钢结构基础 第三章

第三章连接

Chapter3Connections焊缝连接螺栓连接第三章连接Chapter3Connections3.1钢结构的连接3.1钢结构的连接★用于钢结构的连接必须满足以下要求：

安全可靠；传力明确；构造简单；制造方便；节约钢材。第三章连接Chapter3Connections连接的方式焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接a)NNNNc)NNb)螺栓连接铆钉连接焊接连接第三章连接Chapter3Connections连接的方式焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接螺栓连接铆钉连接焊接连接第三章连接Chapter3Connections*构造简单，任何形式的构件都可直接相连；*用料经济，不削弱截面；*制作加工方便，可实现自动化操作；*连接的密闭性好，结构刚度大，整体性好。

3.1.1焊缝连接*焊缝附近有热影响区，钢材的金相组织发生改变，导致局部材质变脆；*焊接的残余应力使结构易发生脆性破坏、降低压杆稳定的临界荷载，残余变形使结构形状、尺寸发生变化；*焊接裂缝一经发生，便容易扩展到整体；*低温冷脆问题较为突出。焊接的特点第三章连接Chapter3Connections3.1.2铆钉连接铆钉连接的特点优点：塑性韧性好，传力可靠，质量比较容易保证。缺点：构造复杂，技术要求高削弱截面，费钢费工；第三章连接Chapter3Connections精制螺栓粗制螺栓代号A级和B级C级强度等级5.6级和8.8级4.6级和4.8级加工方式车床上经过切削而成单个零件上一次冲成加工精度螺杆与栓孔直径之差为0.25～0.5mm螺杆与栓孔直径之差为1.5～3mm抗剪性能好较差经济性能价格高价格经济用途构件精度很高的结构（机械结构）；在钢结构中很少采用沿螺栓杆轴受拉的连接；次要的抗剪连接；安装的临时固定3.1.3螺栓连接1.普通螺栓连接第三章连接Chapter3Connections1.普通螺栓连接C级螺栓材料的性能等级为4.6或4.8级，4代表螺栓的抗拉强度不低于400kN/mm2，0.6，0.8代表材料的屈强比。直径与孔径相差1.5mm～3mm，便于安装，但螺杆与钢板孔壁不够紧密，螺栓不宜受剪。A、B级螺栓（精制螺栓）材料的性能等级为8.8级。其栓杆与栓孔的加工都有严格要求，受力性能较C级螺栓为好，但费用较高。第三章连接Chapter3Connections2.高强度螺栓连接

高强度螺栓是高强螺杆和配套螺母的合称。由45号、40B和20MnTiB钢经过热处理加工而成。

45号－8.8级；40B和20MnTiB－10.9级（a）大六角头螺栓（b）扭剪型螺栓第三章连接Chapter3Connections高强度螺栓摩擦型连接高强度螺栓承压型连接传力机理利用预拉力把被连接的部件夹紧，使部件的接触面间产生很大的摩擦力，外力通过摩擦力来传递允许接触面滑移，依靠螺栓杆和螺孔之间的承压来传力栓孔直径＝螺杆的公称直径+1.5～2.0mm＝螺杆的公称直径+1.0～1.5mm特点剪切变形小，弹性性能好，特别适用于承受动力荷载的结构连接紧凑，但剪切变形大，不得用于承受动力荷载的结构高强度螺栓摩擦型连接和承压型连接比较第三章连接Chapter3Connections连接方法优点缺点焊接对几何形体适应性强，构造简单，省材省工，易于自动化，工效高。焊接残余应力大且不易控制，焊接变形大。对材质要求高，质量检验工作量大。铆接传力可靠，韧性和塑性好，质量易于检查，抗动力荷载好。费钢、费工。目前很少采用普通螺栓连接装卸便利，设备简单螺栓精度低时不宜受剪，螺栓精度高时加工和安装难度较大。高强螺栓连接加工方便，对结构削弱少，能承受动力荷载，耐疲劳，塑性、韧性好。摩擦面处理，安装工艺略为复杂，造价略高主要连接方法及优缺点第三章连接Chapter3Connections其他连接方法除上述常用连接外，在薄钢结构中还经常采用射钉，自攻螺钉和焊钉等连接方式。第三章连接Chapter3Connections1.钢结构常用的焊接方法3.2焊接方法和焊缝连接形式1、钢结构常用的焊接方法：电弧焊，电阻焊，气焊①电弧焊Ⅰ手工电弧焊Ⅱ埋弧焊Ⅲ气体保护焊第三章连接Chapter3Connections（1）手工电弧焊原理：利用电弧产生热量熔化焊条和母材形成焊缝。

