《钢结构的连接》ppt课件

1、Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接 焊接衔接的方法及特性焊接衔接的方法及特性 对接焊缝衔接的构造和计算对接焊缝衔接的构造和计算 角焊缝衔接的构造和计算角焊缝衔接的构造和计算 螺栓衔接的构造和计算螺栓衔接的构造和计算 主主 要要 内内 容容 焊接衔接的构造和计算焊接衔接的构造和计算 螺栓衔接的构造和计算螺栓衔接的构造和计算 重重 点点第第4 4章章 钢构造的衔接钢构造的衔接Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接4.1概

2、概 述述Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接焊缝衔接焊缝衔接螺栓衔接螺栓衔接铆钉衔接铆钉衔接Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接优点：不减弱截面，加工方便，焊接刚度大，衔接的密封性好优点：不减弱截面，加工方便，焊接刚度大，衔接的密封性好 缺陷：材质易脆，存在剩余应力，对裂纹敏感。缺陷：材质易脆，存在剩余应力，对裂纹敏感。 优点：安装方便，易于装配优点：安装方便，易于装配缺陷：需求开孔，对构件截面有一定的减弱，构造较繁

3、。缺陷：需求开孔，对构件截面有一定的减弱，构造较繁。 衔接受力性能较好，但构造复杂，目前已很少采用。衔接受力性能较好，但构造复杂，目前已很少采用。Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接一、钢构造常用焊接方法一、钢构造常用焊接方法4.2电弧焊电弧焊电渣焊电渣焊气体维护焊气体维护焊电阻焊电阻焊常常用用焊焊接接方方法法Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接原原 理理 在涂有焊药的焊条和在涂有焊药的焊条和焊件间产生电弧，由电弧焊

4、件间产生电弧，由电弧提供热源，使焊条溶化，提供热源，使焊条溶化，滴落在焊件上被电弧吹成滴落在焊件上被电弧吹成的小凹槽溶池中，并与焊的小凹槽溶池中，并与焊件溶化部分冷却后凝结成件溶化部分冷却后凝结成焊缝，把构件衔接成一体。焊缝，把构件衔接成一体。 Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接原原 理理 利用电流经过熔渣时利用电流经过熔渣时所产生的热量来熔化金属所产生的热量来熔化金属的一种方法。焊丝作为电的一种方法。焊丝作为电极伸入并穿过渣池，使渣极伸入并穿过渣池，使渣池产生电阻热将焊件金属池产生电阻热将焊件金属及焊

5、丝熔化，堆积于熔池及焊丝熔化，堆积于熔池中，构成焊缝。中，构成焊缝。 Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接气体维护焊气体维护焊电电 阻阻 焊焊原原 理理 利用二氧化碳气利用二氧化碳气体或其它惰性气体作体或其它惰性气体作为维护介质的一种电为维护介质的一种电弧熔焊方法。弧熔焊方法。 原原 理理 电流经过焊件接头的接触电流经过焊件接头的接触面及临近区域产生的电阻能面及临近区域产生的电阻能热，将被焊金属加热到部分热，将被焊金属加热到部分熔化或到达高温塑性外形，熔化或到达高温塑性外形，在外力的作用下构成结实的在外力

6、的作用下构成结实的焊接接头。焊接接头。 Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接 钢构造中常用的焊条型钢构造中常用的焊条型号有号有E43E43、E50E50和和 E55E55系列。系列。不同钢种的钢材焊接时，宜不同钢种的钢材焊接时，宜采用与低强度钢材相顺应的采用与低强度钢材相顺应的焊条。焊条。阐明阐明Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接二、焊缝方式二、焊缝方式T T型衔接型衔接角接角接对接对接搭接搭接Suzhou Uni

7、versity of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接正对接焊缝正对接焊缝斜对接焊缝斜对接焊缝2.按受力特性不同划分按受力特性不同划分Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接三、焊缝缺陷及焊缝质量检查规范三、焊缝缺陷及焊缝质量检查规范1Suzhou University of Science & Technology第第4章章

