钢结构设计课程 第七章

1、第第7 7章章 钢结构的连接和节点构造钢结构的连接和节点构造v钢结构对连接的要求及连接方法钢结构对连接的要求及连接方法v对接焊缝的构造和计算对接焊缝的构造和计算v角焊接连接的特性和计算角焊接连接的特性和计算v焊接残余应力和焊接残余变形焊接残余应力和焊接残余变形v普通螺栓连接的构造和计算普通螺栓连接的构造和计算v高强度螺栓连接的性能和计算高强度螺栓连接的性能和计算v焊接梁翼缘焊缝的计算焊接梁翼缘焊缝的计算v构件的拼接构件的拼接v柱脚的设计柱脚的设计第第7 7章章 钢结构的连接和节点构造钢结构的连接和节点构造v掌握焊接连接的特性和计算掌握焊接连接的特性和计算v普通螺栓连接、高强度螺栓连接的性能和普

2、通螺栓连接、高强度螺栓连接的性能和计算计算 7.1 7.1 钢结构对连接的要求和连接方法钢结构对连接的要求和连接方法v连接的要求：足够的强度、刚度和延性连接的要求：足够的强度、刚度和延性v连接方法：焊接、铆接和螺栓连接连接方法：焊接、铆接和螺栓连接钢结构的连接方法钢结构的连接方法7.2 7.2 焊接连接的特性焊接连接的特性v电弧焊、电渣焊、气体保护焊和电阻焊等电弧焊、电渣焊、气体保护焊和电阻焊等7.2.1 7.2.1 常用焊接方法常用焊接方法手工电弧焊手工电弧焊自动埋弧焊自动埋弧焊7.2 7.2 焊接连接的特性焊接连接的特性v优点：省工省材优点：省工省材 任何形状的构件均可直接连接任何形状的构

3、件均可直接连接 密封性好，刚度大密封性好，刚度大v缺点：材质劣化缺点：材质劣化 残余应力、残余变形残余应力、残余变形 一裂即坏、低温冷脆一裂即坏、低温冷脆7.2.2 7.2.2 焊缝连接的优缺点焊缝连接的优缺点7.2 7.2 焊接连接的特性焊接连接的特性v焊缝缺陷：焊缝缺陷：裂纹、气孔、烧穿、夹渣、未焊透、裂纹、气孔、烧穿、夹渣、未焊透、咬边、焊瘤等咬边、焊瘤等7.2.3 7.2.3 焊缝缺陷焊缝缺陷7.2 7.2 焊接连接的特性焊接连接的特性7.2.3 7.2.3 焊缝缺陷焊缝缺陷焊缝缺陷焊缝缺陷7.2 7.2 焊接连接的特性焊接连接的特性v焊缝等级：焊缝等级：钢结构工程施工质量验收规范钢结

4、构工程施工质量验收规范分三级分三级 三级焊缝：外观检查；三级焊缝：外观检查； 二级焊缝：在外观检查的基础上再做无损检验，用超二级焊缝：在外观检查的基础上再做无损检验，用超声波检验每条焊缝的声波检验每条焊缝的20长度，且不小于长度，且不小于200mm； 一级焊缝：在外观检查的基础上用超声波检验每条焊一级焊缝：在外观检查的基础上用超声波检验每条焊缝全部长度，以便揭示焊缝内部缺陷。缝全部长度，以便揭示焊缝内部缺陷。v强度折减：高空安装焊缝，强度设计值乘以强度折减：高空安装焊缝，强度设计值乘以0.9 。7.2.3 7.2.3 焊缝缺陷焊缝缺陷7.2 7.2 焊接连接的特性焊接连接的特性v焊缝连接型式：

5、平接、搭接、焊缝连接型式：平接、搭接、T形连接和角接形连接和角接7.2.4 7.2.4 焊缝连接型式及焊缝型式焊缝连接型式及焊缝型式焊缝连接型式焊缝连接型式7.2 7.2 焊接连接的特性焊接连接的特性v焊缝型式：对接焊缝和角焊缝焊缝型式：对接焊缝和角焊缝7.2.4 7.2.4 焊缝连接型式及焊缝型式焊缝连接型式及焊缝型式焊缝型式焊缝型式7.2 7.2 焊接连接的特性焊接连接的特性v施焊位置：俯焊（平焊）、立焊、横焊和仰焊施焊位置：俯焊（平焊）、立焊、横焊和仰焊7.2.4 7.2.4 焊缝连接型式及焊缝型式焊缝连接型式及焊缝型式焊缝施焊位置焊缝施焊位置7.2 7.2 焊接连接的特性焊接连接的特性

6、v作用：表明焊缝型式、尺寸和辅助要求作用：表明焊缝型式、尺寸和辅助要求v表示方法：由图形符号、辅助符号和引出线等部表示方法：由图形符号、辅助符号和引出线等部分组成分组成7.2.5 7.2.5 焊缝代号焊缝代号单面焊缝的标注方法单面焊缝的标注方法7.2 7.2 焊接连接的特性焊接连接的特性7.2.5 7.2.5 焊缝代号焊缝代号双面焊缝的标注方法双面焊缝的标注方法栅线表示栅线表示7.3 7.3 对接焊缝的构造和计算对接焊缝的构造和计算v坡口形式：坡口形式：I形缝、形缝、V形缝、带钝边单边形缝、带钝边单边V形缝、形缝、带钝边带钝边V形缝（形缝（Y形缝）、带钝边形缝）、带钝边U形缝、带钝形缝、带钝边