图3.1.2手工电弧焊

焊机导线熔池焊条焊钳保护气体焊件电弧优点：方便，适用于任意空间位置的焊接，特别适用于在高空和野外作业，小型焊接。缺点：质量波动大，要求焊工等级高，劳动强度大，生产效率低。第三章连接Chapter3ConnectionsA、焊条的选择：焊条应与焊件钢材（主体金属）相适应。Q390、Q420钢选择E55型焊条(E5500--E5518)Q345钢选择E50型焊条(E5001--E5048)Q235钢选择E43型焊条（E4300--E4328)B、焊条的表示方法：E—焊条(Electrode)第1、2位数字为熔敷金属的最小抗拉强度（kgf/mm2)第3、4表示适用焊接位置、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。第三章连接Chapter3Connections（2）埋弧焊（自动或半自动）电弧在焊剂层下燃烧的一种电弧焊方法。、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、焊丝转盘送丝器焊剂漏斗焊剂熔渣焊件图3.1.3埋弧自动焊机器优点：自动化程度高，焊接速度快，劳动强度低，焊接质量好。缺点：设备投资大，施工位置受限。焊丝的选择应与焊件等强度。第三章连接Chapter3Connections（3）气体保护焊利用焊枪喷出的CO2或其他惰性气体代替焊剂的电弧溶焊方法。直接依靠保护气体在电弧周围形成保护层，以防止有害气体的侵入。

优点：没有熔渣，焊接速度快，焊接质量好。缺点：施工条件受限制，不适用于在风较大的地方施焊。（4）电阻焊利用电流通过焊件接触点表面的电阻所产生的热量来溶化金属，再通过压力使其焊合。适用于板叠厚度不大于12ｍｍ的焊接。

第三章连接Chapter3Connections（5）气焊和电阻焊电阻焊气焊第三章连接Chapter3Connections2.焊缝连接形式及焊缝形式（1）焊缝连接形式：分为对接、搭接、T形连接和角部连接。第三章连接Chapter3Connections（2）焊缝形式：分为对接焊缝和角焊缝。对接焊缝按受力与焊缝方向分：

1）正对接焊缝(a)：作用力方向与焊缝方向正交。2）斜对接焊缝(b)：作用力方向与焊缝方向斜交。角焊缝按受力与焊缝方向分：

1）正面角焊缝(c)：作用力方向与焊缝长度方向垂直。2）侧面角焊缝(c)：作用力方向与焊缝长度方向平行。3）斜焊缝（c）：作用力方向与焊缝方向斜交。图3.1.5焊缝形式第三章连接Chapter3Connections1）对接焊缝正对接焊缝T型对接焊缝斜对接焊缝2）角焊缝第三章连接Chapter3Connections角焊缝沿长度方向的布置

1）连续角焊缝：受力性能较好，为主要的角焊缝形式。

2）间断角焊缝：在起、灭弧处容易引起应力集中。平焊、立焊、横焊和仰焊。焊缝按施工位置分为：图3.1.6施焊位置a)焊条平焊d)仰焊b)立焊c)横焊第三章连接Chapter3Connections3.焊缝缺陷及焊缝质量检验（1）焊缝缺陷

焊缝缺陷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、未焊透等；以及焊缝尺寸不符合要求、焊缝成形不良等。

第三章连接Chapter3Connections（2）焊缝质量检验：外观检查：检查外观缺陷和几何尺寸；内部无损检验：检验内部缺陷。（超声波检验、X射线或r射线透照或拍片）《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001规定焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级和三级。三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查且符合三级质量标准；一级、二级焊缝则除外观检查外，还要求一定数量的超声波探伤检验，超声波探伤不能对缺陷作出判断时，应采用射线探伤检验，并应符合国家相应质量标准的要求。第三章连接Chapter3Connections（3）焊缝质量等级及选用

《钢结构设计规范》（GB50017--2003）中，对焊缝质量等级的选用有如下规定：1）需要进行疲劳计算的构件中，垂直于作用力方向的横向对接焊缝受拉时应为一级，受压时应为二级。平行于作用力方向的纵向对接焊缝应为二级。2）在不需要进行疲劳计算的构件中，凡要求与母材等强的受拉对接焊缝应不低于二级；受压时宜为二级。

3）重级工作制和起重量Ｑ＞50t的中级工作制吊车梁的腹板与上翼缘板之间以及吊车桁架上弦杆与节点板之间的Ｔ形接头焊透的对接与角接组合焊缝，质量不应低于二级。4）角焊缝质量等级一般为三级，但对直接承受动力荷载且需要验算疲劳和起重量Q＞50t的中级工作制吊车梁的角焊缝的外观质量应符合二级。第三章连接Chapter3Connections（4）焊缝代号第三章连接Chapter3Connections3.4对接焊缝的构造和计算3.4.1对接焊缝的构造1.对接焊缝的坡口形式对接焊缝的焊件常需做成坡口，又叫坡口焊缝。坡口形式与焊件厚度有关。