8、 钢结构的连接钢结构的连接2要求用超声波或射线检要求用超声波或射线检验每条焊缝全部长度验每条焊缝全部长度 要求用超声波检验每要求用超声波检验每条焊缝长度的条焊缝长度的2020 一级一级三级三级焊缝按检验焊缝按检验方法和质量方法和质量要求分三级要求分三级二级二级要求经过外观检查要求经过外观检查 Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接四、焊缝表示四、焊缝表示 .b指引线指引线基准线基准线根本符号根本符号Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的

9、连接钢结构的连接五、焊接剩余应力和焊接剩余变形五、焊接剩余应力和焊接剩余变形焊接升温时焊缝焊接升温时焊缝附近的应力场附近的应力场焊缝冷却时，焊缝及附近焊缝冷却时，焊缝及附近金属产生拉应力，距焊缝金属产生拉应力，距焊缝稍远区段内产生压应力稍远区段内产生压应力 Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接焊接剩余应力焊接剩余应力加热温度到达出现热塑性加热温度到达出现热塑性 钢板部分加热钢板部分加热 钢板厚度方向具有一定的刚度钢板厚度方向具有一定的刚度 焊接剩余应力产生的条件焊接剩余应力产生的条件Suzhou Univ

10、ersity of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接 纵向焊接剩余应力纵向焊接剩余应力沿焊缝长度方向沿焊缝长度方向 横向焊接剩余应力横向焊接剩余应力垂直于焊缝长度方向垂直于焊缝长度方向 沿厚度方向的焊接剩余应力沿厚度方向的焊接剩余应力焊接剩余应力是内应力，在焊件内自相平衡。焊接剩余应力是内应力，在焊件内自相平衡。焊缝附近为拉应力，焊缝稍远区产生压应力。焊缝附近为拉应力，焊缝稍远区产生压应力。2Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接1对构造静力强度的影响对构

11、造静力强度的影响f f+-b bf fy y+-b bfyfyNyNyl焊接剩余应力对构造的静力强度没有影响。焊接剩余应力对构造的静力强度没有影响。+-f fy yf fb bB Bt t44Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接f f+-b bf fy yNN+-f fy yf fNNb bB Bt tSuzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接 对于厚板或交叉焊缝，将产生三向焊接对于厚板或交叉焊缝，将产生三向焊接剩余拉应力

12、，添加了钢材低温脆断倾向。剩余拉应力，添加了钢材低温脆断倾向。 三向焊接剩余拉应力降低资料的塑性，从三向焊接剩余拉应力降低资料的塑性，从而疲劳强度降低！而疲劳强度降低！Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接包括：纵向收缩、横向收缩、弯曲变形、角变形和扭曲变形等，包括：纵向收缩、横向收缩、弯曲变形、角变形和扭曲变形等，通常是几种变形的组合。通常是几种变形的组合。 5Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接3设计上的措施：设计

13、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，且不焊缝数量要少，且不宜过分集中宜过分集中4 4应尽量防止两条以上应尽量防止两条以上的焊缝垂直交叉的焊缝垂直交叉5 5应尽量防止母材在厚应尽量防止母材在厚度方向的收缩应力度方向的收缩应力加工工艺上的措施：加工工艺上的措施：1 1采用合理的施焊采用合理的施焊顺序顺序2 2采用反变形处置采用反变形处置3 3小尺寸焊件，应小尺寸焊件，应焊前预热或焊后回火焊前预热或焊后回火处置处置Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结

14、构的连接Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接4.3 1. 坡口坡口目目 的的 为了使焊件可以焊透。为了使焊件可以焊透。坡口方式坡口方式 根据板厚的不同采用不同根据板厚的不同采用不同 的坡口方式。的坡口方式。 Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接Suzhou University of Scie