7、双单边边双单边V形缝和双形缝和双Y形缝等形缝等7.3.1 7.3.1 对接焊缝的构造要求对接焊缝的构造要求对接焊缝坡口形式对接焊缝坡口形式7.3 7.3 对接焊缝的构造和计算对接焊缝的构造和计算v不同宽度或厚度的钢板拼接不同宽度或厚度的钢板拼接7.3.1 7.3.1 对接焊缝的构造要求对接焊缝的构造要求不同宽度或厚度的钢板拼接不同宽度或厚度的钢板拼接7.3 7.3 对接焊缝的构造和计算对接焊缝的构造和计算v其他构造要求其他构造要求7.3.1 7.3.1 对接焊缝的构造要求对接焊缝的构造要求引弧板引弧板焊透的焊透的T形连接焊缝形连接焊缝钢板拼接焊缝示意钢板拼接焊缝示意7.3 7.3 对接焊缝的构

8、造和计算对接焊缝的构造和计算v计算原则：计算原则：I、II级等强不计算，仅计算级等强不计算，仅计算III级焊级焊缝缝（1）轴心受力的对接焊缝）轴心受力的对接焊缝7.3.2 7.3.2 对接焊缝的计算对接焊缝的计算wwwtcN l tff轴心力作用下对接焊缝连接轴心力作用下对接焊缝连接7.3 7.3 对接焊缝的构造和计算对接焊缝的构造和计算（2）受弯受剪的对接焊缝）受弯受剪的对接焊缝7.3.2 7.3.2 对接焊缝的计算对接焊缝的计算wwtwwwvM WfVSI tf受弯受剪的对接连接受弯受剪的对接连接7.3 7.3 对接焊缝的构造和计算对接焊缝的构造和计算（2）受弯受剪的对接焊缝）受弯受剪的对

9、接焊缝7.3.2 7.3.2 对接焊缝的计算对接焊缝的计算221131.1wtf受弯、剪的工形截面对接焊缝受弯、剪的工形截面对接焊缝7.3 7.3 对接焊缝的构造和计算对接焊缝的构造和计算v计算原则：按角焊缝进行计算计算原则：按角焊缝进行计算7.3.3 7.3.3 部分焊透的对接焊缝部分焊透的对接焊缝部分焊透的对接焊缝部分焊透的对接焊缝7.4 7.4 角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算v截面形状截面形状7.4.1 7.4.1 角焊缝的构造和强度角焊缝的构造和强度角焊缝截面图角焊缝截面图7.4 7.4 角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算v应力分布应力分布7.4.1 7.4.1 角焊缝的构造和

10、强度角焊缝的构造和强度侧面角焊缝应力分布侧面角焊缝应力分布角焊缝应力角焊缝应力-位移曲线位移曲线7.4 7.4 角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算v应力分布应力分布7.4.1 7.4.1 角焊缝的构造和强度角焊缝的构造和强度正面角焊缝应力分布正面角焊缝应力分布7.4 7.4 角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算v焊脚尺寸应与焊件的厚度相适应。对手工焊，焊脚尺寸应与焊件的厚度相适应。对手工焊，hf应不应不小于小于 ，t为较厚焊件的厚度（为较厚焊件的厚度（mm），对自动焊，），对自动焊，可减小可减小1mm；hf应不大于较薄焊件厚度的应不大于较薄焊件厚度的1.2倍。倍。7.4.1 7.4.1 角焊

11、缝的构造和强度角焊缝的构造和强度角焊缝焊脚尺寸角焊缝焊脚尺寸1.5 t7.4 7.4 角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算v对于板件边缘的焊缝，当对于板件边缘的焊缝，当t6mm时时，hft；当；当t 6mm时时，hft(12)mm。7.4.1 7.4.1 角焊缝的构造和强度角焊缝的构造和强度角焊缝最大角焊缝最大hf7.4 7.4 角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算v焊缝长度焊缝长度lw也不应太长或太短，其计算长也不应太长或太短，其计算长度不宜小于度不宜小于8hf或或40mm ，且不宜大于，且不宜大于60hf。v其他构造要求；其他构造要求；7.4.1 7.4.1 角焊缝的构造和强度角焊缝的构造

12、和强度7.4 7.4 角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算v角焊缝应力分析角焊缝应力分析v角焊缝计算的基本公式角焊缝计算的基本公式7.4.2 7.4.2 角焊缝计算的基本公角焊缝计算的基本公式式角焊缝应力分析角焊缝应力分析22223wfxfyfxfyfzff v仅有平行于焊缝长度方向的轴心力时仅有平行于焊缝长度方向的轴心力时v仅有垂直于焊缝长度方向的轴心力时仅有垂直于焊缝长度方向的轴心力时v同时有平行与垂直于焊缝长度方向的轴心力时同时有平行与垂直于焊缝长度方向的轴心力时wfewfNhlf7.4.2 7.4.2 角焊缝计算的基本公式角焊缝计算的基本公式22wfffffwfewffNhlf7.4

