钢结构是由若干构件组合而成的。连接的作用就是通过一定的方式将板材或型钢组合成构件，或将若干个构件组合成整体结构，以保证其共同工作。因此，连接在钢结构中处于重要的枢纽地位，连接的方式及其质量优劣直接影响钢结构的工作性能。钢结构的连接必须符合安全可靠、传力明确、构造简单、制造方便和节约钢材的原则。连接接头应有足够的强度，要有适宜于实施连接的足够空间。
钢结构的连接方法可分为焊接连接、螺栓连接和铆钉连接等。铆钉连接由于构造复杂，费钢费工，现已很少采用，此处不再赘述。
1）焊接连接
焊接连接（图3.59）是目前最主要的连接方式。其优点主要有：不需要在钢材上打孔钻眼，既省工省时，又不使材料的截面积受到减损，可以使材料得到充分利用；任何形状的构件都可以直接连接，一般不需要辅助零件；连接构造简单，传力路线短，适用面广；气密性和水密性都较好，结构刚性也较大，结构的整体性好。但是，焊接连接也存在缺点：由于高温作用在焊缝附近形成热影响区，钢材的金相组织和机械性能发生变化，材质变脆；焊接残余应力使结构发生脆性破坏的可能性增大，并降低压杆的稳定承载力，同时残余变形还会使构件尺寸和形状发生变化，矫正费工；焊接结构具有连续性，局部裂缝一经产生便很容易扩展到整体。
图3.59 焊接连接
因此，设计、制造和安装时应尽量采取措施，避免或减少焊接连接的不利影响，同时必须按照《钢结构工程施工质量验收标准》（GB 50205—2020）中对焊缝质量的规定进行检查和验收。
焊缝质量检验一般可用外观检查及内部无损检验两种。前者检查外观缺陷和几何尺寸，后者检查内部缺陷。内部无损检验目前广泛采用超声波探伤（图3.60）。该方法使用灵活、经济，对内部缺陷反应灵敏，但不易识别缺陷性质。内部无损检验有时还可用磁粉检验。该方法以荧光检验等较简单的方法作为辅助。此外，还可采用X 射线或γ 射线透照或拍片来进行内部无损检验。
图3.60 超声波探伤
《钢结构工程施工质量验收标准》（GB 50205—2020）规定，焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级和三级。三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查且符合三级质量标准；设计要求全焊透的一级、二级焊缝则除外观检查外，还要求用超声波探伤进行内部缺陷的检验，超声波探伤不能对缺陷作出判断时，还应采用射线探伤检验，并应符合国家相应质量标准的要求。
目前，应用最多的焊接连接方法有手工电弧焊和自动（或半自动）埋弧焊，此外还有气体保护焊和电渣压力焊等。
（1）手工电弧焊
手工电弧焊（图3.61）是一种常见的焊接方法，通电后，在涂有药皮的焊条和焊件间产生电弧，电弧产生热量熔化焊条和母材形成焊缝。手工电弧焊的优点是设备简单，操作灵活方便，适于任意空间位置的焊接，特别适于焊接短焊缝；但由于需要焊接工人手工操作施焊，生产效率低，劳动强度大，焊接质量取决于焊工的精神状态与技术水平，质量波动大。
手工电弧焊选用的焊条应与焊件钢材相适应。如对Q235 钢采用E43 型焊条（E4300～E4328），对Q355 钢采用E50 型焊条（E5000～E5048），对Q390 钢和Q420 钢采用E55 型焊条（E5500～E5518）。焊条型号中字母E 表示焊条（Electrode），前两位数字为熔融金属的最小抗拉强度（单位为N/mm2），后两位数字表示适用焊接位置、电流种类及药皮类型等。当不同钢种的钢材进行焊接时，宜采用与低强度钢材相适应的焊条。
（2）自动（或半自动）埋弧焊
埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧的一种电弧焊方法。焊丝送进和电弧移动有专门机构控制的，称自动埋弧焊（图3.62）；焊丝送进有专门机构控制而电弧移动靠工人操作的，称为半自动埋弧焊。
