箱型柱（鋼構件）的加工流程及連線方式

箱型柱

因為其形狀如一個大的鐵箱，因此而得名。一般鋼結構上用作梁或者柱子。

具體的圖紙會有所區別及變化。有的如“#”型，四邊都出來的，也有的如“口”，當然也有半封口的。所以進行箱型柱的加工一定要有圖紙，而且有的還要在柱裡面加上一些筋板之類的。也有人用大的方矩管代替箱型柱的。但生產能力限制，往往厚度達不到要求的。大多數的箱型柱是指埋弧焊接的，三條縫中有一條要特殊焊接，難度會比較大。國內一般的鋼結構廠都可以做，不過各有報價不同。

1，數控切割機下料（個別需要對接）

2，打坡口（火焰切割或者刨邊機）

3，對成型

4，埋弧焊焊接加（個別有牛腿和有工藝要求的要電渣焊）（如焊接後有變形需要預校正）

5，鉚接小件，並打鋼印號

6，焊工焊接

7，矯正變形

8，拋丸機除鏽

9，噴漆（標一米標高線和中軸線）

鋼結構構件（箱型柱）或部件之間的互相連線。鋼結構連線常用焊縫連線、螺栓連線或鉚釘連線。螺栓連線又分普通螺栓連線和高強度螺栓連線。普通螺栓連線使用最早，約從18世紀中葉開始。19世紀20年代開始採用鉚釘連線。19世紀下半葉又出現了焊縫連線。自本世紀中葉高強度螺栓連線又得到了發展。

中文名 鋼結構連線 連線方式 焊縫連線、螺栓連線或鉚釘連線 分 為 普通螺栓連線和高強度螺栓連線 基本形式對接焊縫和角焊縫

概述

焊縫連線 鋼結構（箱型柱）中的焊縫連線，主要採用電弧焊（即在構件連線處，借電弧產生的高溫，將置於焊縫部位的焊條或焊絲金屬熔化，而使構件連線在一起）。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）。

焊縫的基本形式 分為對接焊縫（圖1）和角焊縫（圖2）

焊縫連線受力特點 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（圖2a）。用側面角焊縫連線承受軸向力時，焊縫主要承受剪下力，計算時，假設剪應力沿著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）和剪下應力，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，由於被連線構件區域性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。

鋼結構連線

普通螺栓連線 普通螺栓連線的連線件包括螺栓杆、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，但受剪下時效能較差，只用於次要構件的連線或工地臨時固定，或用在借螺栓傳遞拉力的連線上。精製螺栓由棒鋼在車床上切削加工製成，杆徑比孔徑小0。3～0。5毫米，其受剪力的效能優於粗製螺栓，但由於製做和安裝都比較複雜，很少應用。

普通螺栓連線按受力情況可分為抗剪連線和抗拉連線，也有同時抗剪和抗拉的。抗剪連線又有單面受剪和雙面受剪以及多面受剪等不同情況。在普通螺栓抗剪連線中，當擰緊螺母時，螺栓內產生的預拉力不大；連線受力時，被連線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下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，稱剪下破壞（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。當被連線板件截面較小，也可能在有螺栓的截面處被拉斷而破壞。螺栓抗拉連線的受力情況，則隨著被連線構件的剛度不同而有較大的區別。當被連線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線處的拉力（圖4a）。當被連線構件的剛度較小時，則連線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。螺栓的抗拉連線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。

高強度螺栓連線 高強度螺栓連線件亦由螺栓杆、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。高強度螺栓連線用特殊扳手擰緊高強度螺栓，對其施加規定的預拉力。高強度螺栓抗剪連線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線（圖5），依靠被夾緊板束接觸面的摩擦力傳力，一旦摩擦力被克服，被連線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線，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（圖3a）。因為摩擦型高強度螺栓抗剪連線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效能，其抗拉連線與普通螺栓抗拉連線相似，當被連線構件的剛度較小時，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。高強度螺栓連線的螺栓排列，也有一定的構造規定。

鉚釘連線 鉚釘是由頂鍛效能好的鉚釘鋼製成。鉚釘連線的施工程式，是先在被連線的構件上，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，對被連線的板束產生夾緊力，這有利於傳力。鉚釘連線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線所代替。

焊縫的基本形式

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，貼附於被連線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型連線和角型連線；不同連線形式可用不同形式的焊縫，以確保焊縫連線的傳力可靠。