13、7.4 角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算1. 受轴心力焊件的拼接板连接受轴心力焊件的拼接板连接v仅侧面角焊缝：仅侧面角焊缝：v仅正面角焊缝：仅正面角焊缝：wffewNfhl7.4.3 7.4.3 常用连接方式的角焊缝计算常用连接方式的角焊缝计算wfffewNfhl轴心力作用下角焊缝连接轴心力作用下角焊缝连接7.4 7.4 角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算1. 受轴心力焊件的拼接板连接受轴心力焊件的拼接板连接v三面围焊时：先计算正面角焊缝三面围焊时：先计算正面角焊缝N1，剩余的，剩余的N-N1由侧面角焊缝承担。由侧面角焊缝承担。v菱形拼接板：菱形拼接板：简化计算不计正面及斜焊缝的简化计算

14、不计正面及斜焊缝的 f7.4.3 7.4.3 常用连接方式的角焊缝计算常用连接方式的角焊缝计算wfewNfhl7.4 7.4 角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算2. 受轴心力角钢的连接受轴心力角钢的连接v当采用侧面角焊缝连接时当采用侧面角焊缝连接时 肢背：肢背： 肢尖：肢尖：12121Ne NeeK N7.4.3 7.4.3 常用连接方式的角焊缝计算常用连接方式的角焊缝计算角钢角焊缝上受力分配角钢角焊缝上受力分配两面侧焊两面侧焊21122Ne NeeK N7.4 7.4 角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算2. 受轴心力角钢的连接受轴心力角钢的连接v当采用三面围焊连接时当采用三面围焊连接时

15、正面角焊缝承担的力：正面角焊缝承担的力： 侧面角焊缝承担的力：侧面角焊缝承担的力： 肢背肢背 肢尖肢尖330.7wfwffNhlf7.4.3 7.4.3 常用连接方式的角焊缝计算常用连接方式的角焊缝计算角钢角焊缝上受力分配角钢角焊缝上受力分配三面围焊三面围焊1132NK NN2232NK NN7.4 7.4 角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算2. 受轴心力角钢的连接受轴心力角钢的连接v当采用当采用L形焊连接时形焊连接时 正面角焊缝承担的力：正面角焊缝承担的力： 侧面角焊缝承担的力：侧面角焊缝承担的力： 330.7wfwffNhlf7.4.3 7.4.3 常用连接方式的角焊缝计算常用连接方式的

16、角焊缝计算角钢角焊缝上受力分配角钢角焊缝上受力分配L形焊形焊13NNN7.4 7.4 角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算3. 弯矩作用下角焊缝计算弯矩作用下角焊缝计算7.4.3 7.4.3 常用连接方式的角焊缝计算常用连接方式的角焊缝计算弯矩作用时角焊缝应力弯矩作用时角焊缝应力wfffwMfW7.4 7.4 角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算4. 扭矩作用下角焊缝计算扭矩作用下角焊缝计算v计算假定：被连接件绕计算假定：被连接件绕焊缝有效截面形心焊缝有效截面形心o旋转，旋转，焊缝上任一点的应力方焊缝上任一点的应力方向垂直于该点与形心向垂直于该点与形心o的的连线，应力大小与其到连线，应力大小与

17、其到形心距离形心距离r成正比。成正比。 yTAT rJ7.4.3 7.4.3 常用连接方式的角焊缝计算常用连接方式的角焊缝计算扭矩作用时角焊缝应力扭矩作用时角焊缝应力TxAT rJ22TTwAfAff7.4 7.4 角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算4. 扭矩作用下角焊缝计算扭矩作用下角焊缝计算v环焊缝受扭环焊缝受扭 2wffT DfJ7.4.3 7.4.3 常用连接方式的角焊缝计算常用连接方式的角焊缝计算环形焊缝受扭环形焊缝受扭7.4 7.4 角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算5. 弯矩、剪力、轴心力共同作用下弯矩、剪力、轴心力共同作用下角焊缝计算角焊缝计算MAwMW7.4.3 7.4.

18、3 常用连接方式的角焊缝计算常用连接方式的角焊缝计算受弯、受剪、受轴心力的受弯、受剪、受轴心力的角焊缝应力角焊缝应力22MNVwAAAfffNAewNhlVAewVhl7.4 7.4 角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算6. 扭矩、剪力、轴心力共同作用下扭矩、剪力、轴心力共同作用下角焊缝计算角焊缝计算TxAT rJ7.4.3 7.4.3 常用连接方式的角焊缝计算常用连接方式的角焊缝计算受扭、受剪、受轴心力的角焊缝应力受扭、受剪、受轴心力的角焊缝应力22TVTNwAAAAfffyTAT rJVAewVhlNAewVhl7.4 7.4 角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算7. 塞焊计算塞焊计算7.

