钢结构的连接.ppt教材

1、力学与结构教研组力学与结构教研组 子项目二子项目二 钢结构的连接钢结构的连接 任务一任务一 焊缝连接焊缝连接 任务二任务二 螺栓连接螺栓连接 大纲要求大纲要求 1.1.了解钢结构连接的种类及各自的特点；了解钢结构连接的种类及各自的特点； 2.2.了解焊接连接的工作性能，了解焊接连接的工作性能，掌握焊接连接的计算掌握焊接连接的计算 方法及构造要求；方法及构造要求； 3.3.了解焊接应力和焊接变形产生的原因及其对结构了解焊接应力和焊接变形产生的原因及其对结构 工作的影响；工作的影响； 4.4.了解螺栓连接的工作性能，了解螺栓连接的工作性能，掌握螺栓连接的计算掌握螺栓连接的计算 和构造要求。和构造要

2、求。 一、一、焊缝连接焊缝连接 钢结构的连接方法钢结构的连接方法 对接焊缝连接对接焊缝连接 优点：不削弱截面，方便施工，连接刚度大；优点：不削弱截面，方便施工，连接刚度大； 缺点：材质易脆，存在残余应力，对裂纹敏感。缺点：材质易脆，存在残余应力，对裂纹敏感。 角焊缝连接角焊缝连接 三、螺栓连接三、螺栓连接 优点：连接刚度大，传力可靠；优点：连接刚度大，传力可靠； 分为：分为： 普通螺栓连接普通螺栓连接 高强度螺栓连接高强度螺栓连接 二、铆钉连接二、铆钉连接 N 缺点：对施工技术要求很高，缺点：对施工技术要求很高， 劳动强度大，施工条件差，劳动强度大，施工条件差， 施施 工速度慢。工速度慢。 一

3、、钢结构常用焊接方法一、钢结构常用焊接方法 1.1.手工电弧焊手工电弧焊 A、焊条的选择：、焊条的选择： 焊条应与焊件钢焊条应与焊件钢 材相适应。材相适应。 原理：利用电弧产生热量原理：利用电弧产生热量 熔化焊条和母材形熔化焊条和母材形 成焊缝。成焊缝。 任务一任务一 焊缝连接焊缝连接 焊机焊机 导线导线 熔池熔池 焊条焊条 焊钳焊钳 保护气体保护气体 焊件焊件 电弧电弧 Q390Q390、Q420Q420钢选择钢选择E55E55型焊条型焊条(E5500-5518)(E5500-5518) Q345Q345钢选择钢选择E50E50型焊条型焊条(E5000-5048)(E5000-5048) B

4、 B、焊条的表示方法：、焊条的表示方法：E焊条焊条( (Electrode) ) 第第1 1、2 2位数字为熔融金属的最小抗拉强度位数字为熔融金属的最小抗拉强度（kgf/mm2) ) 第第3 3、4 4适用焊接位置、电流及药皮的类型。适用焊接位置、电流及药皮的类型。 不同钢种的钢材焊接，宜采用与低强度钢材相适应的焊条。不同钢种的钢材焊接，宜采用与低强度钢材相适应的焊条。 缺点：质量波动大，要求焊工等级高，劳动强度大，效率低。缺点：质量波动大，要求焊工等级高，劳动强度大，效率低。 优点：方便，特别在高空和野外作业，小型焊接；优点：方便，特别在高空和野外作业，小型焊接； Q235Q235钢选择钢选

5、择E43E43型焊条（型焊条（E4300-E4328)E4300-E4328) C C、优、缺点、优、缺点 2.2.埋弧焊（自动或半自动）埋弧焊（自动或半自动） 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 焊丝转盘焊丝转盘 送丝器送丝器焊剂漏斗焊剂漏斗 焊剂焊剂 熔渣熔渣 焊件焊件 埋弧自动焊埋弧自动焊 A A、焊丝的选择应与焊件等强度。、焊丝的选择应与焊件等强度。 B B、优、缺点：、优、缺点： 优点：自动化程度高，焊接速度快，劳动强度低，优点：自动化程度高，焊接速度快，劳动强度低， 焊接质量好。焊接质量好。 缺点：设备投资大，施工位置受限等。缺点：设备投资大，施工位

