鋼結(jié)構(gòu)工程施工（第五版） 課件 單元二 材料與連接

第5講鋼材的機(jī)械性能（一）鋼材1、鋼材的機(jī)械性能（1）強(qiáng)度和塑性強(qiáng)度：抵抗破壞的能力塑性：抵抗變形的能力應(yīng)力應(yīng)變曲線第5講鋼材的機(jī)械性能試驗過程第5講鋼材的機(jī)械性能受力的五個階段：

①彈性階段(曲線的OA段)。fe ②彈塑性階段(曲線的AB段)。③屈服階段(曲線的BC段)。fy④應(yīng)變硬化階段(曲線的CD段)。fu⑤頸縮階段(曲線的DE段)力學(xué)指標(biāo)：

屈服強(qiáng)度fy：可利用的強(qiáng)度指標(biāo)，設(shè)計依據(jù)極限抗拉強(qiáng)度fu塑性指標(biāo)：

伸長率：δ＝（L1-L0

）/L0×100%

斷面收縮率：ψ=（A0－A1）/A0×100%

第5講鋼材的機(jī)械性能（2）冷彎試驗性能鋼材的冷彎性能是衡量鋼材在常溫下彎曲加工產(chǎn)生塑性變形時，對產(chǎn)生裂紋的抵抗能力的一項指標(biāo)。第5講鋼材的機(jī)械性能（3）韌性 鋼材的沖擊韌度是衡量鋼材在沖擊荷載作用下，抵抗脆性斷裂的能力的一項力學(xué)性能指標(biāo)。第5講鋼材的機(jī)械性能（4）可焊性鋼材的焊接性能是指在一定的焊接工藝條件下，獲得性能良好的焊接接頭。焊接過程中要求焊縫及焊縫附近金屬不產(chǎn)生熱裂紋或冷卻收縮裂紋；在使用過程中焊縫處的沖擊韌性和熱影響區(qū)內(nèi)塑性良好，不低于母材的力學(xué)性能。第5講鋼材的機(jī)械性能小結(jié)

本講學(xué)習(xí)了鋼材的力學(xué)性能，鋼材受力的5個階段，強(qiáng)度指標(biāo)中只有屈服強(qiáng)度fy是可利用的強(qiáng)度指標(biāo)，是設(shè)計依據(jù)。鋼材的塑性指標(biāo)有伸長率、斷面收縮率、冷彎性能、沖擊韌性、可焊性。第5講鋼材的機(jī)械性能第6講影響鋼材性能的因素2.影響鋼材性能的因素(1)化學(xué)成分的影響碳素結(jié)構(gòu)鋼中鐵含量占99％以上，其余是碳(C)、硅(Si)、錳(Mn)及硫(S)、磷(P)、氧(O)、氮(N)等冶煉過程中留在鋼中的雜質(zhì)元素表2-1各種元素對鋼材性能的影響。

第6講影響鋼材性能的因素(2)冶煉、澆注、軋制過程及熱處理的影響

缺陷有偏析、夾層、裂紋

鋼材分類：沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼及特殊鎮(zhèn)靜鋼（3）鋼材的硬化的影響

時效硬化、冷作硬化（應(yīng)變硬化）第6講影響鋼材性能的因素（4）復(fù)雜應(yīng)力的影響鋼材受同號復(fù)雜應(yīng)力作用時，強(qiáng)度提高，塑性降低，性能變脆；鋼材受異號復(fù)雜應(yīng)力作用時，強(qiáng)度降低，塑性增加。第6講影響鋼材性能的因素（5）應(yīng)力集中的影響

鋼材中的應(yīng)力在缺陷區(qū)域的某些部位將出現(xiàn)局部高峰應(yīng)力。應(yīng)力集中的部位，孔洞、缺口、凹槽，或采用變厚度、變寬度的截面。

第6講影響鋼材性能的因素（6）殘余應(yīng)力的影響殘余應(yīng)力是一種自相平衡的應(yīng)力鋼材中殘余應(yīng)力的特點(diǎn)是應(yīng)力自相平衡且與外荷載無關(guān)。殘余應(yīng)力對構(gòu)件強(qiáng)度極限狀態(tài)承載力沒有影響，但使構(gòu)件剛度減小，使鋼材抗沖擊斷裂能力及抗疲勞破壞能力降低。第6講影響鋼材性能的因素（7）溫度的影響溫度在200℃以上時總的趨勢是強(qiáng)度降低，塑性增大；達(dá)600℃時，其承載能力幾乎喪盡。負(fù)溫度范圍內(nèi)，鋼材的強(qiáng)度雖略有提高，但其塑性和韌性降低（變脆），

