第3章鋼結(jié)構(gòu)連接

1、2013年年2014年第一學(xué)期年第一學(xué)期主講：宋志斌主講：宋志斌城市建筑學(xué)院土木工程教學(xué)部城市建筑學(xué)院土木工程教學(xué)部鋼鋼 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)基基 本本 原原 理理3 鋼結(jié)構(gòu)的連接本章內(nèi)容：本章內(nèi)容：(1) 焊接方法和焊接連接形式焊接方法和焊接連接形式 (2) 角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算 (3) 對接焊縫的構(gòu)造與計(jì)算對接焊縫的構(gòu)造與計(jì)算 (4) 焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形 (5) 螺栓連接的構(gòu)造螺栓連接的構(gòu)造 (6) 普通螺栓連接的工作性能和計(jì)算普通螺栓連接的工作性能和計(jì)算 (7) 高強(qiáng)度螺栓連接的工作性能和計(jì)算高強(qiáng)度螺栓連接的工作性能和計(jì)算本章重點(diǎn)：本章重點(diǎn)：角焊縫

2、的構(gòu)造與計(jì)算，普通螺栓連接的計(jì)角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算，普通螺栓連接的計(jì) 算，高強(qiáng)度螺栓連接的計(jì)算。算，高強(qiáng)度螺栓連接的計(jì)算。本章難點(diǎn)：本章難點(diǎn)：如何運(yùn)用相關(guān)公式進(jìn)行各種連接計(jì)算。如何運(yùn)用相關(guān)公式進(jìn)行各種連接計(jì)算。2、鉚接鉚接1、焊接焊接 對接焊縫對接焊縫角角 焊焊 縫縫焊縫連接、鉚釘連接、螺栓連接焊縫連接、鉚釘連接、螺栓連接3.1 鋼結(jié)構(gòu)的連接方法鋼結(jié)構(gòu)的連接方法3.1.1 鋼結(jié)構(gòu)連接種類鋼結(jié)構(gòu)連接種類圖圖3.1 3.1 鋼結(jié)構(gòu)的連接方法鋼結(jié)構(gòu)的連接方法(a) (a) 、(b)(b)焊縫連接；焊縫連接；(c)(c)鉚釘連接鉚釘連接(a) (b) (c)(a) (b) (c)3、螺栓連接螺栓連接 普

3、通螺栓：普通螺栓：高強(qiáng)螺栓高強(qiáng)螺栓靠螺栓桿承壓和靠螺栓桿承壓和受剪傳遞荷載受剪傳遞荷載圖圖3.2 3.2 螺栓連接螺栓連接3.1.1 鋼結(jié)構(gòu)連接種類鋼結(jié)構(gòu)連接種類優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：（1 1）構(gòu)造簡單，制造省工；）構(gòu)造簡單，制造省工； （2 2）不削弱截面，經(jīng)濟(jì)；）不削弱截面，經(jīng)濟(jì)； （3 3）連接剛度大，密閉性能好；）連接剛度大，密閉性能好； （4 4）易采用自動化作業(yè)，生產(chǎn)效率高。）易采用自動化作業(yè)，生產(chǎn)效率高。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：（1 1）焊縫附近有熱影響區(qū)，該處材質(zhì)變脆；）焊縫附近有熱影響區(qū)，該處材質(zhì)變脆； （2 2）產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力和殘余應(yīng)變；）產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力和殘余應(yīng)變； （3 3）裂縫易擴(kuò)展，

4、低溫下易脆斷。）裂縫易擴(kuò)展，低溫下易脆斷。1 1、焊縫連接、焊縫連接3.1.2 3.1.2 連接特點(diǎn)連接特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：安裝拆卸方便。安裝拆卸方便。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：構(gòu)造復(fù)雜，削弱截面，不經(jīng)濟(jì)。構(gòu)造復(fù)雜，削弱截面，不經(jīng)濟(jì)。2 2、螺栓連接、螺栓連接 1 1、普通螺栓連接、普通螺栓連接 由由235235鋼制成，根據(jù)加工精度分鋼制成，根據(jù)加工精度分A A、B B、C C三級。三級。 A A、B B級精制螺栓級精制螺栓,類孔，孔徑比桿徑大類孔，孔徑比桿徑大0.3-0.3-0.5mm0.5mm，抗剪性能好，抗剪性能好, , 制造安裝費(fèi)工，少用。制造安裝費(fèi)工，少用。 C C 級粗制螺栓級粗制螺栓,類孔，孔徑比

5、桿徑大類孔，孔徑比桿徑大1.5-2.0mm1.5-2.0mm，抗剪性能差，但傳遞拉力性能好，性能等級為抗剪性能差，但傳遞拉力性能好，性能等級為4.64.6級級或或4.84.8級。級。3.1.2 3.1.2 連接特點(diǎn)連接特點(diǎn) （1 1）性能等級）性能等級 高強(qiáng)鋼材制成：優(yōu)質(zhì)碳素鋼：高強(qiáng)鋼材制成：優(yōu)質(zhì)碳素鋼：3535號、號、4545號號 合合 金金 鋼：鋼：20MnTiB20MnTiB、40B40B、35VB35VB 性能等級：性能等級：8.88.8級、級、10.910.9級。級。 小數(shù)點(diǎn)前小數(shù)點(diǎn)前8 8、1010螺栓材料經(jīng)熱加工后的最低抗拉螺栓材料經(jīng)熱加工后的最低抗拉 強(qiáng)度為強(qiáng)度為800800、

6、1000N/mm1000N/mm2 2； 小數(shù)點(diǎn)后小數(shù)點(diǎn)后0.80.8、0.90.9屈強(qiáng)比屈強(qiáng)比 uff /2 . 02、高強(qiáng)螺栓連接高強(qiáng)螺栓連接3.1.2 3.1.2 連接特點(diǎn)連接特點(diǎn)摩擦型：摩擦型：只靠摩擦阻力傳力，以只靠摩擦阻力傳力，以剪力達(dá)到接觸面的摩擦力剪力達(dá)到接觸面的摩擦力 作為承載力極限狀態(tài)作為承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。（2 2）按抗剪性能分）按抗剪性能分承壓型：承壓型：以以作用剪力達(dá)到栓桿抗剪或孔壁承壓破壞作用剪力達(dá)到栓桿抗剪或孔壁承壓破壞作為承作為承 載力極限狀態(tài)載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。摩擦型螺栓連接：摩擦型螺栓連接：變形小，彈性性能好，耐疲勞，施工較變形小，

7、彈性性能好，耐疲勞，施工較 簡單，適用于承受動力荷載的結(jié)構(gòu)。簡單，適用于承受動力荷載的結(jié)構(gòu)。承壓型螺栓連接：承壓型螺栓連接：承載力高于摩擦型連接，連接緊湊，剪承載力高于摩擦型連接，連接緊湊，剪 切變形大，不能用于承受動力荷載的結(jié)構(gòu)。切變形大，不能用于承受動力荷載的結(jié)構(gòu)。3.1.2 3.1.2 連接特點(diǎn)連接特點(diǎn)3.2 焊接方法和焊縫連接形式焊接方法和焊縫連接形式3.2.1 3.2.1 鋼結(jié)構(gòu)常用焊接方法鋼結(jié)構(gòu)常用焊接方法 1.1.手工電弧焊手工電弧焊 打火引弧打火引弧-電弧周圍的金屬液化電弧周圍的金屬液化(溶池溶池)焊條熔化焊條熔化 滴入溶池滴入溶池與焊件的熔融金屬結(jié)和冷卻即形成焊縫。與焊件的熔

