页数：119页文件大小：2.88 MB来源： 钢结构设计原理ppt课件
本课件系统讲解钢结构的连接：先比较焊缝、螺栓与铆钉三类连接方法的优缺点与适用范围，再依次展开手工电弧焊、埋弧焊与气体保护焊等焊接方法、焊缝缺陷与质量等级检验，进而给出对接焊缝与角焊缝的构造要求与强度计算，最后说明焊接应力变形的成因与减小措施，以及普通螺栓和高强度螺栓连接的构造与计算。
3.1 钢结构的连接方法：钢结构的连接设计应符合安全可靠、传力明确，构造简单、施工方便和节约钢材的原则。
3.1.1 焊缝连接：焊缝连接是目前钢结构最主要的连接方法，任何形状的结构均可以采用焊缝连接方式。
图3-1 钢结构的连接方法：(a)焊缝连接；(b)铆钉连接；(c)螺栓连接
3.1.1 焊缝连接：缺点
3.1.2 螺栓连接：螺栓连接在钢结构工程中应用非常广泛，根据所使用螺栓性能，可分为普通螺栓连接和高强度螺栓连接两种。
| 等级类型 | 孔类与孔径差 | 性能等级 | 受力特点 |
|---|---|---|---|
| A、B级精制螺栓 | Ⅰ类孔，孔径比杆径大0.3～0.5mm | 5.6级和8.8级 | 抗剪性能好，制造安装费工，少用 |
| C级粗制螺栓 | Ⅱ类孔，孔径比杆径大1.5～2.0mm | 4.6级和4.8级 | 抗剪性能差，但传递拉力性能好 |
2. 高强螺栓连接：2）承压型连接：允许接触面滑移，以连接达到破坏的极限承载力作为设计准则；承载力高，但抗剪变形大，所以一般仅用于承受静力荷载和间接承受动力荷载结构中的连接。
图3-2 高强度螺栓：(a)大六角头螺栓；(b)剪扭螺栓
3.1.3 铆钉连接：铆钉的材料通常采用专用钢BL2和BL3号钢制成，铆钉连接的制造有热铆和冷铆两种方法。
3.2.1 常用焊接方法：焊接方法很多，但在钢结构中通常采用电弧焊。电弧焊有手工电弧焊、埋弧焊（埋弧自动或半自动焊）、气体保护焊以及电阻焊等。
图3-3 手工电弧焊 图3-4 埋弧自动电弧焊
1. 手工电弧焊
| 钢号 | 焊条型号 |
|---|---|
| Q235钢 | E43型（E4300～E4328） |
| Q345钢 | E50型（E5001～E5048） |
| Q390钢、Q420钢 | E55型（E5500～E5518） |
3.2.2 焊缝连接形式及焊缝形式：按被连接钢材的相互位置可分为对接、搭接、T形连接和角部连接四种（图3-5）。这些连接所采用的焊缝主要有对接焊缝、角焊缝以及对接与角接组合焊缝。
图3-5 焊缝连接的形式：（a）对接连接；（b）用拼接盖板的对接连接；（c）搭接连接；（d）、（e）T形连接；（f）、（g）角部连接
3.2.2 焊缝连接形式及焊缝形式（续）
图3-6 连续角焊缝和断续角焊缝 图3-7 焊缝施焊位置：（a）平焊；（b）横焊；（c）立焊；（d）仰焊
3.2.3 焊缝缺陷及焊缝质量检测：1. 焊缝缺陷：焊缝缺陷是指焊接过程中产生于焊缝金属或附近热影响区钢材表面或内部的缺陷。常见的缺陷有裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、夹渣、咬边、未熔合、未焊透（图3-8）等，以及焊缝尺寸不符合要求、焊缝成形不良等。
图3-8 焊缝缺陷：(a)裂纹；（b)焊瘤；（c）烧穿；（d）弧坑；（e）气孔；（f）夹渣；（g）咬边；（h）未熔合；（i)未焊透
1. 焊缝缺陷（续）：本页以图示方式标注各缺陷在焊缝中的部位。
2. 焊缝质量检测：焊缝质量检验包括焊缝外观检查和焊缝内部缺陷的检查。
| 质量等级 | 检查要求 |
|---|---|
| 三级 | 只进行外观检查（即检查外观缺陷和几何尺寸） |
| 二级 | 除外观检查，20%超声波抽检 |
| 一级 | 除外观检查，100%超声波抽检 |
3. 焊缝质量等级的规定（1）：需要进行疲劳计算的构件，凡是对接焊缝均应焊透。其中垂直于作用力方向的横向对接焊缝或T形对接与角接组合焊缝受拉时应为一级，受压时应为二级；作用力平行于焊缝长度方向的纵向对接焊缝应为二级。