6、置受限等。 送送 丝丝 器器 机机 器器 3.3.气体保护焊气体保护焊 优、缺点：优、缺点： 优点：焊接速度快，焊接质优点：焊接速度快，焊接质 量好。量好。 缺点：施工条件受限制等。缺点：施工条件受限制等。 1.1.焊接连接形式焊接连接形式 搭接搭接 角部连接角部连接 T形连接形连接 对接对接 二二 焊缝的形式与构造焊缝的形式与构造 2.2.焊缝形式焊缝形式 （1）对接焊缝）对接焊缝 正对接焊缝正对接焊缝 （2）角焊缝）角焊缝 T型对接焊缝型对接焊缝斜对接焊缝斜对接焊缝 3. 3. 焊缝位置焊缝位置 1 1、对接焊缝的坡口形式、对接焊缝的坡口形式: : （一）（一） 对接焊缝的构造对接焊缝的构

7、造 对接焊缝的焊件常做坡口，坡口形式与对接焊缝的焊件常做坡口，坡口形式与板厚和板厚和 施工条件施工条件有关。有关。 t-t-焊件厚度焊件厚度 (1)(1)当当:t6mm(:t6mm(手工焊手工焊),t10mm(),t20mm(3)t20mm时，宜采用时，宜采用U形、形、K形、形、X形坡口。形坡口。 C=0.52mm （a） C=23mm （b） C=23mm （C） p p （d） C=34mmp p C=34mm p p （e） C=34mm p p （f） 2 2、V V形、形、U U形坡口焊缝单面施焊，但背面需进行补焊；形坡口焊缝单面施焊，但背面需进行补焊； 3 3、对接焊缝的起、灭弧点

8、易出现缺陷，故一般用引弧、对接焊缝的起、灭弧点易出现缺陷，故一般用引弧 板引出，焊完后将其切去；不能做引弧板时，每条板引出，焊完后将其切去；不能做引弧板时，每条 焊缝的计算长度等于实际长度减去焊缝的计算长度等于实际长度减去2t2t1 1，t t1 1较薄焊较薄焊 件厚度；件厚度； 4 4、当板件厚度或宽度在一侧相差大于、当板件厚度或宽度在一侧相差大于4mm4mm时，应做坡时，应做坡 度不大于度不大于1:2.5(1:2.5(静载静载) )或或1:4(1:4(动载动载) )的斜角，以平缓的斜角，以平缓 过度，减小应力集中。过度，减小应力集中。 1:2.5 1:2.5 he hf hf 普通式普通式

9、 he hf 1.5hf 平坡式平坡式 1 1、角焊缝的形式、角焊缝的形式: : （二）角焊缝（二）角焊缝 直角角焊缝、斜角角焊缝直角角焊缝、斜角角焊缝 （1 1）直角角焊缝直角角焊缝 he hf hf 凹面式凹面式 按he=0.7hf 斜角角焊缝 按he=0.7hf (a) hf hf hf hf a）锐角角焊缝；b）钝角角焊缝 (b) 按he=hf cos hf hf hf hf 2 按he=hf cos 2 （2）斜角角焊缝斜角角焊缝 对于对于135135o o 或或606mmt6mm时，时，h hf,max f,maxt-(1 t-(12)mm2)mm； hf f t t1 1 t （

10、2 2）最小焊脚尺寸）最小焊脚尺寸hf,min 为了避免在焊缝金属中由于冷却速度快而产生淬为了避免在焊缝金属中由于冷却速度快而产生淬 硬组织，导致母材开裂，硬组织，导致母材开裂，hf,min应满足以下要求应满足以下要求: : )(5 . 1 2min, 计计算算数数值值只只进进不不舍舍！th f 式中式中: : t t2-较厚焊件厚度较厚焊件厚度 另另: :对于埋弧自动焊对于埋弧自动焊hf,min可减去可减去1mm; ; 对于对于T型连接单面角焊缝型连接单面角焊缝hf,min应加上应加上1mm; ; 当当t t24mm时时, , hf,min=t=t2 （3 3）侧面角焊缝的最大计算长度）侧面