19、4.3 7.4.3 常用连接方式的角焊缝计算常用连接方式的角焊缝计算塞焊塞焊24wfNfn d7.4 7.4 角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算v纵向残余应力纵向残余应力 7.5.1 7.5.1 焊接残余应力的分类和产生的原因焊接残余应力的分类和产生的原因施焊时焊缝及附近的温度场和焊接残余应力施焊时焊缝及附近的温度场和焊接残余应力7.5 7.5 焊接残余应力和焊接残余变形焊接残余应力和焊接残余变形v横向残余应力横向残余应力 7.5.1 7.5.1 焊接残余应力的分类和产生的原因焊接残余应力的分类和产生的原因横向残余应力产生的原因横向残余应力产生的原因7.5 7.5 焊接残余应力和焊接残余变形

20、焊接残余应力和焊接残余变形v厚度方向的残余应力；厚度方向的残余应力；v约束状态下的焊接应力；约束状态下的焊接应力；7.5.1 7.5.1 焊接残余应力的分类和产生的原因焊接残余应力的分类和产生的原因厚度方向的焊接应力厚度方向的焊接应力约束焊接接头中的残余应力分布约束焊接接头中的残余应力分布7.5 7.5 焊接残余应力和焊接残余变形焊接残余应力和焊接残余变形v对结构静力强度的影响对结构静力强度的影响 7.5.2 7.5.2 焊接残余应力的影响焊接残余应力的影响残余应力对静力强度的影响残余应力对静力强度的影响7.5 7.5 焊接残余应力和焊接残余变形焊接残余应力和焊接残余变形v对结构刚度的影响对结

21、构刚度的影响 7.5.2 7.5.2 焊接残余应力的影响焊接残余应力的影响有残余应力时的应力与应变有残余应力时的应力与应变7.5 7.5 焊接残余应力和焊接残余变形焊接残余应力和焊接残余变形v对压杆稳定的影响对压杆稳定的影响 v对低温冷脆的影响对低温冷脆的影响v对疲劳强度的影响对疲劳强度的影响7.5.2 7.5.2 焊接残余应力的影响焊接残余应力的影响三轴焊接残余应力三轴焊接残余应力7.5 7.5 焊接残余应力和焊接残余变形焊接残余应力和焊接残余变形v残余变形形式残余变形形式 7.5.3 7.5.3 焊接残余变形焊接残余变形焊接变形的基本形式焊接变形的基本形式7.5 7.5 焊接残余应力和焊接

22、残余变形焊接残余应力和焊接残余变形v采取合理的施焊次序采取合理的施焊次序 v施焊前加相反的预变施焊前加相反的预变形形v焊前预热，焊后回火焊前预热，焊后回火7.5.4 7.5.4 减少焊接残余应力和焊接残余变形的方法减少焊接残余应力和焊接残余变形的方法合理的施焊次序合理的施焊次序反变形及局部加热反变形及局部加热7.5 7.5 焊接残余应力和焊接残余变形焊接残余应力和焊接残余变形v焊接位置要合理，布置应尽量对称于截面重心焊接位置要合理，布置应尽量对称于截面重心 v焊缝尺寸要适当，采用较小的焊脚尺寸焊缝尺寸要适当，采用较小的焊脚尺寸v焊缝不宜过分集中焊缝不宜过分集中v应尽量避免三向焊缝交叉应尽量避免

23、三向焊缝交叉v考虑钢板分层问题考虑钢板分层问题v焊条易达到焊条易达到v避免仰焊避免仰焊7.5.5 7.5.5 合理的焊缝设计合理的焊缝设计7.5 7.5 焊接残余应力和焊接残余变形焊接残余应力和焊接残余变形7.5.5 7.5.5 合理的焊缝设计合理的焊缝设计合理的焊缝设计合理的焊缝设计7.5 7.5 焊接残余应力和焊接残余变形焊接残余应力和焊接残余变形v过热区过热区（强度和硬度提高，塑性和韧性降（强度和硬度提高，塑性和韧性降低）。低）。v正火区（重结晶区）正火区（重结晶区）（塑性和韧性较高，（塑性和韧性较高，性能最佳区域）。性能最佳区域）。v部分重结晶区部分重结晶区（力学性能不均匀）。（力学性

24、能不均匀）。温度低于温度低于723度时，钢材组织没有变化。度时，钢材组织没有变化。7.5.6 7.5.6 焊接热影响区焊接热影响区7.5 7.5 焊接残余应力和焊接残余变形焊接残余应力和焊接残余变形v排列方式：并列或错列排列方式：并列或错列7.6.1 7.6.1 螺栓的排列和构造要求螺栓的排列和构造要求图图7-63 钢板和角钢上的螺栓排列钢板和角钢上的螺栓排列7.6 7.6 普通螺栓连接的构造和计算普通螺栓连接的构造和计算v排列要求排列要求 受力要求：受力要求：钢板端部剪断，端距不应小于钢板端部剪断，端距不应小于2d0；受拉时，栓距和线距不应过小；受压时，沿作受拉时，栓距和线距不应过小；受压时