15、nce & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接 2. 引弧板引弧板目目 的：为了消除焊口的影响，可加引弧板。的：为了消除焊口的影响，可加引弧板。焊缝的计算长度取值：焊缝的计算长度取值： 无引弧板时：每条焊缝的计算长度等于实际长度减无引弧板时：每条焊缝的计算长度等于实际长度减去去2t12t1，t1t1较薄焊件厚度较薄焊件厚度 采用引弧板时：每条焊缝的计算长度等于实际长度采用引弧板时：每条焊缝的计算长度等于实际长度1wtll2llwSuzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接 3. 当板

16、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4mm时，时，应做坡度不大于应做坡度不大于1:2.5(静载静载)或或1:4(动载动载)的的斜角，以平缓过度，减小应力集中。斜角，以平缓过度，减小应力集中。1:2.51:2.5Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接对接焊缝可视作焊件截面的延续，故其计算对接焊缝可视作焊件截面的延续，故其计算方法与构件强度计算一样。方法与构件强度计算一样。对接焊缝的抗压、抗剪强度，以及一、二级对接焊缝的抗压、抗剪强度，以及一、二级对接焊缝的抗拉强度与母材一样，因此假设对接焊

17、缝的抗拉强度与母材一样，因此假设采用引弧板施焊，那么可不与计算。采用引弧板施焊，那么可不与计算。只需三级焊缝受拉力作用才需进展计算！只需三级焊缝受拉力作用才需进展计算！Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接wcwtwfftlN或NNlwt N轴心拉力或压力设计值；轴心拉力或压力设计值；t 板件较小厚度；板件较小厚度；T形衔接中为腹板厚度；形衔接中为腹板厚度；ftw、fcw 对接焊缝的抗拉和抗压强度设计对接焊缝的抗拉和抗压强度设计值。值。Suzhou University of Science & T

18、echnology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接NNtNsinNcoslw当不满足上式时，可选择在受力较小的部位施当不满足上式时，可选择在受力较小的部位施焊；或者改用斜对接焊缝衔接；焊；或者改用斜对接焊缝衔接； 当当tan1.5tan1.5时时, ,斜焊缝的强度不用验算斜焊缝的强度不用验算! !Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接wt2wwmaxftl6MWMlwt MVwVwwwmaxftlV23tIVS Ww 焊缝截面模量；焊缝截面模量；Sw 焊缝截面面矩积；焊缝截面面矩积； Iw 焊缝截面惯性

19、矩。焊缝截面惯性矩。Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接 对于焊缝的max 和max 应满足的条件：wtwmaxfWMwvwwmaxftIVSSuzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接wt2121f1.131.1 思索最大折算应力只在部分出现的强思索最大折算应力只在部分出现的强 度增大系数。度增大系数。Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的

20、连接 角焊缝两边夹角角焊缝两边夹角9090，称，称为直角角焊缝，直角边长为直角角焊缝，直角边长hfhf称称为焊脚尺寸。为焊脚尺寸。 hehfhf 1.1.角焊缝的方式角焊缝的方式4.4Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接 夹角大于或小于夹角大于或小于6060的称为斜角角焊缝，除钢管构造外，普的称为斜角角焊缝，除钢管构造外，普通不宜用作受力焊缝。通不宜用作受力焊缝。直角角焊缝截面方式有普通焊缝、平坡焊缝、凹焊缝等几种。直角角焊缝截面方式有普通焊缝、平坡焊缝、凹焊缝等几种。 Suzhou University

21、 of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接2.2.角焊缝的构造要求角焊缝的构造要求焊缝长度焊缝长度 wl焊脚尺寸焊脚尺寸fh hf,max1.2t1 t1 hf,max1.2t1 t1较薄焊件的厚度。较薄焊件的厚度。 Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接 当当t2 4mm t2 4mm 时时, hf,min = t2, hf,min = t2对于对于T T型衔接单面角焊缝型衔接单面角焊缝hf,min hf,min 应加上应加上1mm;1mm;21.5thf