第6講影響鋼材性能的因素（8）重復(fù)荷載作用的影響（疲勞）

鋼材承受重復(fù)變化的荷載作用時，材料強(qiáng)度降低，破壞提早，這種現(xiàn)象稱為疲勞破壞。疲勞破壞的特點(diǎn)是強(qiáng)度降低，材料轉(zhuǎn)為脆性，破壞突然。第6講影響鋼材性能的因素小結(jié)：

本講學(xué)習(xí)了影響鋼材性能的因素有化學(xué)成分、鋼材制造過程、鋼材硬化、復(fù)雜應(yīng)力、應(yīng)力集中、殘余應(yīng)力、溫度變化及疲勞等，在鋼材選用時應(yīng)加以注意，發(fā)揮有利因素，避免不利因素，根據(jù)結(jié)構(gòu)要求正確選用鋼材。第6講影響鋼材性能的因素第7講鋼材的種類、連接材料3.鋼結(jié)構(gòu)用鋼材的種類、規(guī)格與選用（1）建筑鋼材的種類

建筑結(jié)構(gòu)用鋼主要是碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金鋼兩種。

碳素結(jié)構(gòu)鋼：只使用低碳鋼，含碳量不大于0.25％。

《碳素結(jié)構(gòu)鋼》標(biāo)準(zhǔn)中鋼材牌號表示方法由字母Q、屈服點(diǎn)數(shù)值(N／mm2)、質(zhì)量等級代號(A、B、C、D)及脫氧方法代號(F、Z、TZ)四個部分組成。Q是“屈”字漢語拼音的首位字母，質(zhì)量等級中以A級最差、D級最優(yōu)，F(xiàn)、Z、TZ則分別是“沸”、“鎮(zhèn)”及“特鎮(zhèn)”漢語拼音的首位字母，分別代表沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼及特殊鎮(zhèn)靜鋼，其中代號Z、TZ可以省略。

第7講鋼材的種類、連接材料

國家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》（GB700）將碳素結(jié)構(gòu)鋼按屈服點(diǎn)數(shù)值分為5個牌號：Q195、Q215、Q235、Q255及Q275，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(GBJ50017—2017)中所推薦的碳素結(jié)構(gòu)鋼是Q235鋼。

鋼號的代表意義：

例Q235—A，代表屈服點(diǎn)為235N／mm2的A級鎮(zhèn)靜碳素結(jié)構(gòu)鋼；

Q235—BF：代表屈服點(diǎn)為235N／mm2的B級沸騰碳素結(jié)構(gòu)鋼。第7講鋼材的種類、連接材料

低合金鋼：是在冶煉碳素結(jié)構(gòu)鋼時增加一些合金元素?zé)挸傻匿?，目的是提高鋼材的?qiáng)度、沖擊韌性、耐腐蝕性等，而不太降低其塑性。

《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》標(biāo)準(zhǔn)中鋼材全部為鎮(zhèn)靜鋼或特殊鎮(zhèn)靜鋼，所以它的牌號就只由Q、屈服點(diǎn)數(shù)值及質(zhì)量等級三個部分組成，其中質(zhì)量等級有A～E五個級別。

《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》（GB／T1591）將低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼按屈服點(diǎn)數(shù)值分為5個牌號：Q295、Q345、Q390、Q420及Q460，所推薦的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼是Q345、Q390及Q420鋼。第7講鋼材的種類、連接材料

特種鋼：橋梁用結(jié)構(gòu)鋼、耐候鋼、高層建筑結(jié)構(gòu)用鋼《橋梁用結(jié)構(gòu)鋼》(GB／T714--2000)中的Q235q、Q345q、Q390q和Q420q（字母q表示“橋”）等；《焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼》(GB／T4172—2000)中的Q235NH(原16CuCr)、Q345NH(原15MnCuCr)（字母NH表示“耐候”）等；《高層建筑結(jié)構(gòu)用鋼板》(YB4104—2000)中的Q235GJ、Q345GJ和Q235GJZ、Q345GJZ(字母GJ表示“高層建筑”、字母Z表示“Z向鋼板”)等鋼號，由于其機(jī)械性能優(yōu)于一般鋼種，故也適用于鋼結(jié)構(gòu)。第7講鋼材的種類、連接材料（2）鋼材的選用 選用原則：保證結(jié)構(gòu)安全可靠，同時要經(jīng)濟(jì)合理，節(jié)約鋼材?？紤]因素：結(jié)構(gòu)的重要性、荷載特性、連接方式、結(jié)構(gòu)的工作環(huán)境溫度、鋼材厚度。（3）鋼材的規(guī)格①熱軋鋼板第7講鋼材的種類、連接材料②型鋼第7講鋼材的種類、連接材料第7講鋼材的種類、連接材料③冷彎薄壁型鋼④壓型鋼板第7講鋼材的種類、連接材料第7講鋼材的種類、連接材料第7講鋼材的種類、連接材料（二）連接材料