图3.2.1对接焊缝的坡口形式a）直边缝：适合板厚t

10mm

b）单边V形、c）双边V形：适合板厚t＝10～20mmd）U形、e）K形、f）X形：适合板厚t>20mm

第三章连接Chapter3Connections2.对接焊缝的优缺点

优点：用料经济、传力均匀、无明显的应力集中，利于承受动力荷载。缺点：需剖口，焊件长度要求精确。

3.对接焊缝的构造处理垫板垫板垫板图3.2.2根部加垫板图3.2.3对接焊缝的引弧板引弧板第三章连接Chapter3Connections1）为防止熔化金属流淌必要时可在坡口下加垫板。2）在焊缝的起灭弧处，常会出现弧坑等缺陷，故焊接时可设置引弧板和引出板，焊后将它们割除。3）在对接焊缝的拼接处，当焊件的宽度不同或厚度相差4mm以上时，应分别在宽度方向或厚度方向从一侧或两侧做成坡度不大于1:2.5的斜角，以使截面过渡和缓，减小应力集中。图3.2.4不同厚度或宽度的钢板拼接a)改变厚度b)改变宽度≤1:2.5≤1:2.5第三章连接Chapter3Connections4.对接焊缝的强度

1）受压、受剪的对接焊缝与母材强度相等。2）三级检验的焊缝允许存在的缺陷较多，故其抗拉强度为母材强度的85%。3）一、二级检验的焊缝的抗拉强度可认为与母材强度相等。第三章连接Chapter3Connections3.4.2对接焊缝的计算1.轴心受力的对接焊缝图3.2.5直对接焊缝连接（3.2.1）lw——焊缝计算长度，t——连接件的较小厚度，对T形接头为腹板的厚度

;ftw、fcw——对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值（P382表1.3）；（1）对lw的取值：考虑到起落弧缺陷的影响，无引弧板时，焊缝计算长度取实际长度减去2t；有引弧板时，取实际长度。（2）在一般加引弧板施焊的情况下，所有受压、受剪的对接焊缝以及受拉的一、二级焊缝，均与母材等强，不用计算。

（3）直对接焊缝需要计算焊缝强度的只有两种情况。a)没有引弧板时需要计算。b)受拉情况下的三级焊缝。图3.2.6斜对接焊缝b（3.2.2）（3.2.3）第三章连接Chapter3Connections斜向受力的对接焊缝

对接焊缝斜向受力是指作用力通过焊缝重心，并与焊缝长度方向呈

夹角，其计算公式为：l’w——斜焊缝计算长度。加引弧板时，l’w＝b/sinq；不加引弧板时，l’w＝b/sinq－2t。

fvw——对接焊缝抗剪设计强度。规范规定，当斜焊缝倾角q≦56.3°，即tanq≦1.5时，可认为对接斜焊缝与母材等强，不用计算。第三章连接Chapter3Connections例题1：试验算下图所示钢板的对接焊缝的强度。图中b=540mm，t=22mm，轴心力的设计值为N=2150kN。钢材Q235-B，手工焊，焊条为E43型，三级检验标准的焊缝，施焊时加引弧板。第三章连接Chapter3Connections第三章连接Chapter3Connections2.承受弯距和剪力联合作用的对接焊缝焊缝内应力分布同母材。焊缝截面是矩形，正应力与剪应力图形分布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。

（3.2.5）（3.2.4）图3.2.7a弯矩和剪力共同作用下的对接焊缝M——焊缝承受的弯矩；Ww——焊缝截面模量。V——焊缝承受的剪力；Iw——焊缝计算截面惯性矩；Sw——计算剪应力处以上（或以下）焊缝计算截面对中和轴的面积矩。第三章连接Chapter3Connections对于工字形或T形截面除应分别验算最大正应力与最大剪应力外，还应验算腹板与翼缘交接处的折算应力:（3.2.6）式中:1、1——为腹板与翼缘交接处的正应力和剪应力。1.1为考虑到最大折算应力只在局部出现，而将强度设计值适当提高系数。

图3.2.7b弯矩和剪力联合作用下的对接焊缝工字形截面梁在弯曲时，弯曲正应力主要由上、下翼缘承担，剪应力主要由腹板承担，这使得截面上各处的材料能达到充分的利用。第三章连接Chapter3Connections例题2验算工字形截面牛腿连接焊缝的对接焊缝强度。F=550kN，偏心距e=300mm。钢材为Q235—B，焊条为E43型，手工焊。焊缝为三级检验标准。上、下翼缘加引弧板施焊。Fe第三章连接Chapter3Connections3.受轴力、弯矩和剪力联合作用的对接焊缝轴力和弯矩作用下对接焊缝产生正应力，剪力作用下产生剪应力，其计算公式为：（3.2.4*）（3.2.5*）

同样对于工字形、箱形截面，还要计算腹板与翼缘交界处的折算应力，其公式为：

（3.2.6*）式中第三章连接Chapter3Connections

对于梁柱节点处的牛腿，假定剪力由腹板承受，且剪应力均匀分布，其计算公式为：Aw——牛腿处腹板的焊缝计算面积。（3.2.5)对接焊缝的计算除考虑焊缝长度是否减少，焊缝强度要否折减外，对接焊缝的计算方法与母材的强度计算完全相同。