8、融金屬結(jié)和冷卻即形成焊縫。電弧焊：電弧焊： 手工電弧焊、自動或半自動埋弧焊、氣體保護(hù)焊。手工電弧焊、自動或半自動埋弧焊、氣體保護(hù)焊。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：方便，特別在高空和野外作業(yè)；方便，特別在高空和野外作業(yè)；缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：質(zhì)量波動大，要求焊工等級高，勞動強(qiáng)度大，質(zhì)量波動大，要求焊工等級高，勞動強(qiáng)度大， 效率低。效率低。焊條焊條：焊條應(yīng)與焊件鋼材相適應(yīng)（等強(qiáng)度要求）。焊條應(yīng)與焊件鋼材相適應(yīng)（等強(qiáng)度要求）。 Q235Q235E43E43焊條；焊條； Q345Q345E50E50焊條；焊條； Q390Q390（Q420Q420）E55E55焊條。焊條。 E E焊條；型號由四部分組成焊條；型號由四部分組成 E

9、E 前兩位數(shù)前兩位數(shù) 焊縫金屬最小抗拉強(qiáng)度焊縫金屬最小抗拉強(qiáng)度(43kg/mm(43kg/mm2 2) )； 后兩位數(shù)后兩位數(shù) 焊接位置、電流及藥皮類型。焊接位置、電流及藥皮類型。 不同鋼種的鋼材相焊接時(shí)，宜采用與低強(qiáng)度鋼材相適應(yīng)的焊條。3.2.1 3.2.1 鋼結(jié)構(gòu)常用焊接方法鋼結(jié)構(gòu)常用焊接方法2. 2. 自動（半自動）埋弧焊自動（半自動）埋弧焊電弧在焊劑層下燃燒的一種方法。電弧在焊劑層下燃燒的一種方法。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)量好，效率高；質(zhì)量好，效率高；缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：需要專用設(shè)備。需要專用設(shè)備。3. 3. 氣體保護(hù)焊氣體保護(hù)焊 利用二氧化碳?xì)怏w或者其他惰性氣體作為利用二氧化碳?xì)怏w或者其他惰性氣體作為

10、保護(hù)介質(zhì)的一種方法。保護(hù)介質(zhì)的一種方法。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)量好；質(zhì)量好；缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：對環(huán)境要求高。對環(huán)境要求高。3.2.1 3.2.1 鋼結(jié)構(gòu)常用焊接方法鋼結(jié)構(gòu)常用焊接方法（ 被連接鋼材的相互位置）對接連接搭接連接T型連接角部連接焊縫連接形式 3.2.2 3.2.2 焊縫連接形式及焊縫形式焊縫連接形式及焊縫形式1.1.焊縫連接形式焊縫連接形式圖圖3.3 T3.3 T形連接形連接圖圖3.4 3.4 搭接連接搭接連接圖圖3.5 3.5 焊縫連接的形式焊縫連接的形式(a)(a)對接連接；對接連接；(b)(b)用拼接蓋板的對接連接；用拼接蓋板的對接連接；(c)(c)搭接連接；搭接連接；(d)(d)、(e)

11、 T(e) T形連接；形連接；(f)(f)、(g)(g)角部連角部連接接3.2.2 3.2.2 焊縫連接形式及焊縫形式焊縫連接形式及焊縫形式(1)(1)按焊縫的截面形式分按焊縫的截面形式分對接焊縫對接焊縫角角 焊焊 縫縫 2.2.焊縫形式焊縫形式圖圖3.6 3.6 焊縫形式焊縫形式 (a) (a)正對接連接；正對接連接；(b)(b)斜對接焊縫；斜對接焊縫；(c)(c)角焊縫角焊縫3.2.2 3.2.2 焊縫連接形式及焊縫形式焊縫連接形式及焊縫形式按受力方向劃分按受力方向劃分 正正對接焊縫：焊縫對接焊縫：焊縫垂直垂直于力線于力線 對接焊縫對接焊縫 斜斜對接焊縫：焊縫對接焊縫：焊縫傾斜傾斜于力線于

12、力線 正面正面角焊縫：焊縫角焊縫：焊縫垂直垂直于力線于力線 角焊縫角焊縫 側(cè)面?zhèn)让娼呛缚p：焊縫角焊縫：焊縫平行平行于力線于力線 斜斜角焊縫角焊縫: 焊縫焊縫傾斜傾斜于力線于力線3.2.2 3.2.2 焊縫連接形式及焊縫形式焊縫連接形式及焊縫形式(2)(2)焊縫沿長度方向的布置焊縫沿長度方向的布置注意注意: :LwLw不宜過長也不不宜過長也不宜過短；宜過短； L L不宜過長不宜過長 在受壓構(gòu)件中在受壓構(gòu)件中 L15t L15t 在受拉構(gòu)件中在受拉構(gòu)件中 L30t L30t （t t為較薄焊為較薄焊 件的厚度）件的厚度）圖圖3.7 3.7 連接角焊縫和斷續(xù)角焊縫連接角焊縫和斷續(xù)角焊縫3.2.2 3

13、.2.2 焊縫連接形式及焊縫形式焊縫連接形式及焊縫形式（3 3）焊縫的施焊方位）焊縫的施焊方位平焊（俯焊）平焊（俯焊） 橫焊橫焊 立焊立焊 仰焊仰焊 圖圖3.8 3.8 焊縫施焊位置焊縫施焊位置 (a) (a)平焊；平焊；(b)(b)橫焊；橫焊；(c)(c)立焊；立焊；(d)(d)仰焊仰焊3.2.2 3.2.2 焊縫連接形式及焊縫形式焊縫連接形式及焊縫形式3.2.3 3.2.3 焊縫缺陷及焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)焊縫缺陷及焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)1 1、焊縫缺陷：、焊縫缺陷：焊接過程中產(chǎn)生于焊縫金屬或附近熱焊接過程中產(chǎn)生于焊縫金屬或附近熱 影響區(qū)鋼材表面或內(nèi)部的缺陷影響區(qū)鋼材表面或內(nèi)部的缺陷圖圖3.9 3.9 焊縫缺

14、陷焊縫缺陷(a)(a)裂紋；裂紋；(b)(b)焊瘤；焊瘤；(c)(c)燒穿；燒穿；(d)(d)弧坑；弧坑；(e)(e)氣孔；氣孔；(f)(f)夾渣；夾渣；(g)(g)咬邊；咬邊；(h)(h)未熔合；未熔合；(i)(i)未焊縫未焊縫2.2.焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)三級：只進(jìn)行外觀檢查（即檢查外觀缺陷和幾何尺寸）三級：只進(jìn)行外觀檢查（即檢查外觀缺陷和幾何尺寸）二級：除外觀檢查，超聲波抽檢（檢驗(yàn)每條焊縫二級：除外觀檢查，超聲波抽檢（檢驗(yàn)每條焊縫20%20%長度）長度）一級：同二級（檢驗(yàn)每條焊縫全長）一級：同二級（檢驗(yàn)每條焊縫全長）3.3.焊縫質(zhì)量等級的選用（不作要求）焊縫質(zhì)量等級的選用（不作要求）

15、（1 1）需要進(jìn)行疲勞計(jì)算的構(gòu)件，凡是對接焊縫均應(yīng)）需要進(jìn)行疲勞計(jì)算的構(gòu)件，凡是對接焊縫均應(yīng)焊透。其中垂直于作用力方向的橫向?qū)雍缚p或焊透。其中垂直于作用力方向的橫向?qū)雍缚p或T T形對形對接與角接組合焊縫受拉時(shí)應(yīng)為一級，受壓時(shí)應(yīng)為二級；接與角接組合焊縫受拉時(shí)應(yīng)為一級，受壓時(shí)應(yīng)為二級；作用力平行于焊縫長度方向的縱向?qū)雍缚p應(yīng)為二級。作用力平行于焊縫長度方向的縱向?qū)雍缚p應(yīng)為二級。3.2.3 3.2.3 焊縫缺陷及焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)焊縫缺陷及焊縫質(zhì)量檢驗(yàn) （2 2）不需要進(jìn)行疲勞計(jì)算的構(gòu)件，凡要求與母）不需要進(jìn)行疲勞計(jì)算的構(gòu)件，凡要求與母材等強(qiáng)的對接焊縫應(yīng)焊透。母材等強(qiáng)的受拉對接焊材等強(qiáng)的對接焊縫應(yīng)焊