3. 焊缝质量等级的规定（续）
3.2.4 焊缝符号、螺栓及其孔眼图例：《焊缝符号表示法》规定：焊缝代号由引出线、图形符号和辅助符号三部分组成，引出线由横线和带箭头的斜线组成。常用的焊缝符号见表3-2。
表3-2 焊缝代号
3.3.1 对接焊缝的构造：对接焊缝（butt welds）的焊件常做成坡口，故又叫坡口焊缝（groove weld），其中坡口形式与焊件厚度有关。
图3-9 对接焊缝构造：（a）直边缝；（b）单边V形缝；（c）V形缝；（d）U形缝；（e）X形缝；（f）双边U形缝；（g）K形缝
3.3.1 对接焊缝的构造（续）：在钢板厚度或宽度有变化的焊接中，为了使构件传力均匀，减少应力集中，应在板的一侧或两侧作成坡度不大于1:2.5的斜坡（图3-10），形成平缓的过渡。若板厚相差不大于4mm，则可不做斜坡。
图3-10 钢板拼接构造：（a）改变宽度；（b）改变厚度
3.3.1 对接焊缝的构造（续）：在焊缝的起灭弧处常会出现弧坑等缺陷，这些缺陷对连接的承载力影响较大，故焊接时一般应设置引弧板和引出板（图3-11），焊后将它割除。对受静力荷载的结构设置引弧板和引出板有困难时，允许不设置，此时可令焊缝计算长度等于实际长度减去2t（t为较薄焊件的厚度）。
图3-11 引弧板
3.3.2 对接焊缝的计算：1. 轴心受力的对接焊缝：垂直于轴心拉力或轴心压力的对接焊缝（图3-12），其强度可按下式计算。
图3-12（a）对接焊缝受轴心力
3.3.2 对接焊缝的计算（续）：本页承接图3-12（b）对接焊缝受轴心力的计算简图，给出轴心受力对接焊缝的强度计算式。
图3-12（b）对接焊缝受轴心力
2. 承受弯矩和剪力共同作用的对接焊缝：图3-13（a）所示钢板对接接头受到弯矩和剪力的共同作用，由于焊缝截面是矩形，正应力与剪应力图形分别为三角形与抛物线形，其最大值应分别满足下列强度条件。
图3-13 对接焊缝受弯矩和剪力联合作用
2. 承受弯矩和剪力共同作用的对接焊缝（续）：图3-13（b）所示工字型截面梁的对接接头，除应分别验算最大正应力和最大剪应力外，对于同时受较大正应力和较大剪应力的焊缝，例如腹板与翼缘的交接点，还应按下式验算折算应力。
3. 承受轴心力、弯矩和剪力共同作用的对接焊缝：本页为该类对接焊缝计算的起始页，承接前述弯矩与剪力共同作用的验算方法。
3.3 对接焊缝的构造与计算：本页为图3-14 例3-2图，给出对接焊缝计算例题的简图。
注：本页公式与图形以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
3.3 对接焊缝的构造与计算：本页承接图3-14例3-2图，为例题计算过程页。
注：本页公式以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
3.3 对接焊缝的构造与计算：本页仍属例3-2对接焊缝计算过程。
注：本页公式以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
3.3 对接焊缝的构造与计算：本页为对接焊缝一节的例题计算过程续页。
注：本页公式以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
3.4.1 角焊缝的构造：1. 角焊缝的形式和强度：角焊缝（fillet welds）按其与作用力的关系可分为：焊缝长度方向与作用力垂直的正面角焊缝；焊缝长度方向与作用力平行的侧面角焊缝以及斜焊缝。按其截面形式可分为直角角焊缝（图3-15）和斜角角焊缝（图3-16）。
图3-15 直角角焊缝截面
图3-16 斜角角焊缝截面
2. 角焊缝的构造要求：1）最大焊脚尺寸
注：最大焊脚尺寸的具体限值公式以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
2. 角焊缝的构造要求：2）最小焊脚尺寸
图3-17 最大焊脚尺寸