1.角焊缝的形式和强度第三章连接Chapter3Connections3.3角焊缝的构造和计算3.3.1角焊缝的构造角焊缝按截面形式（两焊脚边的夹角）可分为直角角焊缝和斜角角焊缝。（a）（b）（c）图3.3.1直角角焊缝截面（1）直角角焊缝通常做成表面微凸的等腰直角三角形截面（a）。对承受动力荷载的结构中，正面角焊缝的截面通常采用（b）的形式，侧面角焊缝的截面则做成凹面式（c）。第三章连接Chapter3Connections（2）斜角角焊缝两焊边的夹角a>90°或a<90°的焊缝。通常用于钢漏斗和钢管结构中。图3.3.2斜角角焊缝截面（d）斜锐角焊缝（e）斜钝角焊缝（f）斜凹面角焊缝hehehehf—焊脚尺寸；—焊脚边的夹角；

he—有效厚度（破坏面上焊缝厚度）并有，he＝hfcos/2对于α>135o或α<60o斜角角焊缝,除钢管结构外,不宜用作受力焊缝。第三章连接Chapter3Connections

（2）正面角焊缝：焊缝垂直于受力方向，受力后应力状态较复杂。焊缝截面各面都有正应力和剪应力，应力集中严重，焊缝根部形成高峰应力，易于开裂。破坏强度要高一些，但塑性差，弹性模量大。

（1）侧面角焊缝：焊缝长度方向与受力方向平行，应力分布简单。主要承受剪应力，强度低，弹性模量低，但塑性较好。弹性阶段分布并不均匀，剪应力两端大，中间小。角焊缝的工作性能图3.3.3角焊缝的应力分布第三章连接Chapter3Connections破坏形式第三章连接Chapter3Connections图3.3.4角焊缝荷载与变形关系

斜焊缝的受力性能和强度介于正面角焊缝和侧面角焊缝之间。

q为试验焊缝与试件水平方向的夹角。正面角焊缝的破坏强度比侧面角焊缝高。第三章连接Chapter3Connections2.构造要求角焊缝构造包括三个方面：焊脚尺寸、焊缝长度和减小焊缝应力集中的措施。角焊缝的焊脚尺寸是指焊缝根脚至焊缝外边的尺寸--hf（1）焊脚尺寸为了保证焊缝的最小承载能力以及防止焊缝由于冷却速度快而产生淬硬组织，导致母材开裂，hf,min应满足以下要求:

a)最小焊脚尺寸(hf,min)第三章连接Chapter3Connections自动焊（温度高而均匀）：手工焊角焊缝：t—较厚焊件的厚度。焊件厚度t≤4mm时：取hfmin=tT形连接单面角焊缝（冷却快）：第三章连接Chapter3Connectionshfmax≤1.2t

t—较薄焊件的板厚。

b)最大焊脚尺寸(hfmax)

对板件（厚度t）边缘的角焊缝（贴边焊）

当t≤6mm时，hfmax≤t； 当t＞6mm时，hfmax≤t-(1～2)mm。

为了避免焊缝局部过热，烧穿较薄的焊件，减小焊接残余应力和残余变形，hf,max应满足以下要求:

直接焊接钢管结构的尺寸不宜大于支管壁厚的2倍。对于圆孔或槽孔内的角焊缝尺寸不宜大于圆孔直径或槽孔短径的1/3。第三章连接Chapter3Connections第三章连接Chapter3Connections（2）角焊缝计算长度角焊缝计算长度（lw）取值lwmin≤lw

≤lwmax

焊脚尺寸的取值hfmin≤hf≤hfmax最小计算长度（lwmin）为了使焊缝能有一定的承载能力，根据使用经验，侧面角焊缝和正面角焊缝的计算长度均不得小于：lwmin≥8hf和40mm考虑到焊缝两端的缺陷，其实际长度应较前述数值还要大2hflwmax≤60hf

若实际长度超过以上数值，则超过部分不纳入计算长度中。若内力沿侧焊缝全长分布时，计算长度不受此限制。

b)侧焊缝最大计算长度（lwmax）第三章连接Chapter3Connections（3）减小角焊缝应力集中的措施tblw图3.3.5侧焊缝引起焊件拱曲为了避免焊缝横向收缩引起板件的拱曲太大，b≤16t（t>12mm）或200mm（t≤12mm）；a)构件端部仅有两边侧缝连接时：试验结果表明，连接的承载力与b/lw有关。为了避免应力传递的过分弯折而使构件中应力不均，每条侧缝长度b

