鋼結構第三章第五章

1、第第 三三 章章 鋼結構的連接鋼結構的連接連接要求連接要求 足夠的強度、剛度和延性。足夠的強度、剛度和延性。連接方法連接方法 焊接、鉚接、普通螺栓連接和高強度螺栓連接。焊接、鉚接、普通螺栓連接和高強度螺栓連接。3.1 鋼結構對連接的要求及連接方法鋼結構對連接的要求及連接方法 焊接，廣泛采用焊接，廣泛采用. . 鉚接，應用較少鉚接，應用較少. . 螺栓連接螺栓連接 普通螺栓普通螺栓 A、B級級. C級級. 高強度螺栓高強度螺栓 摩擦型連接摩擦型連接. 承壓型連接承壓型連接.特點：特點：C C級螺栓一般用級螺栓一般用Q235Q235鋼（稱為鋼（稱為4.64.6級）制成；級）制成；A A、B B級螺

2、栓一般用級螺栓一般用4545號鋼（稱為號鋼（稱為8.88.8級）制成。級）制成。 電弧焊、電渣焊、氣體保護焊和電阻焊等電弧焊、電渣焊、氣體保護焊和電阻焊等 手工電弧焊焊條手工電弧焊焊條與焊件與焊件金屬強度相適應金屬強度相適應： Q235鋼用鋼用E43系列；系列； Q345用用E50系列；系列； Q390、Q420用用E55系列。系列。 手工電弧焊手工電弧焊3.2 焊接連接的特性焊接連接的特性3.2.1 常用焊接方法常用焊接方法EXX的的XX表示焊條的表示焊條的最低抗拉強度。最低抗拉強度。 焊條和焊劑要保焊條和焊劑要保證熔敷金屬的抗拉證熔敷金屬的抗拉強度強度不低于相應手不低于相應手工焊條數值。工

3、焊條數值。埋弧焊埋弧焊電渣焊電渣焊氣體保護焊氣體保護焊電阻焊電阻焊 優(yōu)點優(yōu)點 省工、省材；省工、省材； 任何形狀的構件均可直接連接；任何形狀的構件均可直接連接； 密封性好，剛度大。密封性好，剛度大。 缺點缺點 材質劣化；材質劣化； 殘余應力、殘余變形；殘余應力、殘余變形； 一裂即壞、低溫冷脆。一裂即壞、低溫冷脆。3.2.2 焊接連接的優(yōu)缺點焊接連接的優(yōu)缺點焊接連接與螺栓連接、鉚釘連接比較：焊接連接與螺栓連接、鉚釘連接比較： 3.2.3 焊縫缺陷焊縫缺陷焊縫缺陷焊縫缺陷裂紋、氣孔、燒穿、夾渣、未焊透、咬邊、裂紋、氣孔、燒穿、夾渣、未焊透、咬邊、 焊瘤等。焊瘤等。三級焊縫：外觀檢查，外觀尺寸和缺陷

4、；三級焊縫：外觀檢查，外觀尺寸和缺陷；二級焊縫：在外觀檢查的基礎上再做無損檢驗，用超二級焊縫：在外觀檢查的基礎上再做無損檢驗，用超 聲波檢驗每條焊縫的聲波檢驗每條焊縫的20長度，且不小于長度，且不小于200mm；一級焊縫：在外觀檢查的基礎上用超聲波檢驗每條焊縫一級焊縫：在外觀檢查的基礎上用超聲波檢驗每條焊縫全部長度，以便揭示焊縫內部缺陷；全部長度，以便揭示焊縫內部缺陷；對承受動力荷載的重要構件焊縫，增加伽馬射線探傷。對承受動力荷載的重要構件焊縫，增加伽馬射線探傷。焊縫等級：焊縫等級：鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范（GB50205）分為三級。）分為三級。強度折減：強度折減：

