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摘 要 ：近年来的建筑工程项目施工中,钢材的用量越来越多,尤其是在各种大跨度、大规模和高层的建筑结构中,钢结构已成为一种不可缺少的建筑施工环节.在这类工程项目中,钢结构的应用对于提高工程整体性能和稳定性至关重要,同时对于发挥结构的应有功能十分必要.在钢结构工程施工中,钢结构连接是不容忽视的环节,是整个建筑结构整体性得以保证的核心环节,其在施工中采用最多的的仍然是以钢结构焊接和高强度螺栓施工为主.本文就钢结构连接以及高强度螺栓连接施工技术方法分析,并就其施工安全和注意环节进行探讨与阐述.
关 键 词 ：钢结构 高强度螺栓 焊接 连接
钢结构在目前的建筑工程项目中至关重要,而其连接质量则是衡量整个钢结构施工质量和工作效益的核心问题,其在施工中,施工质量的高低直接关系着建筑工程整体性和施工的经济效益,同时在施工的过程中根据其中存在的种种质量问题进行进行严格的处理与总结,使得其在施工的过程中各环节质量都能够满足工程整体施工质量要求,从而为工程施工项目提出一个系统全面的工程质量模式,进而工程效益奠定坚实的基础保障.
一、钢结构连接概述
钢结构连接主要指的是各个钢结构构件之间通过各种技术手段进行分析和总结,从而根据各种施工要求使得钢结构能够形成各种复杂的结构形态.其在目前的连接工作中主要的连接技术手段和方法焊接法、螺栓连接法、铆接法三种.其中目前我们最为常见的连接技术主要是指焊接以及螺栓连接技术,其在施工的过程中根据各种技术标准和施工手段进行总结和分析,针对其中存在的各种质量要求进行深入的完善与处理,并根据其中种种质量要求进行处理.在目前的螺栓连接中,我们又可以将其分为普通连接和高强度螺栓连接两种.其中普通的螺栓连接技术最早出现于十八世纪中叶,而高强焊接技术则是与十九世纪初期形成且开始使用的.其在应用的过程中存在着施工工艺简单、方便,施工可靠性能高、安全性能好以及施工强度高的优势而受到人们的广泛关注与普遍采用,且在目前的社会发展中,这种钢结构连接方法更是受到各个企业和相关施工单位的青睐与关注.
二、钢结构焊接方法选择
在钢结构制作的安装领域中,广泛使用的是电弧焊.在电弧焊中又以药皮焊条、手工焊条、自动埋弧焊、半自动与自动CQ2气体保护焊为主.在某些特殊场合,则必须使用电渣焊.
1、手工焊：手工焊设备简单、操作方便,可以用于任何空间位置的焊接,但劳动强度大、效率低,它分为交流焊机和直流焊机,交流焊机是利用焊条与焊件之间产生的电弧热焊接,适用于焊接普通钢结构.直流焊机适用于焊接要求较高的钢结构,成本较高,电弧稳定.手工焊接的缺点是与焊工的技术水平与精神状态有较大的关系,容易受到影响,质量部稳定.
2、埋弧自动焊：埋弧自动焊有成为电弧焊,是电弧在焊剂层下燃烧的一种焊接方法,效率高,质量好,操作技术要求低,劳动条件好,是大型构件制作中应用最广的高效焊接方法.适用于焊接长度较大的对接、贴角焊缝,一般是由规律的直焊缝.
3、半自动焊：与埋弧自动焊基本相同,操作灵活,但使用不够方便.适用于焊接较短的或弯曲的对接、贴角焊缝.
三、高强度螺栓连接施工
栓连接分为普通螺栓连接和高强度螺栓连接,两者区别在于高强度螺栓是由强度较高的钢经过热处理制成,高强度螺栓施连接是目前与焊接并举的钢结构主要连接方法之一,高强度螺栓施工时,用特殊扳手拧紧螺栓,对其施加规定的预拉力.其特点是施工方便,可拆可换,传力均匀,接头刚性好,承载能力大疲劳强度高,螺母不易松动,结构安全可靠.
1.一般要求.
高强度螺栓工艺对材料要求很高,材料的合格与否关系到钢连接后的牢固程度,如果螺栓不合格或者受到污染,钢结构连接后容易出现松动、掉落等问题,影响建筑质量,因此在使用前,要对其性能做好检验,运输中轻装轻卸；工地储存要将其放置于干燥、通风、防雨、防潮的仓库,安装要按需领取,没有用完的要及时装回容器；安装中,接头摩擦面要清洁干燥.
2.安装工艺
一个接头上螺栓连接,应从螺栓群中部开始,向四周扩展,逐个拧紧.扭矩型高强度螺栓的初拧、复拧、终拧,每完成一次应涂上相应的颜色或标记,以防漏拧.高强度螺栓应自由穿入螺栓孔内.一个接头多个高强度螺栓穿入方向应一致.垫圈有倒角的一侧应朝向螺栓头和螺母,螺母有圆台的一面应朝向垫圈.强度螺栓连接副在终拧以后,螺栓丝扣外露应为2～3扣,其中允许有10%的螺栓丝扣外露1扣或4扣.
3.紧固方法.
高强度螺栓的紧固有两种方法,即大六角头高强度螺栓连接副紧固和扭剪型高强度螺栓紧固.大六角头高强度螺栓连接副一般采用扭矩法和转角法紧固：扭矩法分初拧和终拧两步,初拧使各层钢板充分密贴,终拧将螺栓拧紧；转角法也是两次拖拧,初拧使用短扳手,将螺母拧至构件,做下标记,终拧改用长扳手,从标记位置拧至终拧位置.扭剪型高强度螺栓紧固采用的扭剪型高强度螺栓尾部有梅花头,紧固采用专用扳手,将套筒套住螺母和梅花头,反方向旋转,然后拧断尾部,达到扭矩值
四、钢结构连接质量验收
钢结构连接质量,应符合《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205 2001）的规定.其质量验收,可按相应的钢结构制作工程或钢结构安装工程检验批的划分原则划分为一个或若干个检验批进行.焊接中的关键问题是焊缝,常见的焊缝缺陷有裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、夹渣、咬边、未熔合、未焊透等,焊缝缺陷会削弱焊缝受力面积,缺陷处应力集中,会使连接强度、冲击韧性和冷弯性能受损.因此要做好焊缝质量检测.高强度螺栓施工要注意坚固性,使螺栓连接方式能达到预期的抗剪抗拉效果.
1.焊缝质量检测.
钢结构焊缝质量应根据不同要求分别采用外观检查、超声波检查、射线探伤检查、浸渗探伤检查、磁粉探伤检查等.碳素结构钢应在焊缝冷却至环境温度,低合金结构钢应在焊接完成24小时以后,进行焊缝探伤检查.
2.高强度螺栓连接副终拧检查.
大六角头高强度连接副应在完成1h后,48h内进行终拧扭矩检查.检查数量：按节点数抽查10%,且不应少于10；每个被抽查节点按螺栓数抽查10%,且不应少于2个.扭剪型高强度螺栓连接副终拧检查,是以拧掉梅花头为标志.
五、结束语
钢结构在现代建筑中是必不可少的部分,建筑的多样化要求在钢结构的连接上有牢固可靠的技术,钢结构焊接和搞强度螺栓施工是钢结构连接的主要方式,效率高、性能好、安全可靠,在建筑中得到了广泛的应用,效果良好.随着社会对建筑技术要求的不断提高和技术的日新月异,钢结构连接采用的焊接技术和高强度螺栓施工技术也将愈发完善.