图3.61 手工电弧焊
图3.62 自动埋弧焊(www.xing528.com)
埋弧焊由于具有生产效率高、焊接质量好、机械化程度高、劳动条件好、节约金属及电能等诸多优点，符合目前工业化生产的需求，是目前钢结构生产企业运用最广泛的焊接方法，特别是在中厚板、长焊缝的焊接时有明显的优越性。
图3.63 电渣压力焊
（3）气体保护焊
气体保护焊也属于电弧焊的一种。其原理是利用惰性气体或二氧化碳气体作为保护介质，在电弧周围造成局部的保护层，使被熔化的钢材不与空气接触。气体保护焊的焊缝熔化区没有熔渣，焊工能够清楚地看到焊缝成型的过程。由于保护气体是喷射的，有助于熔滴的过渡；又由于热量集中，焊接速度快，焊件熔深大，因此所形成的焊缝强度比手工电弧焊高，塑性和抗腐蚀性好，适用于全位置的焊接，但其不适用于在风较大的地方施焊。
（4）电渣压力焊
电渣压力焊是一种高效熔化焊方法，如图3.63 所示。它利用电流通过高温液体熔渣产生的电阻热作为热源，将被焊的工件（钢板、铸件、锻件）和填充金属（焊丝、熔嘴、板极）熔化，而熔化金属以熔滴状通过渣池，汇集于渣池下部形成金属熔池。由于填充金属的不断送进和熔化，金属熔池不断上升，熔池下部金属逐渐远离热源，逐渐凝固形成焊缝。电渣压力焊特别适用于大厚度焊件的焊接和焊缝处于垂直位置的焊接。
2）螺栓连接
螺栓连接分为普通螺栓连接和高强度螺栓连接两种，如图3.64 所示。
图3.64 钢结构螺栓连接
（1）普通螺栓连接
钢结构中采用的普通螺栓为大六角头型，其代号用字母M 和公称直径（单位为mm）表示。工程中常用M18、M20、M22、M24 等型号。按国际标准，螺栓统一用螺栓的性能等级来表示，如“4.6 级”“8.8 级”等。小数点前数字表示螺栓材料的最低抗拉强度，如“4”表示400N/mm2，“8”表示800N/mm2；小数点后的数字（如0.6，0.8）表示螺栓材料的屈强比，即屈服点与最低抗拉强度的比值。
根据螺栓的加工精度，普通螺栓又分为A、B、C 三级。
C 级螺栓由未经加工的圆钢压制而成。由于螺栓表面粗糙，一般采用在单个零件上一次冲成或不用钻模钻成的孔（Ⅱ类孔）。螺栓孔的直径比螺栓杆的直径大1.5 ～3 mm。对于采用C 级螺栓的连接，由于螺杆与栓孔之间有较大的间隙，受剪力作用时，将会产生较大的剪切滑移，连接变形大，但安装方便，且能有效地传递拉力，故一般可用于沿螺栓杆轴受拉的连接中，以及次要结构的抗剪连接或安装时的临时固定。A、B 级精制螺栓是由毛坯在车床上经过切削加工精制而成。其表面光滑，尺寸准确，螺杆直径与螺栓孔径相同，但螺杆直径仅允许负公差，螺栓孔直径仅允许正公差，对成孔质量要求高。由于A、B 级螺栓有较高的精度，因而受剪性能好，但其制作和安装复杂，价格较高，已很少在钢结构中采用。
（2）高强度螺栓连接
高强度螺栓性能等级有8.8 级和10.9 级，分大六角头型和扭剪型两种。安装时通过特别的扳手，以较大的扭矩上紧螺帽，使螺杆产生很大的预拉力。高强度螺栓的预拉力把被连接的部件夹紧，使部件的接触面间产生很大的摩擦力，外力通过摩擦力来传递。
高强度螺栓连接按设计和受力要求可分为摩擦型和承压型两种。
摩擦型连接依靠连接板件间的摩擦力来承受荷载。螺栓孔壁不承压，螺杆不受剪，连接变形小，连接紧密，耐疲劳，易于安装，在动力荷载作用下不易松动，特别适用于随动荷载的结构。
承压型连接在连接板间的摩擦力被克服，节点板发生相对滑移后依靠孔壁承压和螺栓受剪来承受荷载。承压型连接的承载力高于摩擦型，连接紧凑，但剪切变形大，不得用于承受动力荷载的结构中。
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