16、透。母材等強(qiáng)的受拉對接焊縫應(yīng)不低于二級；受壓時(shí)宜為二級?？p應(yīng)不低于二級；受壓時(shí)宜為二級。 （3 3）重級工作制和起重量）重級工作制和起重量Q500kNQ500kN的中級工作的中級工作制吊車梁的腹板與上翼緣板之間，以及吊車桁架上制吊車梁的腹板與上翼緣板之間，以及吊車桁架上弦桿與節(jié)點(diǎn)板之間的弦桿與節(jié)點(diǎn)板之間的T T形接頭均要求焊透，質(zhì)量等級形接頭均要求焊透，質(zhì)量等級不應(yīng)低于二級。不應(yīng)低于二級。 （4 4）不要求焊透的）不要求焊透的T T形接頭采用的角焊縫或部分形接頭采用的角焊縫或部分焊透的對接與角接組合焊縫，以及搭接連接采用的焊透的對接與角接組合焊縫，以及搭接連接采用的角焊縫，一般僅要求外觀質(zhì)量檢

17、查（三級檢驗(yàn)）；角焊縫，一般僅要求外觀質(zhì)量檢查（三級檢驗(yàn)）；承受動力荷載且需要驗(yàn)算疲勞和承受動力荷載且需要驗(yàn)算疲勞和Q500kNQ500kN的中級吊的中級吊車梁，二級檢驗(yàn)。車梁，二級檢驗(yàn)。3.2.3 3.2.3 焊縫缺陷及焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)焊縫缺陷及焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)3.2.4 3.2.4 焊縫代號、螺栓及其孔眼圖例焊縫代號、螺栓及其孔眼圖例 焊縫符號表示法焊縫符號表示法規(guī)定：焊縫符號一般由規(guī)定：焊縫符號一般由基本基本符號符號與與指引線指引線組成，必要時(shí)還可加上組成，必要時(shí)還可加上補(bǔ)充符號補(bǔ)充符號和和焊縫焊縫尺寸尺寸?；痉枺夯痉枺罕硎竞缚p的橫截面形狀，如用表示焊縫的橫截面形狀，如用“ ”“ ”表示

18、表示角焊縫角焊縫, ,用用“V”V”表示表示V V形坡口聽對接焊縫；形坡口聽對接焊縫；補(bǔ)充符號：補(bǔ)充符號：補(bǔ)充說明焊縫的某些特征，如用補(bǔ)充說明焊縫的某些特征，如用“ ”“ ”表表示現(xiàn)場安裝焊縫，用示現(xiàn)場安裝焊縫，用“ ”“ ”表示焊件三面帶有焊縫；表示焊件三面帶有焊縫； 指引線指引線 ：一般由橫線和帶箭頭的斜線組成，箭一般由橫線和帶箭頭的斜線組成，箭頭指向圖形相應(yīng)焊縫處，橫線上方和下方用來標(biāo)注基頭指向圖形相應(yīng)焊縫處，橫線上方和下方用來標(biāo)注基本符號和焊縫尺寸等。本符號和焊縫尺寸等。表表3.1 3.1 焊縫符號焊縫符號3.2.4 3.2.4 焊縫代號、螺栓及其孔眼圖例焊縫代號、螺栓及其孔眼圖例表表

19、3.1 3.1 焊縫符號焊縫符號續(xù)表續(xù)表3.2.4 3.2.4 焊縫代號、螺栓及其孔眼圖例焊縫代號、螺栓及其孔眼圖例當(dāng)焊縫分布比較復(fù)雜或用上述標(biāo)注方法不能表達(dá)清楚當(dāng)焊縫分布比較復(fù)雜或用上述標(biāo)注方法不能表達(dá)清楚時(shí)時(shí), ,在標(biāo)注焊縫符號的同時(shí)在標(biāo)注焊縫符號的同時(shí), ,可在圖形上加?xùn)啪€表示。可在圖形上加?xùn)啪€表示。圖圖3.10 3.10 用柵線表示焊縫用柵線表示焊縫(a)(a)正面焊縫；正面焊縫；(b)(b)背面焊縫；背面焊縫；(c)(c)安裝焊縫安裝焊縫表表3.2 3.2 螺栓及其孔眼圖例螺栓及其孔眼圖例3.2.4 3.2.4 焊縫代號、螺栓及其孔眼圖例焊縫代號、螺栓及其孔眼圖例3. 3 角焊縫的構(gòu)

20、造和計(jì)算角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算fh角焊縫的角焊縫的焊腳尺寸焊腳尺寸eh角焊縫的角焊縫的計(jì)算厚度計(jì)算厚度，對直角角焊縫：，對直角角焊縫：fehh7 . 0按截面形式劃分按截面形式劃分3.3.1 3.3.1 角焊縫的形式與強(qiáng)度角焊縫的形式與強(qiáng)度圖圖3.11 3.11 直角角焊縫截面直角角焊縫截面角焊縫角焊縫直角角焊縫直角角焊縫斜角角焊縫斜角角焊縫角焊縫一般用直角角焊縫。角焊縫一般用直角角焊縫。夾角夾角 或或 的斜角角焊縫，的斜角角焊縫，不宜不宜用作用作受力焊縫受力焊縫( (鋼管結(jié)構(gòu)除外鋼管結(jié)構(gòu)除外).).圖圖3.12 3.12 斜角角焊縫截面斜角角焊縫截面13560側(cè)面角焊縫強(qiáng)度低、塑性好；應(yīng)力沿長度

21、方向分布不均側(cè)面角焊縫強(qiáng)度低、塑性好；應(yīng)力沿長度方向分布不均勻，呈兩端大而中間小的狀態(tài)。勻，呈兩端大而中間小的狀態(tài)。1 1、側(cè)面角焊縫側(cè)面角焊縫平行于力的作用方向平行于力的作用方向按角焊縫與作用力的關(guān)系分按角焊縫與作用力的關(guān)系分:側(cè)面角焊縫、正面角焊縫、斜焊縫側(cè)面角焊縫、正面角焊縫、斜焊縫NNNNtbLLaN圖圖3.13 3.13 側(cè)面角焊縫受力示意圖側(cè)面角焊縫受力示意圖圖圖3.14 3.14 側(cè)焊縫的應(yīng)力側(cè)焊縫的應(yīng)力3.3.1 3.3.1 角焊縫的形式與強(qiáng)度角焊縫的形式與強(qiáng)度正面角焊縫受力復(fù)雜，截面中的各面均存在正應(yīng)力正面角焊縫受力復(fù)雜，截面中的各面均存在正應(yīng)力和剪應(yīng)力；強(qiáng)度高，塑性差。和剪

22、應(yīng)力；強(qiáng)度高，塑性差。2 2、正面角焊縫正面角焊縫垂直于力的作用方向垂直于力的作用方向圖圖3.15 3.15 正面角焊縫應(yīng)力狀態(tài)正面角焊縫應(yīng)力狀態(tài)3.3.1 3.3.1 角焊縫的形式與強(qiáng)度角焊縫的形式與強(qiáng)度3 3、斜焊縫、斜焊縫受力性能和強(qiáng)度值介于正面角焊縫受力性能和強(qiáng)度值介于正面角焊縫 和側(cè)面角焊縫之間。和側(cè)面角焊縫之間。3.3.1 3.3.1 角焊縫的形式與強(qiáng)度角焊縫的形式與強(qiáng)度minmax2.1thf（1 1）最大焊腳尺寸）最大焊腳尺寸對邊緣角焊縫對邊緣角焊縫 thmmtfmax,6)21(,6maxmmthmmtf 為避免焊縫區(qū)基本金屬為避免焊縫區(qū)基本金屬“過熱過熱”，減少焊件，減少焊

