钢结构构件的连接形式

单元2 钢结构的连接

复习思考题

2-1钢结构的连接方式有几种？各有何特点？目前常用哪些方法？

答：钢结构的连接方法有焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接三种。

焊缝连接：1）优点：构造简单，任何形式的构件都可直接相连；用料经济、不削弱截面；制作加工方便，可实现自动化操作；连接的密闭性好，结构刚度大。

2）缺点：在焊缝附近的热影响区内，钢材的金相组织发生改变，导致局部材质变脆；焊接残余应力和残余变形使受压构件承载力降低；焊接结构对裂纹很敏感，局部裂纹一旦发生，就容易扩展到整体，低温冷脆现象较为突出。

螺栓连接：1）优点：施工工艺简单、安装方便，特别适用于工地安装连接，工地进度和质量易得到保证；且由于装拆方便，适用于需装拆结构的连接和临时性连接。

2）缺点：螺栓连接需制孔，拼装和安装需对孔，增加了工作量，且对制造的精度要求较高；此外，螺栓连接因开孔对截面有一定的削弱，有时在构造上还须增设辅助连接件，故用料增加，构造较繁。

在钢结构工程中，焊缝连接、螺栓连接是最常用的连接方法。

铆钉连接：1）优点：铆钉连接的塑性和韧性较好，传力可靠，质量易于检查。

2）缺点：构造复杂，费钢费工。

2-2对接焊缝的坡口形式主要由什么条件决定？通常用的坡口形式有哪几种？并绘图示意。

答：对接焊缝的坡口形式取决于焊件厚度t 。

常用对接焊缝的坡口形式有以下6种：

（a）直边缝 （b）单边V形坡口 （c）V形坡口

（d）U形坡口 （e）K形坡口 （f）X形坡口

2-3对接焊缝在哪种情况下才需要进行抗拉强度计算？

答：由于一、二级质量的焊缝与母材强度相等，故只有三级质量的焊缝才需进行抗拉强度验算。

2-4引弧板起什么作用？ 答：引弧板可消除焊缝的起灭弧处弧坑等缺陷，避免产生应力集中和裂纹。

2-5焊缝的起弧、落弧对焊缝有何影响？对接焊缝和角焊缝计算中如何考虑？

答：焊缝的起弧、落弧易产生弧坑等缺陷，使焊缝的计算长度减小。

钢结构梁拼接方法

钢结构梁是钢结构建筑中常见的一种构件，其拼接质量直接影响到钢结构建筑的安全性和稳定性。因此，选择合适的钢结构梁拼接方法至关重要。本文将对钢结构梁拼接方法进行介绍和比较，以供参考。

钢结构梁拼接方法主要有三种：焊接、螺栓连接和铆接。

1. 焊接

焊接是将两个钢结构梁端部通过加热或压力焊接在一起，形成永久连接的方法。焊接具有结构简单、加工方便、节省材料等优点，是目前钢结构梁拼接中应用最广泛的方法。焊接时可以选择手工焊接、自动焊接、气体保护焊接等不同的焊接方式。

2. 螺栓连接

螺栓连接是通过螺栓将两个钢结构梁端部连接在一起的方法。螺栓连接具有安装方便、拆卸容易、可重复使用等优点。但是，螺栓连接需要较多的螺栓和垫圈，而且其强度和密封性相对较差，因此适用于受力较小的钢结构梁拼接。

3. 铆接

铆接是通过铆钉将两个钢结构梁端部连接在一起的方法。铆接具有结构简单、强度高、密封性好等优点，适用于受力较大的钢结构梁拼接。但是，铆接需要较多的铆钉和设备，而且加工难度较大，因此成本较高。 以上三种方法各有优缺点，选择合适的钢结构梁拼接方法需要综合考虑钢结构梁的受力情况、拼接质量、加工难度和成本等因素。

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钢结构的常用连接方法

钢结构的连接通常有焊接、铆接和螺栓连接三种方式。铆接很少采用，常用焊接和螺栓连接。

1 、焊接连接

是当前钢结构最主要的连接方式，它的优点是构造简单，用钢省，加工方便，连接的密闭性好，易于采用自动化作业。焊接连接的缺点是焊件会产生残余应力和残余变形，焊缝附近材质变脆，焊缝质量易受材料、操作的影响，对钢材材性要求较高，高强度钢更要有严格的焊接程序。