注：最小焊脚尺寸的限值公式以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
2. 角焊缝的构造要求（续）：本页承接最大焊脚尺寸与最小焊脚尺寸的限值规定。
注：本页公式以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
5）角焊缝的最小计算长度：侧面角焊缝或正面角焊缝的计算长度均不得小于8hf和40mm，考虑到焊缝两端的缺陷，其实际焊接长度应较前述数值还要大2hf（单位为mm）。
6）搭接连接的构造要求：当板件端部仅有两条侧面角焊缝连接时（图3-18），试验结果表明，连接的承载力与两侧焊缝间距有关。
6）搭接连接的构造要求（续）：在搭接连接中（图3-19），为了减少收缩应力以及因偏心在钢板与连接中产生的次应力，要求搭接长度不得小于焊件较小厚度的5倍，也不得小于25mm。
图3-18 焊缝长度及两侧焊缝间距 图3-19 搭接连接
3.4.2 直角角焊缝强度计算的基本公式：本页为图3-20角焊缝的截面，标注hf、he等尺寸与有效截面。
注：图中几何关系符号以图片呈现，具体数值建议对照原课件图片核对。
3.4.2 直角角焊缝强度计算的基本公式（续）：本页为图3-21角焊缝有效截面上的应力，标注Ny、Nx、σ⊥、τ⊥、τ∥等应力分量。
注：图中应力符号以图片呈现，具体数值建议对照原课件图片核对。
图3-22 直角角焊缝的计算
3.4.2 直角角焊缝强度计算的基本公式（续）
注：本页公式以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
3.4.2 直角角焊缝强度计算的基本公式（续）：本页承接图3-22，推导直角角焊缝有效截面上的应力关系。
注：本页公式以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
3.4.2 直角角焊缝强度计算的基本公式（续）：由图3-22（b）知，对直角角焊缝，则得直角角焊缝在各种应力综合作用下的计算式为式（3-10）。
注：本页公式以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
3.4.2 直角角焊缝强度计算的基本公式（续）：式（3-10）～（3-12）即为角焊缝的基本计算公式。
注：公式原文以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
3.4.3 各种受力状态下直角角焊缝连接的计算：1. 承受轴心力作用时角焊缝连接计算
注：式中符号含义以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
1）用盖板的对接连接（续）：侧面角焊缝的强度计算式中，取连接一侧正面角焊缝计算长度的总和。
图3-23 受轴心力的盖板连接 图3-24 斜向轴心力作用
注：本页公式以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
2）承受斜向轴心力的角焊缝连接计算
3）承受轴心力的角钢角焊缝计算：在钢桁架中，角钢腹杆与节点板的连接焊缝一般采用两面侧焊，也可采用三面围焊，特殊情况也允许采用L形围焊（图3-25）。
3）承受轴心力的角钢角焊缝计算（续）：为了避免节点的偏心受力，各条焊缝所传递的合力作用线应与角钢杆件的轴线重合。
图3-25 桁架腹杆与节点板的连接
角钢角焊缝计算（续）：由平衡条件可得角钢肢背与肢尖两条焊缝分担的内力计算式。
注：本页公式以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
角钢角焊缝计算（续）：对于两侧侧焊[图3-25（a）]，由平衡条件可得两条侧焊缝的内力分配关系。
注：本页公式以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
角钢角焊缝计算（续）：式（3-24）给出角钢肢背上的角焊缝计算长度，可按式（3-21）计算；角钢端部的正面角焊缝长度已知，可按式（3-25）计算其焊脚尺寸。
