(193)--钢构件拼装钢结构原理.pdf

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1、 钢构件的连接方法有焊接、紧固件连接（螺栓连接、射钉、自攻钉、拉铆钉）及铆接三种。高强度螺栓连接 焊接连接 铆栓连接 1.钢构件焊接钢构件焊接 钢结构常用焊接方法、特点及适用范围 焊接方法 特 点 适用范围 手工焊 交流焊机 设备简易,操作灵活,可进行各种位置的焊接 普通钢结构 直流焊机 焊接电流稳定,适用于各种焊条 要求较高的钢结构 埋弧自动焊 生产效率高,焊接质量好,表面成型光滑美观,操作容易,焊接时无弧光,有害气体少 长度较长的对接或贴角焊缝 埋弧半自动焊 与埋弧自动焊基本相同,但操作较灵活 长度较短、弯曲焊缝 CO2气体保护焊 生产效率高,焊接质量好,成本低,易于自动化,可进行全位置焊

2、接 用于薄钢板 手工电弧焊手工电弧焊又称焊条电弧焊：是最普遍的熔化焊焊接方法，它是利用电弧产生的高温、高热量进行焊接的。交流弧焊机 直流弧焊机 焊 条 电焊机：主要有交流弧焊机、直流弧焊机。焊 条：焊条供手工电弧焊用，由焊芯和药皮组成。焊条的表示方法（如E4303、E5015）：“E”代表焊条，前两位“43”、“50”表示焊缝金属的抗拉强度等级（430、500N/mm2），第三位数字代表焊接的位置，最后一位数表示适用电源种类及药皮类型。对接接头 搭接接头 角接接头 T型接头 焊接接头与坡口焊接接头与坡口 常见的接头型式 I 型坡口 Y 型坡口 双 Y 型坡口 U 型坡口 对接接头的坡口型式 焊

3、接前根据焊接部位的形状、尺寸、受力的不同，选择合适的接头类型。常见的接头型式有对接、搭接、丁字接和角接等。为确保焊件能焊透，必须开一定形状的坡口。焊接工艺参数的选择焊接工艺参数的选择 手工电弧焊的焊接工艺参数有：焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接层数、电源种类及极性等。焊条直径根据焊件厚度、接头形式、焊缝位置和焊接层次来选择。焊接电流根据焊条的类型、直径、焊件的厚度、接头形式、焊缝空间位置等因素来考虑。其中焊条直径和焊缝空间位置 最为关键。电弧电压根据电源特性，由焊接电流决定相应的电弧电压。此外电弧电压还与电弧长有关。焊接层数视焊件的厚度而定。除薄板外，一般都采用多层焊。每层焊缝的厚度过大，对

4、焊缝金属的塑性有不利影响，施 工中每层 焊缝的厚度不应大于45mm。多层焊的焊缝和焊接顺序 焊缝的空间位置焊缝的空间位置 有平焊、立焊、横焊和仰焊四种。平焊易操作，劳动条件好，生产率高，焊缝质量易保证。立焊、横焊和仰焊时施焊困难，应尽量避免。焊缝的空间位置 平焊 立焊 横焊 仰焊 焊接准备焊接准备 包括坡口制备、焊口清理、焊条烘干、预热、预变形及高强度钢切割表面探伤等。钢管打坡口 引引 弧弧 碰击法使焊条与焊件表面垂直地接触，当焊条的末端与焊件的表面轻轻一碰，便迅速提起焊条并保持一定 的距离，立即引燃了电弧。操作时焊工必须掌握好手腕上下动作的时间和距离。划擦法先将焊条末端对准焊件，然后将焊条在

5、焊件表面划擦一下，当电弧引燃后趁金属还没有开始大量熔 化的一瞬间，立即使焊条末端与被焊表面的距离维持在24mm的距离，电弧就能稳定地燃烧。严禁严禁在焊缝区以外的母材上打火引弧。碰击法碰击法 划擦法划擦法 运条方法运条方法 焊条运条有三个运条方向，三个方向的动作应密切配合。沿其中心线向下送进焊条被电弧熔化变短，为保持弧长，须使焊条沿其中心线向下送进，以防止断弧；沿焊缝方向移动为形成线形焊缝，焊条要沿焊缝方向移动，移动速度应适当；横向摆动为获得一定宽度的焊缝，焊条必须横向摆动。平焊焊条角度和运条基本动作 埋弧自动焊埋弧自动焊 埋弧自动焊的优点优点是：生产效率高、焊缝质量好、节约钢材和电能、改善了劳