/lw≤1；b为两侧缝之间的距离；lw为焊缝长度；t为较薄焊件的厚度。第三章连接Chapter3Connections

c)直接承受动力荷载的结构中，角焊缝表面应做成直线形或凹形，焊脚尺寸的比例：正面角焊缝宜为1:1.5，长边与内力方向一致；侧面角焊缝可用直角焊缝为1:1。

b)仅用正面角焊缝的搭接连接中，搭接长度不得小于焊件较小厚度的5倍或25mm。

d)当焊缝端部在焊件转角处时，应将焊缝延续绕过转角加焊2hf。避开起落弧发生在转角处的应力集中。b)2hfa)2hf2hf图3.3.6绕角焊缝第三章连接Chapter3Connections

e)在次要构件或次要焊接连接中，可采用断续角焊缝。断续角焊缝的长度不得小于10hf或50mm，断续角焊缝之间的净距，不应大于15t（对受压构件）或30t（对受拉构件），t为较薄焊件的厚度。以防板件局部凸曲鼓起，而对受力不利或潮气易于侵入而引起锈蚀。图3.3.7断续角焊缝第三章连接Chapter3Connections

焊角尺寸：hfd

c

b

a

dcbahehfhf1）焊缝的破坏面3.3.2直角焊缝的基本计算公式试验表明，直角角焊缝的破坏常沿有效厚度方向发生。图3.3.8直角角焊缝截面

有效厚度：he（＝0.7hf）

焊缝厚度：有效厚度+熔深+凸度

有效截面：有效厚度×计算长度计算时假定有效截面上应力均匀分布。第三章连接Chapter3Connections2）有效截面上的应力状态图3.3.9角焊缝有效截面上的应力国际标准化组织（ISO）推荐用式（3.3.1）确定角焊缝的极限强度d

a

dacc

he

∥

在外力作用下，直角角焊缝有效截面上有三个应力：

—正应力，与焊缝长度方向（面外垂直）

∥—剪应力，与焊缝长度方向（面内平行）

—剪应力，与焊缝长度方向（面内垂直）

上式相当于国产Q235钢提出，其它钢种公式左边系数（1.7～3.0）式中：

fuw

--焊缝金属的抗拉强度第三章连接Chapter3Connections（3.3.3）ffw——角焊缝强度设计值我国《规范》采用了折算应力公式，引入抗力分项系数后得角焊缝计算公式为：

出于偏于安全考虑，且与母材的能量强度理论的折算应力公式一致，欧洲钢结构协会（ECCS），将（3.3.1）的1.8改为3即：ffw由角焊缝抗剪条件确定，所以公式右边相当于角焊缝抗拉强度设计值。第三章连接Chapter3Connections图3.3.10直角角焊缝的计算

如图所示承受互相垂直的Ny、Nx两个轴心力作用的直角角焊缝，Ny垂直于焊缝长度方向产生平均应力

f，其在有效截面上引起的应力值为：（3.3.4）

f

对于有效截面既不是正应力也不是剪应力，但可分解为

和

。对直角角焊缝：3）实用计算方法第三章连接Chapter3Connections图3.3.10直角角焊缝的计算沿焊缝长度方向的力Nx，在有效截面上引起平行于焊缝长度方向的剪应力

f。（3.3.5）第三章连接Chapter3Connections则直角角焊缝在各种应力综合作用下的计算公式为：（3.3.3）（3.3.6）

f

——正面角焊缝的强度设计值增大系数。静载时

f

＝1.22，对直接承受动力荷载的结构，

f

＝1.0。

第三章连接Chapter3Connections正面角焊缝

f＝0，力N与焊缝长度方向垂直。侧面角焊缝

f＝0，力N与焊缝长度方向平行。（3.3.7）（3.3.8）以上各式中：

he=0.7hf；lw—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2hf。第三章连接Chapter3Connections3.3.3角焊缝的计算1.轴心力（拉力、压力和剪力）作用时角焊缝的计算

当焊件受轴心力，且轴心力通过连接焊缝群的中心，焊缝的应力可认为是均匀分布的。(1）用盖板的对接连接A、仅采用侧面角焊缝连接NNlwSlw－连接一侧的侧面角焊缝计算长度的总和第三章连接Chapter3ConnectionsB、采用三面围焊连接NNlwlw’先计算正面角焊缝承担的内力Slw′－连接一侧的正面角焊缝计算长度的总和再计算侧面角焊缝的强度Slw－连接一侧的侧面角焊缝计算长度的总和第三章连接Chapter3Connections(2）承受斜向轴心力的角焊缝NNxNyθ

f

f图3.3.12轴心力作用下的角焊缝平行于焊缝长度方向的分力Ncos

垂直于焊缝长度方向的分力Nsin

（3.3.9a）（3.3.9b）外力N和焊缝长度方向斜交，焊缝受到的力N被分解为：代入（3.3.6），得焊缝计算公式：→第三章连接Chapter3Connections（3.3.10）取得：令：则斜焊缝的计算公式为：