注：本页公式以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
3.4 角焊缝的构造及计算：本页承接式（3-25）角钢端部正面角焊缝焊脚尺寸的计算。
注：本页公式以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
3.4 角焊缝的构造及计算：本页为图3-26 例3-4图。
注：本页公式与图形以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
3.4 角焊缝的构造及计算：本页承接图3-26例3-4图，为角焊缝连接例题的计算过程。
注：本页公式以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
3.4 角焊缝的构造及计算：本页仍属例3-4角焊缝连接例题的计算过程。
注：本页公式以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
3.4 角焊缝的构造及计算：本页仍属例3-4角焊缝连接例题的计算过程，位于复杂受力计算一节之前。
注：本页公式以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
3.4 角焊缝的构造及计算：本页仍属例3-4角焊缝连接例题的计算过程，其后为扭矩、剪力和轴心力联合作用的计算。
注：本页公式以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
2. 复杂受力时角焊缝连接计算：1）承受轴力、弯矩、剪力联合作用时角焊缝的计算
1）承受轴力、弯矩、剪力联合作用时角焊缝的计算（续）：在剪力作用下，产生平行于焊缝长度方向的应力，属于侧面角焊缝受力性质，在受剪截面上应力分布是均匀的；在弯矩的作用下，角焊缝有效截面上产生垂直于焊缝长度方向的应力，应力呈三角形分布，角焊缝受力为正面角焊缝性质，其应力的最大值见式（3-27）。这两部分应力由于在A点处的方向相同，可直接叠加，故A点垂直于焊缝长度方向的应力见式（3-28）。
注：公式原文以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
1）承受轴力、弯矩、剪力联合作用时角焊缝的计算（续）：焊缝计算长度为实际长度减去2hf；当连接直接承受动力荷载作用时应取相应折减系数。对于工字形梁（或牛腿）与钢材翼缘的角焊缝连接（图3-27），通常只承受弯矩M和剪力V的联合作用。由于翼缘的竖向刚度较差，在剪力作用下如果没有腹板焊缝存在，翼缘将发生明显挠曲，说明翼缘板的抗剪能力极差。因此，计算时通常假设腹板焊缝承受全部剪力，而弯矩则由全部焊缝承受。
1）承受轴力、弯矩、剪力联合作用时角焊缝的计算（续）：为了焊缝分布较合理，宜在每个翼缘的上下两侧均匀布置焊缝，弯曲应力沿梁高度呈三角形分布，最大应力发生在翼缘焊缝的最外纤维处，其应力应满足角焊缝的强度条件。
图3-27 工字形梁（或牛腿）的角焊缝的连接
腹板焊缝强度验算：腹板焊缝承受两种应力的联合作用，即垂直于焊缝长度方向、且沿梁高度呈三角形分布的弯曲应力和平行于焊缝长度方向、且沿焊缝截面均匀分布的剪应力的作用，设计控制点为翼缘焊缝与腹板焊缝的交点处A，此处的弯曲应力和剪应力分别按下式计算，式中取腹板焊缝有效截面积之和与腹板焊缝的实际长度，则腹板焊缝在A点的强度验算式如下。
注：公式原文以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
1）承受轴力、弯矩、剪力联合作用时角焊缝的计算（续）：工字梁（或牛腿）与钢柱翼缘角焊缝连接的另一种计算方法是使焊缝传递应力近似与钢材所承受应力相协调，即假设腹板焊缝只承受剪力；翼缘焊缝承担全部弯矩，并将弯矩M等效为一对水平力。则翼缘焊缝的强度计算式与腹板焊缝的强度计算式如下。