6、动条件。埋弧自动焊的缺点缺点是：适应能力差，只能在水平位置焊接长直焊缝或大直径的环焊缝。埋弧焊时焊缝的形成 埋弧自动焊的焊接过程 埋弧自动焊机 电脑自动埋弧焊生产线 CO2气体保护焊气体保护焊 二氧化碳气体保护焊施焊时焊缝被保护，故焊缝金属纯度高、性能好；焊接加热集中，焊件变形小；电弧稳定性好，在小电流时电弧也能稳定燃烧，是一种高效率，低成本的焊接方法。缺点是：焊缝熔深浅，只适合于焊接 6mm薄板。CO2气体保护焊丝 逆变CO2气体保护焊机 CO2气体保护焊 2.紧固件连接紧固件连接 包括包括普通螺栓、高强度螺栓、射钉、自攻钉、拉铆钉的紧固连接普通螺栓、高强度螺栓、射钉、自攻钉、拉铆钉的紧固连

7、接。连接螺栓分为连接螺栓分为8级，即级，即3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、10.9S（如（如5.6S表示抗拉强度为表示抗拉强度为500MPa，屈强比为屈强比为60%），其中后两级为），其中后两级为高强度螺栓高强度螺栓，其余为，其余为普通螺栓普通螺栓。钢柱与基础的地脚螺栓连接 梁柱节点的螺栓连接 普通螺栓连接普通螺栓连接 普通螺栓的种类和用途 普通螺栓按外形有：六角螺栓、双头螺栓和地脚螺栓。六角螺栓：六角螺栓：按质量和产品等级分为A、B、C三种：A级螺栓精制螺栓；B级螺栓半精制螺栓；C级螺栓粗制螺栓。A、B级螺栓适用于连接部位需传递较大剪力的重要结构的安装，C级螺栓适用于

8、钢结构安装中的临时固定。六角螺栓 双头螺栓 双头螺栓：双头螺栓：又称螺柱，多用于连接厚板或不方便使用六角螺栓连接的地方，如砼钢筋混凝土屋架、屋面梁悬挂单轨梁吊挂件等。地脚螺栓：地脚螺栓：分为一般地脚螺栓、直角地脚螺栓、锤头螺栓和锚固地脚螺栓，一般地脚螺栓、直角地脚螺栓和锤头螺栓是在砼浇筑前预埋在基础之中，用以固定钢柱；锚固地脚螺栓是在已成型砼基础上经钻机成孔后，再安装、灌浆固定的一种地脚螺栓。一般地脚螺栓 异型地脚螺栓 地脚螺栓预埋 普通螺栓的施工 连接要求：螺栓头和螺母的下面应放置平垫圈。螺母下面的垫圈不应多于2个，螺栓头部下面的垫圈不应多于1个。螺栓头和螺母应与结构构件的表面及垫圈密贴。倾

9、斜面的螺栓连接，放置斜垫片垫平。动荷载或重要部位的螺栓，应放置弹簧垫圈。螺栓伸出螺母的长度应不小于两个完整螺纹的长度。紧固轴力 螺栓紧固必须从中心开始，对称施拧；大型接头采用复拧，即“两次紧固法”。施拧时的紧固轴力应不超过相应的规定。永久螺栓拧紧质量检验采用锤敲或用力矩扳手检验，要求螺栓不颤动和偏移，拧紧的真实性用塞尺检查，对接表面高差(不平度)不应超0.5mm。南京大胜关长江大桥高强螺栓终拧 高强螺栓连接高强螺栓连接 高强螺栓的种类和用途高强螺栓的种类和用途 高强螺栓就是高强度的螺栓，是一种标准件。是继铆接连接后的新型钢结构连接形式，是目前钢结构连接的主要手段。高强螺栓从外形上可分为扭剪型高