11、角焊缝的最大计算长度 侧面角焊缝在弹性工作阶段沿长度方向受力均，侧面角焊缝在弹性工作阶段沿长度方向受力均， 两端大而中间小。焊缝长度越长，应力集中系数越大。两端大而中间小。焊缝长度越长，应力集中系数越大。 如果焊缝长度不是太大，焊缝两端达到屈服强度后，如果焊缝长度不是太大，焊缝两端达到屈服强度后， 继续加载，应力会渐趋均匀；当焊缝长度达到一定的继续加载，应力会渐趋均匀；当焊缝长度达到一定的 长度后，可能破坏首先发生在焊缝两端，故：长度后，可能破坏首先发生在焊缝两端，故： fw hl60 注注： 1 1、当实际长度大于以上值时，计算时不与考虑；、当实际长度大于以上值时，计算时不与考虑； 2 2、

12、当内力沿侧焊缝全长分布时，不受上式限制。、当内力沿侧焊缝全长分布时，不受上式限制。 （4 4）侧面角焊缝的最小计算长度）侧面角焊缝的最小计算长度 对于焊脚尺寸大而长度小的焊缝，焊件局部加对于焊脚尺寸大而长度小的焊缝，焊件局部加 热严重且起落弧坑相距太近，以及可能产生缺陷，热严重且起落弧坑相距太近，以及可能产生缺陷， 使焊缝不可靠。故为了使焊缝具有一定的承载力，使焊缝不可靠。故为了使焊缝具有一定的承载力， 规范规定：规范规定： mmhlfw408且不得小于 （5）搭接连接的构造要求）搭接连接的构造要求 当板件端部仅采用两条侧面角焊缝连接时：当板件端部仅采用两条侧面角焊缝连接时： A、为了避免应力

13、传递的过分弯折而使构件中应力、为了避免应力传递的过分弯折而使构件中应力 不均，规范规定：不均，规范规定： bl w ）（或或 ）（ mmtmm mmttb 12190 1216 1 11 B、为了避免焊缝横向收、为了避免焊缝横向收 缩时引起板件的拱曲缩时引起板件的拱曲 太大，规范规定：太大，规范规定： t1 t2 b w l D. 在在 搭接连接中，搭接长度不得小于焊件较小厚搭接连接中，搭接长度不得小于焊件较小厚 度的度的5倍，且不得小于倍，且不得小于25mm。 C. 当角焊缝的端部位于构件转角处时，应作当角焊缝的端部位于构件转角处时，应作2h2hf f的的绕绕 角焊角焊，且转角处必须连续施焊

14、。，且转角处必须连续施焊。 b w l 2hf f 2551且且t t1 t2 三三 常用焊缝的表示方法常用焊缝的表示方法 焊缝质量检查焊缝质量检查 外观检查：外观检查：检查外观缺陷和几何尺寸；检查外观缺陷和几何尺寸； 内部无损检验：内部无损检验：检验内部缺陷。检验内部缺陷。 内部检验主要采用超声内部检验主要采用超声 波，有时还用磁粉检验波，有时还用磁粉检验 荧光检验等辅助检验方荧光检验等辅助检验方 法。还可以采用法。还可以采用X X射线或射线或 射线透照或拍片。射线透照或拍片。 钢结构工程施工及验收规范钢结构工程施工及验收规范规定：规定： 焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级焊缝按其检验

15、方法和质量要求分为一级、二级 和三级。和三级。 三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查且符合三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查且符合 三级质量标准；三级质量标准； 一、二级焊缝除外观检查外，尚要求一定数一、二级焊缝除外观检查外，尚要求一定数 量的超声波检验并符合相应级别的质量标准。量的超声波检验并符合相应级别的质量标准。 四四 焊缝的计算焊缝的计算 对接焊缝分为：对接焊缝分为：焊透焊透和和部分焊透（自学）部分焊透（自学）两种；两种； 动荷载作用下部分焊透的对接焊缝不宜用做动荷载作用下部分焊透的对接焊缝不宜用做垂直受力垂直受力 方向方向的连接焊缝；的连接焊缝； 对于静载作用下的一级和二级对接焊缝其强

