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钢结构连接计算及构造
钢结构连接计算及构造
钢结构的连接方法、形式、表示及特点
对接焊缝计算
角焊缝计算
焊接残余应力及残余变形
螺栓连接
普通螺栓连接
高强螺栓连接
、形式、表示及特点
钢材→构件→整体结构
钢结构的连接方法选择的原则:
传力明确简捷、强度可靠、保证安全,同时还须构造简单、材料节约、施工简便、造价降低。
常用的连接方法一般采用焊接、栓接和铆接。
(a)焊缝连接; (b)铆钉连接; (c)螺栓连接; (d)紧固件连接
钢结构的连接方法
连接方法
优点
缺点
焊接
对几何形体适应性强,构造简单,省材省工,易于自动化,工效高
对材质要求高,焊接程序严格,质量检验工作量大
铆接
传力可靠,韧性和塑性好,质量易于检查,抗动力荷载好
费钢、费工
普通螺栓连接
装卸便利,设备简单
螺栓精度低时不宜受剪,螺栓精度高时加工和安装难度较大
高强螺栓连接
加工方便,对结构削弱少,可拆换,能承受动力荷载,耐疲劳,塑性、韧性好
摩擦面处理,安装工艺略为复杂,造价略高
射钉、自攻螺栓连接
灵活,安装方便,构件无须予先处理,适用于轻钢、薄板结构
不能受较大集中力
焊接
优点:任何形式的构件一般都可直接相连,不削弱构件截面,用料经济,构造简单,加工方便,连接刚度大,密封性能好,可采用全自动或半自动作业,生产效率高。
缺点:焊缝附近钢材,在高温作用下形成热影响区,其金相组织和力学性能发生变化,导致局部材质变脆;焊接过程中钢材受到不均匀的加温和冷却,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的影响。
常用的连接方法一般采用焊接、栓接和铆接。
焊接原理
钢结构常用的焊接方法是电弧焊,包括手工电弧焊、自动或半自动埋弧焊及气体保护焊等。
手工电弧焊电路由焊条、焊钳、焊件、电焊机与导线组成。通电引弧后,在涂有焊药的焊条端与焊件间产生电弧,使焊条熔化,熔滴滴入被电弧吹成的焊接溶池中,焊药燃烧在熔池周围形成保护气体,稍冷后在焊缝熔化金属表面形成熔渣,以隔绝熔池中液体金属与氧、氮等气体的接触,避免形成脆性易裂化合物,焊缝金属冷却后与焊件熔成一体。
手工电弧焊
直流手工电弧焊—
氩弧焊多功能焊机
直流手工电弧焊施焊
适于任意空间位置的焊接,特别适于焊接短焊缝
所采用的焊条型号应与主体金属相适应 P26
当不同强度钢材焊接时应选用与强度较低钢材相适应的焊条。
自动或半自动埋弧焊
自动或半自动埋弧焊主要设备是自动电焊机,沿轨道按设定速度移动,通电引弧后,使埋于焊剂下的焊丝和附近的焊剂熔化,熔渣浮在熔化的焊缝金属上面,使融化金属不与空气接触,并供给焊缝金属以必要的合金元素,随焊机的移动,颗粒状焊剂不断从料斗漏下,电弧完全被埋在焊剂之内,同时焊丝自动地边熔化边下降,称为自动埋弧焊。(沿轨道推移过程由人工控制时,称为半自动埋弧焊)
手工电弧直流/
直流脉冲氩弧焊两用机
1—焊丝转盘;2—转动焊丝的电动机;3—焊剂漏斗;4—电源;5—熔化的焊剂;
6—焊缝金属;7—焊件;8—焊剂;9—移动方向
埋弧自动电弧焊原理图
门式全自动埋弧焊机