0°20°30°40°50°60°70°80～90°

f1.001.021.041.081.121.141.201.22将

f（斜焊缝强度增大系数）作成表格第三章连接Chapter3Connections（3）承受轴心力的角钢端部连接

在钢桁架中，角钢腹杆与节点板的连接焊缝常用两面侧焊，或三面围焊，特殊情况也允许采用L形围焊（如图所示）。腹杆受轴心力作用，为了避免焊缝偏心受力，焊缝所传递的合力的作用线应与角钢杆件的轴线重合。图3.3.13桁架腹杆节点板的连接第三章连接Chapter3ConnectionsNN1N2eb角钢的侧缝连接

a)仅用侧面焊缝连接解上式得肢背和肢尖的受力为：（3.3.14）（3.3.15）（3.3.16）

在N1、N2作用下，侧缝的计算长度为：（3.3.17）由平衡条件得：肢背肢尖K1—角钢肢背焊缝的内力分配系数K2—角钢肢尖焊缝的内力分配系数第三章连接Chapter3Connections表3.3.1角钢角焊缝内力分配系数K第三章连接Chapter3Connections

b)角钢用三面围焊时，可减小角钢的搭接长度。可先假定正面角焊缝的焊脚尺寸hf3，并算出它所能承受的内力N3：（3.3.11）（3.3.12）通过平衡关系得肢背和肢尖侧焊缝受力为:（3.3.13）角钢角焊缝围焊的计算NN1N2ebN3lw2lw1在N1、N2作用下，侧焊缝的长度用公式（3.3.16、3.3.17）。第三章连接Chapter3Connectionsc)当采用L形围焊时，令N2＝0，得：L形围焊角焊缝计算公式为：（3.3.19）若求出得hf3大于hfmax

,则不能采用L形围焊。（3.3.18）（3.3.20）第三章连接Chapter3Connections例题3.2

试设计用拼接盖板的对接连接。已知钢板宽B＝270mm，厚度t1=28mm，拼接盖板的厚度t2=16mm。该连接承受的静态轴心力N＝1400kN（设计值），钢材为Q235B，手工焊，焊条为E43型第三章连接Chapter3Connections[分析]方法一：假定焊脚尺寸----焊缝长度----拼接盖板尺寸步骤1：假定焊脚尺寸（hf）角焊缝的尺寸是根据板件的厚度确定的。最大焊脚尺寸：规范规定，当t>6mm时，hf≦t-(1～2)mm，t为较薄焊件的厚度hfmax=14～15mm取hf=10mm最小焊脚尺寸：规范规定，hf≧1.5(t)1/2，t为较厚焊件的厚度hfmin=7.9mm第三章连接Chapter3Connections步骤2：计算焊缝长度（lw）假设采用两面侧焊缝，拼接盖板采用上下两块。根据公式（3.3.8）式算得连接一侧所需焊缝的的总长度Slw=1250mm拼接盖板的长度L=676mm,取680mm由于该连接采用了上下两块拼接盖板，在连接一侧有4条侧焊缝，一条侧焊缝的实际长度lw′=333mm验算lwmin≦lw′≦lwmax第三章连接Chapter3Connections步骤3：确定拼接盖板的宽度（b）虽然沿拼接盖板的宽度方向没有施焊，但也应该根据强度条件和构造要求确定其宽度。强度条件：假设b=240mm,则拼接盖板的横截面积A=3840mm2,根据静态轴力计算的强度值s=182.3N/mm2<f=215N/mm2选用拼接盖板的尺寸为680mm×240mm×16mm构造要求：当板件端部只有两条侧面角焊缝连接时，要求b/lw<1。

当t>12mm时，b≦16t,t为较薄焊件的厚度第三章连接Chapter3Connections方法二：假定焊脚尺寸和拼接盖板尺寸----验算焊缝承载力（如果假定的焊缝尺寸不能满足承载力要求时，则应调整焊脚尺寸，再进行验算）步骤1：假定焊脚尺寸（hf=10mm)步骤2：假定拼接盖板尺寸

采用菱形拼接盖板，拼接盖板上下两块第三章连接Chapter3Connections步骤3：计算各部分焊缝的承载力a)正面角焊缝N1=109.3kNb)侧面角焊缝N2=448.0kNc)斜焊缝N3=854.8kN步骤4：作用力设计值与承载力比较N=1400kN<N′=N1+N2+N3=1412kN满足要求第三章连接Chapter3Connections例3.3

设计如图所示双面不等边角钢和节点板间的连接角焊缝。受动力荷载N=575kN。钢材Q235，手工焊，焊条E43型。N=575kN2160×100×10[分析]目标：设计焊缝（包括焊脚尺寸、焊缝长度）方法：假定焊脚尺寸----焊缝长度第三章连接Chapter3Connections