23、件的殘余應(yīng)力和殘余變形。的殘余應(yīng)力和殘余變形。3.3.2 角焊縫構(gòu)造要求角焊縫構(gòu)造要求圖圖3.16 3.16 最大焊腳尺寸最大焊腳尺寸 焊腳尺寸過小，會在焊縫金屬中由于冷卻速度焊腳尺寸過小，會在焊縫金屬中由于冷卻速度快而產(chǎn)生淬硬組織?？於a(chǎn)生淬硬組織。maxmin5.1thf對自動焊對自動焊: :mmhf1min對對T T型連接的單面角焊縫：型連接的單面角焊縫：mmhf1min當(dāng)焊件厚度當(dāng)焊件厚度thmmtfmin,4maxffminfhhh設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)：（2 2）最小焊腳尺寸要求）最小焊腳尺寸要求3.3.2 角焊縫構(gòu)造要求角焊縫構(gòu)造要求3.3.2 角焊縫構(gòu)造要求角焊縫構(gòu)造要求（3 3）不等焊腳尺

24、寸的構(gòu)造要求）不等焊腳尺寸的構(gòu)造要求 當(dāng)焊件的厚度相差較大且等焊腳尺寸不能符當(dāng)焊件的厚度相差較大且等焊腳尺寸不能符合要求時(shí)合要求時(shí), ,可采用不等焊腳尺寸?？刹捎貌坏群改_尺寸。圖圖3.17 3.17 不等焊腳尺寸的構(gòu)造要求不等焊腳尺寸的構(gòu)造要求（4 4）側(cè)面角焊縫的最大計(jì)算長度）側(cè)面角焊縫的最大計(jì)算長度 側(cè)面角焊縫沿長度受力不均勻，兩端大中間小側(cè)面角焊縫沿長度受力不均勻，兩端大中間小, ,所以一般均規(guī)定其最大計(jì)算長度。所以一般均規(guī)定其最大計(jì)算長度。注：若內(nèi)力沿角焊縫注：若內(nèi)力沿角焊縫全長分布全長分布，則計(jì)算長度，則計(jì)算長度不不受此限受此限注意注意：焊腳尺寸和焊縫計(jì)算長度：焊腳尺寸和焊縫計(jì)算長度

25、取取mmmm的整數(shù)，小數(shù)點(diǎn)的整數(shù)，小數(shù)點(diǎn) 以后都進(jìn)為以后都進(jìn)為1 1。wl6060hf 靜力荷載靜力荷載4040hf 動力荷載動力荷載3.3.2 角焊縫構(gòu)造要求角焊縫構(gòu)造要求（5 5）角焊縫的最小計(jì)算長度）角焊縫的最小計(jì)算長度 防止局部加熱嚴(yán)重，焊縫起滅弧所引起的缺陷相距防止局部加熱嚴(yán)重，焊縫起滅弧所引起的缺陷相距太近，及其他缺陷，使得焊縫不可靠。太近，及其他缺陷，使得焊縫不可靠。)40,8max(minmmhlfwmaxminwwwlll設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)：3.3.2 角焊縫構(gòu)造要求角焊縫構(gòu)造要求在搭接連接中，搭接長度在搭接連接中，搭接長度L5t L5t min min ，且且25mm25mm。 為

26、了減少收縮應(yīng)力為了減少收縮應(yīng)力以及因偏心在鋼板與連以及因偏心在鋼板與連接件中產(chǎn)生的次應(yīng)力接件中產(chǎn)生的次應(yīng)力（6 6）搭接連接的構(gòu)造要求）搭接連接的構(gòu)造要求圖圖3.18 3.18 搭接連接搭接連接3.3.2 角焊縫構(gòu)造要求角焊縫構(gòu)造要求圍焊的圍焊的轉(zhuǎn)角處轉(zhuǎn)角處必必 須須連續(xù)施焊連續(xù)施焊. . 非圍焊，可在構(gòu)非圍焊，可在構(gòu) 件轉(zhuǎn)角處作長度件轉(zhuǎn)角處作長度 2 2h f 的繞角焊。的繞角焊。為了避免焊縫橫為了避免焊縫橫向收縮時(shí)引起板向收縮時(shí)引起板件的拱曲大。件的拱曲大。當(dāng)板件端部僅有兩側(cè)面角焊縫時(shí)，當(dāng)板件端部僅有兩側(cè)面角焊縫時(shí)，lwb ( (b b為兩側(cè)焊縫距離為兩側(cè)焊縫距離) )同時(shí)同時(shí)或或16 (

27、12mm)bt t190mm(12mm)t 圖圖3.19 3.19 焊縫長度及兩側(cè)焊縫間距焊縫長度及兩側(cè)焊縫間距3.3.2 角焊縫構(gòu)造要求角焊縫構(gòu)造要求fwwhllll側(cè)面角焊縫正面角焊縫三面圍焊：. 1fwhll2. 2側(cè)面角焊縫兩面?zhèn)群福篺wfwhllhllL側(cè)面角焊縫正面角焊縫形圍焊：. 3NNllNNllNNllNNfh2ll焊縫實(shí)際長度焊縫實(shí)際長度 取為取為5mm5mm的倍數(shù)，的倍數(shù)，如如192mm192mm取為取為195mm195mm，196mm196mm取為取為200mm200mm。l角焊縫的計(jì)算長度 lw 和實(shí)際長度 l 的關(guān)系：4.4.繞角焊：繞角焊： 側(cè)面角焊縫側(cè)面角焊縫

28、l lw w= =l l( (繞角焊的繞角焊的2 2h hf f不在內(nèi)不在內(nèi)) )圖圖3.20 3.20 角焊縫長度的計(jì)算角焊縫長度的計(jì)算feh.h70（1 1）側(cè)面角焊縫的破壞大多在）側(cè)面角焊縫的破壞大多在4545o o截面；截面；受力特點(diǎn)：受力特點(diǎn)：3.3.3 3.3.3 直角角焊縫強(qiáng)度計(jì)算的基本公式直角角焊縫強(qiáng)度計(jì)算的基本公式圖圖3.21 3.21 側(cè)焊縫破壞形式側(cè)焊縫破壞形式(a)(a)實(shí)際剪壞面；實(shí)際剪壞面；(b)(b)計(jì)算剪壞面計(jì)算剪壞面圖圖3.22 3.22 角焊縫截面角焊縫截面h焊縫厚度；焊縫厚度； hf焊縫厚度；焊縫厚度；he焊縫有效厚度焊縫有效厚度(焊焊喉部位喉部位)；h1

29、熔深；熔深；h2凸度；凸度；d焊趾；焊趾；e焊跟焊跟 （3 3）正面角焊縫破壞強(qiáng)度高，剛度大，塑性差。）正面角焊縫破壞強(qiáng)度高，剛度大，塑性差。 （2 2）正面角焊縫應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜，可能沿）正面角焊縫應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜，可能沿4545o o截面破截面破壞，也可能沿溶合邊破壞；壞，也可能沿溶合邊破壞；feh.h70fheh圖圖3.23 3.23 焊腳尺寸及有效焊腳厚度焊腳尺寸及有效焊腳厚度3.3.3 3.3.3 直角角焊縫強(qiáng)度計(jì)算的基本公式直角角焊縫強(qiáng)度計(jì)算的基本公式計(jì)算步驟：計(jì)算步驟：（1 1）求出同一平面焊縫群的形心；）求出同一平面焊縫群的形心；（2 2）將荷載向）將荷載向形心形心簡化，找出簡化，找出