5、 高空安裝焊縫，強度設計值乘以高空安裝焊縫，強度設計值乘以0.9。 3.2.4 焊縫連接型式及焊縫型式焊縫連接型式及焊縫型式連接型式連接型式 按被連按被連接構件間的接構件間的相對位置：相對位置：平接、平接、搭接、搭接、T T形連接、形連接、角接。角接。焊縫型式焊縫型式 按所受力的方向分：對接正焊縫和對接斜焊縫。按所受力的方向分：對接正焊縫和對接斜焊縫。角焊縫：正面角焊縫和側面角焊縫。角焊縫：正面角焊縫和側面角焊縫。按施焊位置：按施焊位置：焊縫沿長度分布情況：連續(xù)角焊縫和斷續(xù)角焊縫。焊縫沿長度分布情況：連續(xù)角焊縫和斷續(xù)角焊縫。作用作用 表明焊縫型式、尺寸和輔助要求。表明焊縫型式、尺寸和輔助要求。

6、表示方法表示方法(GB324-88) 由由指引線、基本符號、輔助符號、補充符號和指引線、基本符號、輔助符號、補充符號和焊縫尺寸焊縫尺寸等部分組成。等部分組成。3.2.5 焊縫代號焊縫代號指引線一般由箭頭線和基準線組成。指引線一般由箭頭線和基準線組成。 分為：分為：I形縫、形縫、V形縫、帶鈍邊單邊形縫、帶鈍邊單邊V形縫、帶鈍形縫、帶鈍邊邊V形縫（也叫形縫（也叫Y形縫）、帶鈍邊形縫）、帶鈍邊U形縫、帶鈍邊形縫、帶鈍邊單邊單邊V形縫和雙形縫和雙Y形縫等形縫等3.3 對接焊縫的構造和計算對接焊縫的構造和計算3.3.1對接焊縫的對接焊縫的構造要求構造要求 坡口形式坡口形式 斜坡口為了和焊縫根部共同形成一

7、個焊條能運轉斜坡口為了和焊縫根部共同形成一個焊條能運轉的施焊空間的施焊空間不同寬度和厚度的鋼板拼接不同寬度和厚度的鋼板拼接動載時不大于動載時不大于1:41:4，計算時取較薄焊件厚度。，計算時取較薄焊件厚度。3.3.2 對接焊縫的計算對接焊縫的計算 計算原則計算原則 計算焊件的方法。計算焊件的方法。I、II級標準檢驗焊縫質量，級標準檢驗焊縫質量，焊縫和構件焊縫和構件等強不計算；僅計算等強不計算；僅計算III級焊縫。級焊縫。（1）軸心受力的對接焊縫）軸心受力的對接焊縫 規(guī)范規(guī)定當斜縫和作用力間夾角規(guī)范規(guī)定當斜縫和作用力間夾角符合符合tantan1.51.5時，可不計算焊縫強度。時，可不計算焊縫強度

8、。 N/(lw t)f wt 或或 f wc（3 3-1-1）式中式中 N軸心拉力或壓力的設計值；軸心拉力或壓力的設計值； lw焊縫的計算長度，當采用引弧板施焊時，取焊焊縫的計算長度，當采用引弧板施焊時，取焊 縫實際長度；當未采用引弧板施焊時，每條焊縫實際長度；當未采用引弧板施焊時，每條焊 縫取實際長度減去縫取實際長度減去2t2t； t在對接連接中為連接件的較小厚度；在在對接連接中為連接件的較小厚度；在T T形連接形連接 中為腹板厚度；中為腹板厚度； 對接焊縫的抗拉、抗壓強度設計值，查附表對接焊縫的抗拉、抗壓強度設計值，查附表 1212，P334P334。wcwtff 、（2）受彎、受剪的對接

9、焊縫計算）受彎、受剪的對接焊縫計算 M/Ww f wt VS/(Iwt) f wv(3-2)(3-3)（3）軸力、剪力和彎矩共同作用時，對接焊）軸力、剪力和彎矩共同作用時，對接焊縫的最大正應力為軸力和彎矩引起的應力之和，縫的最大正應力為軸力和彎矩引起的應力之和，剪力和折算應力和上面相同。剪力和折算應力和上面相同。I I字形、箱形、字形、箱形、T T形等構件：形等構件：(3-4) 3.4 角焊縫的構造和計算角焊縫的構造和計算 3.4.1角焊縫的構造和強度角焊縫的構造和強度截面形狀截面形狀1.1.角焊縫的應力分布角焊縫的應力分布 側面角焊縫的應力分布側面角焊縫的應力分布 正面角焊縫的應力分布正面角