22、,mint2 较厚焊件厚度。较厚焊件厚度。l 对于埋弧自动焊对于埋弧自动焊 hf,min 可减去可减去1mm;l对于对于T形衔接的单面角焊缝：形衔接的单面角焊缝：hf ；l 当焊件厚度等于或小于当焊件厚度等于或小于4mm时，那么时，那么hf 应与应与焊件焊件l 厚度一样。厚度一样。1t1.5Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接t t1hf当当 t6mm时，时，hf,max t 当当 t 6mm时，时， hf,max t -(12)mm l 对于板件边缘的角焊缝：对于板件边缘的角焊缝：fw,maxhl60m

23、m8hlfw,min40且不得小于且不得小于Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接t1t2bwlblw 为防止焊缝横向收缩引起的板为防止焊缝横向收缩引起的板件拱曲太大：件拱曲太大：或mmtmmmmttb111122001216Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接b2hflwt1t2mmt2551,Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连

24、接3.3.角焊缝的受力性能角焊缝的受力性能 焊缝长度方向与作用力垂直焊缝长度方向与作用力垂直 正面角焊缝正面角焊缝N 焊缝长度方向与作用力平行焊缝长度方向与作用力平行侧面角焊缝侧面角焊缝N NSuzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接p 侧面角焊缝接受剪力，强度较低，塑性较好。侧面角焊缝接受剪力，强度较低，塑性较好。p 剪应力沿焊缝长度分布不均剪应力沿焊缝长度分布不均p 匀，两端大中间小，匀，两端大中间小，lw /hf 越大越大p 剪应力分布越不均匀。剪应力分布越不均匀。剪应力剪应力fNlwNp破坏方式破坏方式

25、l 侧面角焊缝受力性能侧面角焊缝受力性能Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接p 正面角焊缝受力复杂，应力集中严重，塑性正面角焊缝受力复杂，应力集中严重，塑性较差，但强度较侧面角焊缝高。较差，但强度较侧面角焊缝高。l 正面角焊缝受力性能正面角焊缝受力性能Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接 有效截面为平分角焊缝夹角有效截面为平分角焊缝夹角 的截面，破坏往往从这个截的截面，破坏往往从这个截面发生。面发生。角焊缝的有效截面

26、角焊缝的有效截面 1. hehf hf Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接NyNx角焊缝根本计算公式角焊缝根本计算公式lwhfhe= ff450450 Nx f/ Ny ff2Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接wf2f2fffwfwu22/2ff)(332f/f f 正面角焊缝的强度设计值增大系数；正面角焊缝的强度设计值增大系数；按角焊缝有效截面计算，垂直焊缝长度方向的正应力；按角焊缝有效截面计算，垂直焊缝长度方

27、向的正应力；按角焊缝有效截面计算，沿焊缝长度方向的剪应力；按角焊缝有效截面计算，沿焊缝长度方向的剪应力；ffw角焊缝的强度设计值。角焊缝的强度设计值。 ffSuzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接NNNNlwNNNNlwl仅采用侧面角焊缝衔接仅采用侧面角焊缝衔接 wfwefflhN l仅采用正面角焊缝衔接仅采用正面角焊缝衔接f =0f=0) 63 ( wffewffhlN Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接1.角钢与节

28、点板衔接受轴心力作用角钢与节点板衔接受轴心力作用 a.仅采用侧面角焊缝衔仅采用侧面角焊缝衔接接 Nlw1lw2Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接NkeeeNNNkeeeNN2211212121肢肢尖尖焊焊缝缝内内力力分分配配系系数数肢肢背背焊焊缝缝内内力力分分配配系系数数21kk由力的平衡关系可求出各条焊缝的受力：由力的平衡关系可求出各条焊缝的受力： Nlw1lw2N1N2Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接l 对