16、度可视为对于静载作用下的一级和二级对接焊缝其强度可视为 与母材相同，不与计算。三级焊缝需进行计算与母材相同，不与计算。三级焊缝需进行计算 NN t （一）（一） 对接焊缝的计算对接焊缝的计算 1、轴心力作用下的对接焊缝计算轴心力作用下的对接焊缝计算 w c w t w ff tl N 或 式中：式中： N轴心拉力或压力；轴心拉力或压力； t板件较小厚度；板件较小厚度；T形连接中为腹板厚度；形连接中为腹板厚度； f ft tw w、f fc cw w 对接焊缝的抗拉和抗压强度设计值。对接焊缝的抗拉和抗压强度设计值。 NN l lw w t A 当不满足上式时，可采用斜对当不满足上式时，可采用斜对

17、 接焊缝连接如图接焊缝连接如图B。 w v w w c w t w f tl N ff tl N cos sin 或 另另: :当当tantan1.51.5时时, ,不用验算不用验算! ! NN t B Nsinsin Ncoscos l lw w （2）工字形截面梁对接连接计算工字形截面梁对接连接计算 w tf 1 . 13 2 1 2 1 M V1 焊缝截面焊缝截面 A A、对于焊缝的、对于焊缝的max max和 和max max应满足相应要求； 应满足相应要求； max 1 1 max B B、对于翼缘与腹板交接点焊缝、对于翼缘与腹板交接点焊缝（1点）点），其折算应，其折算应 力尚应满足

18、下式要求：力尚应满足下式要求： 1.11.1考虑最大折算应力只在局部出现的强度增大系数。考虑最大折算应力只在局部出现的强度增大系数。 （二）直角角焊缝的强度计算公式：（二）直角角焊缝的强度计算公式： we x f lh N we y f lh N N Ny Nx 2 f f f = f h he e l lw w 45O45O h hf f w f f ew ff hl N 对于正面角焊缝，对于正面角焊缝，f f=0=0 对于侧面角焊缝，对于侧面角焊缝，f f=0=0 w f ew ff hl N 以上各式中：以上各式中： h he e=0.7h=0.7hf f； l lw w角焊缝计算长度，

19、考虑起灭弧缺陷时，每条角焊缝计算长度，考虑起灭弧缺陷时，每条 焊缝取其实际长度减去焊缝取其实际长度减去2h2hf f。 ew w ff hlfN 各种受力状态下的直角角焊缝连接计算各种受力状态下的直角角焊缝连接计算 w f we f f lh N 1 1、轴心力作用下、轴心力作用下 (1)(1)轴心力作用下的盖板对接连接轴心力作用下的盖板对接连接: : A A、仅采用侧面角焊缝连接：仅采用侧面角焊缝连接： B B、采用三面围焊连接：、采用三面围焊连接： w f ew f f hl NN NN l lw w l lw w (2)(2)T形角焊缝连接形角焊缝连接 ew f hl N cos ew

20、f hl N sin w ff f f f 2 2 N Nx x N Ny y N N 2 w l 2 w l N N 验算焊缝强度，即验算焊缝强度，即: : (3)(3)角钢角焊缝连接角钢角焊缝连接 A A、仅采用侧面角焊缝连接、仅采用侧面角焊缝连接 2211 21 eNeN NNN 由力及力矩平衡得由力及力矩平衡得: : 故故: : Nk ee e NN Nk ee e NN 2 21 1 2 1 21 2 1 肢尖焊缝内力分配系数肢尖焊缝内力分配系数 肢背焊缝内力分配系数肢背焊缝内力分配系数 2 21 1 2 1 21 2 1 k ee e k k ee e k N e1 e2 b N1

21、 N2 xx l lw1 w1 l lw2 w2 B B、采用三面围焊采用三面围焊 2 2 3 22 3 11 N NkN N NkN 由力及力矩平衡得由力及力矩平衡得: : w f fewfhlN333 w f fefbhN33 余下的问题同情况余下的问题同情况A，即，即: : N e1 e2 b N1 N2 xx N3 l lw1 w1 l lw2 w2 31 232 NNN NkN C C、采用、采用L L形围焊形围焊 可得可得: : 对于设计问题对于设计问题: : 0 2 N 3 3 3 1 1 1 w w f f f w f e w lf N h fh N l N e1 e2 b N

