案例文件鋼結(jié)構(gòu)連接

1、上海磨石建筑培訓(xùn)學(xué)校鋼結(jié)構(gòu)的連接1 概述連接的作用：將板材或型鋼組合成構(gòu)件，再將構(gòu)件組合成整體結(jié)構(gòu)，以保證其共同工作。連接的影響：方式、質(zhì)量直接影響鋼結(jié)構(gòu)的工作性能連接的要求：必須安全可靠、傳力明確、構(gòu)造簡(jiǎn)單、制造方便和節(jié)約鋼材。連接方法：焊縫連接、鉚釘連接和螺栓連接三種。焊接連接:在被連接金屬件之間的縫隙區(qū)域，通過高溫使被連接金屬與填充金屬熔融結(jié)合，冷卻后形成牢固連接的工藝過程稱為焊接連接,填充金屬帶稱為焊縫。優(yōu)點(diǎn)：任何形式的構(gòu)件都可直接相連，構(gòu)造簡(jiǎn)單，制作加工方便；不削弱截面，用料經(jīng)濟(jì)；連接的密閉性好，結(jié)構(gòu)剛度大；可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，提高焊接結(jié)構(gòu)質(zhì)量。缺點(diǎn)：在熱影響區(qū)內(nèi)，金相組織發(fā)生改變，局

2、部材質(zhì)變脆；焊接殘余應(yīng)力和殘余變形使受壓構(gòu)件承載力降低；焊接結(jié)構(gòu)對(duì)裂紋很敏感，局部裂紋一旦發(fā)生，就容易擴(kuò)展到整體，低溫冷脆問題較為突出。常用焊接方法 ：通常采用電弧焊（包括手工電弧焊）、埋弧焊(自動(dòng)或半自動(dòng)焊)以及氣體保護(hù)焊等。手工電弧焊：通電后，在涂有藥皮的焊條與焊件之間產(chǎn)生可達(dá)3000的高溫電弧，電弧周圍的金屬被熔為液態(tài)，形成熔池，同時(shí)焊條中的焊絲熔化而滴入熔池，與焊件的熔融金屬結(jié)合，冷卻后形成焊縫，而焊條上的藥皮在焊接過程中產(chǎn)生氣體以保護(hù)電弧和熔化的金屬，并形成熔渣覆蓋焊縫，防止空氣中的氧、氮等有害氣體與熔融金屬接觸而形成易脆物質(zhì)。 焊機(jī)導(dǎo)線熔池焊條焊鉗保護(hù)氣體焊件電弧焊條選用原則：所用

3、焊條應(yīng)與焊件鋼材(或稱主體金屬)相適應(yīng)，依據(jù)等強(qiáng)度原則：Q235鋼 E43型焊條(E4300E4328)；Q345鋼 E50型焊條(E5001E5048)；Q390鋼Q420鋼 E55型焊條(E5500E5518)。不同鋼種相焊接時(shí)，宜采用與低強(qiáng)度鋼材相適焊條。埋弧焊：電弧在焊劑層下燃燒的一種電弧焊方法。自動(dòng)電弧焊 焊絲送進(jìn)和電弧按焊接方向的移動(dòng)有專門機(jī)構(gòu)控制完成。半自動(dòng)電弧焊 焊絲送進(jìn)有專門機(jī)構(gòu)，而電弧按焊接方向的移動(dòng)靠人手工操作完成。優(yōu)點(diǎn)：電弧熱量集中，熔深大，適于厚板的焊接，生產(chǎn)率高。工藝條件穩(wěn)定，焊縫的化學(xué)成分均勻，焊縫質(zhì)量好、焊件變形小。同時(shí)，高焊速也減小了熱影響區(qū)的范圍。缺點(diǎn): 對(duì)

4、焊件邊緣的裝配精度(如間隙)要求比手工焊高。 焊條型號(hào)：E表示焊條；第一、二位數(shù)字為熔敷金屬的最小抗拉強(qiáng)度(kgf/mm2)；第三、四位數(shù)字表示適用焊接位置、電流種類以及藥皮類型等。氣體保護(hù)焊：利用二氧化碳?xì)怏w或其他惰性氣體作為保護(hù)介質(zhì)的一種電弧熔焊方法。直接依靠保護(hù)氣體在電弧周圍造成局部的保護(hù)層，以防止有害氣體的侵入并保證了焊接過程中的穩(wěn)定性。 優(yōu)點(diǎn) 氣體保護(hù)焊的焊縫熔化區(qū)沒有熔渣，焊工能夠清楚地看到焊縫成型的過程；由于保護(hù)氣體是噴射的，有助于熔滴的過渡；又由于熱量集中，焊接速度快，焊件熔深大，故所形成的焊縫強(qiáng)度比手工電弧焊高，塑性和抗腐蝕性好，適用于全位置的焊接。缺點(diǎn) 不適用于在風(fēng)較大的地