29、于验算的问题对于验算的问题wfe2w22fwfe1w11ffhlNfhlN验算肢背：验算肢背：验算肢尖：验算肢尖：l 对于设计的问题对于设计的问题wf2e2w2wf1e1w1fhNlfhNl肢背所需焊缝长度：肢背所需焊缝长度：肢尖所需焊缝长度：肢尖所需焊缝长度：Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接22322311NNkNNNkNwffe33fbhN端焊缝受力：端焊缝受力：肢背受力：肢背受力：肢尖受力：肢尖受力： Nlw1lw2N1N2N3bSuzhou University of Science &

30、; Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接322NNNNkN1302 N肢尖受力：肢尖受力：端焊缝受力：端焊缝受力： 肢背受力：肢背受力： Nlw1N1N3bSuzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接2. 拼接盖板的设计问题拼接盖板的设计问题NN盖板尺寸的设计应满足：盖板尺寸的设计应满足： 资料与主板一样；资料与主板一样； 盖板的总截面积不应小于被衔接钢板的截面积；盖板的总截面积不应小于被衔接钢板的截面积； 同时满足构造要求。同时满足构造要求。 Suzhou University of Sci

31、ence & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接wfewffhlNa. 采用侧面角焊缝衔接采用侧面角焊缝衔接NNlwLn 盖板的长度那么由侧面焊缝的长度确定。盖板的长度那么由侧面焊缝的长度确定。 每条侧面角焊缝的计算长度每条侧面角焊缝的计算长度 ) )0 0. .7 7( (4 4wffwfhN/l2 2 4 1 .8262 5 3 .8 m mw fll h Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接wffewffhlNNNlwL) )0.70.7(2(2wfffwfhN/l2

32、2 4 1 .8262 5 3 .8 m mw fll h Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接ewwffhlfN wfewffhlNNNNLwLlw正面角焊缝承当的力为：正面角焊缝承当的力为：侧面角焊缝承当的力为：侧面角焊缝承当的力为：NNSuzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接 2wl2wlhehet tMfwffwMffWM最危险点最危险点A A的应力计算：的应力计算：A 2wl2wlMSuzhou Univers

33、ity of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接 yxx0yT 讨论：讨论： 1)断定危险点断定危险点 2)T和和M的区别的区别Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接xxyy.oATATfxTfyyxPTAIIrTIrTPyTfxPxTfyITrIrTxryrwf2Tfx2fTfyf)(代入角焊缝通用公式中得：代入角焊缝通用公式中得：Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接

34、A2wl2wlhe het tNfMfVfewNf2weMfhlNlhM6ewVfhlVwfVf2fNfMff2)(VM.Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接1122hf1hf1hf1hf1hf2hf2hf2hf2he2he2he1he1b1b1b2b2为简化计算，规范规定：为简化计算，规范规定：对于两焊脚边夹角对于两焊脚边夹角60oo60oo的斜的斜T T形衔接，其斜角角焊缝采形衔接，其斜角角焊缝采用与直角角焊缝一样的计算公用与直角角焊缝一样的计算公式，且一致取式，且一致取f =1.0f =1.0。22

35、wffffSuzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接1122hf1hf1hf1hf1hf2hf2hf2hf2he2he2he1he1b1b1b2b2图图A A1122hf1hf1hf1hf1hf2hf2hf2hf2he2he2he1he1b b图图B B2或ii21fieicossinbbbhh、Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接式中：式中：b、b1和和b25mm阐明：阐明：b1和和b21.5mm时时, 可取可取b1、b

36、2=0;b1和和b2 5mm时时, 应如图应如图“B方式处置，方式处置，且使且使b5mm。Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接类孔，孔径类孔，孔径do比栓杆直径比栓杆直径d大大0.30.5mm；受力性能较好，受剪义务时变形小；费用较高。受力性能较好，受剪义务时变形小；费用较高。 类孔，孔径比栓杆直径大类孔，孔径比栓杆直径大1.53mm；传送；传送剪力时，变形较大；传送拉力的性能较好