22、1 xx N3 l lw1 w1 例1 试设计角钢与连接板的连接焊缝，轴心设计N=803kN (静)，角钢为21258010，长肢相连，连接厚度t=12mm, 钢材Q235，手工焊，焊条E43。 N xx N 解：1确定焊角尺寸 2mm. 5125 . 1t5 . 1h 9mm8)21 (10)21 (t 12mm102 . 12t. 1 h maxfmin 1 min fmax 8mmhf 273kN16022. 112587 . 02fb7h. 02N fff3 No Image 2.计算焊缝长度，确定节 点板形状端焊缝受力 肢尖、肢背所需焊缝长： No Image 225mm 16087

23、 . 02 10403 f7h. 02 N l 3 ff 1 1 实际取225+5=230mm 86mm 16087 .02 10154 f7h.02 N l 3 ff 2 2 实际取86+5=91mm,取90mm 154KN 2 273 80335. 0 2 N NN 403KN 2 273 80365. 0 2 N NN 3 22 3 11 肢尖、肢背受力： 五五 焊接应力和焊接变形焊接应力和焊接变形 （一）焊接残余应力的分类及其产生的原因（一）焊接残余应力的分类及其产生的原因 1 1、焊接残余应力的分类、焊接残余应力的分类 A A、纵向焊接残余应力纵向焊接残余应力沿焊缝长度方向沿焊缝长度

24、方向; ; B B、横向焊接残余应力横向焊接残余应力垂直于焊缝长度方向垂直于焊缝长度方向; ; C C、沿厚度方向的焊接残余应力。沿厚度方向的焊接残余应力。 2 2、焊接残余应力产生的原因、焊接残余应力产生的原因 纵向焊接残余应力纵向焊接残余应力 焊接过程是一个不均匀的加热和冷却过程，焊件上焊接过程是一个不均匀的加热和冷却过程，焊件上 产生不均匀的温度场，焊缝处可达产生不均匀的温度场，焊缝处可达16001600o oC C，而邻近区域，而邻近区域 温度骤降。高温钢材膨胀大，但受到两侧温度低、膨胀温度骤降。高温钢材膨胀大，但受到两侧温度低、膨胀 小的钢材限制，产生小的钢材限制，产生热态塑性压缩热

25、态塑性压缩，焊缝冷却时被，焊缝冷却时被塑性塑性 压缩压缩的焊缝区趋向收缩，但受到两侧钢材的限制而产生的焊缝区趋向收缩，但受到两侧钢材的限制而产生 拉应力拉应力。对于低碳钢和低合金钢，该拉应力可以使钢材。对于低碳钢和低合金钢，该拉应力可以使钢材 达到达到屈服强度屈服强度。 + - - 500500o oC C 800800o oC C 300300o oC C 300300o oC C 500500o oC C 800800o oC C 施施 焊焊 方方 向向 8cm 6 4 2 0 2 4 6 8cm - - - - - + + (a) 焊缝纵向收缩焊缝纵向收缩 时的变形趋势时的变形趋势 -

26、+ - (b) 焊缝纵向收缩焊缝纵向收缩 时的横向应力时的横向应力 x y + - + 施施 焊焊 方方 向向 (c) 焊缝横向收缩焊缝横向收缩 时的横向应力时的横向应力 x y - + - + (d) 焊缝横向焊缝横向 残余应力残余应力 y x 结论：结论： 焊接残余应力的存在增大了结构的变形，即降低焊接残余应力的存在增大了结构的变形，即降低 了结构的刚度。了结构的刚度。 另外，对于轴心受压构件，焊接残余应力使其挠另外，对于轴心受压构件，焊接残余应力使其挠 曲刚度减小，降低压杆的稳定承载力。曲刚度减小，降低压杆的稳定承载力。 焊接变形焊接变形 焊接变形包括：焊接变形包括：纵向收缩、纵向收缩、