1.焊材

（1）手工焊接用焊條 焊條由字母E表示。 建筑鋼結(jié)構(gòu)中用手工焊時，

碳鋼焊條有E43、E50系列，

低合金鋼焊條有E50、E55等系列。（2）焊絲（3）焊劑第7講鋼材的種類、連接材料2.螺栓（1）普通螺栓

普通螺栓的材料用Q235，分為A、B和C三級。（2）高強(qiáng)度螺栓

高強(qiáng)度螺栓采用的鋼材性能等級按其熱處理后強(qiáng)度劃分為10.9S和8.8S級第7講鋼材的種類、連接材料（三）油漆、防腐／火涂料

1.油漆

鋼結(jié)構(gòu)的容易銹蝕，影響使用與安全，為了減輕或防止鋼結(jié)構(gòu)的銹蝕，目前國內(nèi)外基本采用油漆涂裝方法進(jìn)行防護(hù)。

油漆防護(hù)是利用油漆涂層使被涂物與環(huán)境隔離，從而達(dá)到防銹蝕的目的，延長被涂物件的使用壽命。第7講鋼材的種類、連接材料2.防腐涂料防腐涂料都具有良好的絕緣性，能阻止鐵離子的運(yùn)動，故使腐蝕電流不易產(chǎn)生，起到保護(hù)鋼材的作用。3防火涂料鋼結(jié)構(gòu)防火涂料分為薄涂型和厚涂型兩類，選用時應(yīng)遵照以下原則：

第7講鋼材的種類、連接材料

對室內(nèi)裸露鋼結(jié)構(gòu)、輕型屋蓋鋼結(jié)構(gòu)及有裝飾要求的鋼結(jié)構(gòu)，當(dāng)規(guī)定其耐火極限在1.5h以下時，應(yīng)選用薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火材料。

室內(nèi)隱蔽鋼結(jié)構(gòu)、高層鋼結(jié)構(gòu)及多層廠房鋼結(jié)構(gòu)，當(dāng)其規(guī)定耐火極限在1.5h以上時，應(yīng)選用厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。第7講鋼材的種類、連接材料小結(jié)

這講學(xué)習(xí)了建筑鋼材的種類、鋼材的選用、鋼材的規(guī)格、連接材料、油漆、防腐、防火涂料，重點(diǎn)掌握鋼材的種類和規(guī)格。第7講鋼材的種類、連接材料第8講焊接的方法

鋼結(jié)構(gòu)的連接方法一般采用焊接、螺栓連接和鉚釘連接。

其中焊接應(yīng)用較為普遍，其操作方法一般是通過電弧產(chǎn)生熱量使焊條和焊件局部熔化，然后經(jīng)冷卻凝結(jié)成焊縫，從而使焊件連接成一體。第8講焊接的方法焊接優(yōu)點(diǎn)：焊件一般不設(shè)連接板而直接連接，且不削弱焊件截面，構(gòu)造簡單，節(jié)省材料，操作簡便省工，生產(chǎn)效率高，在一定條件下還可采用自動化作業(yè)，焊接的剛度大，密閉性能好。焊接缺點(diǎn)：焊縫附近熱影響區(qū)的材質(zhì)變脆；焊接產(chǎn)生的殘余應(yīng)力和殘余變形對結(jié)構(gòu)有不利影響；焊接結(jié)構(gòu)因剛度大，對裂紋很敏感，一旦產(chǎn)生局部裂紋時便易于擴(kuò)展，尤其在低溫下更易產(chǎn)生脆斷。第8講焊接的方法

1.焊接方法

鋼結(jié)構(gòu)主要采用電弧焊，它設(shè)備簡單，易于操作，且焊縫質(zhì)量可靠，優(yōu)點(diǎn)較多。（1）手工電弧焊

原理、優(yōu)缺點(diǎn)第8講焊接的方法（2）自動或半自動埋弧焊

原理、優(yōu)缺點(diǎn)第8講焊接的方法（3）C02氣體保護(hù)焊

原理、優(yōu)缺點(diǎn)第8講焊接的方法小結(jié)：

本講學(xué)習(xí)了連接的方法，焊接的概念、優(yōu)缺點(diǎn)和焊接的三種方法，重點(diǎn)掌握焊接的三種方法和工作原理。第8講焊接的方法第9講焊接接頭與焊縫的形式