37、。剪力时，变形较大；传送拉力的性能较好。 4.5A、B级精制螺栓级精制螺栓C级粗制螺栓级粗制螺栓Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接高强度螺栓摩擦型衔接高强度螺栓摩擦型衔接靠板件间摩擦力传送剪力；靠板件间摩擦力传送剪力；摩擦型衔接的剪切变形小，适用于动荷载的构造。摩擦型衔接的剪切变形小，适用于动荷载的构造。高强度螺栓承压型衔接高强度螺栓承压型衔接允许板件间摩擦力被抑制，出允许板件间摩擦力被抑制，出现相对滑移后，依托螺栓杆的抗剪和孔壁承压传送剪力；现相对滑移后，依托螺栓杆的抗剪和孔壁承压传送剪力；承压型衔接

38、的承载力高于摩擦型，但剪切变形大，不适承压型衔接的承载力高于摩擦型，但剪切变形大，不适用于接受动力荷载的构造中。用于接受动力荷载的构造中。 Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接螺栓性能等级的含义是小数点前的数字螺栓性能等级的含义是小数点前的数字表示螺栓热处置后的最低抗拉强度；小表示螺栓热处置后的最低抗拉强度；小数点及小数点后面的数字表示其屈强比。数点及小数点后面的数字表示其屈强比。以以10.9级为例：级为例：小数点前的数字小数点前的数字“10表示螺栓热处置表示螺栓热处置后的最低抗拉强度为后的最低抗拉强度为

39、 ， “.9表示其屈强比屈服强度与抗拉强度表示其屈强比屈服强度与抗拉强度之比为之比为0.9。21000mmN螺螺栓栓性性能能等等级级Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接n 螺栓的表示螺栓的表示n 螺栓用螺栓用M M表示，例如表示，例如M20 M20 ，工程中常用的螺栓直径有工程中常用的螺栓直径有1616、2020、2222、2424等。等。 B 错列错列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Suzhou University of Science & Technology第第4章章

40、 钢结构的连接钢结构的连接螺螺栓栓的的陈陈列列应应满满足足l构造要求构造要求l施工要求施工要求l受力要求受力要求螺栓端距过小，钢板有剪断的可以；钢螺栓端距过小，钢板有剪断的可以；钢板截面过度减弱，板件承载力缺乏；防板截面过度减弱，板件承载力缺乏；防止衔接板件发生鼓曲。止衔接板件发生鼓曲。以免板件间贴合不密，潮气侵入腐蚀钢材。以免板件间贴合不密，潮气侵入腐蚀钢材。为了便于扳手拧紧螺母，螺栓中距应不为了便于扳手拧紧螺母，螺栓中距应不小于小于3do3do。Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接螺栓的最大、最小允许

41、间隔螺栓的最大、最小允许间隔名称 位置和方向 最大容许距离 （取两者的较小值） 最小容许距离 外排(垂直内力或顺内力方向) 8d0 或12 t 垂直内力方向 16d0 或24 t 构件受压力 12d0 或18 t 中间排 顺内力方向 构件受拉力 16d0 或24 t 中心间距 沿对角线方向 3d0 顺内力方向 2d0 剪切或手工气割边 1.5d0 高强度螺栓 1.5d0 中心至构件边缘距离 垂直内力方向 轧制边、 自动气割或锯割边 其它螺栓 4d0 或8 t 1.2d0 Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连

42、接l按受力情况可分为螺栓受剪、螺栓受拉和螺栓同时受剪受拉按受力情况可分为螺栓受剪、螺栓受拉和螺栓同时受剪受拉 N螺栓受拉螺栓受拉F螺栓同时受剪受拉螺栓同时受剪受拉螺栓受剪螺栓受剪NN4.6Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接NO1234NNabNN/2N/21摩擦传力的弹性阶段摩擦传力的弹性阶段01段段2滑移阶段滑移阶段12段段3 栓杆传力的阶段栓杆传力的阶段23段段4 破坏阶段破坏阶段34段段Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连