注：公式原文以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
3.4 角焊缝的构造及计算：本页为图3-27 例3-5图。
注：本页公式与图形以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
3.4 角焊缝的构造及计算：本页承接图3-27例3-5图，为工字形梁角焊缝连接例题的计算过程。
注：本页公式以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
3.4 角焊缝的构造及计算：本页仍属例3-5角焊缝连接例题的计算过程。
注：本页公式以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
3.4 角焊缝的构造及计算：本页仍属例3-5角焊缝连接例题的计算过程，其后为扭矩、剪力和轴心力联合作用的计算。
注：本页公式以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
2）在扭矩、剪力和轴心力联合作用时角焊缝的计算：扭矩T产生的应力假定焊缝为弹性体、板为刚性体，绕形心O旋转；图中同时给出剪力V与轴力N在A点产生的应力。
图3-29 受扭、受剪、受轴心力作用的角焊缝应力
2）在扭矩、剪力和轴心力联合作用时角焊缝的计算（续）：图3-29所示的搭接连接中，力N通过围焊缝的形心O点，而力V距O点的距离为(e+a)，将力向围焊缝的形心O点处简化，可得到剪力V和扭矩T=V(e+a)。计算角焊缝在扭矩T作用下产生的应力时采用如下假定：①被连接构件是绝对刚性的，而角焊缝则是弹性的；②被连接构件绕角焊缝有效截面形心旋转，角焊缝任意一点的应力方向垂直该点与形心的连线，且应力大小与其距离的大小成正比。
扭矩作用下的切应力：在扭矩作用下，A点由扭矩引起的切应力最大，扭矩T在A点引起的切应力见式（3-30），式中取焊缝有效截面的极惯性矩。式（3-30）所得出的应力与焊缝的长度方向成斜角，将其沿两轴分解，可得侧面角焊缝受力性质与正面角焊缝受力性质的两个分量。
注：公式原文以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
2）在扭矩、剪力和轴心力联合作用时角焊缝的计算（续）：由剪力V在焊缝群引起的剪应力均匀分布，A点处应力垂直于焊缝长度方向，属于正面角焊缝受力性质；由轴心力N引起的应力在A点处平行于焊缝长度方向，属侧面角焊缝受力性质，则A点的合应力应满足的强度条件如下。
注：公式原文以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
2）在扭矩、剪力和轴心力联合作用时角焊缝的计算（续）：当连接直接承受动态荷载时应取相应折减系数。在上述计算方法中，假定竖向力产生的应力为平均分布是为了简化计算。实际上，在图3-29所示竖向力作用下的轴心受剪，其中水平焊缝为正面焊缝，而竖直焊缝为侧面焊缝，两者单位长度分担的应力是不同的，前者较大，后者较小。显然，假设轴心剪力产生的应力为平均分布，与前面基本公式推导中考虑焊缝方向的思路不符。同样，在确定形心位置以及计算扭矩产生的应力时，也没有考虑焊缝方向，而只是最后验算式中引进了正面角焊缝的强度增大系数，所以上面的计算具有一定的近似性。
3.4.4 斜角角焊缝的计算：斜角角焊缝一般用于腹板倾斜的T形接头（图3-30），计算时采用与直角角焊缝相同的计算公式，斜角角焊缝不论其有效截面上的应力情况如何，均不考虑焊缝的方向，一律取图3-30所示斜角角焊缝的有效厚度。
3.4.4 斜角角焊缝的计算（续）：图3-30中的根部间隙最大不得超过5mm。当图3-30（a）中的根部间隙大于5mm时，可将板边作成图3-30（b）的形式。
3.5.1 焊接应力的分类和产生的原因：焊接应力（welding stresses）有沿焊缝长度方向的纵向焊接应力、垂直于焊缝长度方向的横向焊接应力和沿厚度方向的焊接应力。
