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最詳細的鋼結構連接的種類和特點

連接的作用是通過一定方式將板材或型鋼組合成構件,或將若干構件組合成整體結構,以保證其共同工作。

鋼結構的連接方法可分為焊接連接、螺栓連接(鉚釘連接)兩種。

優點:

不削弱構件截面,節約鋼材;

可焊接成任何形狀的構件,焊接間可直接焊接,一般不需要其他的連接件,構件簡單,制造省工;

連接的密封性好,剛度大;

易于采用自動化,生產效率高。

缺點:

位于焊縫附近熱影響區的材質有些變脆;

在焊件中產生焊接殘余應力和殘余變形,對結構 工作有不利的影響;

焊接結構對裂紋很敏感,一旦局部發生裂紋便有可能迅速擴展到整個截面,尤其在低溫下易發生脆斷。

常用的電弧焊的基本原理和設備

包括手工電弧焊、自動埋弧電弧焊和半自動埋弧電弧焊。


手工電弧焊

(1)原理:利用電弧產生熱量熔化焊條和母材形成焊縫。

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(2)優點:設備簡單,操作靈活方便,適于任意空間位置的焊接,特別適于焊接短焊縫。

(3)缺點:生產效率低,勞動強度大,焊接質量取決于焊工的精神狀態與技術水平,質量波動大。


埋弧焊(自動或半自動)

(1)原理:埋弧焊是電弧在焊劑層下燃燒的一種電弧焊方法。


(2)優點:設備簡單,操作靈活方便,適于任意空間位置的焊接,特別適于焊接短焊縫。

(3)缺點:生產效率低,勞動強度大,焊接質量取決于焊工的精神狀態與技術水平,質量波動大。

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(2)優點:自動化程度高,焊接速度快,勞動強度低;電弧熱量集中,熔深大,熱影響區;工藝條件穩定,焊縫的化學成分均勻,焊縫質量好,焊件變形小。

(3)缺點:裝配精度要求高,設備投資大,施工位置受限等。

(4)焊絲的選擇:埋弧焊的焊條應與焊件鋼材相匹配,如:Q235-H08、H08A、H08MnA; Q345、Q390-H08A、H08E、H08Mn等。


焊條的表示方法:E后面加4個數字

E—表示焊條(Electrode)

前兩位數字為熔敷金屬(焊縫金屬)的最小抗拉強度(N/mm2)

第三位數字表示適用于哪些焊接位置,0與1表示焊條適用于全位置焊接(平、立、仰、橫),2表示焊條適用于平焊及平角焊,4表示焊條適用于向下立焊;

第三位與第四位組合時,表示焊接電流種類及藥皮類型。

對于低合金鋼焊條,短畫線后面的符號表示熔敷金屬化學成分分類代號(GB/T5117-1995及GB/T 5118-1995)。


焊條的選擇

焊條應與焊件鋼材相適應;不同鋼種的鋼材焊接,宜采用與低強度鋼材相適應的焊條。如:

Q235鋼——E43型焊條(E4300--E4328)

Q345鋼——E50型焊條(E5000--5048)

Q390、Q420鋼——E55型焊條(E5500--5518)


焊縫的方位和要求


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焊縫符號與標注方法

在鋼結構施工圖上要用焊縫代號標明焊縫形式、尺寸和輔助要求。

焊縫代號主要由圖形符號、輔助符號和引出線等部分組成。

具體有關代號規定和詳細說明,可參照《建筑結構制圖標準》(GB/T 50105—2001)和《焊接符號表示法》(GB 324—88)。

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焊縫質量檢驗等級和焊縫質量等級

焊縫質量檢驗等級除對外觀和尺寸進行檢查外,還應進行焊縫內部質量的檢驗。當采用超聲波探傷時,檢驗等級分為A、B、C三級;當采用射線探傷時,檢驗等級分為A、AB和B三級。

根據對焊縫質量檢驗等級的要求不同,把焊縫質量分為一、二、三級。每個等級的檢驗內容不一樣。

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1.普通螺栓連接

根據對孔壁質量要求,將螺栓孔分為兩類:Ι類孔(A、B級)和∏類孔(C級)。

Ι類孔的螺栓連接,其抗剪和承壓強度比∏類孔的高,但是Ι類孔的制造費工,成本高。

A、B級螺栓孔對制孔的要求比較高,但安裝困難,成本高,一般很少使用;C級螺栓孔制孔粗糙、不精確,但安裝方便,目前在鋼結構中普遍使用。

2、高強度螺栓

高強度螺栓連接傳遞剪力的機理和普通螺栓連接不同,普通螺栓是靠螺栓抗剪和承壓來傳遞剪力的,而高強度螺栓連接首先是靠被連接板件間的強大摩擦阻力傳遞剪力的。

安裝時通過特別的板手,以較大的扭矩上緊螺帽,使螺桿產生很大的預拉力。高強螺栓的預拉力把被連接的部件夾緊,使部件的接觸面間產生很大的磨擦力,外力通過摩擦力來傳遞。這種連接稱為高強度螺栓摩擦型連接。

螺栓的性能統一用螺栓的性能等級表示,如4.6級、8.8級、 10.9級。

小數點前的數字表示螺栓材料的抗拉強度,小數點及后面的數字表示屈強比。

4.6級、8.8級、 10.9級螺栓強度分別屬于400N/mm2 、800N/mm2 、1000N/mm2級。

C級螺栓為4.6級或4.8級,由Q235鋼制造。

A、B級螺栓為5.6級或8.8級,采用低合金鋼或再經熱處理后制成。

高強螺栓為8.8級或10.9級,材料為45號鋼、 40B鋼、20MnTiB鋼制成。

高強度螺栓連接的計算有兩種類型:

(1)摩擦型連接 只靠被連接板件間的強大摩擦阻力傳力,以摩擦阻力剛被克服作為連接承載力的極限狀態。因而,連接的剪切變形很小,整體性好。

(2)承壓型連接 靠被連接板件間的摩擦力和螺栓共同傳力,以螺栓被剪切或被壓(承壓)壞為連接承載力的極限。

高強度螺栓采用鉆成空。摩擦型連接,孔徑比螺栓公稱直徑大1.5—2.0mm,承壓型大1.0—1.5mm。為了提高摩擦力,還應對連接的各接觸面進行處理。




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