43、接钢结构的连接N/2Nl1N/2l当当l115d0时，假定时，假定N由各螺栓均匀承当。由各螺栓均匀承当。l当当 l1 15d0 时，螺栓时，螺栓受力不均，将螺栓的承受力不均，将螺栓的承载力设计值折减。载力设计值折减。 当当15d0l160d0 时，时， =1.1l1/150d0 当当 l160d0 时，时， =0.7Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接N/2NN/2NN螺栓杆被剪坏螺栓杆被剪坏孔壁的挤压破坏孔壁的挤压破坏板件被拉断板件被拉断板件端部被剪坏板件端部被剪坏NN栓杆弯曲破坏栓杆弯曲破坏N/2NN

44、/2NNSuzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接端矩不应小于端矩不应小于2d0栓杆长度不应大于栓杆长度不应大于5d以上以上1、2、3三种破坏方式经过计算防止。三种破坏方式经过计算防止。4、5破坏由构造处置。破坏由构造处置。Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接bv2vbvfdnN4公式中：公式中：nv 剪切面数目；剪切面数目； d 螺栓杆直径；螺栓杆直径； fvb 螺栓抗剪强度设计值。螺栓抗剪强度设计值。抗剪承载力设计值抗

45、剪承载力设计值Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接剪切面数目剪切面数目nv1单剪：vn2双剪：vn4四剪：vn阐明：阐明：Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接公式中：公式中： t衔接接头一侧承压构件总厚度的较小值；衔接接头一侧承压构件总厚度的较小值； fcb螺栓孔壁承压强度设计值。螺栓孔壁承压强度设计值。单栓抗剪承载力设计值单栓抗剪承载力设计值bcbcftdNdbcbvbminNNminN，承压承载力设计值承压承载力

46、设计值Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接抗拉承载力设计值抗拉承载力设计值bt2ebtebtf4dfAN公式中：公式中： Ae 螺栓的有效截面面积；螺栓的有效截面面积； de 螺栓的有效直径；螺栓的有效直径； ftb 螺栓的抗拉强度设计值。螺栓的抗拉强度设计值。Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接bminNNn NNNNbminNnNSuzhou University of Science & Technol

47、ogy第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接01n,23db2tAfANnNNbtt111主板的净截面面积：主板的净截面面积：0n,13dbtA拼接盖板的净截面面积：拼接盖板的净截面面积：故：故：An应取较小面积计算。应取较小面积计算。 Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接NNtt1bc2c3c4c12211tdmcc1m2cA22tdmbA11022214n0n截面：对于截面：对于主主板板：fANnSuzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构

48、的连接钢结构的连接TN1TN1Txr11Txyxyn 假定：衔接板件绕栓群形心转动，各螺栓剪力与假定：衔接板件绕栓群形心转动，各螺栓剪力与 n 其至形心间隔呈正比，方向与其至形心间隔呈正比，方向与ri垂直。垂直。N1TySuzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接 niniiiTyniniiiTxyxxTNyxyTN112211112211bTyTxNNNmin2121 Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接l假定每个螺栓均匀

49、受力。假定每个螺栓均匀受力。btNNn NbtNnN Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接M刨平顶紧刨平顶紧承托承托( (板板) )M1 2 3 4y1y2y3N1N2N3N4中和轴中和轴l M作用下假定：螺栓群的中和轴位于最下排螺作用下假定：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栓的形心处，各螺栓所受拉力与其至中和轴的间隔呈正比。间隔呈正比。Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接显然在显然

50、在M作用下，作用下，1号螺栓所受拉力最号螺栓所受拉力最大大M1 2 3 4y1y2y3N1N2N3N4中和轴中和轴 niiyyMN1211btNN 1Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接n 在拉力和剪力的共同作用下，在拉力和剪力的共同作用下，可以出现两种破坏方式：螺杆受可以出现两种破坏方式：螺杆受剪兼受拉破坏、孔壁的承压破坏。剪兼受拉破坏、孔壁的承压破坏。NV1)()(22 bttbvvNNNNbcvNN Suzhou University of Science & Technology第第4章章