鋼結(jié)構(gòu)的連接可分為對接、搭接、T形連接和角接等接頭形式。當(dāng)采用焊接時，根據(jù)焊縫的截面形狀，又可分為對接焊縫和角焊縫以及由這兩種形式焊縫組合成的對接與角接組合焊縫，見圖2-10。第9講焊接接頭與焊縫的形式1.對接焊縫第9講焊接接頭與焊縫的形式2.角焊縫第9講焊接接頭與焊縫的形式

角焊縫按沿長度方向的布置，還可分為連續(xù)角焊縫和斷續(xù)角焊縫兩種形式，見圖2-11。前者為基本形式，其受力性能好，應(yīng)用廣泛。后者因在焊縫分段的兩端應(yīng)力集中嚴(yán)重，故一般只用在次要構(gòu)件或次要焊縫連接中。第9講焊接接頭與焊縫的形式3.焊縫的施焊位置與形式。第9講焊接接頭與焊縫的形式小結(jié)

本講學(xué)習(xí)了對接焊縫、角焊縫的概念與形式。第9講焊接接頭與焊縫的形式第10講焊縫符號及標(biāo)注1、焊接符號的組成與基本形式。組成：圖形符號、輔助符號、引出線

、V、涂黑的三角形旗、3/4圓弧含義。表2-8

第10講焊縫符號及標(biāo)注2、對接焊縫的坡口形式、符號及尺寸標(biāo)注。第10講焊縫符號及標(biāo)注焊縫標(biāo)注圖形第10講焊縫符號及標(biāo)注小結(jié)：

本講學(xué)習(xí)了焊縫的表示方法。焊縫符號主要由圖形符號、輔助符號和引出線等部分組成。要求在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時能正確標(biāo)注焊縫，在鋼結(jié)構(gòu)工程施工時能正確識別焊縫符號。第10講焊縫符號及標(biāo)注第11講焊縫質(zhì)量等級1.焊縫缺陷

當(dāng)焊縫中存在氣孔、夾渣、咬邊等缺陷時，它們不但使焊縫的受力面積削弱，而且還在缺陷處引起應(yīng)力集中，易于形成裂紋。在受拉連接中，裂紋更易擴(kuò)展延伸，從而使焊縫在低于母材強(qiáng)度的情況下破壞。同樣，缺陷也會降低連接的疲勞強(qiáng)度。因此，應(yīng)對焊縫質(zhì)量嚴(yán)格檢驗。第11講焊縫質(zhì)量等級圖2-15焊縫缺陷第11講焊縫質(zhì)量等級

除以上焊接缺陷外，由于焊接時溫度的變化，也會引起鋼材的變形，影響鋼材的質(zhì)量。例T形連接焊接變形動畫、薄板焊接翹曲變形動畫、垂直連接焊接變形動畫、搭接連接構(gòu)件變形動畫、對接焊縫構(gòu)件變形等。

選擇正確的焊接順序，能有效減少焊接變形。工字型截面焊接變形（順序錯誤）動畫、工字型截面焊接變形（順序正確）動畫、正確焊接順序1動畫、正確焊接順序2跳焊動畫。第11講焊縫質(zhì)量等級2.焊縫缺陷檢查焊縫表面缺陷可通過外觀檢查，內(nèi)部缺陷則用無損探傷(超聲波或x射線、γ射線)確定。3.焊縫質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)焊縫按其檢驗方法和質(zhì)量要求分為一級、二級和三級。三級焊縫只要求對全部焊縫作外觀檢查且符合三級質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；一級、二級焊縫則除外觀檢查外，還要求一定數(shù)量的超聲波檢驗并符合相應(yīng)級別的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。第11講焊縫質(zhì)量等級小結(jié)

本講學(xué)習(xí)了焊縫的缺陷、焊接溫度引起的變形，焊縫缺陷檢查方法、焊縫質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)掌握焊縫的缺陷類型和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。第11講焊縫質(zhì)量等級第12講

對接焊縫構(gòu)造1.焊縫坡口形式及選用

對接焊縫坡口的形狀可分為I形、單邊V形、V形、X形、單邊U形、U形和K形等。第12講對接焊縫構(gòu)造2.變截面鋼板拼接寬度或厚度相差4mm以上時，做坡度。坡度≤1：2.5或1：4

當(dāng)厚度相差不大(當(dāng)較薄鋼板的厚度≥5～9mm時為2mm、10～12mm時為3mm、>12mm時為4mm)時，可不加工斜坡。第12講對接焊縫構(gòu)造3.引出板、引弧板概念

在對接焊縫的起弧落弧處，常出現(xiàn)弧坑等缺陷，以致引起應(yīng)力集中并易產(chǎn)生裂紋，這對承受動力荷載的結(jié)構(gòu)尤為不利。因此，各種接頭的對接焊縫均應(yīng)在焊縫的兩端設(shè)置引弧板和引出板。第12講對接焊縫構(gòu)造在未來職業(yè)崗位的應(yīng)用：