30、最不利位置；最不利位置；（3 3）分別求出）分別求出各荷載分量各荷載分量在最不利位置產(chǎn)生在最不利位置產(chǎn)生 的的應(yīng)力應(yīng)力；（4 4）區(qū)分區(qū)分正面角焊縫正面角焊縫受力和受力和側(cè)面角焊縫側(cè)面角焊縫受力，受力， 視視荷載種類荷載種類（靜荷或動荷）代入角焊縫（靜荷或動荷）代入角焊縫 的基本計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。的基本計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。（5 5）驗(yàn)算是否滿足）驗(yàn)算是否滿足構(gòu)造要求構(gòu)造要求。3.3.3 3.3.3 直角角焊縫強(qiáng)度計(jì)算的基本公式直角角焊縫強(qiáng)度計(jì)算的基本公式（作用力平行于焊縫方向）（作用力平行于焊縫方向）1 1、側(cè)面角焊縫、側(cè)面角焊縫fN NN N圖圖3.24 3.24 側(cè)面角焊縫的應(yīng)力分布示意圖側(cè)

31、面角焊縫的應(yīng)力分布示意圖wffe wNfh l3.3.3 3.3.3 直角角焊縫強(qiáng)度計(jì)算的基本公式直角角焊縫強(qiáng)度計(jì)算的基本公式wfwffweffflhN22.12 2、正面角焊縫、正面角焊縫（作用力垂直于焊縫方向）（作用力垂直于焊縫方向）當(dāng)承受動力荷載時(shí)：當(dāng)承受動力荷載時(shí)：fN NN N-正面角焊縫強(qiáng)度增大系數(shù)，正面角焊縫強(qiáng)度增大系數(shù)，1.22 。f圖圖3.25 3.25 正面角焊縫的應(yīng)力分布示意圖正面角焊縫的應(yīng)力分布示意圖1.0f3.3.3 3.3.3 直角角焊縫強(qiáng)度計(jì)算的基本公式直角角焊縫強(qiáng)度計(jì)算的基本公式3 3、斜向角焊縫、斜向角焊縫22wfffffyfe wNh lffN NN Ny

32、y= Ncos = Ncos fN Nx x=Nsin=Nsin 圖圖3.26 3.26 斜向軸心力作用斜向軸心力作用xfe wNh l3.3.3 3.3.3 直角角焊縫強(qiáng)度計(jì)算的基本公式直角角焊縫強(qiáng)度計(jì)算的基本公式 兩兩 面面 側(cè)側(cè) 焊焊( (由構(gòu)造確定由構(gòu)造確定hf ) )NNNNtbLLa(1) (1) 用蓋板的對接連接承受軸心力時(shí)用蓋板的對接連接承受軸心力時(shí)1.1.承受軸心力作用時(shí)角焊縫連接計(jì)算承受軸心力作用時(shí)角焊縫連接計(jì)算wfwefflhNwffwfhNl7 .0fwwhll24蓋板長度：蓋板長度：alLw 2板由由得得3.3.4 3.3.4 各種受力狀態(tài)下直角角焊縫連接計(jì)算各種受力

33、狀態(tài)下直角角焊縫連接計(jì)算圖圖3.27 3.27 受軸心力的蓋板連接受軸心力的蓋板連接 ( (只有側(cè)面角焊縫只有側(cè)面角焊縫) )wewfflhfNblwNNN1( (由構(gòu)造確定由構(gòu)造確定hf ) )NNNNtbLLawffweflhN由由得得)(1NNN 三三 面面 圍圍 焊焊(a)(a)端面角焊縫承擔(dān)端面角焊縫承擔(dān) N(b)(b)側(cè)面角焊縫承擔(dān)側(cè)面角焊縫承擔(dān) N1 1圖圖3.28 3.28 受軸心力的蓋板連接受軸心力的蓋板連接 ( (三面圍焊三面圍焊) )3.3.4 3.3.4 各種受力狀態(tài)下直角角焊縫連接計(jì)算各種受力狀態(tài)下直角角焊縫連接計(jì)算蓋板長度蓋板長度：NNNNbtLLaNN由由N1得得

34、(c)(c)焊縫長度計(jì)算焊縫長度計(jì)算圖圖3.28 3.28 受軸心力的蓋板連接受軸心力的蓋板連接 ( (三面圍焊三面圍焊) )1wffe wNfh l10.7wwffNlh f4wwfllh2wLla板3.3.4 3.3.4 各種受力狀態(tài)下直角角焊縫連接計(jì)算各種受力狀態(tài)下直角角焊縫連接計(jì)算 解解 查附表查附表1.22/160mmNfwfmmthf9 . 7285 . 15 . 1maxminmmhf10min取mmhf1415)21 (16max 例例3.13.1試設(shè)計(jì)用拼接蓋板的對接連接試設(shè)計(jì)用拼接蓋板的對接連接( (圖圖3.29)3.29)。 已知鋼板寬已知鋼板寬B=270mmB=270m

35、m，厚度，厚度t t1 1=28mm=28mm，拼接蓋板厚度，拼接蓋板厚度t t2 2=16mm=16mm。 該連接承受靜態(tài)軸心力該連接承受靜態(tài)軸心力N=1400kN(N=1400kN(設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)值) )，鋼材為，鋼材為Q235BQ235B， 手工焊，焊條為手工焊，焊條為E43E43型。型。圖圖3.29 3.29 例例3.13.1圖圖 (a)(a)兩面?zhèn)群笗r(shí)兩面?zhèn)群笗r(shí) (1) (1) 兩面?zhèn)群竷擅鎮(zhèn)群窷NNNtbLLa 蓋板長度蓋板長度mmalLw6761033322板 一條焊縫的實(shí)際長度一條焊縫的實(shí)際長度(下不等式對否？）取取680680mm 焊縫總長度焊縫總長度 3wwef1400 101

36、250mm0.7 10 160Nlh fwwff1250220333mm20mm20mm，U U形、形、K K形或形或X X 形形坡口。坡口。3.4 3.4 對接焊縫的構(gòu)造與計(jì)算對接焊縫的構(gòu)造與計(jì)算3.4.1 3.4.1 對接焊縫的構(gòu)造對接焊縫的構(gòu)造1 1、坡口形式、坡口形式圖圖3.40 3.40 對接焊縫的坡口形式對接焊縫的坡口形式(a)(a)直邊縫；直邊縫；(b)(b)單邊單邊V V形坡口；形坡口； (c)(c) V V形坡口；形坡口； (d)(d) U U形坡口；形坡口； (e)(e) K K形坡口；形坡口； (f)(f) X X形坡口形坡口 拼接處，當(dāng)焊件的寬度或厚度相差拼接處，當(dāng)焊件

37、的寬度或厚度相差4mm4mm以上時(shí)，從一側(cè)或以上時(shí)，從一側(cè)或兩側(cè)做坡度不大于兩側(cè)做坡度不大于1 1：2.5 2.5 （承受動力荷載且需要進(jìn)行疲勞（承受動力荷載且需要進(jìn)行疲勞計(jì)算的結(jié)構(gòu)不大于計(jì)算的結(jié)構(gòu)不大于1 1：4 4）的斜角，平緩過渡。的斜角，平緩過渡。2 2、截面的改變、截面的改變圖圖3.41 3.41 鋼板拼接鋼板拼接圖圖3.42 3.42 用引弧板和引出板焊接用引弧板和引出板焊接(a)(a)改變寬度；改變寬度；(b)(b)改變厚度改變厚度3.4.1 3.4.1 對接焊縫的構(gòu)造對接焊縫的構(gòu)造3.4.1 3.4.1 對接焊縫的構(gòu)造對接焊縫的構(gòu)造3 3、引弧板、引弧板起落弧處起落弧處, ,宜