10、焊縫的應力分布角焊縫的應力角焊縫的應力位移曲線位移曲線有效截面有效截面 等邊角焊縫的最小截面和兩邊焊角成等邊角焊縫的最小截面和兩邊焊角成/2/2角角( (直角角焊直角角焊縫為縫為45)45)稱為有效截面或計算截面，不計余高和溶深。稱為有效截面或計算截面，不計余高和溶深。 計算時假定有效截面上應力均勻分布，且不分抗拉、計算時假定有效截面上應力均勻分布，且不分抗拉、抗壓和抗剪都采用同一強度設計值抗壓和抗剪都采用同一強度設計值 。wff2.2.焊腳尺寸的限制焊腳尺寸的限制 在直接承受動力荷載的結構中，為了減緩應力集中，角在直接承受動力荷載的結構中，為了減緩應力集中，角焊縫應做成直線形或凹形。焊縫應做

11、成直線形或凹形。 焊縫直角邊的比例：焊縫直角邊的比例： 正面角焊縫宜為正面角焊縫宜為1 1：1.51.5，側面角焊縫可為，側面角焊縫可為1 1：1 1。 hf 應與焊件的厚度相適應。應與焊件的厚度相適應。 對手工焊，對手工焊，hf應不小于應不小于 ，t為較厚焊件的厚度為較厚焊件的厚度(mm)，對自動焊，可減小，對自動焊，可減小1mm； hf應不大于較薄焊件厚度的應不大于較薄焊件厚度的1.2倍。倍。 t5.1 對于板件邊緣的焊縫，當對于板件邊緣的焊縫，當t6mm時時，hft；當；當t6mm時時，hf t(12)mm。 焊縫長度焊縫長度lw 也不應太長或太短，其計算長度不宜小于也不應太長或太短，其

12、計算長度不宜小于8hf和和40mm ，且對側面角焊縫，不宜大于，且對側面角焊縫，不宜大于60hf，超出部，超出部分不計。若內力分不計。若內力，則不受此限。，則不受此限。3.3.角焊縫的其他構造要求角焊縫的其他構造要求3.4.2 角焊縫計算的基本公式角焊縫計算的基本公式wff3)( 32/22wff3)( 32/22fxfxefyfyefzfze, , NAVAVAefxfyfxefye/2+/2 /2/2ANNAAfxfy/2/2fyfx/fz/2/2, 則有則有僅有僅有平行平行于焊縫長度方向的軸心力時于焊縫長度方向的軸心力時wfewf/()Nhlf僅有僅有垂直垂直于焊縫長度方向的軸心力時于焊

13、縫長度方向的軸心力時wfewff/()Nhlf 同時有同時有平行和垂直平行和垂直于焊縫長度方向的軸心力時于焊縫長度方向的軸心力時22wffff/f 3.4.3 常用連接方式的角焊縫計算常用連接方式的角焊縫計算 1、受軸心力作用的拼接板連接、受軸心力作用的拼接板連接僅側面角焊縫（圖僅側面角焊縫（圖a a）wffewNfhl (a)(a)矩形拼接板側焊縫連接矩形拼接板側焊縫連接式中式中 N軸心拉力或壓力的設計值；軸心拉力或壓力的設計值； he角角焊縫的有效厚度；焊縫的有效厚度； lw連接連接一側一側角焊縫的計算長角焊縫的計算長 度之和；度之和； 角焊縫的強度設計值。角焊縫的強度設計值。wff圖圖7

14、-34 7-34 軸心力作用下角焊縫連接軸心力作用下角焊縫連接僅正面角焊縫（圖僅正面角焊縫（圖b b）wfffewNfhl (b)(b)矩形拼接板正面焊縫連接矩形拼接板正面焊縫連接式中式中 N軸心拉力或壓力的設計值；軸心拉力或壓力的設計值； he角角焊縫的有效厚度；焊縫的有效厚度； lw連接連接一側一側角焊縫的計算長角焊縫的計算長度之和；度之和； 角焊縫的強度設計值；角焊縫的強度設計值； 正面角焊縫的強度設計值增正面角焊縫的強度設計值增大系數。大系數。wfff圖圖7-34 7-34 軸心力作用下角焊縫連接軸心力作用下角焊縫連接三面圍焊時（圖三面圍焊時（圖c） 先計算計算正面角焊縫先計算計算正面