25、，沿作用力方向的栓距不宜过大。用力方向的栓距不宜过大。 构造要求：栓距和线距不宜过大。构造要求：栓距和线距不宜过大。 施工要求：有一定的施工空间。施工要求：有一定的施工空间。v相关规定详见表相关规定详见表7-5至至7-9。7.6.1 7.6.1 螺栓的排列和构造要求螺栓的排列和构造要求7.6 7.6 普通螺栓连接的构造和计算普通螺栓连接的构造和计算v传力方式：传力方式： 抗剪螺栓和抗拉螺栓抗剪螺栓和抗拉螺栓7.6.2 7.6.2 普通螺栓连接受剪、受拉时的工作性能普通螺栓连接受剪、受拉时的工作性能图图7-65 抗剪螺栓和抗拉螺栓抗剪螺栓和抗拉螺栓7.6 7.6 普通螺栓连接的构造和计算普通螺栓

26、连接的构造和计算1. 抗剪螺栓连接抗剪螺栓连接v破坏形式：螺栓杆剪断；破坏形式：螺栓杆剪断；孔壁压坏；板被拉断；孔壁压坏；板被拉断；板端被剪断；螺栓杆弯曲。板端被剪断；螺栓杆弯曲。 7.6.2 7.6.2 普通螺栓连接受剪、受拉时的工作性能普通螺栓连接受剪、受拉时的工作性能图图7-66 螺栓连螺栓连接的破坏情况接的破坏情况7.6 7.6 普通螺栓连接的构造和计算普通螺栓连接的构造和计算1. 抗剪螺栓连接抗剪螺栓连接v受力状态：受力状态：弹性时两端弹性时两端大而中间小，进入塑性大而中间小，进入塑性阶段后，因内力重分布阶段后，因内力重分布使各螺栓受力趋于均匀。使各螺栓受力趋于均匀。 v为防止为防止

27、“解钮扣解钮扣”破坏，破坏，当连接长度当连接长度l1较大时，应较大时，应将螺栓的承载力乘以折将螺栓的承载力乘以折减系数减系数 。7.6.2 7.6.2 普通螺栓连接受剪、受拉时的工作性能普通螺栓连接受剪、受拉时的工作性能图图7-67 螺栓受剪力状态螺栓受剪力状态7.6 7.6 普通螺栓连接的构造和计算普通螺栓连接的构造和计算1. 抗剪螺栓连接抗剪螺栓连接v一个抗剪螺栓的设计承载能力计算一个抗剪螺栓的设计承载能力计算 抗剪承载力设计值：抗剪承载力设计值： 承压承载力设计值：承压承载力设计值：v一个抗剪螺栓的承载力设计值应取上面两式的较小值一个抗剪螺栓的承载力设计值应取上面两式的较小值24bbvv

28、vdNnf7.6.2 7.6.2 普通螺栓连接受剪、受拉时的工作性能普通螺栓连接受剪、受拉时的工作性能图图7-68 抗抗剪螺栓连接剪螺栓连接bbccNdtf7.6 7.6 普通螺栓连接的构造和计算普通螺栓连接的构造和计算2. 抗拉螺栓连接抗拉螺栓连接v破坏形式：螺栓杆拉断破坏形式：螺栓杆拉断 v为考虑撬力的影响，规为考虑撬力的影响，规范规定普通螺栓抗拉强范规定普通螺栓抗拉强度设计值度设计值ftb取同样钢号取同样钢号钢材抗拉强度设计值钢材抗拉强度设计值f的的0.8倍倍24bbettdNf7.6.2 7.6.2 普通螺栓连接受剪、受拉时的工作性能普通螺栓连接受剪、受拉时的工作性能图图7-69 抗拉

29、螺栓连接抗拉螺栓连接7.6 7.6 普通螺栓连接的构造和计算普通螺栓连接的构造和计算1. 螺栓群在轴心力作用下的抗剪计算螺栓群在轴心力作用下的抗剪计算v螺栓数目：螺栓数目： v板件静截面强度：板件静截面强度：minbnN N7.6.3 7.6.3 螺栓群的计算螺栓群的计算图图7-70 力的传递力的传递及净截面面积计算及净截面面积计算nN Af7.6 7.6 普通螺栓连接的构造和计算普通螺栓连接的构造和计算例题例题7-9的讲解的讲解2. 螺栓群在扭矩作用下的抗螺栓群在扭矩作用下的抗剪计算剪计算v基本假定：基本假定： 被连接构件是绝对刚性被连接构件是绝对刚性的，而螺栓则是弹性的；的，而螺栓则是弹性

30、的； 各螺栓绕螺栓群形心各螺栓绕螺栓群形心o旋转，其受力大小与其至旋转，其受力大小与其至螺栓群形心螺栓群形心o的距离的距离r成正成正比，力的方向与其至螺栓比，力的方向与其至螺栓群形心的连线相垂直。群形心的连线相垂直。7.6.3 7.6.3 螺栓群的计算螺栓群的计算图图7-72 螺栓群受扭矩计算螺栓群受扭矩计算7.6 7.6 普通螺栓连接的构造和计算普通螺栓连接的构造和计算2. 螺栓群在扭矩作用下的抗剪计算螺栓群在扭矩作用下的抗剪计算v平衡条件：平衡条件： v根据螺栓受力大小与其至形心根据螺栓受力大小与其至形心o的距离的距离r成正比条件：成正比条件： v得：得：7.6.3 7.6.3 螺栓群的计