38、加引弧板宜加引弧板( (引出板引出板) )。 靜力荷載作用時(shí)允許不設(shè)。靜力荷載作用時(shí)允許不設(shè)。當(dāng)不設(shè)引弧板時(shí)，每條焊縫當(dāng)不設(shè)引弧板時(shí)，每條焊縫計(jì)算長度等于實(shí)際長度減計(jì)算長度等于實(shí)際長度減2 t（t為較薄焊件厚度）。為較薄焊件厚度）。 焊縫強(qiáng)度與鋼材強(qiáng)度比較：-質(zhì)量檢驗(yàn)為一、二級時(shí)質(zhì)量檢驗(yàn)為一、二級時(shí), ,焊縫強(qiáng)度與鋼材強(qiáng)度相等；焊縫強(qiáng)度與鋼材強(qiáng)度相等；-質(zhì)量檢驗(yàn)為三級時(shí)質(zhì)量檢驗(yàn)為三級時(shí), ,抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度與鋼材強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度與鋼材強(qiáng)度 相等，抗拉強(qiáng)度等于相等，抗拉強(qiáng)度等于0.85%0.85%的母材強(qiáng)度。的母材強(qiáng)度。 受拉連接受拉連接, ,三級檢驗(yàn)時(shí)三級檢驗(yàn)時(shí), ,進(jìn)行焊縫強(qiáng)度驗(yàn)算。

39、進(jìn)行焊縫強(qiáng)度驗(yàn)算。對接焊縫的計(jì)算公式與構(gòu)件強(qiáng)度公式相同。對接焊縫的計(jì)算公式與構(gòu)件強(qiáng)度公式相同。焊縫可視為構(gòu)件的組成部分；焊縫可視為構(gòu)件的組成部分；焊縫中應(yīng)力分布基本同構(gòu)件。焊縫中應(yīng)力分布基本同構(gòu)件。3.4.2 3.4.2 對接焊縫的計(jì)算對接焊縫的計(jì)算1 1、焊透的對接焊縫的計(jì)算、焊透的對接焊縫的計(jì)算(1)(1)軸心受力對接焊縫軸心受力對接焊縫時(shí)時(shí), ,強(qiáng)度可不進(jìn)行驗(yàn)算。強(qiáng)度可不進(jìn)行驗(yàn)算。N 軸心拉力或壓力；軸心拉力或壓力；lw 焊縫的計(jì)算長度，未采用引弧板焊縫的計(jì)算長度，未采用引弧板, ,實(shí)際長度減實(shí)際長度減2 2t t 。t t 對接連接中對接連接中, ,連接件較小厚度；連接件較小厚度；T

40、T形連接中形連接中, , 腹板厚度。腹板厚度。注：當(dāng)注：當(dāng)wwtcwNffl t 或 圖圖3.43 3.43 對接焊縫受軸心力對接焊縫受軸心力tan1.5(2)(2)承受彎矩和剪力共同作用的對接焊縫承受彎矩和剪力共同作用的對接焊縫圖圖3.44 3.44 對接焊縫受彎矩和剪力聯(lián)合作用對接焊縫受彎矩和剪力聯(lián)合作用(a) (a) 鋼板對接接頭；鋼板對接接頭；(b)(b)工字形截面梁的對接接頭工字形截面梁的對接接頭Ww-焊縫截面模量焊縫截面模量Sw-焊縫截面面積矩焊縫截面面積矩Iw-焊縫截面慣性矩焊縫截面慣性矩-焊縫抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值焊縫抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值tl lw wMV a) a)矩形截面矩形截面 截面正

41、應(yīng)力截面正應(yīng)力wmaxt2ww6MMfWl twwmaxvww32VSVfI tl t截面剪應(yīng)力截面剪應(yīng)力wvf圖圖3.45 3.45 對接焊縫矩形截面對接焊縫矩形截面wtf1 . 132121hh0max1 在腹板與翼緣交接處，驗(yàn)算折算應(yīng)力在腹板與翼緣交接處，驗(yàn)算折算應(yīng)力tIVSww11t t1 1Sw1w1-翼緣對中和軸的面積矩翼緣對中和軸的面積矩, ,b b b) b)工字形截面工字形截面 最大正應(yīng)力最大正應(yīng)力: :wmaxt2ww6MMfWl twwmaxvww32VSVfI tl t最大剪應(yīng)力最大剪應(yīng)力: :01w1122htSbt, h0 0為腹板高度腹板高度圖圖3.46 3.46

42、 工字形截面工字形截面 例例 3.43.4計(jì)算工字形截面牛腿與鋼柱連接的對接焊縫強(qiáng)度計(jì)算工字形截面牛腿與鋼柱連接的對接焊縫強(qiáng)度( (圖圖3.50)3.50)。 F=550=550kN( (設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)值值) )，偏心距，偏心距e e=300mm=300mm。鋼材為。鋼材為Q235BQ235B，焊條為焊條為E43E43型，手工焊。焊縫為三級檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，上、下翼緣加型，手工焊。焊縫為三級檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，上、下翼緣加引弧板和引出板施焊。引弧板和引出板施焊。圖圖3.47 3.47 例例3.43.4圖圖a a）最大正應(yīng)力）最大正應(yīng)力 解解 ：截面幾何特征值和內(nèi)力截面幾何特征值和內(nèi)力: :324x11.2 382 1

43、.6 26 19.838105cm12I 3x126 1.6 19.8824cmS550kNVF550 0.30165kN mM 62max4x165 1020689.2N/mm238105 10M hIw2t185N/mmfc c）“1”1”點(diǎn)的折算應(yīng)力點(diǎn)的折算應(yīng)力b b）最大剪應(yīng)力）最大剪應(yīng)力3xmax4x550 10190(260 16 198 190 1238105 10122VSI t2w2v125.1N/mm125N/mmf21max19082.3N/mm206332x114x550 10824 1099.1N/mm38105 1012VSI t2222211382.33 99.1

44、190.4N/mm 21.1 185203.5N/mm3.5 3.5 焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形3.5.1 3.5.1 焊接應(yīng)力的分類和產(chǎn)生的原因焊接應(yīng)力的分類和產(chǎn)生的原因1 1、縱向焊接應(yīng)力、縱向焊接應(yīng)力沿焊縫長度方向沿焊縫長度方向圖圖3.48 3.48 施焊時(shí)焊縫及附近的溫度場和焊接殘余應(yīng)力施焊時(shí)焊縫及附近的溫度場和焊接殘余應(yīng)力(a)(a)、(b)(b)施焊時(shí)焊縫及附近的溫度場施焊時(shí)焊縫及附近的溫度場(c)(c)鋼板上縱向焊接應(yīng)力鋼板上縱向焊接應(yīng)力2 2、橫向焊接應(yīng)力、橫向焊接應(yīng)力垂直于焊縫長度方向垂直于焊縫長度方向3 3、厚度方向的焊接應(yīng)力、厚度方向的焊接應(yīng)力圖

45、圖3.49 3.49 焊縫的橫向焊接應(yīng)力焊縫的橫向焊接應(yīng)力圖圖3.50 3.50 厚板中的焊接殘余應(yīng)力厚板中的焊接殘余應(yīng)力3.5.2 3.5.2 焊接應(yīng)力對結(jié)構(gòu)性能的影響焊接應(yīng)力對結(jié)構(gòu)性能的影響1 1、對結(jié)構(gòu)靜力強(qiáng)度的影響、對結(jié)構(gòu)靜力強(qiáng)度的影響沒有影響沒有影響2 2、對結(jié)構(gòu)剛度的影響、對結(jié)構(gòu)剛度的影響會降低結(jié)構(gòu)的剛度會降低結(jié)構(gòu)的剛度3 3、對低溫工作的影響、對低溫工作的影響 會增加鋼材在低溫下的脆斷傾向會增加鋼材在低溫下的脆斷傾向4 4、對疲勞強(qiáng)度的影響、對疲勞強(qiáng)度的影響有明顯的不利影響有明顯的不利影響3.5.3 3.5.3 焊接變形焊接變形 焊接變形是焊接構(gòu)件經(jīng)局部加熱冷卻后產(chǎn)生的不可回復(fù)變