15、角焊縫l1受力受力N1，剩，剩 余的余的N N1由側面角焊縫由側面角焊縫l2承擔。承擔。菱形拼接板（圖菱形拼接板（圖d） 簡化計算不計正面及斜焊縫的簡化計算不計正面及斜焊縫的 f ：wffweflhN1圖圖7-34 7-34 軸心力作用下角焊縫連接軸心力作用下角焊縫連接2、受軸心力作用的角鋼連接、受軸心力作用的角鋼連接當用側面角焊縫連接時（圖當用側面角焊縫連接時（圖a）肢背肢背 N1=e2 N /(e1+e2)=K1 N 肢尖肢尖 N2=e1 N /(e1+e2)=K2 N=NN1 圖圖7-35 7-35 角鋼角焊縫上受力分配角鋼角焊縫上受力分配三面圍焊時（圖三面圍焊時（圖b）正面角焊縫承擔的

16、力為正面角焊縫承擔的力為 N3 =0.7hflw3f ffw側面角焊縫承擔的力為側面角焊縫承擔的力為 肢背肢背 N1 =e2 N /(e1+e2)N3 /2=K1 NN3 /2 肢尖肢尖 N2 =e1 N /(e1+e2)N3 /2=K2NN3 /2 L形焊縫（圖形焊縫（圖c）正面角焊縫承擔的力為正面角焊縫承擔的力為: N3 =2K2N側面角焊縫承擔的力為側面角焊縫承擔的力為: N1=NN3 3、彎矩作用下角焊縫計算、彎矩作用下角焊縫計算wfffwMfW（3-17） 角焊縫有效截面的角焊縫有效截面的截面模量。截面模量。 正面角焊縫的強度正面角焊縫的強度設計值增大系數。設計值增大系數。WWf62

17、2weWlhW4、扭矩作用下角焊縫計算、扭矩作用下角焊縫計算 焊縫群受扭焊縫群受扭假定假定:AT rJxyJIIJrTyTAJrTxTAwfTAfTAf22（3-18）（3-19）環(huán)焊縫受扭環(huán)焊縫受扭WfffJDT2（3-20）J 焊縫環(huán)形有效截面極慣性矩；焊縫環(huán)形有效截面極慣性矩；D可近似地取為管的外徑?？山频厝楣艿耐鈴健?、彎矩、剪力和軸力共同作用、彎矩、剪力和軸力共同作用下角焊縫計算下角焊縫計算MN2V2wAAAff()()fWeVAlhVWMAWMeVMWeNAlhN（3-21）受彎、受剪和受軸力的角焊縫應力受彎、受剪和受軸力的角焊縫應力彎矩彎矩: :剪力剪力: : V軸力軸力:

18、: N6、扭矩、剪力和軸心力共同作用、扭矩、剪力和軸心力共同作用下角焊縫計算下角焊縫計算求出焊縫有效截面的形心求出焊縫有效截面的形心O; ;將連接所有外力平移到形心將連接所有外力平移到形心O，得：，得：扭矩扭矩T=V(a+e)，剪力，剪力V，軸力，軸力N；yVNTTxAAAAewew; ; ; T rVNT rhlhlJJTV2TN2wAAAAff()()f計算計算T、V、N單獨作用下危險點單獨作用下危險點A的應力的應力驗算危險點焊縫強度驗算危險點焊縫強度（3-22）7、塞焊計算、塞焊計算3.5.1 焊接殘余應力的分類和產生的原因焊接殘余應力的分類和產生的原因(1)(1)縱向焊接殘余應力縱向焊

