钢结构一般都是由各种型钢和钢板等连接成基本构件,再装配成空间整体结构。连接的构造和计算是钢结构设计的重要组成部分。连接方法是否合适、制造工艺是否合理,对于保证钢结构建造的质量、速度和工程造价影响很大。

钢结构采用的连接方法有焊接连接、铆钉连接和螺栓连接,如图3.1所示。

图3.1　钢结构的连接方法

1)焊接连接

焊接是现代钢结构的主要连接方法。它的主要优点是不削弱构件截面(不必钻孔)、可省去拼接板,因而构造简单、节约钢材、制造加工方便、密封性能好。缺点是由于焊件连接处局部受高温,在热影响区形成的材质较差、冷却又很快,同时,由于热影响区的不均匀收缩,易使焊件产生焊接残余应力以及残余变形,甚至可能造成裂缝,导致脆性破坏。(www.daowen.com)

2)铆钉连接

铆钉连接的优点是塑性及韧性较好,质量也易检查和保证,可用于承受动载的重型结构。但是,由于铆接工艺复杂,连接件受钉孔削弱及需要拼接板,因此,费钢又费工。近30年以来在钢结构中已很少采用。

3)螺栓连接

螺栓连接就是先在连接件上钻孔,然后装入预制的螺栓,拧紧螺母即成,安装时不需要特殊设备,操作简单,又便于拆卸,故螺栓连接常用于结构的安装连接,需经常装拆的结构以及临时固定连接中。螺栓又分为普通螺栓和高强螺栓。高强螺栓连接紧密,耐疲劳,承受动载可靠,成本也不太高。目前在一些重要的永久性结构的安装连接中,它已成为代替铆接的优良连接方法。

以下着重讲述钢结构中最常用的焊接方法、构造和计算问题,然后讲述经常遇到的普通螺栓连接和高强螺栓连接的设计方法。