51、 钢结构的连接钢结构的连接M刨平顶紧刨平顶紧承托承托V衔接角焊缝衔接角焊缝承托与柱翼缘的衔接角焊缝计算：承托与柱翼缘的衔接角焊缝计算：)613 ( wfewffhlN 式中：式中：思索剪力对角焊缝偏心影响的思索剪力对角焊缝偏心影响的增大系数，普通取增大系数，普通取=1.251.35 。l 拉力和剪力共同作用下的普通螺栓衔接，当有承托时，假设承托接受全部剪力，那么螺栓群按受拉计算。Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接l 高强度螺栓分为大六角头型和扭剪型两种高强度螺栓分为大六角头型和扭剪型两种l高强资料经热处

52、置制成，按强度等级分高强资料经热处置制成，按强度等级分10.910.9与与8.88.8级。级。Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接转角法：分初拧和终拧两步。初拧是用普通搬手拧紧螺栓；终拧就是转角法：分初拧和终拧两步。初拧是用普通搬手拧紧螺栓；终拧就是用特制搬手旋转螺母，拧至预定的预拉力数值。用特制搬手旋转螺母，拧至预定的预拉力数值。 扭矩法：初拧用力矩扳手拧至终拧力矩的扭矩法：初拧用力矩扳手拧至终拧力矩的30%-50%，使板件贴严密；，使板件贴严密；终拧是在初拧根底上，按终拧是在初拧根底上，按100%设计

53、终拧力矩拧紧。设计终拧力矩拧紧。扭剪法：用于扭剪型高强度螺栓，初拧拧至终拧力矩的扭剪法：用于扭剪型高强度螺栓，初拧拧至终拧力矩的60%-80%；在初拧根底上，以扭断螺栓杆尾部为准。在初拧根底上，以扭断螺栓杆尾部为准。 Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接 阐明：阐明：折减系数折减系数0.9 思索资料的不均匀性；思索资料的不均匀性；折减系数折减系数0.9 防止施工时超张拉导致螺杆破坏；防止施工时超张拉导致螺杆破坏；系数系数1.2 思索拧紧螺帽时，扭矩对螺杆的不利影响；思索拧紧螺帽时，扭矩对螺杆的不利影响；0

54、.9 附加平安系数。附加平安系数。uefAP2 .19 .09 .09 .0 Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接p 高强度螺栓摩擦型衔接板件间摩擦力的大小取决于板高强度螺栓摩擦型衔接板件间摩擦力的大小取决于板p 件间的挤压力件间的挤压力P和板件间的抗滑移系数和板件间的抗滑移系数 ；p 板件间的抗滑移系数与接触面的处置方法和构件钢号有关。板件间的抗滑移系数与接触面的处置方法和构件钢号有关。 Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢

55、结构的连接l单个高强螺栓摩擦型衔接的抗剪承载力设计值单个高强螺栓摩擦型衔接的抗剪承载力设计值PnNfbv0.9 公式中：公式中： 0.9 抗力分项系数抗力分项系数R的倒数的倒数(R=1.111); nf 传力摩擦面数目。传力摩擦面数目。l单个高强螺栓摩擦型衔接的抗拉承载力设计值单个高强螺栓摩擦型衔接的抗拉承载力设计值PNbt0.8 Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接bvNNn NN假定各螺栓受力均匀。假定各螺栓受力均匀。n 所需螺栓数：所需螺栓数：bvNnN n 螺栓衔接强度计算：螺栓衔接强度计算：Suzhou University of Science & Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接n 板件的净截面强度验算。板件的净截面强度验算。思索孔前传力思索孔前传力50%得：得： 连连接接一一侧侧的的螺螺栓栓总总数数。计计算算截截面面上上的的螺螺栓栓数数； nnnnNN115.011-1截面的内力为：截