钢结构构件连接的优缺点与应用

钢结构连接－－钢结构是一种由预制材料（钢材）制作，通过工厂加工成构件，再经工地现场拼装而形成的结构，因此，构件与构件之间的连接节点是形成钢结构并保证钢结构安全正常工作的重要组成部分。

设计钢结构连接的基本原则

合理设计连接，保证节点具有足够的承载能力和适当的节点刚度，以实现在节点处传递内力。

具体设计时应根据荷载设计值所产生的结构或构件内力响应进行连接节点的计算。

正确计算节点所承受（或传递）的内力是保证节点安全传力的前提，而根据节点连接的传力机理选择适当连接方式以及连接件的布置则取决于结构或构件所承受的荷载特征、连接处的构件截面形状、构件尺寸、连接区的尺度、节点刚度要求、不同连接方式的构造要求、施工的可能性等诸多因素。

钢结构的基本连接方式

焊接连接（冶金式）

使金属高温融化后形成整体

采用焊接材料：电弧焊、气焊、电渣焊

不采用焊接材料：电阻焊

紧固件连接（机械式）

螺栓：普通螺栓：精制螺栓(A、B级)

高强度螺栓：粗制螺栓(C级)

铆钉：钉连接：(射钉、自攻螺钉、焊钉)

其他（化学式）

强力胶：直接粘合零件

化学浆锚螺栓：通过结构胶将锚栓与锚固基础结合成一个整体，用于钢构件与混凝土构件的连接

1、焊接的特点

优点：

构造简单 — 任何形状的构件可直接连接，无需辅助零配件

省工省料 — 加工方便，不需打孔钻眼，不削弱截面

施工快速 — 可自动化操作

连接的密闭性好，刚度大，整体性好

缺点：

材质易变脆

产生残余应力、残余变形、焊接缺陷

对钢结构疲劳、稳定有不利影响

较多地依赖焊工的技能水平

质量检验要求较高时检验工作量较大

现代钢结构最基本的连接方式，应用最广泛

2、螺栓连接的特点

优点：

施工简单，装拆方便，对安装工的要求高

摩擦型高强度螺栓连接动力性能好

耐疲劳，易阻止裂纹扩展

缺点：

费料、开孔截面削弱

螺栓孔加工精度要求高

3、铆钉连接的特点

优点：塑性、韧性好，动力性能好

缺点：费料、加热铆合过程极其费工

目前承重钢结构连接中已很少应用

4、栓（焊）钉连接的特点

栓钉将钢板与混凝土板连接起来

栓钉承受剪力

基本连接方式对比

焊接连接形式及特性

【电弧焊】利用通电后焊接材料（焊条或焊丝）和焊件之间产生电弧，熔化焊接材料形成焊缝，需要使用焊条：

手工电弧焊：Q235－E43系列， Q345－E50系列Q390－E55系列不同钢种连接时，宜采用与低强度钢材相适应的焊条－质量不易保证，用于现场焊

自动（半自动）埋弧焊： Q235－H08、H08A、H08MnA焊丝，Q345、Q390－ H08A、H08E、H10Mn2－－质量均匀，塑性、冲击韧性好，用于规则构件的工厂焊

【气体保护焊】采用CO2气体（代替焊剂）、焊丝，电弧使焊丝熔化形成焊缝CO2气体保护被焊金属与空气接触

【电渣焊】

利用电流通过熔渣所产生的电阻热熔化填充金属和母材，凝固后形成连接

【气焊】利用乙炔在氧气中燃烧形成的火焰融化焊条形成焊缝－－用于薄钢板和小型钢结构焊接

【电阻焊】利用电流通过待连接焊件的表面产生的热量融化金属、通过压力使之熔合－－用于厚度不超过12mm钢板和薄壁型钢焊接