5、方施焊。鉚釘連接：通過鉚釘穿過需連接件而將連接件連接的辦法。優(yōu)點(diǎn) : 塑性和韌性較好，傳力可靠，質(zhì)量易于檢查，對(duì)主體金屬的材質(zhì)質(zhì)量要求低。缺點(diǎn) : 削弱截面，費(fèi)鋼費(fèi)工，要求技工技術(shù)水平高，勞動(dòng)條件差。螺栓連接：在被連接件上鉆孔，裝上螺桿、擰緊螺帽進(jìn)行連接，通過螺桿或連接件間的摩擦承受荷載，有普通螺栓連接和高強(qiáng)度螺栓連接兩種。N普通螺栓連接普通螺栓分為A、B、C三級(jí)。A與B級(jí)為精制螺栓，C級(jí)為粗制螺栓。A級(jí)和B級(jí)螺栓材料性能等級(jí)則為5.6級(jí)或8.8級(jí)。 C級(jí)螺栓材料性能等級(jí)為4.6級(jí)或4.8級(jí)。螺栓等級(jí)含義 a.ba:表示螺栓成品的抗拉強(qiáng)度不小于a100N/mm2；b:表示螺栓成品的屈強(qiáng)比（屈服

6、強(qiáng)度/抗拉強(qiáng)度）。4.6：抗拉強(qiáng)度不小于400N/mm2；屈強(qiáng)比為0.6。精制螺栓：毛坯在車床上經(jīng)過切削加工精制而成。特點(diǎn)：表面光滑，尺寸準(zhǔn)確，對(duì)成孔質(zhì)量要求高。優(yōu)點(diǎn)：精度較高，受剪性能好。缺點(diǎn)：制作和安裝復(fù)雜，價(jià)格較高，少在鋼結(jié)構(gòu)中采用。粗制螺栓：由未經(jīng)加工的圓鋼壓制而成。特點(diǎn)：螺栓表面粗糙，一般采用在單個(gè)零件上一次沖成或不用鉆模鉆成設(shè)計(jì)孔徑的孔(II類孔)，螺栓孔的直徑比螺栓桿的直徑大1.53mm。特點(diǎn)：螺桿與螺孔間有較大的間隙，受剪力作用時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生較大的剪切滑移，連接的變形大。優(yōu)點(diǎn)：安裝方便，且能有效地傳遞拉力，可用于沿螺栓桿軸受拉的連接中，以及次要結(jié)構(gòu)的抗剪連接或安裝時(shí)的臨時(shí)固定。高

7、強(qiáng)度螺栓連接兩種類型：摩擦型連接：依靠鋼材板間摩擦阻力傳力，并以剪力不超過接觸面摩擦力作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；優(yōu)點(diǎn)：剪切變形小、彈性好、施工簡(jiǎn)單、可拆卸；適用范圍：承受動(dòng)力荷載的部位。承壓型連接：允許接觸面滑移，以螺桿或連接板達(dá)到破壞的極限承載力作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。 優(yōu)點(diǎn)：承載力高、連接緊湊、剪切變形大適用范圍：承受靜力荷載或間接動(dòng)力荷載結(jié)構(gòu)。螺栓：性能等級(jí)為8.8級(jí)、10.9級(jí)。摩擦型孔徑比螺栓公稱直徑大1.5-2.0mm；承壓型孔徑比螺栓公稱直徑大1.0-1.5mm。 連接形式對(duì)接 搭接 T形連接 角接 焊件的連接形式：焊接件之間的相對(duì)關(guān)系 2焊縫連接搭接對(duì)接T型連接角接對(duì)接連接：主要用于厚度相同或接近相

8、同的兩構(gòu)件的相互連接。優(yōu)點(diǎn)：傳力均勻平緩，沒有明顯應(yīng)力集中，用料經(jīng)濟(jì)；缺點(diǎn)：焊件邊緣需要加工（坡口，V形），被連接兩板的間隙有嚴(yán)格的要求。搭接連接：適用于不同厚度構(gòu)件的連接。優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便；缺點(diǎn)：傳力不均勻，易產(chǎn)生彎矩，材料較費(fèi)；T形連接 ：常用于制作組合截面。優(yōu)點(diǎn)：省工省料；缺點(diǎn)：焊件間存在縫隙，截面突變，應(yīng)力集中現(xiàn)象嚴(yán)重。 角部連接 ： 主要用于制作箱形截面。2.1焊縫形式正對(duì)接焊縫斜對(duì)接焊縫1、按焊縫與受力方向的相對(duì)位置按受力方向劃分 正對(duì)接焊縫：焊縫垂直于力線 對(duì)接焊縫 斜對(duì)接焊縫：焊縫傾斜于力線 正面角焊縫：焊縫垂直于力線 角焊縫 側(cè)面角焊縫：焊縫平行于力線 斜角焊縫: 焊