1. 纵向焊接应力 图3-31 施焊时焊缝及附近的温度场和纵向焊接残余应力
图3-32 纵向焊接应力：（a）焊接H型钢，翼缘为轧制或剪切边；（b）焊接H型钢，翼缘为焰切边；（c）焊接方管
2. 横向焊接应力：横向收缩引起的横向应力与施焊方向和先后顺序有关。焊缝冷却时间不同，产生的应力分布也不同（见图3-33c～e）。
图3-33 横向焊接应力
3. 厚度方向的焊接应力 图3-34 厚板中的焊接残余应力
3.5.2 焊接应力对结构性能的影响
4. 对疲劳强度的影响：在焊缝及其附近的主体金属残余拉应力通常达到钢材的屈服强度，此部位为疲劳裂纹最为敏感的区域。因此，焊接残余应力对结构的疲劳强度有明显不利影响。
3.5.3 焊接变形 图3-36 焊接变形：（a）纵向收缩和横向收缩；（b）弯曲变形；（c）角变形；（d）波浪变形；（e）扭曲变形
3.5.4 减小焊接应力和焊接变形的措施：1. 设计上的措施 图3-37 减小焊接应力和焊接变形影响的设计措施：（a）推荐；（b）不推荐；（c）推荐；（d）不推荐；（e）推荐；（f）不推荐；（g）、（j）推荐；（h）、（i）不推荐
2. 工艺上的措施
图3-38 合理的施焊次序：（a）分段退焊；（b）沿厚度分层焊；（c）对角跳焊；（d）钢板分块焊接
图3-39 焊接前反变形
3.6.1 螺栓的排列和其他构造要求：1. 螺栓的排列
图3-40 钢板的螺栓（铆钉）连接：（a）并列；（b）错列
螺栓间距布置要求
1. 螺栓的排列（续）：螺栓最大和最小容许间距。
注：本页容许间距以表格图片形式呈现，建议对照原课件图片补充。
2. 螺栓连接的构造要求
注：本页正文以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
3.6.2 普通螺栓的受剪连接：普通螺栓连接按受力情况可分为三类：螺栓只承受剪力；螺栓只承受拉力；螺栓承受拉力和剪力的共同作用。下面先介绍螺栓受剪时的工作性能与计算方法。
1. 受剪连接的工作性能：抗剪连接是最常见的螺栓连接。如果以图3-42（a）所示的螺栓连接试件做抗剪实验，可得出试件上a、b两点之间的相对位移δ与作用力N的关系曲线[图3-42(b)]。该曲线给出了试件由零载一直加载至连接破坏的全过程，经历了以下四个阶段：1）摩擦传力的弹性阶段；2）滑移阶段；3）栓件传力的弹性阶段；4）弹塑性阶段。
受剪螺栓连接的破坏形式：受剪螺栓连接达到极限承载力时，可能的破坏形式见图3-43 抗剪螺栓连接的破坏形式。
图3-42 单个螺栓抗剪试验结果
2. 单个普通螺栓的受剪计算：普通螺栓的受剪承载力主要有栓杆受剪和孔壁承压两种破坏模式控制，因此应分别计算，取其小值进行设计。假定螺栓受剪面上的剪应力均匀分布，挤压力沿栓杆直径平面（实际上是相应于栓杆直径平面的孔壁部分）均匀分布，受剪承载力设计值按下式计算。
注：公式原文以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
2. 单个普通螺栓的受剪计算（续）：承压承载力设计值按下式计算。
3. 普通螺栓群轴心受剪连接计算：1）普通螺栓群轴心受剪：取单个螺栓受剪承载力设计值与承压承载力设计值的较小值。
注：公式原文以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
3. 普通螺栓群轴心受剪连接计算：本页为图3-44 长接头螺栓的内力分布。
注：图中数值以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
3.6 普通螺栓连接的构造和计算：本页承接图3-44长接头螺栓的内力分布，说明螺栓群内力分布不均匀的折减处理。
注：本页公式以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
3. 普通螺栓群轴心受剪连接计算：2）普通螺栓群偏心受剪
图3-45 螺栓群偏心受剪
2）普通螺栓群偏心受剪（续）：本页承接图3-45 螺栓群偏心受剪的计算式。