19、接殘余應力3.5 焊接殘余應力和殘余變形焊接殘余應力和殘余變形焊接殘余應力是一種沒有荷載作用下的內應力焊接殘余應力是一種沒有荷載作用下的內應力, ,在焊件內部自相平衡。在焊件內部自相平衡。(2)(2)橫向殘余應力橫向殘余應力(3)(3)厚度方向的殘余應力厚度方向的殘余應力(4)(4)約束狀態(tài)下的焊接應力約束狀態(tài)下的焊接應力3.5.2 焊接殘余應力的影響焊接殘余應力的影響(1)(1)對結構靜力強度的影響：無影響對結構靜力強度的影響：無影響(2)(2)對結構剛度的影響對結構剛度的影響(3)(3)對壓桿穩(wěn)定的影響：殘余壓應力對壓桿穩(wěn)定的影響：殘余壓應力/()/()NmtENhtE 有殘余應力：無殘余

20、應力：(4)(4)對低溫冷脆的影響：三向應力對低溫冷脆的影響：三向應力(5)(5)對疲勞強度的影響：高額殘余拉應力對疲勞強度的影響：高額殘余拉應力3.5.3 焊接殘余變形焊接殘余變形殘余變形形式殘余變形形式殘余變形形式殘余變形形式3.5.4 減小焊接殘余應力和焊接殘余變形的方法減小焊接殘余應力和焊接殘余變形的方法1.1.采取合理的施焊次序采取合理的施焊次序2.2.施焊前加相反的預變形（圖施焊前加相反的預變形（圖a a、b b）3.3.焊前預熱，焊后回火（圖焊前預熱，焊后回火（圖c c）3.5.5 合理的焊縫設計合理的焊縫設計 焊接位置要應盡量對稱于截面重心焊接位置要應盡量對稱于截面重心 焊縫尺

21、寸要適當，采用較小的焊腳尺寸焊縫尺寸要適當，采用較小的焊腳尺寸 焊縫不宜過分集中（圖焊縫不宜過分集中（圖a a） 應盡量避免三向焊縫交叉（圖應盡量避免三向焊縫交叉（圖b b） 考慮鋼板分層問題（圖考慮鋼板分層問題（圖c c） 焊條易達到（圖焊條易達到（圖d d） 避免仰焊避免仰焊3.6.1 螺栓連接的排列和構造要求螺栓連接的排列和構造要求排列方式：排列方式：并列或錯列并列或錯列3.6 普通螺栓的構造和計算普通螺栓的構造和計算 受力要求受力要求： 鋼板端部不剪斷，端距不應小于鋼板端部不剪斷，端距不應小于2 2d d0 0 ; ; 受拉時，栓距和線距不應過??；受拉時，栓距和線距不應過小； 受壓時，

22、沿作用力方向的栓距不宜過大受壓時，沿作用力方向的栓距不宜過大 構造要求：構造要求： 栓距和線距不宜過大栓距和線距不宜過大 施工要求：施工要求： 有一定的施工空間有一定的施工空間排列要求排列要求孔、螺栓圖例孔、螺栓圖例 3.6.2 普通螺栓連接受剪、受拉時的性能普通螺栓連接受剪、受拉時的性能傳力方式：傳力方式：抗剪螺栓和抗拉螺栓抗剪螺栓和抗拉螺栓1 1、抗剪螺栓連接、抗剪螺栓連接破壞形式：破壞形式：螺栓桿剪斷；孔壁壓壞；板被拉斷；板端螺栓桿剪斷；孔壁壓壞；板被拉斷；板端被剪斷；螺栓桿彎曲被剪斷；螺栓桿彎曲 受力狀態(tài)：受力狀態(tài)：彈性時兩端大而中間小，進入塑性階彈性時兩端大而中間小，進入塑性階段后，

23、因內力重分布使各螺栓受力趨于均勻。段后，因內力重分布使各螺栓受力趨于均勻。 為防止為防止“解紐扣解紐扣”破壞，當連接長度破壞，當連接長度l1 較大時，較大時，應將螺栓的承載力乘以應將螺栓的承載力乘以折減系數折減系數 ：當當 l115d0 時，時， =1.0當當 15d0l160d0 時，時， =1.1l1/150d0 當當 l160d0 時，時， =0.7一個抗剪螺栓的設計承載力計算一個抗剪螺栓的設計承載力計算 抗剪抗剪承載力設計值承載力設計值： bvvbvfdnN42 承壓承壓承載力設計值：承載力設計值： bcbcftdN一個抗剪螺栓的承載力設計值應取上面兩式的較小值。一個抗剪螺栓的承載力設