27、横向收缩横向收缩、弯曲变形弯曲变形、 角变形角变形和和扭曲变形扭曲变形等，通常是几种变形的组合。等，通常是几种变形的组合。 减小焊接残余应力和焊接变形的措施减小焊接残余应力和焊接变形的措施 1 1、设计上的措施；设计上的措施； （1 1）焊接位置的合理安排）焊接位置的合理安排 （2 2）焊缝尺寸要适当）焊缝尺寸要适当 （3 3）焊缝数量要少，且不宜过分集中）焊缝数量要少，且不宜过分集中 （4 4）应尽量避免两条以上的焊缝垂直交叉）应尽量避免两条以上的焊缝垂直交叉 （5 5）应尽量避免母材在厚度方向的收缩应力）应尽量避免母材在厚度方向的收缩应力 2 2、加工工艺上的措施、加工工艺上的措施 （1

28、1）采用合理的施焊顺序）采用合理的施焊顺序 （2 2）采用反变形处理）采用反变形处理 （3 3）小尺寸焊件，应焊前预热或焊后回火处理）小尺寸焊件，应焊前预热或焊后回火处理 任务二任务二 螺栓连接螺栓连接 一、螺栓的种类一、螺栓的种类 1.1.普通螺栓普通螺栓 C级级-粗制螺栓粗制螺栓，性能等级为，性能等级为4.6或或4.8级；级； 4表示表示f fu u400N/mm400N/mm2 2, , 0.6或或0.8表示表示f fy y/f/fu u=0.6=0.6或或0.80.8； 类孔类孔，孔径，孔径(d(do o)-)-栓杆直径栓杆直径(d) (d) 1 13mm3mm。 A、B级级-精制螺栓

29、精制螺栓，性能等级为，性能等级为5.6或或8.8级级; ; 5或或8表示表示f fu u500500或或800800N/mmN/mm2 2, , 0.6或或0.8表示表示f fy y/f/fu u=0.6=0.6 或或0.80.8；类孔类孔，孔径，孔径(d(do o)-)-栓杆直径栓杆直径(d)(d)0.30.30.5mm0.5mm。 按其加工的精细程度和强度分为按其加工的精细程度和强度分为: :A、B、C三个级别。三个级别。 2.2.高强度螺栓高强度螺栓 由由4545号、号、40B40B和和20MnTiB20MnTiB钢加工而成，并经过热处理钢加工而成，并经过热处理 45号8.8级； 40B

30、和20MnTiB10.9级 （a a）大六角头螺栓）大六角头螺栓 （b b）扭剪型螺栓）扭剪型螺栓 扭剪型高强度螺栓扭剪型高强度螺栓 二、螺栓的排列二、螺栓的排列 1.1.并列并列简单、整齐、紧凑所用连接板尺寸小，但构简单、整齐、紧凑所用连接板尺寸小，但构 件截面削弱大；件截面削弱大； B B 错列错列A A 并列并列 中距中距 中距中距边距边距 边距边距 端距端距 2.2.错列错列排列不紧凑，所用连接板尺寸大，但构件截排列不紧凑，所用连接板尺寸大，但构件截 面削弱小；面削弱小； 3.3.螺栓排列的要求螺栓排列的要求 （1 1）受力要求）受力要求: : 垂直受力方向：垂直受力方向：为了防止螺栓

31、应力集中相互影响、为了防止螺栓应力集中相互影响、 截面削弱过多而降低承载力，截面削弱过多而降低承载力，螺栓的边距和端距不螺栓的边距和端距不 能太小；能太小； 顺力作用方向：顺力作用方向：为了防止板件被拉断或剪坏，为了防止板件被拉断或剪坏，端距端距 不能太小；不能太小； 对于受压构件：对于受压构件：为防止连接板件发生鼓曲，为防止连接板件发生鼓曲，中距不中距不 能太大。能太大。 （2 2）构造要求；）构造要求； 螺栓的边距和中距不宜太大，以免板件间贴合螺栓的边距和中距不宜太大，以免板件间贴合 不密，潮气侵入腐蚀钢材。不密，潮气侵入腐蚀钢材。 （3 3）施工要求）施工要求 为了便于扳手拧紧螺母，螺栓