31、算螺栓群的计算1122TTTnnTN rN rN r 1212nTTTnNNNrrr 111min222TbiiiTrTrNNrxy7.6 7.6 普通螺栓连接的构造和计算普通螺栓连接的构造和计算3. 螺栓群在扭矩、剪力、轴心力作用下的抗剪计算螺栓群在扭矩、剪力、轴心力作用下的抗剪计算7.6.3 7.6.3 螺栓群的计算螺栓群的计算图图7-73 螺栓群受扭、受剪、受轴心力的计算螺栓群受扭、受剪、受轴心力的计算7.6 7.6 普通螺栓连接的构造和计算普通螺栓连接的构造和计算3. 螺栓群在扭矩、剪力、轴心力作用下的抗剪计算螺栓群在扭矩、剪力、轴心力作用下的抗剪计算v在扭矩作用下，螺栓在扭矩作用下，

32、螺栓1受力：受力： v在剪力在剪力V和轴心力和轴心力N作用下，螺栓均匀受力：作用下，螺栓均匀受力：v则螺栓则螺栓1承受的最大剪力承受的最大剪力N1应满足：应满足：1111TTxyNNr7.6.3 7.6.3 螺栓群的计算螺栓群的计算1VyNV n1111TTyxNNr1NxNN n2211111min()()NTVTbxxyyNNNNNN7.6 7.6 普通螺栓连接的构造和计算普通螺栓连接的构造和计算例题例题7-10的讲解的讲解4. 螺栓群在轴心力作用螺栓群在轴心力作用下的抗拉计算下的抗拉计算5. 螺栓群在弯矩作用下螺栓群在弯矩作用下的抗拉计算的抗拉计算v假定：中和轴在最下假定：中和轴在最下排

33、螺栓处排螺栓处btnN N7.6.3 7.6.3 螺栓群的计算螺栓群的计算图图7-75 弯矩作用下抗拉螺栓计算弯矩作用下抗拉螺栓计算112MbtiMyNNmy7.6 7.6 普通螺栓连接的构造和计算普通螺栓连接的构造和计算6. 螺栓群同时承受剪力和拉力的计算螺栓群同时承受剪力和拉力的计算7.6.3 7.6.3 螺栓群的计算螺栓群的计算图图7-76 螺栓群同时承受剪力和拉螺栓群同时承受剪力和拉力力7.6 7.6 普通螺栓连接的构造和计算普通螺栓连接的构造和计算6. 螺栓群同时承受剪力和拉力的计算螺栓群同时承受剪力和拉力的计算v支托仅起安装作用：螺栓群承受弯矩支托仅起安装作用：螺栓群承受弯矩M和剪

34、力和剪力V 螺栓不发生拉剪破坏螺栓不发生拉剪破坏 板不发生承压破坏板不发生承压破坏vNV n7.6.3 7.6.3 螺栓群的计算螺栓群的计算211MtiNNMymy22()()1vtbbvtNNNNbvcNN7.6 7.6 普通螺栓连接的构造和计算普通螺栓连接的构造和计算6. 螺栓群同时承受剪力和拉力的计算螺栓群同时承受剪力和拉力的计算v支托承受剪力：螺栓群只承受弯矩支托承受剪力：螺栓群只承受弯矩M 支托和柱翼缘的角焊缝验算支托和柱翼缘的角焊缝验算 为考虑剪力为考虑剪力V偏心对角焊缝的影响，取偏心对角焊缝的影响，取1.251.357.6.3 7.6.3 螺栓群的计算螺栓群的计算211Mbtit

35、NNMymyNwfewfVhlf7.6 7.6 普通螺栓连接的构造和计算普通螺栓连接的构造和计算例题例题7-11的讲解的讲解作业布置v7.2题；题；v7.4题；题；v7.14题；题；v7.16题；题；v7.17题；题；v级别：级别：10.9级和级和8.8级级v栓孔：钻成孔栓孔：钻成孔v按受力特征分类：摩擦型连接、承压型连接按受力特征分类：摩擦型连接、承压型连接和承受拉力的连接和承受拉力的连接v影响承载力的因素：影响承载力的因素：栓杆预拉力、连接表面栓杆预拉力、连接表面抗滑移系数和钢材种类抗滑移系数和钢材种类7.7.1 7.7.1 高强度螺栓连接的性能高强度螺栓连接的性能7.7 7.7 高强度螺

36、栓连接的性能和计算高强度螺栓连接的性能和计算1. 高强度螺栓的预拉力高强度螺栓的预拉力v施加方法：扭矩法、转角法和扭剪法施加方法：扭矩法、转角法和扭剪法v预拉力设计值：高强度螺栓预拉力设计值按材料强预拉力设计值：高强度螺栓预拉力设计值按材料强度和螺栓有效截面积确定，取值时考虑：螺栓材度和螺栓有效截面积确定，取值时考虑：螺栓材料抗力的变异性，引入折减系数料抗力的变异性，引入折减系数0.9；施加预应；施加预应力时为补偿预拉力损失超张拉力时为补偿预拉力损失超张拉5%10%，引入折减，引入折减系数系数0.9；在扭紧螺栓时，扭矩使螺栓产生的剪；在扭紧螺栓时，扭矩使螺栓产生的剪力将降低螺栓的抗拉承载力，引

