鋼結構連接

鋼結構常用的連接方法有：焊縫連接，螺栓連接，鉚接。焊縫連接：屬剛接（可以承受彎矩），除了直接承受動力荷載的結構中，超低温狀態下，均可採用焊縫連接 ^[1]  。

鋼結構中的焊縫連接，主要採用電弧焊（即在構件連接處，借電弧產生的高温，將置於焊縫部位的焊條或焊絲金屬熔化，而使構件連接在一起）。電弧焊又分手工焊、自動焊和半自動焊。自動焊和半自動焊，可採用埋弧焊或氣體（如二氧化碳氣）保護焊（見焊接）。

焊縫連接受力特點 對接焊縫當採用與主體金屬相適應的焊條或焊絲，施焊合理，質量合格時，其強度與主體金屬強度相當。角焊縫的截面形狀,一般為等腰直角三角形,其直角邊長稱為焊腳(hf),斜邊上的高(0.7hf)稱為有效厚度。用側面角焊縫連接承受軸向力時，焊縫主要承受剪切力，計算時，假設剪應力沿着有效厚度的剪切面均勻分佈，只驗算其抗剪強度。正面角焊縫受力複雜，同時存在彎曲、拉伸(或壓縮)和剪切應力，其破壞強度比側面角焊縫高。關於焊縫的構造要求，施工驗收規範均有專門規定。

焊接應力和變形 焊接過程中，由於被連接構件局部受熱和焊後不均勻冷卻，將產生焊接殘餘應力和焊接變形，其大小與焊接構件的截面形狀、焊縫位置和焊接工藝等有關。焊接殘餘應力高的可達到鋼材屈服點，對構件的穩定和疲勞強度均有顯著的影響。焊接變形可使構件產生初始缺陷。設計焊接結構以及施工過程都應採取措施，減少焊接應力和焊接變形。

普通螺栓連接的連接件包括螺栓杆、螺母和墊圈。普通螺栓用普通碳素結構鋼或低合金結構鋼製成；分粗製螺栓和精製螺栓兩種。粗製螺栓由未經加工的圓杆製成，螺栓孔徑比螺栓杆徑大1.0～1.5毫米，製作簡單，安裝方便，但受剪切時性能較差，只用於次要構件的連接或工地臨時固定，或用在借螺栓傳遞拉力的連接上。精製螺栓由棒鋼在車牀上切削加工製成，杆徑比孔徑小0.3～0.5毫米，其受剪力的性能優於粗製螺栓，但由於製做和安裝都比較複雜，很少應用。

普通螺栓連接按受力情況可分為抗剪連接和抗拉連接，也有同時抗剪和抗拉的。抗剪連接又有單面受剪和雙面受剪以及多面受剪等不同情況。在普通螺栓抗剪連接中，當擰緊螺母時,螺栓內產生的預拉力不大;連接受力時，被連接的板件之間的摩擦力克服後,產生滑移,栓杆與孔壁接觸，此時主要靠螺栓杆剪切和栓杆與孔壁互相擠壓傳力(圖3a、b)。當螺栓桿直徑相對較小時,螺栓沿受剪面剪斷,稱剪切破壞（圖3c）。當板件相對較薄時，孔壁被擠壓而破壞,或板件端部被螺栓衝開（圖3d、e），稱承壓破壞。當被連接板件截面較小，也可能在有螺栓的截面處被拉斷而破壞。螺栓抗拉連接的受力情況，則隨着被連接構件的剛度不同而有較大的區別。當被連接構件的剛度較大且螺栓對稱佈置時，則每個螺栓將平均承擔作用在連接處的拉力(圖4a)。當被連接構件的剛度較小時,則連接處翼緣會發生彎曲變形，產生槓桿力(圖4b)。槓桿力比較複雜，一般採用適當降低螺栓的抗拉設計強度加以考慮。螺栓的抗拉連接破壞是在螺紋處拉斷。考慮施工方便和受力要求，螺栓要按一定規定排列。

高強度螺栓連接　高強度螺栓連接件亦由螺栓杆、螺母和墊圈組成。由強度較高的鋼（如20錳鈦硼、40硼、45號鋼）經過熱處理製成。高強度螺栓連接用特殊扳手擰緊高強度螺栓，對其施加規定的預拉力。高強度螺栓抗剪連接按其傳力方式分為摩擦型和剪壓型（或稱承壓型）兩類。

摩擦型高強度螺栓抗剪連接,依靠被夾緊板束接觸面的摩擦力傳力,一旦摩擦力被克服,被連接的構件發生相對滑移,即認為達到破壞狀態。而剪壓型高強度螺栓抗剪連接，則假設板束接觸面間的摩擦力被克服後，栓杆與孔壁(孔徑比杆徑大1.0～1.5毫米）接觸,借螺栓抗剪和孔壁承壓來傳力。因為摩擦型高強度螺栓抗剪連接的承載力取決於高強度螺栓的預拉力和板束接觸面間的摩擦係數（亦稱滑移係數）的大小，除採用強度較高的鋼材製造高強度螺栓並經熱處理，以提高預拉力外，常對板件接觸面進行處理（如噴砂）以提高摩擦係數。高強度螺栓的預拉力並不降低其抗拉性能，其抗拉連接與普通螺栓抗拉連接相似,當被連接構件的剛度較小時,應計入槓桿力的影響。每個螺桿所受外力不應超過預拉力的80%，以保證板束間保持一定的壓力。高強度螺栓連接的螺栓排列，也有一定的構造規定。

鉚釘連接　鉚釘是由頂鍛性能好的鉚釘鋼製成。鉚釘連接的施工程序，是先在被連接的構件上，製成比釘徑大1.0～1.5毫米的孔。然後將一端有半圓釘頭的鉚釘加熱到呈櫻桃紅色，塞入孔內，再用鉚釘槍或鉚釘機進行鉚合，使鉚釘填滿釘孔，並打成另一鉚釘頭。鉚釘在鉚合後冷卻收縮，對被連接的板束產生夾緊力，這有利於傳力。鉚釘連接的韌性和塑性都比較好。但鉚接比栓接費工，比焊接費料，只用於承受較大的動力荷載的大跨度鋼結構。一般情況下在工廠幾乎為焊接所代替，在工地幾乎為高強度螺栓連接所代替。 ^[1] 

分為對接焊縫和角焊縫。對接焊縫也稱坡口焊縫,構造簡單,傳力直接簡捷；但在施焊之前,焊件邊緣需根據不同厚度進行加工,做成各種坡口形式,以保證焊透。角焊縫用於不在同一平面內兩個焊件的相連，如兩塊鋼板搭接，焊縫堆成接近三角形截面，貼附於被連接焊件的交搭邊緣處或端頭。搭接的貼角焊縫平行於作用力方向的稱為側面角焊縫，垂直於作用力方向的稱為正面角焊縫。焊縫的形式有對接、搭接、T型連接和角型連接;不同連接形式可用不同形式的焊縫，以確保焊縫連接的傳力可靠 ^[1]  。