步骤1：确定焊缝强度设计值（ffw）查《规范》（P382表1.3）得ffw=160N/mm2步骤2：假定焊脚尺寸（hf）角焊缝的尺寸是根据板件的厚度确定的。最大焊脚尺寸：规范规定，当t>6mm时，hf≦t-(1～2)mm，t为较薄焊件的厚度hfmax=8～9mm取hf=6mm最小焊脚尺寸：规范规定，hf≧1.5(t)1/2，t为较厚焊件的厚度hfmin=5.6mm第三章连接Chapter3Connections步骤3：计算角钢肢背和肢尖上侧缝分担的轴力（N1,N2）查表（P69表3.3.1）得焊缝内力分配系数K1=0.65,K2=0.35肢背角焊缝所承受的内力N1=373.75kN肢尖角焊缝所承受的内力N2=201.25kNNk1Nk2Nlw2lw1第三章连接Chapter3Connections步骤4：计算角钢肢背和肢尖上侧缝长度（lw1,lw2）肢背角焊缝侧缝长度lw1′=278mm考虑到起灭弧的影响，肢背和肢尖角焊缝实际长度肢尖角焊缝侧缝长度lw2′=150mmlw2=lw2′+2hf=162mmlw1=lw1′+2hf=290mm第三章连接Chapter3Connections验算下图所示连接的强度(采用三面围焊)。已知钢板宽B1=400mm，厚t1=18mm,受轴心力N=1425kN（静荷载），钢材Q235B，手工焊，焊条E43型。取hf=8mm。两块矩形盖板宽B2=340mm，厚t2=12mm。NNNN第三章连接Chapter3ConnectionsNθeNxNyMAσNxσMτNyhehet（1）受弯矩M、剪力V、轴力N联合作用时角焊缝的计算由轴心拉力Nx产生的应力：由弯矩M产生的最大应力：2.复杂受力时角焊缝连接计算第三章连接Chapter3ConnectionsA点产生的剪应力：A点控制应力最大为控制设计点A点产生的正应力由两部分组成：轴心拉力Nx和弯矩M产生的正应力。直接叠加得：代入角焊缝实用计算公式（3.3.6）：第三章连接Chapter3Connections（2）V、M共同作用下焊缝强度计算h1σf1σf2τfxxhh222’1h1MeFVM对于1点：式中：Iw—全部焊缝有效截面对中性轴的惯性矩；

h1—两翼缘焊缝有效截面最外纤维间的距离（3.3.21）假设：腹板焊缝承受全部剪力，全部焊缝承受弯矩第三章连接Chapter3Connectionsh1σf1σf2τfxxhh222’1h1MeFVM对于2点：强度验算公式：h2—腹板焊缝的实际长度；lw2—腹板焊缝的计算长度；he2—腹板焊缝截面有效高度。第三章连接Chapter3Connections工字梁（或牛腿）与钢柱翼缘角焊缝的连接另一种计算方法是使焊缝传递应力近似与材料所承受应力相协调，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化为一对水平力H=M/h。腹板焊缝的强度计算式：HH翼缘焊缝的强度计算式：V第三章连接Chapter3Connections（3）三面围焊受扭矩、剪力联合作用时角焊缝的计算图3.3.19承受偏心力的三面围焊Fe1rxahl2xxyyAA’0TVre将F向焊缝群形心简化得:

轴心力V＝F扭矩T=Fe故：该连接的设计控制点为A点和A’点计算时按弹性理论假定:①被连接件绝对刚性，它有绕焊缝形心O旋转的趋势，而焊缝本身为弹性。②扭距在角焊缝群上产生的任一点的应力方向垂直于该点与形心的连线，且应力大小与连线长度r成正比。③在轴心力V作用下，焊缝群上的应力均匀分布。第三章连接Chapter3Connectionse2x0l1l2xxyyAA’0TFrxxyyrrxryA0θhe

T

T

f

FA’T作用下A点应力:sTIp——为焊缝计算截面对形心的极惯性矩，Ip=Ix+Iy

Ix，Iy——焊缝计算截面对x、y轴的惯性矩；rx、ry——为焊缝形心到焊缝验算点在x、y方向的距离。第三章连接Chapter3Connections轴力F产生的应力按均匀分布计算，A点应力:A点垂直于焊缝长度方向的应力为:

f，

F，平行于焊缝长度方向的应力为:

T强度验算公式：

FxxyyrrxryA0θhe

T

T

f

FA’第三章连接Chapter3Connectionsα1α2hf1hf1hf2hf2he2he1b1b2图Aα1α2hf1hf1hf2hf2he2he1b图B（1）不考虑应力方向，统一取βf=1.0。3.3.4斜角角焊缝和部分对接焊缝的计算1.斜角焊缝的计算计算方法与直角焊缝相同，按公式（3.3.6）至（3.3.8）计算（2）在确定斜角角焊缝的有效厚度时，假定焊缝在其所成夹角的最小斜面上发生破坏。第三章连接Chapter3Connections（3）规范规定：当两焊脚边夹角60o≤α2<90o，90o<α1≤135o，且根部间隙（b、b1、b2）不大于1.5mm时，取焊缝有效厚度为：

