缝和角焊缝两种基本形式。在具体应用时,应根据连接的受力情况,结合制造、安装和焊接条件进行选择。
(3)焊缝构造
1、对接焊缝
对接焊缝传力直接、平顺、没有显着的应力集中现象,因而受力性能良好,
于承受静、动荷载的构件连接都适用。但由于对接焊缝的质量要求较高,焊件之间施焊间隙要求较严,一般多用于工厂制造的连接中。
2、角焊缝
角焊缝的形式:角焊缝按其长度方向和外力作用方向的不同,可分为平行于力作用方向的侧面角焊缝、垂直于力作用方向的正面角焊缝与力作用方向斜交的斜向角焊缝以及围焊缝。
角焊缝截面形式又分为普通式、平坡式和深熔式。图中hf称为角焊缝的焊脚尺寸。普通式截面焊脚边比例为1:1,近似于等腰直角三角形,其传力线弯折较剧烈,故应力集中严重。对直接承受动力荷载的结构,为使传力平顺,正面角焊缝宜采用两焊角边尺寸比例1:1.5的平坡式(长边顺内力方向),侧面角焊缝宜采用比例为1:1的深熔式。