32、中距应不小于为了便于扳手拧紧螺母，螺栓中距应不小于3d3do o。 根据以上要求，规范给定了螺栓的容许间距。根据以上要求，规范给定了螺栓的容许间距。 三、螺栓连接的构造要求三、螺栓连接的构造要求 为了保证连接的可靠性，每个杆件的节点或拼接接头一端不宜为了保证连接的可靠性，每个杆件的节点或拼接接头一端不宜 少于少于两个永久螺栓两个永久螺栓，但组合构件的缀条除外；，但组合构件的缀条除外； 直接承受动荷载的普通螺栓连接应采用直接承受动荷载的普通螺栓连接应采用双螺帽双螺帽，或其他措施以，或其他措施以 防螺帽松动；防螺帽松动； C C级螺栓宜用于沿杆轴方向的受拉连接，以下情况可用于抗剪级螺栓宜用于沿杆轴

33、方向的受拉连接，以下情况可用于抗剪 连接：连接： 1 1、承受静载或间接动载的次要连接；、承受静载或间接动载的次要连接； 2 2、承受静载的可拆卸结构连接；、承受静载的可拆卸结构连接； 3 3、临时固定构件的安装连接。、临时固定构件的安装连接。 型钢构件拼接采用高强螺栓连接时，为保证接触面紧密，应采型钢构件拼接采用高强螺栓连接时，为保证接触面紧密，应采 用钢板而不能采用型钢作为拼接件；用钢板而不能采用型钢作为拼接件； 四、普通螺栓连接的计算四、普通螺栓连接的计算 F N F A 只受剪力只受剪力B 只受拉力只受拉力C 剪力和拉力剪力和拉力 共同作用共同作用 （一）普通螺栓抗剪连接工作性能和（一

34、）普通螺栓抗剪连接工作性能和 破坏形式破坏形式 1.1.工作性能工作性能 对图示螺栓连接做抗剪试验对图示螺栓连接做抗剪试验, ,即可得即可得 到板件上到板件上a、b两点相对位移两点相对位移和作用力和作用力 N的关系曲线的关系曲线, ,该曲线清楚的揭示了抗该曲线清楚的揭示了抗 剪螺栓受力的四个阶段剪螺栓受力的四个阶段, ,即：即： (1)(1)摩擦传力的弹性阶段摩擦传力的弹性阶段(0(01 1段段) ) 直线段直线段连接处于弹性状态；连接处于弹性状态； 该阶段较短该阶段较短摩擦力较小。摩擦力较小。 N O 1 2 3 4 N N a b N N/2 N/2 2.2.破坏形式破坏形式 （1 1）螺

35、栓杆被剪坏）螺栓杆被剪坏 栓杆较细而板件较厚时栓杆较细而板件较厚时 （2 2）孔壁的挤压破坏）孔壁的挤压破坏 栓杆较粗而板件较薄时栓杆较粗而板件较薄时 （3 3）板件被拉断）板件被拉断 截面削弱过多时截面削弱过多时 以上破坏形式予以计算解决。以上破坏形式予以计算解决。 N/2 N N/2 N N N N （4 4）板件端部被剪坏）板件端部被剪坏( (拉豁拉豁) ) 端矩过小时；端矩不应小于端矩过小时；端矩不应小于2d2dO O NN （5 5）栓杆弯曲破坏）栓杆弯曲破坏 螺栓杆过长；栓杆长度不应大于螺栓杆过长；栓杆长度不应大于5d5d 这这 两两 种种 破破 坏坏 构构 造造 解解 决决 N/

36、2 N N/2 （二）抗剪螺栓的单栓承载力设计值（二）抗剪螺栓的单栓承载力设计值 由破坏形式知由破坏形式知抗剪螺栓的承载力取抗剪螺栓的承载力取 决于螺栓杆受剪和孔壁承压两种情况，决于螺栓杆受剪和孔壁承压两种情况， 故单栓抗剪承载力由以下两式决定故单栓抗剪承载力由以下两式决定: : nv剪切面数目剪切面数目； d螺栓杆直径；螺栓杆直径； fvb、fcb螺栓抗剪和承压强度设计值；螺栓抗剪和承压强度设计值； t t连接接头一侧承压构件总厚度的较小值。连接接头一侧承压构件总厚度的较小值。 b c b v b NNN，min min 单栓抗剪承载力：单栓抗剪承载力： b vv b vf d nN 4 2