37、入折减系数力将降低螺栓的抗拉承载力，引入折减系数1/1.2；钢材由于以抗拉强度为准，引入附加安全系数钢材由于以抗拉强度为准，引入附加安全系数0.9。7.7.1 7.7.1 高强度螺栓连接的性能高强度螺栓连接的性能7.7 7.7 高强度螺栓连接的性能和计算高强度螺栓连接的性能和计算2. 高强度螺栓连接的摩擦面抗滑移系数高强度螺栓连接的摩擦面抗滑移系数v对于承压型连接，只要求清除油污及浮锈对于承压型连接，只要求清除油污及浮锈v对于摩擦型连接，对摩擦面抗滑移系数有要对于摩擦型连接，对摩擦面抗滑移系数有要求求3. 高强度螺栓的排列高强度螺栓的排列v要求同普通螺栓，同样要考虑连接长度对承要求同普通螺栓，

38、同样要考虑连接长度对承载力的不利影响。载力的不利影响。7.7.1 7.7.1 高强度螺栓连接的性能高强度螺栓连接的性能7.7 7.7 高强度螺栓连接的性能和计算高强度螺栓连接的性能和计算1. 高强度螺栓摩擦型连接高强度螺栓摩擦型连接2. 高强度螺栓承压型连接高强度螺栓承压型连接v破坏状态同普通螺栓，极限承载力由杆身抗破坏状态同普通螺栓，极限承载力由杆身抗剪和孔壁承压决定，摩擦力只起延缓滑动作剪和孔壁承压决定，摩擦力只起延缓滑动作用，计算方法和普通螺栓相同。用，计算方法和普通螺栓相同。7.7.2 7.7.2 高强度螺栓的抗剪承载力设计值高强度螺栓的抗剪承载力设计值bvRfNnP7.7 7.7 高

39、强度螺栓连接的性能和计算高强度螺栓连接的性能和计算1. 轴心力作用时轴心力作用时v螺栓数：螺栓数：v构件净截面强度：对于承压型连接，验算与普通螺构件净截面强度：对于承压型连接，验算与普通螺栓相同；对于摩擦型连接，要考虑孔前传力的影响栓相同；对于摩擦型连接，要考虑孔前传力的影响（占螺栓传力的（占螺栓传力的50%），截面），截面1-1处净截面传力处净截面传力为：为：minbnN N7.7.3 7.7.3 高强度螺栓群的抗剪计算高强度螺栓群的抗剪计算图图7-79 摩擦型高强度螺栓孔前传力摩擦型高强度螺栓孔前传力10.51nNNn 7.7 7.7 高强度螺栓连接的性能和计算高强度螺栓连接的性能和计算2

40、. 扭矩作用时，及扭矩、剪力、轴心力共同作扭矩作用时，及扭矩、剪力、轴心力共同作用时用时v螺栓群受扭矩螺栓群受扭矩T、剪力、剪力V和轴心力和轴心力N共同作用共同作用的高强度螺栓连接的抗剪计算与普通螺栓相的高强度螺栓连接的抗剪计算与普通螺栓相同，只是用高强度螺栓的承载力设计值。同，只是用高强度螺栓的承载力设计值。7.7.3 7.7.3 高强度螺栓群的抗剪计算高强度螺栓群的抗剪计算7.7 7.7 高强度螺栓连接的性能和计算高强度螺栓连接的性能和计算1. 高强度螺栓的抗拉连接性能高强度螺栓的抗拉连接性能v规范规定每个摩擦型高强度螺栓的抗拉设计承载力规范规定每个摩擦型高强度螺栓的抗拉设计承载力不得大于

41、不得大于0.8P，螺栓杆内原预拉力基本不变。，螺栓杆内原预拉力基本不变。1.1fPP7.7.4 7.7.4 高强度螺栓的抗拉连接高强度螺栓的抗拉连接图图7-82 高强度螺栓受拉高强度螺栓受拉7.7 7.7 高强度螺栓连接的性能和计算高强度螺栓连接的性能和计算1. 高强度螺栓的抗拉连接性能高强度螺栓的抗拉连接性能v撬力的影响：限制抗拉承载力在撬力的影响：限制抗拉承载力在0.8P以内以内7.7.4 7.7.4 高强度螺栓的抗拉连接高强度螺栓的抗拉连接图图7-83 高强度螺栓拉力变化高强度螺栓拉力变化7.7 7.7 高强度螺栓连接的性能和计算高强度螺栓连接的性能和计算2. 高强度螺栓抗拉连接计算高强

42、度螺栓抗拉连接计算v抗拉承载力：抗拉承载力：v轴心拉力的螺栓数：轴心拉力的螺栓数：v弯矩作用时弯矩作用时0.8btNP7.7.4 7.7.4 高强度螺栓的抗拉连接高强度螺栓的抗拉连接图图7-84 高强度螺栓受弯连接高强度螺栓受弯连接btnN N7.7 7.7 高强度螺栓连接的性能和计算高强度螺栓连接的性能和计算2. 高强度螺栓抗拉连接计算高强度螺栓抗拉连接计算v承载力极限状态承载力极限状态 板不被拉开时，中和轴在螺栓群形心处；板不被拉开时，中和轴在螺栓群形心处； 板可被拉开时，与普通螺栓一样，中和轴在最外排板可被拉开时，与普通螺栓一样，中和轴在最外排 受压螺栓形心处。受压螺栓形心处。2110.

