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        鋼結構不同連接方法的優缺點

        發布者: 發布時間:2017/1/10 11:11:36 閱讀:次 【字體:

        連接方法

        ★ 焊接

        優點: 對幾何形體適應性強;構造簡單; 不削弱截面,可實現自動化操作;連接的密閉性好,結構剛度大

        缺點: 對材質要求高;熱影響區內,容易導致局部材質變;焊接殘余應力和殘余變形使受壓構件承載力降低;焊接結構對裂紋很敏感;低溫冷脆問題較突出。

        ★ 鉚接

        優點: 傳力可靠,韌性和塑性好,質量易于檢查,抗動力荷載性能好

        缺點: 構造復雜,費鋼費工

        ★ 普通螺栓連接

        優點: 裝卸便利,設備簡單

        缺點: 螺栓精度低時不宜受剪;螺栓精度高時加工和安裝復雜,價格較高

        ★ 高強螺栓連接

        優點: 摩擦型剪切變形小,彈性性能好,特別適用于隨動荷載的結構.承壓型承載力高于摩擦型,連接緊湊

        缺點: 摩擦面處理,安裝工藝略為復雜,造價略高;承壓型連接的剪切變形大,不得用于承受動力荷載的結構中。

        二、焊接連接及焊接結構的特性

        1、焊接連接的優缺點

        焊接連接與鉚釘、螺栓連接比較,有以下優點:

        1)不需打孔,省工省時;

        2)任何形狀的構件可直接連接,連接構造方便;

        3)氣密性、水密性好,結構剛度較大,整體性較好。

        缺點:

        1)焊接附近有熱影響區,材質變脆;

        2)焊接的殘余應力使結構易發生脆性破壞,殘余變形使結構形狀、尺寸發生變化;

        3)焊接裂縫一經發生,便容易擴展。

        2、常見的焊接缺陷:

        裂紋、氣孔、未焊透、夾渣、咬邊、燒穿、凹坑、塌陷、未焊滿。

        3、焊接質量檢查:

        焊縫質量檢驗方法:外觀檢查、超聲波探傷檢驗、 x射線檢驗.

        焊縫質量分級: 一級焊縫需經外觀檢查、超聲波探傷、x射線檢驗都合格;二級焊縫需外觀檢查、超聲波探傷合格;三級焊縫需外觀檢查合格。

        三、焊縫連接型式和焊縫型式

        1、焊縫連接型式

        按兩焊件的相對位置分:平接、搭接、T(頂)接和角接。

        2、焊縫型式

        1)、對接焊縫按受力與焊縫方向分:

        a)直縫:作用力方向與焊縫方向正交

        b)斜縫:作用力方向與焊縫方向斜交

        2)、角焊縫按受力與焊縫方向分:

        a)端縫:作用力方向與焊縫長度方向垂直

        b)側縫:作用力方向與焊縫長度方向平行

        3)、按焊縫連續性:

        a)連續焊縫:受力較好

        b)斷續焊縫:易發生應力集中

        4)、按施工位置:

        俯焊、立焊、橫焊、仰焊,其中以俯焊施工位置 最好,所以焊縫質量也最好,仰焊最差。

        螺栓的排列和構造要求

        1、螺栓排列需滿足的要求

        1)受力要求:

        在受力方向螺栓的端距過小時,鋼材有剪斷或撕裂的可能(端距≥2d0).各排螺栓距和線距太小時,構件有沿折線或直線破壞的可能。對受壓構件,當沿作用方向螺栓距過大時,被連板間易發生鼓曲和張口現象。

        2)構造要求:防止板翹曲后浸入潮氣而腐蝕,限制螺孔中矩最大值;

        3)施工要求:為便于擰緊螺栓,留適當間距(不同的工具有不同要求)。

        2、螺栓的排列

        普通螺栓的計算

        1、螺栓的工作性能

        按受力性能分類:抗剪螺栓、抗拉螺栓和拉剪螺栓。

        抗剪螺栓:靠孔壁承壓、螺桿抗剪傳力;

        抗拉螺栓:靠螺栓受拉;

        拉剪螺栓:同時靠螺栓受剪、受拉傳力

        螺栓破壞形式

        a)螺栓剪斷;

        b)鋼板孔壁擠壓破壞;

        c)鋼板由于螺孔削弱而凈截面拉斷 ;

        d)鋼板因螺孔端距或螺孔中距太小而剪壞(端距e3≥2d0);

        e)螺桿因太長或螺孔大于螺桿直徑而產生彎、剪破壞(板疊厚度≤5d);

        其中:后兩種破壞通過構造保證,前三種需計算保證。

        高強度螺栓連接的性能

        1、性能等級和材料

        性能等級:高強度螺栓性能等級有有8.8級和10.9級。 材料:8.8級采用的鋼材有40B鋼、45號鋼和35號鋼,10.9級采用的鋼材有20MnTiB鋼和35VB鋼。級別劃分的小數點前數字是螺栓熱處理后的最低抗拉強度,小數點后的數字是屈強比。如8.8級鋼材的最低抗拉強度為fu=800N/mm2,fy/fu= 0.8;10.9級為fu=1000N/mm2,fy/fu= 0.9。采用的孔洞為Ⅱ類孔

        2、受力性能

        高強螺栓連接按受力特征分高強螺栓摩擦型連接、高強螺栓承壓型連接和承受拉力的高強度螺栓連接。其螺栓構造、安裝基本相同。

        摩擦型高強螺栓:靠摩擦力傳遞荷載,以剪力等于摩擦力為承載力極限狀態,所以螺桿與螺孔之差可達1.5~2.0mm.摩擦型高強螺栓的連接較承壓型高強螺栓的變形小,承載力低,耐疲勞、抗動力荷載性能好。

        承壓型高強螺栓 :連接依靠螺桿抗剪和孔壁承壓來傳力,以螺栓或鋼板破壞為承載力極限狀態,可能的破壞形式與普通受剪螺栓相同,所以螺桿與螺孔之差略小些,為1.0~1.5mm。承壓型高強螺栓連接承載力高,但抗剪變形大,所以一般僅用于承受靜力荷載和間接承受動力荷載結構中的連接。

        承受拉力的高強度螺栓:連接靠螺栓受拉力來承擔外力,應保證板疊始終受擠壓而不被拉開為承載力極限狀態.

        強度螺栓的預拉力

        預拉力施加方法:扭矩法、轉角法和扭剪法 .

        轉角法:通過工藝試驗,確定滿足預拉力要求所需角度,在實際工程中采用固定轉角,不精確;

        扭矩法:通過工藝試驗,確定滿足預拉力要求所需扭 矩,制做特殊扳手,如機械扳手,光電扳手等等;

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