鋼結構的銜接方式 可分為焊接銜接、鉚釘連接、螺栓連接等。焊接銜接(weldedconnection)是現(xiàn)代化鋼結構較為關鍵的銜接方式 。其特點是:構造簡單,任意類型的構件都能夠直接相接;用材經(jīng)濟實惠,不削弱橫截面;生產(chǎn)加工便利,可實現(xiàn)自動化操作;銜接的密閉性好,結構剛度大。其缺點是:在焊縫附近的熱影響區(qū)內,鋼材的金相組織發(fā)生改變,引起局部材質變脆;焊接殘余應力和殘余變形使受壓構件承載力大幅度降低;焊接結構對裂紋很敏銳,局部裂紋一旦發(fā)生,就容易擴展到整體,低溫冷脆問題較為突出。
鉚釘連接(riveted connections)的制造有熱鉚和冷鉚二種方法。熱鉚是由燒紅的釘坯插入構件的釘孔中,用鉚釘槍或壓鉚機鉚合而成。冷鉚是在常溫下鉚合而成。在建筑結構中一般都采用熱鉚。鉚釘連接由于構造復雜,費鋼費工,現(xiàn)已很少采用。但是鉚釘連接的塑性和韌性較好,傳力可靠,質量易于檢查,在一些重型和直接承受動力荷載的結構中,有時仍然采用。
螺栓連接分普通螺栓連接(bolted connections)和高強度螺栓連接(high-strength bolted connections)兩種。高強度螺栓連接的優(yōu)點是施工方便,對構件的削弱較小,可拆換,能承受動力荷載,耐疲勞,韌性和塑性好,包含了普通螺栓和鉚釘連接的各自優(yōu)點,目前已成為代替鉚接的優(yōu)良連接形式。
輕鋼結構的緊固件連接 :在冷彎薄壁型鋼結構中經(jīng)常采用自攻螺釘(self drilling screws)、鋼拉鉚釘(steel blind rivets)、射釘(powder-actuated fasteners)等機械式緊固件連接方式,主要用于壓型鋼板之間和壓型鋼板與冷彎型鋼等支承構件之間的連接。
焊接連接與鉚釘、螺栓連接比較有下列優(yōu)點:
1、不需要在鋼材上打孔鉆眼,既省工省時,又不使材料的截面積受到減損,使材料得到充分利用。
2、任意形狀的構件都可以直接連接,一般不需要輔助零件。連接構造簡單,傳力路線短,適用面廣。
3、焊接連接的氣密性和水密性都較好,結構剛性也較大,結構的整體性好。但是,焊縫連接也存在下列問題:
4、由于高溫作用在焊縫附近形成熱影響區(qū),鋼材的金相組織和機械性能發(fā)生變化,材質變脆。
5、焊接殘余應力使結構發(fā)生脆性破壞的可能性增大,并降低壓桿穩(wěn)定承載力,同時殘余變形還會使構件尺寸和形狀發(fā)生變化,矯正費工。
6、焊接結構具有連續(xù)性,局部裂縫一經(jīng)產(chǎn)生便很容易擴展到整體。設計焊接結構時,應考慮焊接連接的上述特點,揚長避短。遇到重要的焊接結構,結構設計與焊接工藝要密切配合,取得一個完滿的設計和施工方案。