24、計值應取上面兩式的較小值。 2、抗拉螺栓連接、抗拉螺栓連接破壞形式破壞形式：螺栓桿拉斷螺栓桿拉斷btebtebtfAfdN42 為考慮為考慮撬力撬力的影的影響，規(guī)范規(guī)定普通響，規(guī)范規(guī)定普通螺栓抗拉強度設計螺栓抗拉強度設計值值ftb取同樣鋼號鋼取同樣鋼號鋼材抗拉強度設計值材抗拉強度設計值f的的0.8倍倍(即即ftb=0.8f ) 3.6.3 螺栓群的計算螺栓群的計算螺栓數目螺栓數目bmin/nNN板件凈截面強度板件凈截面強度 n/NAf凈截面面積和受力凈截面面積和受力 并列（圖并列（圖a）N1=N； N2 =N(n1/n) N ；N3 = N (n1+n2)/n N 對被連接板：對被連接板：An

25、=t (bn1d0)對拼接板：對拼接板： An =2t1 (bn3d0)1 1、螺栓在軸心力作用下的抗剪計算、螺栓在軸心力作用下的抗剪計算 錯錯 列（圖列（圖b）除考慮除考慮1-1截面破壞外，還要考慮截面破壞外，還要考慮2-2截面的破壞，凈截面面積截面的破壞，凈截面面積為為 22n4212202(1)Ateneen d 被連接構件是絕對剛性的，而螺栓則是彈性的；被連接構件是絕對剛性的，而螺栓則是彈性的； 各螺栓繞螺栓群形心各螺栓繞螺栓群形心o旋轉，其受力大小與其至螺栓群旋轉，其受力大小與其至螺栓群2、螺栓群在扭矩作用下的抗剪計算、螺栓群在扭矩作用下的抗剪計算 基本假定基本假定形心形心o的距離的

26、距離r成正成正比，力的方向與其比，力的方向與其至螺栓群形心的連至螺栓群形心的連線相垂直。線相垂直。TTT1122nnTN rN rN r 平衡條件：平衡條件： 根據螺栓受力大小與其至形心根據螺栓受力大小與其至形心o o的距離的距離r r成正比成正比條件條件 TTT12n12nNNNrrr 則則 TTn22221112n111()iiNNTrrrrrr 或或 T111222iiiTrTrNrxyT11x22iiTyNxyT11y22iiTxNxybvTNN1驗算驗算 3、螺栓群在扭矩、剪力和軸心力作用下的抗剪計算、螺栓群在扭矩、剪力和軸心力作用下的抗剪計算T11x22iiTyNxyT11y22i

27、iTxNxy4、螺栓群在軸心力作用下的抗拉計算、螺栓群在軸心力作用下的抗拉計算bt/nNN5、螺栓群在彎矩作用下的抗拉計算、螺栓群在彎矩作用下的抗拉計算假定：假定：中和軸在最下排螺栓處中和軸在最下排螺栓處 Mb11t2iMyNNmyMMM1122()nnMm NyNyNy則則 MMM1212nnNNNyyyM211iNMmyy6、螺栓群同時受剪力和拉力的計算、螺栓群同時受剪力和拉力的計算支托僅起安裝作用：支托僅起安裝作用：螺栓群受力為螺栓群受力為M M= =VeVe和剪力和剪力V V，則，則M2t11/()iNNMymyv/NVn螺栓不發(fā)生拉剪破壞：螺栓不發(fā)生拉剪破壞： 22vtbbvt1NN

28、NN板不發(fā)生承壓破壞：板不發(fā)生承壓破壞： bvcNN支托承受剪力支托承受剪力： 螺栓群只承受彎矩螺栓群只承受彎矩M M= =VeVe作用，則作用，則M2bt11t/()iNNMymyN支托和柱翼緣的角焊縫驗算：支托和柱翼緣的角焊縫驗算： wfewf/()Vhlf 為考慮剪力為考慮剪力V偏心對角焊縫的影響，取偏心對角焊縫的影響，取1.251.353.7.1 高強度螺栓連接的性能高強度螺栓連接的性能 級別：級別：10.9級和級和8.8級級（小數點前為螺栓熱處理后的最低抗拉強度，小數點（小數點前為螺栓熱處理后的最低抗拉強度，小數點后的數字是屈強比）后的數字是屈強比） 栓孔：栓孔：鉆成孔鉆成孔 按受力