37、 抗剪承载力：抗剪承载力： b c b cf tdN 承压承载力：承压承载力： d 剪切面数目剪切面数目n nv v N N 1 v n单单剪剪： N N/2 N/2 2 v n双双剪剪： 4 v n四四剪剪： N/2 N/3 N/3 N/3 N/2 （三）普通螺栓群抗剪连接计算（三）普通螺栓群抗剪连接计算 1 1、普通螺栓群轴心力作用下抗剪计算、普通螺栓群轴心力作用下抗剪计算 N/2 N l l1 1 N/2 平均值平均值 螺栓的内力分布螺栓的内力分布 试验证明试验证明, ,栓群在轴栓群在轴 力作用下各个螺栓的内力力作用下各个螺栓的内力 沿栓群长度方向不均匀，沿栓群长度方向不均匀， 两端大两

38、端大, ,中间小。中间小。 当当l l1 115d15d0 0(d(d0 0为孔径为孔径) )时，时， 连接进入弹塑性工作状态后，连接进入弹塑性工作状态后， 内力重新分布，各个螺栓内内力重新分布，各个螺栓内 力趋于相同，故设计时假定力趋于相同，故设计时假定N 有各螺栓均担。有各螺栓均担。 b N N n min 所以，连接所需螺栓数为：所以，连接所需螺栓数为： 当当l l1 115d15d0 0(d(d0 0为孔径为孔径) )时，连接进入弹塑性工作状时，连接进入弹塑性工作状 态后，即使内力重新分布态后，即使内力重新分布, ,各个螺栓内力也难以均匀，各个螺栓内力也难以均匀， 端部螺栓首先破坏端部

39、螺栓首先破坏, ,然后依次破坏。由试验可得连接的然后依次破坏。由试验可得连接的 抗剪强度折减系数抗剪强度折减系数与与l l1 1/d/d0 0的关系曲线的关系曲线。 0 1 010 150 1 . 1 6015 d l dld 时：当 ECCS 试验曲线试验曲线 8.88.8级级 M22M22 我国规范我国规范 1.0 0.75 0.5 0.25 0 10 20 30 40 50 60 70 80 l l1 1/d/d0 0 平均值平均值 长连接螺栓的内力分布长连接螺栓的内力分布 7.0 60 01 时：时：当当dl b N N n min 故，连接所需栓数：故，连接所需栓数： NN b t

40、t t t1 1 b1 普通螺栓群轴心力作用下，为了防止板件被拉断尚应进行板 件的净截面验算。 拼接板的危险截面为拼接板的危险截面为2-2截面截面: : A A、螺栓采用并列排列时、螺栓采用并列排列时: : 主板的危险截面为主板的危险截面为1-1截面截面: : 1 1 2 2 主板厚度。主板宽度；危险截面上的螺栓数； 螺栓孔直径；钢材强度设计值 tbm dftdmbA f A N n n 001 , 1 , ; 拼接板厚度。拼接板厚度。危险截面上的螺栓数；危险截面上的螺栓数；拼接板宽度；拼接板宽度； 螺栓孔直径；螺栓孔直径；钢材强度设计值钢材强度设计值 11 0101 2, 2, ; 5 .

41、0 tmb dftdmbA f A N n n （一）普通螺栓抗拉连接的工作性能（一）普通螺栓抗拉连接的工作性能 三、普通螺栓的抗拉连接三、普通螺栓的抗拉连接 抗拉螺栓连接在外力作用下，抗拉螺栓连接在外力作用下，连接板件接触面有连接板件接触面有 脱开趋势脱开趋势，螺栓杆受杆轴方向拉力作用，以，螺栓杆受杆轴方向拉力作用，以栓杆被拉栓杆被拉 断为其破坏形式。断为其破坏形式。 （二）（二）单单个普通螺栓的抗拉承载力设计值个普通螺栓的抗拉承载力设计值 b t e b t e b t f d fAN 4 式中：式中：A Ae e-螺栓的有效截面面积；螺栓的有效截面面积； d de e-螺栓的有效直径；螺栓的有效直径； f ft tb b-螺栓的抗拉强度设计值。螺栓的抗拉强度设计值。 （三）普通螺栓群的轴拉设计（三）普通螺栓群的轴拉设计 一般假定每个螺栓均匀受力，因此，连