10、强螺栓和大六角头高强螺栓。扭剪型高强螺栓 大六角头高强螺栓 一副：一个螺栓 一个螺母 一个垫圈一个垫圈 一副：一个螺栓 一个螺母 两个垫圈两个垫圈 高强螺栓施工的机具 手动扭矩扳手：高强螺栓以手动紧固时，要使用有示明扭矩值的扳手施拧，以达到高强螺栓连接副规定的扭矩和剪力值。常用的手动扭矩扳手有指针式、音响式和扭剪型三种。手动扭矩扳手 响声式扭矩扳手 德国Wera可调控扭力扳手 电动扳手：定扭矩、定转角电动扳手适用于大六角头高强螺栓的紧固，可自动控制扭矩和转角，适用于钢结构桥梁、厂房建设安装大六角头高强螺栓施工的初拧、终拧和扭剪型高强螺栓的初拧。定扭矩电动扳手定扭矩电动扳手 扭剪型电动扳手适用于

11、扭剪型高强度螺栓的终拧紧固，常用的扭剪型电动扳手有6922型和6924型两种。6924扭剪扳手扭剪扳手 电动扭剪扳手电动扭剪扳手 高强螺栓的保管及现场复验 高强螺栓的保管 高强度螺栓的包装、运输、现场保管过程要保持它的出厂状态，直到安装使用前才能开箱检查使用。以防止连接副的扭矩系数(K)发生变化，这是高强度螺栓保管的一项重要内容。高强度螺栓的现场取样复验 扭剪型高强螺栓和高强大六角头螺栓出厂时应随箱带有扭矩系数和紧固轴力(预拉力)的检验报告。连接面抗滑移系数复验：高强螺栓按每验收批抽取3组试件；预拉力复验：扭剪型高强螺栓每验收批抽取8套；扭矩系数复验：高强大六角头螺栓每验收批抽取8套。高强螺栓

12、的施工要点高强螺栓的施工要点 紧固前检查 螺栓紧固前，应对螺孔、被连接件的移位，不平度、不垂直度、磨光顶紧的贴合情况，以及板叠合处摩擦面的处理，连接间隙，孔眼的同心度，临时螺栓的布放等进行检查。紧固施工 紧固顺序应从节点中心向边缘依次进行。紧固时，要分初拧和终拧两次紧固；对于大型节点，可分为初拧、复拧和终拧。初拧、复拧轴力宜为6080%标准轴力，终拧轴力为标准轴力。当天安装的螺栓，要在当天终拧完毕，防止螺纹被沾污和生锈，引起扭矩系数值发生变化。紧固完毕检查 高强大六角头螺栓检查：包括是否有漏拧和施工扭矩值。施工扭矩值的检查在终拧完成1h后、48h内进行。特重型双把拉铆枪 气动拉铆钉枪 平头型射

13、钉(带斜角金属角片)自攻螺栓 螺 钉 钢拉铆钉 自攻自钻螺钉 自攻螺栓、钢拉铆钉、射钉连接自攻螺栓、钢拉铆钉、射钉连接 连接薄钢板用的自攻螺栓、钢拉铆钉、射钉等其规格尺寸与连接钢板相匹配，紧固密贴，其间距、边距符合设计要求。3.钢钢构件的组装构件的组装 受运输、吊装等条件的限制，钢构件可按受运输、吊装等条件的限制，钢构件可按部件组装部件组装、构件组装构件组装后出厂，对于后出厂，对于复杂构件复杂构件为验证其安装质量，还为验证其安装质量，还要进行工厂要进行工厂预拼装预拼装。除管结构为除管结构为立体预拼装立体预拼装，并可设卡、夹具外，其它结构一般均为，并可设卡、夹具外，其它结构一般均为平面拼装平面拼装，且构件应处于自由状态，不得强，且构件应处于自由状态，不得强行固定。行固定。平面桁架的工厂预拼装 钢管桁架的工厂预拼装