在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工中，能正確選用焊縫形式，能正確處理不同厚度焊件的焊接，明白引弧板的作用。

小結(jié)：

本講學(xué)習(xí)了焊縫坡口的形式及選用，變截面鋼板的拼接，引出板、引弧板的作用，重點(diǎn)要掌握基本概念，能正確選用焊縫坡口，能處理不同厚度鋼板的焊接。第12講對接焊縫構(gòu)造第13講

對接焊縫的計算1、軸心力下對接焊縫的計算。強(qiáng)度計算公式：

第13講對接焊縫的計算

如果直縫不能滿足強(qiáng)度要求，可采用圖示斜對接焊縫。焊縫與作用力間的夾角滿足時，斜焊縫的強(qiáng)度不低于母材強(qiáng)度，不再進(jìn)行驗算。第13講對接焊縫的計算2.彎矩和剪力作用下對接焊縫的計算（1）矩形截面第13講對接焊縫的計算（2）工字形截面第13講對接焊縫的計算在未來職業(yè)崗位的應(yīng)用：

在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工中，能進(jìn)行對接焊縫的計算。

小結(jié)：

本講學(xué)習(xí)了對接焊縫的計算，重點(diǎn)掌握計算公式的應(yīng)用。第13講對接焊縫的計算第14講角焊縫的形式與構(gòu)造1.角焊縫的形式(1)角焊縫按其長度方向和外力作用方向的不同可分為平行于力作用方向的側(cè)面角焊縫1、垂直于力作用方向的正面角焊縫2、與力作用方向成斜角的斜向角焊縫3第14講角焊縫的形式與構(gòu)造(2)角焊縫的截面形式

普通型、凹面型和平坦型三種，hf稱為角焊縫的焊腳尺寸。第14講角焊縫的形式與構(gòu)造2.角焊縫的構(gòu)造最小焊腳尺寸hfmin：最大焊腳尺寸hfmax：

第14講角焊縫的形式與構(gòu)造（3）不等焊腳尺寸：當(dāng)兩焊件的厚度相差較大，且采用等焊腳尺寸無法滿足最大和最小焊腳尺寸的要求時，可采用不等焊腳尺寸。（4）焊縫最小計算長度： 角焊縫的計算長度不宜小于8hf和40mm；當(dāng)hf≤5mm時，則應(yīng)為50mm。第14講角焊縫的形式與構(gòu)造（5）焊縫最大計算長度 側(cè)面角焊縫的計算長度不宜大于60hf，當(dāng)大于上述數(shù)值時，其超過部分在計算中不予考慮。（6）側(cè)面角焊縫第14講角焊縫的形式與構(gòu)造（7）在搭接連接中：搭接長度不得小于焊件較小厚度的5倍，并不得小于25mm，減小因焊縫收縮產(chǎn)生的殘余應(yīng)力及因偏心產(chǎn)生的附加彎矩。（8）當(dāng)角焊縫的端部在構(gòu)件轉(zhuǎn)角處時：為避免起落弧的缺陷發(fā)生在此應(yīng)力集中較大部位，宜做長度為2hf的繞角焊，見圖2-24，且轉(zhuǎn)角處必須連續(xù)施焊，不能斷弧。第14講角焊縫的形式與構(gòu)造在未來職業(yè)崗位的應(yīng)用：

在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工中，能正確選擇角焊縫的形式，按構(gòu)造確定角焊縫的焊角尺寸hf，確定焊縫長度等構(gòu)造。

小結(jié)：

本講學(xué)習(xí)了角焊縫的形式與構(gòu)造，重點(diǎn)掌握焊角縫焊角尺寸hf的構(gòu)造取值。第14講角焊縫的形式與構(gòu)造第15講角焊縫的計算

1.角焊縫的應(yīng)力狀態(tài)和強(qiáng)度(1)側(cè)面角焊縫力N平行于焊縫：剪應(yīng)力破壞：沿450喉部破壞第15講角焊縫的計算(2)正面角焊縫力垂直于焊縫：N破壞：沿450喉部或兩熔合邊強(qiáng)度較側(cè)面角焊縫高1.35～1.55倍第15講角焊縫的計算工程中，假定破壞沿450喉部破壞。焊縫有效厚度：焊縫有效長度：減2hf第15講角焊縫的計算2.角焊縫強(qiáng)度條件的一般表達(dá)式第15講角焊縫的計算在未來職業(yè)崗位的應(yīng)用：

在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工中，能正確分析側(cè)面角焊縫、正面角焊縫的受力狀態(tài)，并能進(jìn)行焊縫的承載力計算。小結(jié)：