46、焊接變形是焊接構(gòu)件經(jīng)局部加熱冷卻后產(chǎn)生的不可回復(fù)變形，包括縱向收縮、形，包括縱向收縮、 橫收縮、角變形、彎曲變形或扭曲變形橫收縮、角變形、彎曲變形或扭曲變形等，通常是幾種變形的組合。等，通常是幾種變形的組合。 3.5.4 3.5.4 減小焊接應(yīng)力和焊接變形的措施減小焊接應(yīng)力和焊接變形的措施1 1、設(shè)計(jì)上的措施、設(shè)計(jì)上的措施（1 1）焊接位置的安排要合理；）焊接位置的安排要合理；（2 2）焊縫尺寸要適當(dāng)；）焊縫尺寸要適當(dāng)；（3 3）焊縫的數(shù)量宜少，且不宜過分集中；）焊縫的數(shù)量宜少，且不宜過分集中；（4 4）應(yīng)盡量避免兩條或三條焊縫垂直交叉；）應(yīng)盡量避免兩條或三條焊縫垂直交叉；（5 5）盡量避免在

47、母材厚度方向的收縮應(yīng)力。）盡量避免在母材厚度方向的收縮應(yīng)力。圖圖3.51 3.51 減小焊接應(yīng)力和焊接變形影響的設(shè)計(jì)措施減小焊接應(yīng)力和焊接變形影響的設(shè)計(jì)措施(a)(a)、(c)(c)、(e)(e)、(g) (g) 、(i)(i)推薦；推薦；(b)(b)、 (d)(d)、(f)(f)、(h)(h)、(j)(j)不推薦不推薦 2 2、工藝上的措施、工藝上的措施（1 1）采用合理的施焊次序；）采用合理的施焊次序； （2 2）采用反變形；）采用反變形；（3 3）對于小尺寸焊件，焊前預(yù)熱，或焊后回火）對于小尺寸焊件，焊前預(yù)熱，或焊后回火 加熱加熱600600左右，然后緩慢冷卻，可以部左右，然后緩慢冷卻，

48、可以部 分消除焊接應(yīng)力和焊接變形。也可采用剛分消除焊接應(yīng)力和焊接變形。也可采用剛 性固定法將構(gòu)件加以固定來限制焊接變形，性固定法將構(gòu)件加以固定來限制焊接變形， 但增加了焊接殘余應(yīng)力。但增加了焊接殘余應(yīng)力。 圖圖3.52 3.52 合理的施焊次序合理的施焊次序(a)(a)分段退焊；分段退焊；(b)(b)沿厚度分層焊；沿厚度分層焊；(c)(c)對角跳焊；對角跳焊；(d)(d)鋼板分塊拼接鋼板分塊拼接圖圖3.53 3.53 焊接前反變形焊接前反變形 規(guī)格：規(guī)格：形式為大六角頭型，其代號用字母形式為大六角頭型，其代號用字母M M與公稱與公稱 直徑表示。常用直徑表示。常用M1616、M2020、M242

49、4。 螺栓的排列：螺栓的排列：并列、錯(cuò)列。并列、錯(cuò)列。螺栓的排列要滿足以下三個(gè)方面的要求：螺栓的排列要滿足以下三個(gè)方面的要求： （1 1）受力要求：）受力要求：端距過小，端部撕裂；受壓，順內(nèi)力方向，端距過小，端部撕裂；受壓，順內(nèi)力方向， 中距過大，鼓曲。中距過大，鼓曲。 （2 2）構(gòu)造要求：）構(gòu)造要求：螺栓間距不能太大，避免壓不緊潮氣進(jìn)入螺栓間距不能太大，避免壓不緊潮氣進(jìn)入 導(dǎo)致腐蝕。導(dǎo)致腐蝕。 （3 3）施工要求：）施工要求：螺栓間距不能太近，滿足凈空要求，便于螺栓間距不能太近，滿足凈空要求，便于 安裝。安裝。 3.6 3.6 螺栓連接的構(gòu)造螺栓連接的構(gòu)造3.6.1 3.6.1 螺栓的排列螺

50、栓的排列 規(guī)范規(guī)范制定出螺栓排列最大、最小容許距離制定出螺栓排列最大、最小容許距離（書中表（書中表3-43-4）, ,在型鋼上排列的螺栓還應(yīng)符合各在型鋼上排列的螺栓還應(yīng)符合各自線距和最大孔徑的要求（書中表自線距和最大孔徑的要求（書中表3-53-53-73-7）。）。圖圖3.54 3.54 鋼板的螺栓鋼板的螺栓( (鉚釘鉚釘) )排列排列(a) (a) 并列；并列；(b)(b)錯(cuò)列錯(cuò)列圖圖3.55 3.55 型鋼的螺栓型鋼的螺栓( (鉚釘鉚釘) )排列排列 1 1、每一桿件在節(jié)點(diǎn)上以及拼接接頭的一端，永久性螺栓數(shù)、每一桿件在節(jié)點(diǎn)上以及拼接接頭的一端，永久性螺栓數(shù) 不宜少于兩個(gè)；不宜少于兩個(gè)； 2

51、 2、直接承受動力荷載的普通螺栓受拉連接應(yīng)采用雙螺帽或、直接承受動力荷載的普通螺栓受拉連接應(yīng)采用雙螺帽或 其他防止螺帽松動的有效措施；其他防止螺帽松動的有效措施； 3 3、由于、由于C C級螺栓與孔壁有較大間隙，只宜用于沿其桿軸方向級螺栓與孔壁有較大間隙，只宜用于沿其桿軸方向 受拉的連接。承受靜力荷載結(jié)構(gòu)的次要連接、可拆卸結(jié)受拉的連接。承受靜力荷載結(jié)構(gòu)的次要連接、可拆卸結(jié) 構(gòu)的連接和臨時(shí)固定構(gòu)件用的安裝連接中，也可用構(gòu)的連接和臨時(shí)固定構(gòu)件用的安裝連接中，也可用C C級級 螺栓受剪。螺栓受剪。 4 4、當(dāng)采用高強(qiáng)螺栓連接時(shí)，拼接件不能采用型鋼，只能采、當(dāng)采用高強(qiáng)螺栓連接時(shí)，拼接件不能采用型鋼，只

52、能采 用鋼板。用鋼板。( (型鋼抗彎剛度大，不能保證摩擦面緊密結(jié)合型鋼抗彎剛度大，不能保證摩擦面緊密結(jié)合) ) 5 5、沿桿軸方向受拉的螺栓連接中的端板，應(yīng)適當(dāng)增強(qiáng)其剛、沿桿軸方向受拉的螺栓連接中的端板，應(yīng)適當(dāng)增強(qiáng)其剛 度，以減少撬力對螺栓抗拉承載力的不利影響。度，以減少撬力對螺栓抗拉承載力的不利影響。3.6.2 3.6.2 螺栓連接的構(gòu)造要求螺栓連接的構(gòu)造要求 剪力螺栓（抗剪螺栓）：螺栓桿剪力螺栓（抗剪螺栓）：螺栓桿垂直于垂直于力線力線 按受力情況分為按受力情況分為 拉力螺栓（抗拉螺栓）：拉力螺栓（抗拉螺栓）： 螺栓桿螺栓桿平行于平行于力線力線 既受剪又受拉的螺栓既受剪又受拉的螺栓NNNNN