注：本页公式以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
2）普通螺栓群偏心受剪（续）：本页仍属螺栓群偏心受剪的计算过程。
注：本页公式以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
3. 普通螺栓群轴心受剪连接计算（续）：本页给出普通螺栓群轴心受剪连接所需螺栓数目的计算式。
注：本页公式以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
3. 普通螺栓群轴心受剪连接计算（续）：本页仍属普通螺栓群受剪连接的计算过程。
注：本页公式以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
3.6.3 普通螺栓的受拉连接：1. 普通螺栓受拉的工作环境
图3-46 受拉螺栓的撬力 图3-47 T形连接中螺栓受拉
2. 单个普通螺栓的抗拉承载力
3. 普通螺栓群受拉：1）螺栓群轴心受拉
注：本页公式以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
3）普通螺栓群受拉：2）螺栓群承受弯矩（图3-48）：M作用下螺栓群连接按弹性设计，其假定为：1）连接板件绝对刚性，螺栓为弹性；2）螺栓群的中和轴位于最下排螺栓的形心处，各螺栓所受拉力与其至中和轴的距离成正比。
图3-48 普通螺栓群弯矩受拉
2）螺栓群承受弯矩（续）：本页承接图3-48，给出弯矩作用下螺栓群最大拉力的计算式。
注：本页公式以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
3.6 普通螺栓连接的构造和计算：本页为图3-49 例3-8图。
注：本页公式与图形以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
2）螺栓群承受弯矩（续）：本页承接图3-49例3-8图，为螺栓群弯矩受拉例题的计算过程。
注：本页公式以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
3）螺栓群偏心受拉
图3-50 螺栓群偏心受拉
3）螺栓群偏心受拉（续）：本页承接图3-50 螺栓群偏心受拉的计算式。
注：本页公式以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
3）螺栓群偏心受拉（续）：本页仍属螺栓群偏心受拉的计算过程。
注：本页公式以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
3.6.4 普通螺栓受剪力和拉力共同作用：同时承受剪力和拉力的普通螺栓，其承载力应满足图3-52所示的相关方程曲线，并验算孔壁承压承载力。
图3-52 拉剪螺栓相关方程曲线
注：相关方程以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
3.6.4 普通螺栓受剪力和拉力共同作用（续）：本页承接图3-52拉剪螺栓相关方程曲线，给出拉剪共同作用下的验算式。
注：本页公式以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
3.7.1 高强度螺栓连接的工作性能和构造要求：1. 高强度螺栓连接的工作性能：高强度螺栓有摩擦型连接和承压型连接两种：摩擦型高强度螺栓—通过板件间摩擦力传递内力，破坏准则为克服摩擦力；承压型高强度螺栓—受力特征与普通螺栓类似。
2. 高强度螺栓连接的构造要求：高强度螺栓设计预拉力P（kN）。
注：设计预拉力取值以表格图片呈现，建议对照原课件图片补充。
2. 高强度螺栓连接的构造要求（续）
3.7.2 高强度螺栓连接的抗剪计算：1. 高强度螺栓摩擦型连接的抗剪承载力设计值：摩擦系数μ。
