第十一章 鋼結(jié)構(gòu)2

第十一章鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)是由鋼構(gòu)件經(jīng)連接而成的結(jié)構(gòu),因此連接在鋼結(jié)構(gòu)總占有很重要的位置,它直接關(guān)系鋼結(jié)構(gòu)的安全和經(jīng)濟。在受力過程中，連接應(yīng)有足夠的強度，被連接構(gòu)件之間應(yīng)保持正確的相互位置。鋼結(jié)構(gòu)連接的種類及其特點a)NNNNc)NNb)螺栓連接鉚釘連接焊接連接連接方法優(yōu)點缺點

焊接對幾何形體適應(yīng)性強，構(gòu)造簡單，不削弱截面，省材省工，易于自動化，工效高，焊接殘余應(yīng)力大且不易控制，焊接變形大對材質(zhì)要求高，焊接程序嚴格，質(zhì)量檢驗工作量大鉚接傳力可靠，韌性和塑性好，質(zhì)量易于檢查，抗動力荷載好

費鋼、費工,逐漸被高強螺栓取代普通螺栓連接

裝卸便利，設(shè)備簡單

螺栓精度低時不宜受剪，螺栓精度高時加工和安裝難度較大高強螺栓連接

加工方便，對結(jié)構(gòu)削弱少，可拆換，能承受動力荷載，耐疲勞，塑性、韌性好

摩擦面處理，安裝工藝略為復(fù)雜，造價略高

焊條與局部焊件熔化、冷卻，凝結(jié)成焊縫。是現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)最主要的連接方法。焊縫連接手工焊原理自動焊原理一、焊縫連接的形式

1、按焊縫的性質(zhì)角焊縫被連接板件2對接焊縫對接焊縫被連接板件1對接焊縫,角焊縫2、按兩焊件的相對位置分

頂接（T型連接）角焊縫角接對接焊縫角焊縫間斷焊縫連續(xù)焊縫不重要或受力小的構(gòu)件，可采用間斷焊縫連接焊縫形式－－連續(xù)焊縫與間斷焊縫3、按焊縫的連續(xù)性

俯焊橫焊立焊仰焊質(zhì)量好質(zhì)量一般質(zhì)量差

焊縫形式－－施焊方位4、按施焊方位

對接焊縫按受力與焊縫方向分a）直焊縫：作用力方向與焊縫方向正交b）斜焊縫：作用力方向與焊縫方向斜交

對接焊縫直焊縫斜焊縫角焊縫按受力與焊縫方向分a）側(cè)縫：作用力方向與焊縫長度方向平行b）端縫：作用力方向與焊縫長度方向垂直c)斜縫:作用力與焊縫長度方向斜交角焊縫的種類Na)Nb)θNc)起落弧處易有焊接缺陷，所以用引弧板。但采用引弧板施工復(fù)雜，除承受動力荷載外，一般不用，計算時將焊縫長度兩端各減去t(t為較薄焊件的厚度)。對接焊縫的構(gòu)造處理引弧板b二、對接焊縫連接的計算軸心受力的對接焊縫NNNNlwt矩形截面引弧板b（1）直焊縫驗算截面矩形，只有正應(yīng)力?；颍?）斜焊縫驗算截面矩形，有、?；?/p>