53、NF3.7 3.7 普通螺栓連接的工作性能和計(jì)算普通螺栓連接的工作性能和計(jì)算圖圖3.56 3.56 普通螺栓連接普通螺栓連接抗剪連接抗拉連接抗剪連接抗剪連接板件之間有板件之間有相互錯(cuò)動相互錯(cuò)動的趨勢的趨勢抗拉連接抗拉連接板件之間有板件之間有相互脫開相互脫開的趨勢的趨勢圖圖3.57 3.57 抗剪連接與抗拉連接抗剪連接與抗拉連接 普通螺栓按加工精度可分為：普通螺栓按加工精度可分為：優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：安裝簡單，便于拆裝；：安裝簡單，便于拆裝；缺點(diǎn)缺點(diǎn)：螺桿與鋼板孔壁不夠緊密，傳遞剪力時(shí)，連接變形較大。：螺桿與鋼板孔壁不夠緊密，傳遞剪力時(shí)，連接變形較大。 宜用于宜用于承受拉力承受拉力的連接中，或用于的連接中

54、，或用于次要結(jié)構(gòu)次要結(jié)構(gòu)和和可拆卸結(jié)構(gòu)可拆卸結(jié)構(gòu) 的受剪連接及安裝時(shí)的的受剪連接及安裝時(shí)的臨時(shí)固定臨時(shí)固定。2. 2. 精制螺栓（精制螺栓（ A A、B B級）級）級、級6 . 5)8 . 0,/800(8 . 85 . 03 . 020uyuffmmNfmmdd優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：受力性能好；：受力性能好；缺點(diǎn)缺點(diǎn)：安裝費(fèi)時(shí)費(fèi)工，且費(fèi)用較高。：安裝費(fèi)時(shí)費(fèi)工，且費(fèi)用較高。 目前建筑結(jié)構(gòu)中已較少使用。目前建筑結(jié)構(gòu)中已較少使用。1. 1. 粗制螺栓（粗制螺栓（C C級）級）級、級8 . 4)6 . 0,/400(6 . 40 . 35 . 120uyuffmmNfmmdd螺桿直徑螺孔直徑dd03.7.1 3

55、.7.1 普通螺栓的抗剪連接（受剪螺栓連接）普通螺栓的抗剪連接（受剪螺栓連接）1 1、抗剪連接的工作性能、抗剪連接的工作性能圖圖3.58 3.58 單個(gè)螺栓抗剪試驗(yàn)結(jié)果單個(gè)螺栓抗剪試驗(yàn)結(jié)果 高強(qiáng)度螺栓高強(qiáng)度螺栓 普通螺栓普通螺栓 從加載至破壞經(jīng)歷以下四個(gè)階段：從加載至破壞經(jīng)歷以下四個(gè)階段：（1 1）彈性階段（）彈性階段（0101段）段） 加載初，荷載小，連接中剪力小，荷載靠構(gòu)件間接觸加載初，荷載小，連接中剪力小，荷載靠構(gòu)件間接觸面的摩擦力傳遞，栓桿與孔壁之間的間隙保持不變。面的摩擦力傳遞，栓桿與孔壁之間的間隙保持不變。（2 2）滑移階段（）滑移階段（1212段）段） 剪力達(dá)到摩擦力最大值，板件

56、間產(chǎn)生相對滑移，直至剪力達(dá)到摩擦力最大值，板件間產(chǎn)生相對滑移，直至栓桿與孔壁接觸。栓桿與孔壁接觸。（3 3）栓桿直接傳力的彈性階段）栓桿直接傳力的彈性階段 外力主要是靠螺栓受剪和孔壁受擠壓傳遞，曲線上升，外力主要是靠螺栓受剪和孔壁受擠壓傳遞，曲線上升，3 3點(diǎn)，螺栓或連接板達(dá)到彈性極限。點(diǎn)，螺栓或連接板達(dá)到彈性極限。（4 4）彈塑性階段）彈塑性階段 在此階段即使荷載增量很小，連接的剪切變形迅速加在此階段即使荷載增量很小，連接的剪切變形迅速加大，直至連接破壞。大，直至連接破壞。4 4點(diǎn)點(diǎn)-極限荷載。極限荷載。b)a)35d)35c)受剪螺栓的破壞形式受剪螺栓的破壞形式 1 1）栓桿被剪斷）栓桿被

57、剪斷 2 2）鋼板被擠壓破壞（螺栓承壓破壞）鋼板被擠壓破壞（螺栓承壓破壞）3 3）鋼板被拉斷）鋼板被拉斷4 4）鋼板被剪壞）鋼板被剪壞 圖圖3.59 3.59 抗剪螺栓連接的破壞形式抗剪螺栓連接的破壞形式 針對以上破壞形式，應(yīng)采取以下措施針對以上破壞形式，應(yīng)采取以下措施: : 1 1）通過計(jì)算保證螺栓抗剪）通過計(jì)算保證螺栓抗剪 2 2）通過計(jì)算保證螺栓抗擠壓）通過計(jì)算保證螺栓抗擠壓 3 3）通過計(jì)算保證板件有足夠的拉壓強(qiáng)度）通過計(jì)算保證板件有足夠的拉壓強(qiáng)度 4 4）螺栓端距）螺栓端距22d d 0 0 避免鋼板被拉豁避免鋼板被拉豁抗剪承載力設(shè)計(jì)值抗剪承載力設(shè)計(jì)值bvvbvfdnN4242dnv

58、 -受剪面數(shù)目受剪面數(shù)目, 單剪單剪nv =1.0 , 雙剪雙剪nv=2.0 , 四剪四剪nv=4.0 。d -螺栓桿直徑螺栓桿直徑 。NNNNNNFNN2 2、單個(gè)普通螺栓抗剪連接的承載力、單個(gè)普通螺栓抗剪連接的承載力N/2NN/2圖圖3.60 3.60 抗剪螺栓連接抗剪螺栓連接 單個(gè)螺栓承載力設(shè)計(jì)值單個(gè)螺栓承載力設(shè)計(jì)值bcbvbNNN,minmin承壓承載力設(shè)計(jì)值承壓承載力設(shè)計(jì)值bcbcftdNt -同一受力方向承壓板同一受力方向承壓板 較小總厚度。較小總厚度。N/2N/2N圖圖3.61 3.61 螺栓承壓螺栓承壓 單個(gè)螺栓所受的力單個(gè)螺栓所受的力N1bNnNNmin10115dl 時(shí)，對

59、承載力進(jìn)行修正：時(shí)，對承載力進(jìn)行修正：所需螺栓數(shù)所需螺栓數(shù)n:n:bNNnminbNnNNmin17 . 01501 . 101dl強(qiáng)度折減系數(shù)bNNnmin3 3、普通螺栓群抗剪連接、普通螺栓群抗剪連接普通螺栓群軸心受剪普通螺栓群軸心受剪圖圖3.62 3.62 長接頭螺栓的內(nèi)力分布長接頭螺栓的內(nèi)力分布l1 普通螺栓群普通螺栓群軸心受剪軸心受剪的計(jì)算流程的計(jì)算流程bcbVNN 、計(jì)算bcbVbNNN，minmin0115dl bNNnminbNNnmin7 . 01501 . 101dl）排列螺栓取整數(shù)按規(guī)定（表 4 . 3是否 例例 3.53.5設(shè)計(jì)兩塊鋼板用普通螺栓的蓋板拼接設(shè)計(jì)兩塊鋼板用

60、普通螺栓的蓋板拼接( (圖圖3.60)3.60)。已知。已知軸心拉力的設(shè)計(jì)值軸心拉力的設(shè)計(jì)值N=325=325kN，鋼材為，鋼材為Q235AQ235A，螺栓直徑，螺栓直徑d d=20mm=20mm（粗制螺栓）。（粗制螺栓）。圖圖3.63 3.63 例例3.53.5圖圖受剪承載力設(shè)計(jì)值受剪承載力設(shè)計(jì)值kNNfdnNbvvbv9 .878790014042014. 32422承壓承載力設(shè)計(jì)值承壓承載力設(shè)計(jì)值kNNftdNbcbc8 .4848800305820一側(cè)所需螺栓數(shù)一側(cè)所需螺栓數(shù)n:n:7 .68 .48325minbNNn取取8 8個(gè)。個(gè)。 解解 ：假定：假定：板件絕對剛性；板件絕對剛性