注：摩擦面抗滑移系数以表格图片呈现，建议对照原课件图片补充。
1. 高强度螺栓摩擦型连接的抗剪承载力设计值（续）：摩擦型连接的承载力取决于构件接触面所提供的摩擦力。摩擦阻力大小与摩擦面抗滑移系数、螺栓预拉力及摩擦面数目有关。单个高强度螺栓的抗剪承载力设计值见式（3-48），式中nf为传力摩擦面数目，单剪时nf=1，双剪时nf=2；P为单个高强度螺栓的设计预拉力，按表3-7采用；μ为摩擦面抗滑移系数，按表3-8采用。
2. 高强度螺栓承压型连接的抗剪承载力设计值：计算方法与普通螺栓连接相同，只是应采用承压型连接高强度螺栓的强度设计值。
2. 高强度螺栓承压型连接的抗剪承载力设计值（续）：对于承压型连接的高强度螺栓，应按普通螺栓的公式计算（但强度设计取值不同）。
3.7.3 高强度螺栓连接的抗拉计算：试验证明，当外拉力过大时，卸荷后螺栓将发生松弛现象，这对连接抗剪性能是不利的，因此规范规定一个高强度螺栓抗拉承载力不得大于预拉力，即见式（3-49），式中取高强度螺栓的预应力。
3.7.4 同时承受剪力和拉力的高强度螺栓连接承载力计算
注：公式原文以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
3.7.4 同时承受剪力和拉力的高强度螺栓连接承载力计算：1. 高强度螺栓摩擦型连接承载力计算
注：本页公式以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
2. 高强度螺栓承压型连接承载力计算
3.7.5 高强度螺栓群的计算：高强度螺栓群受剪，1）轴心受剪高强度螺栓连接所需螺栓数目由下式确定。
注：本页公式以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
高强度螺栓群受剪：2）高强度螺栓群弯矩受拉：弯矩作用下，连接板件接触面始终处于紧密接触状态，弹性性能较好，可认为是一个整体，所以假定连接的中和轴与螺栓群形心轴重合（简图3-53），最外侧螺栓受力最大。按照普通螺栓小偏心受拉中关于弯矩使螺栓产生最大拉力方法的进行分析计算。
图3-53 承受弯矩的高强度螺栓连接
3）高强度螺栓群偏心受拉
3）高强度螺栓群承受拉力、弯矩和剪力的共同作用
图3-54 摩擦型螺栓连接高强度螺栓的应力
3）高强度螺栓群承受拉力、弯矩和剪力的共同作用（续）：本页承接图3-54，给出各螺栓拉力与抗剪承载力的验算式。
注：本页公式以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
3.7 高强度螺栓连接的构造和计算：本页为高强度螺栓连接计算的相关公式页。
注：本页公式以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
3.7 高强度螺栓连接的构造和计算：本页为图3-55 例3-10图。
注：本页公式与图形以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
3.7 高强度螺栓连接的构造和计算：本页承接图3-55例3-10图，为高强度螺栓连接例题的计算过程。
注：本页公式以图片呈现，建议对照原课件图片补充。
本章小结：本章阐述钢结构连接的设计原理和基本计算方法。钢结构连接包括焊接、栓接和铆接等形式。通过本章学习，可以熟悉钢结构工程连接节点的计算方法和连接节点的构造要求。焊缝连接包括焊缝的施工方法、焊缝质量等级与检测、焊缝的构造要求、各种焊缝在多种内力作用下的计算方法和焊缝对结构的影响以及预防措施等。螺栓连接包括螺栓的分类、螺栓连接的破坏形式、连接的构造要求和各种螺栓连接在多种内力作用下的计算方法等。
下载地址：{{downurl}}
{{{a}}}
{{#b}}{{{b}}}
{{/b}} {{/title}} {{#nolog}}登陆注册
{{/nolog}} {{#djsx}}点我刷新
{{/djsx}} {{#gocz}} {{/gocz}} {{#ffqr}} {{/ffqr}}