Types de connexions dans les structures en acier

Le soudage est le mode de connexion le plus important dans les structures en acier maintenant. Il présente les avantages de ne pas affaiblir les sections de composants, d'une bonne rigidité, d'une structure simple, d'une construction pratique et d'un fonctionnement automatique.

La fonction de connexion est de combiner des plaques d'acier ou de l'acier profilé en éléments d'une certaine manière ou de combiner plusieurs composants dans une structure globale, de manière à garantir qu'ils fonctionnent ensemble.  

Méthodes de connexion de structure métallique : Soudage, rivet et assemblage boulonné.

Connexion de structure de bâtiment en acier-soudage

Avantages et inconvénients de la connexion soudée

Avantages:  

• N'affaiblit pas la section du composant, économisant de l'acier ;  
• Peut être soudé dans n'importe quelle forme des composants, le soudage peut être directement soudé, ne nécessite généralement pas d'autres connecteurs, des composants simples, une économie de main-d'œuvre de fabrication;  
• L'étanchéité de la connexion est bonne et la rigidité est grande ;  
• Automatisation facile à utiliser, efficacité de production élevée.  

Désavantages:  

• Le matériau dans la zone affectée thermiquement près de la soudure devient cassant ;  
• Des contraintes résiduelles de soudage et des déformations sont produites dans les pièces soudées, ce qui a des effets néfastes sur le travail de la structure.  
• Les structures soudées sont très sensibles aux fissures. Une fois qu'une fissure locale se produit, elle peut rapidement se propager à toute la section, en particulier à basse température, une rupture fragile est facile à se produire.

Plus de lecture: Soudage d'acier de construction & Joint d'épissure soudé dans une structure en acier

Connexion de structure de bâtiment en acier-boulonnage

La connexion boulonnée présente l'avantage d'une installation pratique, particulièrement adaptée à l'installation et au raccordement sur site, mais également facile à démonter, adaptée au besoin d'assembler et de démonter la structure et la connexion temporaire. Son inconvénient est la nécessité de tirer sur le trou et d'empiler un trou stupide, ce qui augmente la charge de travail de fabrication; Le trou de boulon affaiblit également la section de l'élément, et la plaque de connexion doit être superposée ou ajouter une plaque d'épissure ou de l'acier d'angle et d'autres connecteurs, de sorte qu'il coûte plus d'acier que la connexion de soudage.  

Se connecter avec des boulons ordinaires

Boulons à haute résistance

Le mécanisme de transfert de la force de cisaillement par un assemblage par boulon à haute résistance est différent de celui d'un assemblage par boulon ordinaire. Le boulon ordinaire transfère la force de cisaillement par la résistance au cisaillement du boulon et la pression d'appui, tandis que la connexion de boulon à haute résistance transfère la force de cisaillement par une forte résistance au frottement entre les plaques connectées.  

Installation à l'aide d'une clé spéciale, serrer l'écrou avec un couple important afin que la vis ait une pré-tension importante. La pré-tension du boulon à haute résistance serre les pièces connectées de sorte que la surface de contact des pièces produit une grande force de frottement et que la force externe est transmise par frottement. Cette connexion est appelée connexion à friction par boulon à haute résistance.  

Les boulons de classe C sont de 4.6 ou 4.8 et sont en acier Q235.  

Les boulons de grade A et B sont de grade 5.6 ou 8.8 et sont en acier faiblement allié ou après traitement thermique.  

Les boulons à haute résistance sont de grade 8.8 ou 10.9, fabriqués en acier 45, en acier 40B et en acier 20MnTiB.  

Il existe deux types de calculs pour les assemblages boulonnés à haute résistance :  

1. La connexion par friction repose uniquement sur la forte résistance au frottement entre les plaques connectées pour transmettre la force, et la résistance au frottement vient d'être surmontée en tant qu'état limite de la capacité portante de la connexion. Par conséquent, la déformation par cisaillement de la connexion est faible et l'intégrité est bonne.  

2. Connexion de type pression par le frottement entre la plaque de connexion et la force du joint de boulon, au cisaillement du boulon ou à la pression (pression) mauvaise pour la limite de la capacité portante de la connexion.  

Des boulons à haute résistance sont percés dans des trous. Connexion de type friction, ouverture supérieure au diamètre nominal du boulon 1.5-2.0 mm, type de pression 1.0-1.5 mm. Afin d'améliorer le frottement, les surfaces de contact de la connexion doivent également être traitées.

Connexion-Rivet de structure de bâtiment en acier

La connexion de rivet consiste à fabriquer des rivets avec une tête de clou préfabriquée semi-circulaire à une extrémité, et à insérer rapidement la tige de clou dans le trou de clou du connecteur après qu'il est chauffé au rouge, puis à utiliser un pistolet à riveter pour riveter l'autre extrémité dans une tête de clou à sécuriser la connexion.

Avantages: transmission fiable de la force de rivetage, bonne plasticité, ténacité, qualité facile à vérifier et à garantir, peut être utilisé pour une structure de charge dynamique lourde et directement porteuse.  

Désavantages: le processus de rivetage est complexe, le coût de fabrication de la main-d'œuvre et des matériaux, et une forte intensité de main-d'œuvre, il a donc été essentiellement remplacé par le soudage et la connexion par boulon à haute résistance.

Le mode de connexion et sa qualité affectent directement les performances de travail du Structure en acier. La connexion de la structure en acier doit être conforme aux principes de sécurité et de fiabilité, de transmission de force claire, de structure simple, de fabrication pratique et d'économie d'acier. Le joint doit être d'une résistance suffisante et disposer d'un espace suffisant pour la connexion.