29、特征分類：按受力特征分類：摩擦型連接、承壓型連接和承受摩擦型連接、承壓型連接和承受拉力的連接拉力的連接 影響承載力的因素：影響承載力的因素： 栓桿預拉力、連接表面抗滑移系數和鋼材種類栓桿預拉力、連接表面抗滑移系數和鋼材種類3.7 高強度螺栓連接的性能和計算高強度螺栓連接的性能和計算1、高強螺栓連接的預拉力、高強螺栓連接的預拉力施加方法：施加方法： 扭矩法扭矩法 T=KdP 轉角法轉角法 初擰初擰 終擰終擰 扭剪法扭剪法扭斷螺栓尾部梅花頭扭斷螺栓尾部梅花頭預拉力設計值：預拉力設計值：高強度螺栓預拉力設計值按材料強度和螺栓有效截面積高強度螺栓預拉力設計值按材料強度和螺栓有效截面積確定，取值時考慮：

30、確定，取值時考慮：在扭緊螺栓時，扭矩使螺栓產生的剪應力將降低螺栓在扭緊螺栓時，扭矩使螺栓產生的剪應力將降低螺栓的抗拉承載力，對抗拉強度引入折減系數的抗拉承載力，對抗拉強度引入折減系數1/1.21/1.2；施加預應力時為補償預拉力損失超張拉施加預應力時為補償預拉力損失超張拉5%10%5%10%，引入，引入折減系數折減系數0.90.9；螺栓材料抗力的變異性，引入折減系數螺栓材料抗力的變異性，引入折減系數0.9 0.9 ；鋼材由于以抗拉強度為準，引入附加安全系數鋼材由于以抗拉強度為準，引入附加安全系數0.90.9。ueue/1.20.608PfAf A2 2、高強螺栓連接摩擦面抗滑

31、移系數高強螺栓連接摩擦面抗滑移系數 對于承壓型連接，只要求清除油污及浮銹；對于摩擦型對于承壓型連接，只要求清除油污及浮銹；對于摩擦型連接，要求見下表：連接，要求見下表：排列構造要求同普通螺栓。排列構造要求同普通螺栓。 沿受力方向的連接長度沿受力方向的連接長度l l1 1，也要考慮，也要考慮l l1 11515d d0 0時時對承載力的折減。對承載力的折減。當當 l115d0 時，時， =1.0當當 15d0l160d0 時，時， =1.1l1/150d0 當當 l160d0 時，時， =0.73、高強螺栓的排列、高強螺栓的排列3.7.2 高強度螺栓的抗剪承載力設計值高強度螺栓的抗剪承載力設計值

32、1、高強螺栓摩擦型連接、高強螺栓摩擦型連接bvRfNnP R為為抗力分項系數抗力分項系數 R的倒數，一般取的倒數，一般取0.9，最，最小板厚小板厚t 6mm的冷彎薄壁型鋼結構取的冷彎薄壁型鋼結構取0.8 破壞狀態(tài)同普通螺栓，極限承載力由破壞狀態(tài)同普通螺栓，極限承載力由桿身抗桿身抗剪和孔壁承壓決定剪和孔壁承壓決定，摩擦力只起延緩滑動作用，摩擦力只起延緩滑動作用，計算方法和普通螺栓相同。計算方法和普通螺栓相同。bvvbvfdnN42bcbcftdN2、高強螺栓承壓型連接、高強螺栓承壓型連接3.7.3 高強度螺栓群的抗剪計算高強度螺栓群的抗剪計算螺栓數：螺栓數：構件凈截面強度：構件凈截面強度： 對于