本講學(xué)習(xí)了側(cè)面角焊縫、正面角焊縫的受力狀態(tài)，以及在垂直力和平行力的共同作用下，角焊縫強(qiáng)度條件的一般表達(dá)式，重點(diǎn)掌握受力特點(diǎn)。第15講角焊縫的計算第16講軸心力作用下的角焊縫計算1.當(dāng)作用力垂直于焊縫長度方向時，相當(dāng)于正面角焊縫受力，得第16講軸心力作用下的角焊縫計算2.當(dāng)作用力平行于焊縫長度方向時，相當(dāng)于側(cè)面角焊縫受力，得

第16講軸心力作用下的角焊縫計算3.當(dāng)焊縫方向較復(fù)雜時，均按側(cè)面角焊縫對待，偏安全地取βf=1.0第16講軸心力作用下的角焊縫計算4.當(dāng)角鋼用角焊縫連接時： 角鋼與連接板用角焊縫連接時，一般宜采用兩面?zhèn)群福部捎萌鎳富騆形圍焊。

第16講軸心力作用下的角焊縫計算（1）當(dāng)采用兩面?zhèn)群笗r肢背：肢尖：

η1、η2角鋼肢背和肢尖焊縫的內(nèi)力分配系數(shù)，可按表2-9的近似值取用。第16講軸心力作用下的角焊縫計算（2）當(dāng)采用三面圍焊時：hf3

按構(gòu)造選取，這時

已知。肢背：肢尖：第16講軸心力作用下的角焊縫計算（3）當(dāng)采用L形圍焊時：N2=0第16講軸心力作用下的角焊縫計算

按上述方法求出各條焊縫分擔(dān)的內(nèi)力后，假定角鋼肢背和肢尖焊縫尺寸hf1和hf2，即可分別求出所需的焊縫計算長度。第16講軸心力作用下的角焊縫計算

對L形圍焊可按下式先求其正面角焊縫的焊腳尺寸hf3，然后使hf1=hf3，再由式（2-20）即可求出lw1

第16講軸心力作用下的角焊縫計算在未來職業(yè)崗位的應(yīng)用：

在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工中，能正確計算角焊縫的計算長度。小結(jié)：

本講主要學(xué)習(xí)了正面角焊縫、側(cè)面角焊縫、復(fù)雜焊縫方向、角鋼連接角焊縫的計算，計算中重點(diǎn)是根據(jù)構(gòu)造確定焊角尺寸，計算焊縫長度。第16講軸心力作用下的角焊縫計算第17講彎矩、剪力和軸力共同作用時的角焊縫計算當(dāng)彎矩、剪力和軸力共同作用時

F力分解：V和N，M=Ve、并向角焊縫有效截面的形心簡化，焊縫端點(diǎn)A最危險。第17講彎矩、剪力和軸力共同作用時的角焊縫計算M引起：N引起：V引起：A點(diǎn)焊縫：第17講彎矩、剪力和軸力共同作用時的角焊縫計算

當(dāng)僅有彎矩和剪力共同作用時，即上式中σfN=0時

第17講彎矩、剪力和軸力共同作用時的角焊縫計算在未來職業(yè)崗位的應(yīng)用：

在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工中，能正確計算彎矩、剪力和軸力共同作用時的角焊縫承載力。小結(jié)：

本講學(xué)習(xí)了彎矩、剪力和軸力共同作用時的角焊縫的承載力計算公式，重點(diǎn)掌握彎矩、剪力和軸力分別引起的應(yīng)力，找出最危險點(diǎn)A進(jìn)行承載力驗算。第17講彎矩、剪力和軸力共同作用時的角焊縫計算第18講普通螺栓連接的構(gòu)造1.普通螺栓的形式和規(guī)格鋼結(jié)構(gòu)采用的普通螺栓形式為六角頭型，粗牙普通螺紋。螺栓代號：用字母M與公稱直徑的毫米數(shù)表示，如M16、M18等，常用的螺栓是M16，M20和M24。第18講普通螺栓連接的構(gòu)造螺栓等級：分為A、B、C三級，A級和B級螺栓采用鋼材性能等級5．6級或8．8級制造，C級螺栓則用4．6級或4．8級制造。“．”前數(shù)字表示公稱抗拉強(qiáng)度fu的1／100，“．”后數(shù)字表示公稱屈服點(diǎn)fy與公稱抗拉強(qiáng)度fu之比（屈強(qiáng)比）的10倍。如4．6級表示fu不小于400N／mm2，而最低=0．6×400=240N／mm2。第18講普通螺栓連接的構(gòu)造螺栓長度：選用時宜控制其不超過螺栓標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的夾緊長度，一般為4~6倍螺栓直徑，高強(qiáng)度螺栓為5-7倍。在考慮連接件疊合厚度的同時，還應(yīng)考慮兩頭墊圈、螺母的厚度并外露2～3扣絲扣。螺栓孔徑：C級螺栓的孔徑比螺栓桿徑大1.5~3mm。具體為M12、M16為1.5mm；M18、M22、M24為2mm；M27、M30為3mm。第18講普通螺栓連接的構(gòu)造螺栓與螺孔圖例