43、8MiNMymyP7.7.4 7.7.4 高强度螺栓的抗拉连接高强度螺栓的抗拉连接7.7 7.7 高强度螺栓连接的性能和计算高强度螺栓连接的性能和计算1. 高强度螺栓摩擦型连接高强度螺栓摩擦型连接v由于外拉力的作用，板件间的挤压力降低由于外拉力的作用，板件间的挤压力降低v每个螺栓的抗剪承载力也随之减少每个螺栓的抗剪承载力也随之减少v抗滑移系数随板件间的挤压力的减小而降低抗滑移系数随板件间的挤压力的减小而降低 2. 高强度螺栓承压型连接高强度螺栓承压型连接1vtbbvtNNNN7.7.5 7.7.5 同时受剪力和拉力的高强度螺栓连接计算同时受剪力和拉力的高强度螺栓连接计算221vtbbvtNNN

44、N1.2bvcNN7.7 7.7 高强度螺栓连接的性能和计算高强度螺栓连接的性能和计算v叠放板材的弯曲变形叠放板材的弯曲变形v无局部压应力时的梁翼缘焊缝受力无局部压应力时的梁翼缘焊缝受力 焊缝受力：焊缝受力： 焊脚尺寸：焊脚尺寸：1hxTVSI图图7-86 叠放板材的叠放板材的弯曲变形弯曲变形11.4wffxfVSh If11.4wffxhVSf I图图7-87 翼缘焊缝所受剪力翼缘焊缝所受剪力7.8 7.8 焊接梁翼缘焊缝的计算焊接梁翼缘焊缝的计算v双层翼缘板时的焊缝应力双层翼缘板时的焊缝应力v有局部压应力时的梁翼缘焊缝受力有局部压应力时的梁翼缘焊缝受力 焊缝受力：焊缝受力： 焊脚尺寸：焊脚

45、尺寸：vzTF l图图7-88 双层翼缘板双层翼缘板梁的连接焊缝梁的连接焊缝1.4ffzFh l22111.4fwff zxFVShflI图图7-89 双向剪力作双向剪力作用下的翼缘焊缝用下的翼缘焊缝7.8 7.8 焊接梁翼缘焊缝的计算焊接梁翼缘焊缝的计算v工厂拼接：直接对焊或拼工厂拼接：直接对焊或拼接板加角焊缝接板加角焊缝v工地拼接：拉杆用拼接板工地拼接：拉杆用拼接板加高强螺栓或端板加高强加高强螺栓或端板加高强螺栓；压杆用焊接或接触螺栓；压杆用焊接或接触面刨平顶紧面刨平顶紧v拼接原则：等强度拼接原则：等强度7.9.1 7.9.1 等截面拉、压杆拼接等截面拉、压杆拼接7.9 7.9 构件的拼接

46、构件的拼接图图7-91 等截面拉压杆拼接等截面拉压杆拼接v截面变化微小者截面变化微小者v截面变化较大而一侧翼缘截面变化较大而一侧翼缘外表平齐者外表平齐者v截面变化较大而中线上下截面变化较大而中线上下一致者一致者7.9.2 7.9.2 变截面柱拼接变截面柱拼接7.9 7.9 构件的拼接构件的拼接图图7-92 变截面柱拼接变截面柱拼接1. 工厂拼接工厂拼接v拼接位置应错开，避免拼接位置应错开，避免焊缝集中焊缝集中v翼缘板和腹板分别接长翼缘板和腹板分别接长后在拼接，较少焊接应后在拼接，较少焊接应力力v常采用正面对接焊缝，常采用正面对接焊缝，施焊时用引弧板施焊时用引弧板7.9.3 7.9.3 梁的拼接梁的拼接7.9 7.9 构件的拼接构件的拼接图图7-93 焊接梁的工厂拼接焊接梁的工厂拼接2. 工地拼接工地拼接v工地焊接拼接工地焊接拼接v工地高强度螺栓拼接工地高强度螺栓拼接v拼接验算拼接验算7.9.3 7.9.3 梁的拼接梁的拼接7.9 7.9 构件的拼接构件的拼接图图7-94 工地焊接拼接工地焊接拼接图图7-95 工地高强度螺栓拼接工地高强度螺栓拼接v叠接叠接v侧面连接侧面连接7.10.1 7.10.1 次梁为简支梁次梁为简支梁7.10 7.10 梁与梁的连接梁与梁的连接图图7-97 叠接叠接图图7-98