2 、螺栓连接

其分为普通螺栓连接和高强度螺栓连接两种。

1．普通螺栓连接

普通螺栓的优点是装卸便利，不需特殊设备。普通螺栓又分为C级螺栓 (又称粗制螺栓)和A、B级螺栓(又称精制螺栓)两种。C级螺栓制作精度较差，宜用于承受拉力的连接，或用于次要结构和可拆卸结构的受剪连接以及安装时的临时固定。A、B级螺栓受力性能较好，但其加工费用较高且安装费时费工，目前建筑结构中很少使用。

2．高强度螺栓连接

高强度螺栓传递剪力的机理与普通螺栓不同，它是靠被连接板间的强大摩擦阻力传递剪力，变形较小。其优点是施工简单、受力好、耐疲劳且可以撤换以及在动力荷载作用下不致松动。从受力特征的不同，高强度螺栓连接可分为摩擦型和承压型两种。

摩擦型连接：外力仅依靠部件接触面间的摩擦力来传递。其特点是连接紧密，变形小，传力可靠，疲劳性能好，主要用于直接承受动力荷载的结构、构件的连接。

承压型连接：起初由摩擦传力，后期同普通螺栓连接一样，依靠杆和螺孔之间的抗剪和承压来传力。连接承载力一般比摩擦型连接高，可节约钢材。但在摩擦力被克服后变形较大，故仅适用于承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构、构件的连接。

3 、铆钉连接

铆钉连接费工费料、劳动条件差、成本高，现在很少采用，多被焊接及高强度螺栓连接所代替。

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页脚内容 焊接连接

1 、焊接方法、焊接接头、焊缝形式等

第五节 钢结构构件的连接构造

构件间连接构造的基本原则是：传力均匀、直接、可靠，符合构件内力分析时采用的计算简图；构造简单，便于制造和安装；做到设计可靠、省料和省工。

连接构造主要包括次梁与主梁的连接、梁与柱的连接（柱头）和柱与基础的连接（柱脚）。按连接的传力和变形情况，工程实际中常用的构件间连接可分铰接和刚接两大类。铰接连接主要传递竖向力，如次梁与主梁的铰接连接主要传递次梁的竖向反力，梁与柱的铰接连接主要传递梁端反力，柱与基础的铰接连接主要传递柱身传来的轴心压力。刚接连接则除了传递竖向力外，还应同时传递连接处的弯矩。连接构造的形式多种多样，下面列举几种常用的连接构造。

一、次梁与主梁的连接

1 ．铰接连接

图 6-42 示最常用的一种连接形式，次梁连于主梁的横向加劲肋上。图中主梁左侧所示为用普通C级螺栓连接时的构造；右侧所示为当次梁荷载较大而改用角焊缝连接时的构造，此时图上的螺栓为安装定位和临时支承需用，传力计算中不计入。

图 6 -43 示用连接件（连接钢板或连接角钢）的次梁与主梁简单连接。此时若楼面板铺设条件容许次梁采用低位连接时，可避免在次梁端部进行切割，如图 6

-43 （ a ）所示。当次梁用平位连接时（图 6 -43b ) ，也只需对次梁端部的上部进行切割。

2 ．刚接连接

图 6 -44 为次梁与主梁的刚接连接构造示例，连接需传递次梁端部的竖向反力 V 和弯矩 M 。可将何化作一力偶 H·h，h 为次梁上、下翼缘形心间的距离。次梁上翼缘中的拉力 H 由盖板承受，

根据 H 力的大小确定所需盖板的截面积，盖板与每一次梁用三面围焊的工地角焊缝连接，按 H 力可算出所需焊缝的 hf 和 lw。主梁两边的盖板平面为鱼尾形，故称为鱼尾板，它可使焊缝受力均匀和处于俯焊的焊接位置。主梁腹板两侧于工厂制造时即各焊接一承托（短牛腿），承托的水平板宽度应大于次梁的翼缘板，次梁置于承托上面，用工地角焊缝（俯焊）相连，此工地角焊缝应承受次梁下翼缘板传来的水平压力 H 。此外也可采用对接焊缝与主梁腹板相连。竖向反力 V 的作用点位置可假设处于自承托水平板外边缘算起的 1 / 3 支承长度处。承托可采用由两块钢板组成的 T 形截面，荷载小时也可采用角钢。图中凡工厂焊缝均未示出，使工地焊缝更显清晰。