第18講普通螺栓連接的構(gòu)造2.螺栓的排列原則：簡單緊湊、整齊劃一和便于安裝緊固形式：并列和錯列并列錯列第18講普通螺栓連接的構(gòu)造型鋼螺栓排列中距、端距、邊距要求（1）受力要求：排列間距不宜過大或過小，端距過小，鋼板端部易被剪斷；中距過大，構(gòu)件受壓時，鋼材容易受壓鼓起。（2）構(gòu)造要求：螺栓間距過大，構(gòu)件表面接觸不夠緊密貼合，潮濕易生銹。（3）施工要求：螺栓間距要考慮使用扳手時必要的空間。螺栓的最大、最小容許距離、線距和最大孔徑domax的取值見表2-10、2-11、2-12、2-13。第18講普通螺栓連接的構(gòu)造在未來職業(yè)崗位的應(yīng)用：

在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工中，能正確識別螺栓符號、等級、能正確進(jìn)行螺栓的排列。小結(jié)：

本講學(xué)習(xí)了螺栓的形式、規(guī)格和排列，重點(diǎn)是分清螺栓的等級，能正確的進(jìn)行螺栓的排列。第18講普通螺栓連接的構(gòu)造第19講受剪普通螺栓連接的計算二普通螺栓連接的計算1．受剪普通螺栓連接(1)受剪螺栓的五種破壞形式

①栓桿剪斷②孔壁擠壓壞③鋼板拉斷④端部鋼板剪斷⑤栓桿受彎破壞后兩種通過構(gòu)造來防止。選用最小容許端距2d和使螺栓的夾緊長度不超過4～6倍螺栓直徑的條件下，均不會產(chǎn)生。前三種計算(設(shè)計)來防止。第19講受剪普通螺栓連接的計算(2)、計算方法：①單個受剪螺栓承載力設(shè)計值②單個普通螺栓受剪的承壓承載力設(shè)計值

第19講受剪普通螺栓連接的計算③所需螺栓數(shù)目的確定第19講受剪普通螺栓連接的計算④驗算凈截面強(qiáng)度

An——構(gòu)件或連接板的凈截面面積構(gòu)件凈截面連接板凈截面錯列布置凈截面第19講受剪普通螺栓連接的計算在未來職業(yè)崗位的應(yīng)用：

在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工中，能進(jìn)行受剪螺栓的承載力計算、確定螺栓數(shù)目，進(jìn)行凈截面強(qiáng)度驗算。小結(jié)：

本講學(xué)習(xí)了受剪螺栓的承載力驗算，重點(diǎn)掌握受剪螺栓連接的破壞形式、計算公式的基本概念，能正確選擇螺栓的數(shù)量，弄清螺栓的傳力，能進(jìn)行進(jìn)行凈截面強(qiáng)度驗算。第19講受剪普通螺栓連接的計算第20講受拉普通螺栓連接的計算1.受力性能和破壞形式圖2-41，栓桿被拉斷，其部位多在被螺紋削弱的截面處。2.計算方法（1）單個受拉螺栓的承載力設(shè)計值（2）軸心拉力作用

所需螺栓數(shù)目

第20講受拉普通螺栓連接的計算（3）偏心拉力作用時①小偏心

若或

時,按大偏心計算第20講受拉普通螺栓連接的計算②大偏心為簡化計算，可近似地將中和軸假定在(彎矩指向一側(cè))最外一排螺栓軸線O′處。

第20講受拉普通螺栓連接的計算（3）螺栓群只承受彎矩作用時

第20講受拉普通螺栓連接的計算在未來職業(yè)崗位的應(yīng)用：在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工中，能進(jìn)行受拉螺栓的承載力計算、確定螺栓數(shù)目，進(jìn)行偏心受拉螺栓的強(qiáng)度驗算。小結(jié)：本講學(xué)習(xí)了受拉螺栓的承載力驗算，重點(diǎn)要掌握受拉螺栓數(shù)量的確定，能進(jìn)行偏心受拉螺栓的承載力驗算。第20講受拉普通螺栓連接的計算第21講高強(qiáng)度螺栓連接的工作性能及構(gòu)造高強(qiáng)度螺栓連接分為摩擦型連接和承壓型連接。1.摩擦型連接只依靠摩擦阻力傳力，并以剪力不超過接觸面摩擦力作為設(shè)計準(zhǔn)則。