—焊縫長度方向與作用力方向間夾角。—斜焊縫計算長度?！獙雍缚p抗剪設(shè)計強度。

“規(guī)范”規(guī)定時，不檢算焊縫強度。

b0.67b1.2bNNlwNNtNNcosNsinN端焊縫側(cè)焊縫

角焊縫的受力特點計算截面均取焊縫45°喉部為有效截面（假定破壞截面）有效焊縫高度he＝0.7hf

(焊縫高度)hfhfhe有效截面計算焊縫長度lw＝每條連續(xù)焊縫的長度－2h

f（每端扣h

f

）

角焊縫的計算截面

角焊縫的計算（1）兩邊側(cè)焊兩邊端焊驗算－端焊縫強度提高系數(shù)驗算認為焊縫有效截面上應(yīng)力均勻分布一條單獨的焊縫，每端扣除hf

典型節(jié)點－－拼接板連接－－承受軸力N作用

角焊縫的計算（2）驗算四周圍焊由端焊縫1N1122再驗算側(cè)焊縫N1lw1N2，lw2

典型節(jié)點－－拼接板連接－－承受軸力N作用普通螺栓連接的構(gòu)造(1)普通螺栓的分類

普通螺栓連接的構(gòu)造(2)A級B級區(qū)別：僅尺寸不同，A級d≤24，L≤150mm；B級d＞24，L＞150mm分類鋼材強度等級孔徑d0與栓徑d之差(mm)加工受力特點安裝應(yīng)用C級粗制螺栓普通碳素鋼Q2354.64.81.0~1.5粗糙尺寸不準成本低抗剪差抗拉好方便承拉應(yīng)用多臨時固定A級B級精制螺栓優(yōu)質(zhì)碳素鋼45號鋼35號鋼8.80.3~0.5精度高尺寸準確成本高抗剪抗拉均好精度要求高目前應(yīng)用減少I類孔：孔壁粗糙度小，孔徑偏差允許+0.25mm，對應(yīng)A、B級螺栓II類孔：孔壁粗糙度大，孔徑偏差允許+1mm，對應(yīng)C級螺栓普通螺栓的分類(加工精度）

普通螺栓受力特點和設(shè)計承載力（1）剪力螺栓

——受力垂直螺桿，螺桿承剪、孔壁承壓。連接件有錯動趨勢拉力螺栓

——

受力平行螺桿，螺桿承拉。連接件有脫開趨勢。依據(jù)受力方式剪力螺栓拉力螺栓

普通螺栓的受力

普通螺栓受力特點和設(shè)計承載力（2）（1）螺栓剪斷（板較厚，螺栓較細）（2）鋼板孔壁擠壓破壞（板較薄，螺栓較粗）（3）鋼板拉斷（板開孔，截面削弱）（4）鋼板剪壞（螺栓端距過?。?）螺栓彎曲破壞（板過厚，螺栓細長）防止螺栓破壞措施(1)(2)(3)通過計算解決(4)(5)通過構(gòu)造解決端距≥2d。螺桿長度≤5d

普通受剪螺栓的破壞模式

普通螺栓受力特點和設(shè)計承載力（3）

受拉螺栓的破壞模式螺桿凈截面達到設(shè)計承載力而被拉壞－－計算控制螺紋滑牙破壞－－構(gòu)造控制

高強度螺栓連接的構(gòu)造（1）螺栓高強度螺栓普通螺栓材料材質(zhì)好，強度高材質(zhì)一般，強度低傳力方式依靠連接板件摩擦傳力螺栓直接傳力變形連接變形小，螺栓不易松動連接變形大，螺栓易松動安裝需專門扳手施加預(yù)拉力一般常用扳手，手感擰緊外力N預(yù)拉力P擠壓力Q摩擦力F擰緊螺母產(chǎn)生預(yù)拉力

高強度螺栓的傳力機理連接板間摩擦力

摩擦型——連接件間的剪力完全靠摩擦力傳遞。以剪力等于摩擦力為設(shè)計極限狀態(tài)。連接件間不允許相互滑動，變形小，承載力小。工藝保證措施：噴砂，使=0.3～0.55。分類：

特點：預(yù)拉力很大，依直徑等級不同，可達80～355kN。

高強螺栓是高強螺栓和配套螺母、墊圈的合稱，強度等級10.9級和8.8級。

高強度螺栓連接的構(gòu)造（2）

承壓型——連接件間允許相互滑動。傳力開始時在標準荷載作用下動連接件間無滑動，剪力由摩擦力和螺桿抗剪共同傳遞。但當荷載很大時，連接件間有較大塑性變形。接近破壞時，連接件間有相對滑動，摩擦只起推遲滑移作用。剪力由螺桿傳遞，其特點與普通螺栓相同。因此，有與普通螺栓相同的極限狀態(tài)—螺栓剪壞，孔壁擠壓壞，構(gòu)件被拉斷。變形大，不適于受動荷載的連接。螺桿剪力N

高強度螺栓連接的構(gòu)造（3）

高強度螺栓連接的構(gòu)造（4）螺栓強度等級螺栓采用鋼材8.8級45號鋼，40B鋼10.9級20MnTiB鋼，35VB鋼按材質(zhì)分類受力特征承載力極限狀態(tài)安裝孔孔徑d0（mm)應(yīng)用特點摩擦型連接外力達到最大摩擦力，有相對滑移的趨勢d0＝d＋1.5~2.0剪切變形小，耐疲勞，動載下不易松動承壓型連接外力超過最大靜摩擦力，螺栓承剪，孔壁承壓，發(fā)生相對滑移d0＝d＋