9、縫傾斜于力線2、按施焊的位置平焊、橫焊、立焊及仰焊。平焊(又稱俯焊)施焊方便。立焊和橫焊要求焊工的操作水平比平焊高一些。仰焊的操作條件最差，焊縫質(zhì)量不易保證，因此應(yīng)盡量避免采用仰焊。2.2 焊縫的缺陷和級(jí)別1、焊縫缺陷：焊接過程中產(chǎn)生于焊縫金屬或附近熱影響區(qū)鋼材表面或內(nèi)部的缺陷。常見的缺陷：裂紋、焊瘤、燒穿、弧坑、氣孔、夾渣、咬邊、未熔合、未焊透等；焊縫尺寸不符合要求、焊縫成形不良等。裂紋是焊縫連接中最危險(xiǎn)的缺陷。裂紋焊瘤燒穿弧坑氣孔夾渣咬邊未熔合未焊透2、焊縫質(zhì)量檢驗(yàn) 缺陷削弱焊縫受力面積，導(dǎo)致焊縫處應(yīng)力集中，對(duì)連接的強(qiáng)度、沖擊韌性及冷彎性能等均有不利影響。外觀檢查：檢查外觀缺陷和幾何尺寸；

10、內(nèi)部無損檢驗(yàn)：檢查內(nèi)部缺陷，采用超聲波檢驗(yàn)、磁粉、熒光檢驗(yàn)、X射線或射線透照或拍片。 鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定焊縫按其檢驗(yàn)方法和質(zhì)量要求分為一、二、三級(jí)。三級(jí)焊縫：只要求對(duì)全部焊縫作外觀檢查且符合三級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；一級(jí)、二級(jí)焊縫：外觀檢查及一定數(shù)量的超聲波檢驗(yàn)并符合相應(yīng)級(jí)別的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。2.3 焊縫的代號(hào) 焊縫符號(hào)表示法規(guī)定：焊縫代號(hào)由基本符號(hào)、指引線、補(bǔ)充符號(hào)和焊縫尺寸hf ?；痉?hào)：表示焊縫的截面形狀，如 表示角焊縫；V表示V形坡口對(duì)接焊縫；指引線：由橫線和帶箭頭的斜線組成。箭頭指到相應(yīng)焊縫處，橫線的上面和下面用來標(biāo)注圖形符號(hào)和焊縫尺寸。補(bǔ)充符號(hào)：表示焊縫的有關(guān)特征，如用 表示三面圍焊，

11、用 表示現(xiàn)場(chǎng)安裝焊縫。標(biāo)注方法相同焊縫安裝焊縫雙面焊縫單面焊縫三面圍焊塞焊縫對(duì)接焊縫角焊縫形式事故經(jīng)過: 1999年1月4日18時(shí)50分，30余名群眾正行走于彩虹橋上，另有22名駐綦武警戰(zhàn)士進(jìn)行訓(xùn)練，由西向東列隊(duì)跑步至橋上約三分之二處時(shí)，整座大橋突然垮塌，橋上群眾和武警戰(zhàn)士全部墜人綦河中，經(jīng)奮力搶救，14人生還，40人遇難死亡(其中18名武警戰(zhàn)士、22名群眾)。 綦江虹橋倒塌案例直接原因: 吊桿鎖錨問題 主拱鋼絞線鎖錨方法錯(cuò)誤，不能保證鋼絞線有效鎖定及均勻受力，錨頭部位的鋼絞線出現(xiàn)部分或全部滑出，使吊桿鋼絞線錨固失效。 主拱鋼管焊接問題主拱鋼管在工廠加工中，對(duì)接焊縫普遍存在裂紋、未焊透、未熔合、氣孔、夾渣等嚴(yán)重缺陷，質(zhì)量達(dá)不到施工及驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定的二級(jí)焊縫驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。 鋼管混凝土問題 主鋼管內(nèi)混凝土強(qiáng)度未達(dá)設(shè)計(jì)要求，局部有漏灌現(xiàn)