傳力原理特點(diǎn)：連接緊密，變形小，不松動，耐疲勞，安裝簡單。

第21講高強(qiáng)度螺栓連接的工作性能及構(gòu)造2.承壓型連接高強(qiáng)度螺栓連接摩擦阻力被克服后允許接觸面滑移，依靠栓桿和螺孔之間的承壓來傳力。承壓型連接在摩擦力被克服后剪切變形較大。

第21講高強(qiáng)度螺栓連接的工作性能及構(gòu)造3.應(yīng)用：廠房、高層建筑和橋梁等連接節(jié)點(diǎn)摩擦型：以用于直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)最佳，如吊車梁與柱的連接等。承壓型：連接則僅用于承受靜力荷載或間接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)，以能發(fā)揮其高承載力的優(yōu)點(diǎn)為宜。第21講高強(qiáng)度螺栓連接的工作性能及構(gòu)造4.高強(qiáng)度螺栓孔徑要求高強(qiáng)度螺栓孔應(yīng)采用鉆孔。

摩擦型高強(qiáng)度螺栓因受力時不產(chǎn)生滑移，故其孔徑比螺栓公稱直徑可稍大，一般采用大1.5mm(M≤16)或2.0mm(≥M20)；

承壓型高強(qiáng)度螺栓則應(yīng)比上列數(shù)值分別減小0.5mm，一般采用大1.0mm(M≤16)或1.5mm(≥M20)。第21講高強(qiáng)度螺栓連接的工作性能及構(gòu)造5.高強(qiáng)度螺栓等級

按熱處理后的強(qiáng)度分為10.9級和8.8級兩種。其中整數(shù)部分表示螺栓抗拉強(qiáng)度不低于1000N/mm2和800N/mm2；小數(shù)部分則表示其屈強(qiáng)比為0.9和0.8。第21講高強(qiáng)度螺栓連接的工作性能及構(gòu)造在未來職業(yè)崗位的應(yīng)用：在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工中，掌握高強(qiáng)螺栓的工作原理，能正確選用高強(qiáng)螺栓。小結(jié)：本講學(xué)習(xí)了摩擦型、承壓型螺栓的工作原理，應(yīng)用及孔徑要求，重點(diǎn)掌握工作原理及應(yīng)用。第21講高強(qiáng)度螺栓連接的工作性能及構(gòu)造第22講高強(qiáng)螺栓的緊固預(yù)拉力P和緊固方法1.高強(qiáng)螺栓的緊固預(yù)拉力P

摩擦型高強(qiáng)度螺栓不論是用于受剪螺栓連接、受拉螺栓連接還是拉剪螺栓連接，其受力都是依靠螺栓對板疊強(qiáng)大的法向壓力，即緊固預(yù)拉力P。承壓型高強(qiáng)度螺栓，也要部分地利用這一特性。表2-15高強(qiáng)螺栓預(yù)拉力p第22講高強(qiáng)螺栓的緊固預(yù)拉力P和緊固方法2.高強(qiáng)螺栓的緊固方法（1）扭矩法:一般要先用普通扳手對其初擰(不小于終擰扭矩值的50％)，使板疊靠攏，然后用一種可顯示扭矩值的扭矩扳手終擰。

（2）轉(zhuǎn)角法：此法是用控制螺栓應(yīng)變即控制螺母的轉(zhuǎn)角來獲得規(guī)定的預(yù)拉力。轉(zhuǎn)角是從初擰作出的標(biāo)記線開始，再用長扳手終擰1／3～2／3圈(120°～240°)。第22講高強(qiáng)螺栓的緊固預(yù)拉力P和緊固方法（3）扭掉螺栓尾部梅花卡頭：此法適用于扭剪型高強(qiáng)度螺栓。先對螺栓初擰，然后用特制電動扳手的兩個套筒分別套住螺母和螺栓尾部梅花卡頭。

圖2-46，操作時，大套筒正轉(zhuǎn)施加緊固扭矩，小套筒則施加緊固反扭矩，將螺栓緊固后，再進(jìn)而沿尾部槽口將梅花卡頭擰掉。第22講高強(qiáng)螺栓的緊固預(yù)拉力P和緊固方法3.高強(qiáng)度螺栓連接摩擦面處理為提高摩擦力，可采用以下方法對摩擦面進(jìn)行處理。（1）噴砂或噴丸處理（2）噴砂后生赤銹處理（3）噴砂后涂無機(jī)富鋅漆處理（4）手工鋼絲刷清理浮銹第22講高強(qiáng)螺栓的緊固預(yù)拉力P和緊固方法4.摩擦面的抗滑移系數(shù)μ

：表2-16摩擦面應(yīng)注意的幾個問題