33、承壓型連接，驗算與普通螺栓相同；對于對于承壓型連接，驗算與普通螺栓相同；對于摩擦型連接，要考慮孔前傳力的影響（占螺栓傳摩擦型連接，要考慮孔前傳力的影響（占螺栓傳力的力的50%）bmin/nNN10.5(1)nNNn nNfA1、軸心力作用時、軸心力作用時 螺栓群受扭矩螺栓群受扭矩T T、剪力、剪力V V和軸心力和軸心力N N共同作用的共同作用的高強度螺栓連接的抗剪計算高強度螺栓連接的抗剪計算與普通螺栓相同與普通螺栓相同，只，只是用高強度螺栓的承載力設計值。是用高強度螺栓的承載力設計值。2、扭矩作用時，及扭矩、剪力和軸心力共同時、扭矩作用時，及扭矩、剪力和軸心力共同時3.7.4 高強度螺栓的抗拉

34、計算高強度螺栓的抗拉計算1、高強度螺栓的抗拉連接性能、高強度螺栓的抗拉連接性能fbb() /PPEA fpp() /CCEA 當當Nt=0.8P時，時，Pf=1.07P。可認為螺栓中的預。可認為螺栓中的預拉力基本不變。拉力基本不變。撬力的影響：撬力的影響：限制抗拉承載力在限制抗拉承載力在0.8P以內以內2、高強度螺栓的抗拉連接計算、高強度螺栓的抗拉連接計算抗拉承載力抗拉承載力: bt0.8NP軸心拉力的螺栓數：軸心拉力的螺栓數：bt/ 0.8nNNNP彎矩作用時：彎矩作用時：(c) 板不被拉開時，中和軸在螺栓群形心處；板不被拉開時，中和軸在螺栓群形心處； 板可被拉開時，與普通螺栓一樣，中和軸在

35、板可被拉開時，與普通螺栓一樣，中和軸在最外排受壓螺栓形心處最外排受壓螺栓形心處M211/()0.8iNMymyP承載力極限狀態(tài)承載力極限狀態(tài)3.7.5 同時承受剪力和拉力的高強度螺栓連接計算同時承受剪力和拉力的高強度螺栓連接計算 由于外拉力的作用，板件間的擠壓力降低由于外拉力的作用，板件間的擠壓力降低; ;每個螺每個螺栓的抗剪承載力也隨之減少；栓的抗剪承載力也隨之減少； 抗滑移系數隨板件間的擠壓力的減小而降低?？够葡禂惦S板件間的擠壓力的減小而降低。 vtbbvt1NNNN2 2、高強度螺栓承壓型連接、高強度螺栓承壓型連接22vtbbvt()()1NNNNbvc/1.2NN且且 當剪切面在螺紋

36、處時，取當剪切面在螺紋處時，取 b2bvev/ 4Ndf1 1、高強度螺栓摩擦型連接、高強度螺栓摩擦型連接疊放板材的彎曲變形疊放板材的彎曲變形3.8 焊接梁翼緣焊縫的計算焊接梁翼緣焊縫的計算無局部壓應力時的梁翼緣焊縫受力無局部壓應力時的梁翼緣焊縫受力11x w/()VSI tH1w1x ww1x1/()/TtVSI ttVSI wfhe1fxf/(21)/(1.4)ThVSh Ifwf1fx/(1.4)hVSf I焊縫受力焊縫受力： 焊腳尺寸：焊腳尺寸： 雙層翼緣板時的焊縫受力雙層翼緣板時的焊縫受力有局部壓應力時的梁翼緣焊縫受力有局部壓應力時的梁翼緣焊縫受力vcwww zz11FFTttt ll vfef z211.4TFhh l22wffff/f則則 焊腳尺寸為焊腳尺寸為： 功能：功能： 將柱子內力可靠地傳給基礎；將柱子內力可靠地傳給基礎； 和基礎有牢固連接；和基礎有牢固連接； 盡可能符合計算簡圖。盡可能符合計算簡圖。連接方式：連接方式： 鉸接：支承式鉸接：支承式 剛接：支承式剛接：支承式( (外露式外露式) ) 埋入式埋入式( (插入式插入式) ) 外包式外包式 3.12 柱腳設計柱腳設計3.12.1 軸心受壓柱的柱腳軸心受壓柱的柱腳1、柱腳的型式和構造