he=hfcos(a/2)（4）当根部间隙（b、b1、b2）大于1.5mm时，焊缝有效厚度为：cos(ai/2)（5）任何根部间隙不得大于5mm。第三章连接Chapter3Connections（1）焊缝受力很小甚至不受力，且要求外观齐平美观。（2）焊缝受力虽较大，但采用焊透对接焊缝强度又得不到发挥；如采用角焊缝，焊脚又过大，于是做成用坡口加强的角焊缝。2.部分焊透对接焊缝的计算图3.3.22部分焊透的对接焊缝截面型式坡口形式有V形（全V形和半V形）、U形和J形三种。在转角处采用半V形和J形坡口时，不宜在板的厚度上开坡口，这样可避免焊缝收缩的板厚度方向产生裂纹。第三章连接Chapter3Connections例3.4验算图中梁与钢柱间的连接角焊缝的强度。钢材Q235，手工焊，焊条E43型。荷载设计值N=400kN（静力荷载），e=250mm，焊脚尺寸hf=8mm。NVMa)b)c)例题3.4(角焊缝受偏心剪力)第三章连接Chapter3Connections[分析]对于工字梁与钢柱的角焊缝连接，通常只承受弯矩M和剪力V的作用，荷载情况简单，但是焊缝采用了周边围焊，焊缝截面情况比较复杂。目的：验算角焊缝的强度（焊脚尺寸hf已知，焊缝长度lw可以根据构造要求确定）计算时可以采用两种假设：A：腹板焊缝承受全部剪力，弯矩由全部焊缝承担；B：腹板焊缝承受全部剪力，翼缘焊缝承受全部弯矩。第三章连接Chapter3Connections[计算]步骤2：作用在焊缝形心上力素的计算V=N=400kNM=Ne=10000kN·cm

步骤1：确定焊缝强度设计值（ffw）查《规范》（P382表1.3）得ffw=160N/mm2采用假设A：腹板焊缝承受全部剪力，弯矩由全部焊缝承担步骤3：计算焊缝有效截面对中和轴的惯性矩Iw=2*0.7*8*200*(205.6-5.6/2)2+4*0.7*8*95*(170+5.6/2)2+2*0.7*8*3403/12=19235*104mm2第三章连接Chapter3Connections翼缘焊缝的最大正应力

sf1=106.9N/mm2<bf*160=195N/mm2

步骤4：计算控制点应力控制点有两点：

a)翼缘焊缝的最外纤维处b)翼缘焊缝与腹板焊缝的交点处

b)腹板焊缝中由弯矩引起的最大正应力sf2=88.4N/mm2剪力V在腹板焊缝中产生的平均剪应力tf=105.0N/mm2（3.3.6）腹板焊缝的强度为127.6N/mm2<160N/mm2

满足强度要求第三章连接Chapter3Connections采用假设B：腹板焊缝承受全部剪力，翼缘焊缝承受全部弯矩HH

步骤3：翼缘焊缝所承受的水平力（翼缘焊缝承担全部弯矩，可以将弯矩转化为一对水平力）H=M/h=263kN(h值近似取为翼缘中线的距离)翼缘焊缝的强度sf＝120.4N/mm2<195N/mm2腹板焊缝的强度tf＝105.0N/mm2<160N/mm2均满足要求第三章连接Chapter3Connections例3.5

设计牛腿板与钢柱间的连接角焊缝（三面围焊），并验算焊缝强度。板边长度l1=300mm，l2=400mm，偏心力F=196kN，e1=300mm，承受静力荷载，钢材Q235，手工焊，焊条为E43型，钢板厚t=10mm。ye1MFVAoa)e2l1l2xryrxrb)yoxy0.7hf第三章连接Chapter3Connectionsye1MFVAoa)e2l1l2[分析]该三面围焊共同承受剪力V和扭距T的作用，将偏心力F移至焊缝计算截面的重心就可以求出相应的V和T。目的：设计牛腿板和钢柱板之间的角焊缝（焊缝长度可以根据构造要求确定）设计中，l1,l2都紧贴牛腿板一侧（并不在焊缝的中线），这样焊缝的实际长度要比l1,l2稍大，因此计算长度采用l1,l2,不再扣除水平焊缝的端部缺陷。假设焊脚尺寸－－验算角焊缝的强度第三章连接Chapter3Connections[计算]步骤2：焊缝计算截面的重心位置

x0=90mm

步骤1：确定焊缝强度设计值（ffw）查《规范》（P382表1.3）得ffw=160N/mm2xyx300400步骤3：焊缝截面的惯性矩

Ix=16.4*107mm4Iy＝5.5*107mm4Ip＝21.9*107mm4第三章连接Chapter3Connections步骤4：作用在焊缝上的力素计算

V=F=196kNe=e1+e2=e1+(l1-x0)=510mmT=Fe=109N-mmrMVxyx300400e2e1NA步骤5：控制点A强度计算

sf=96N/mm2

tT=91N/mm2

sF=35N/mm2

（3.3.6）控制点强度为140.8N/mm2<160N/mm2

满足强度要求第三章连接Chapter3Connections§3.5焊接残余应力和焊接变形3.5.1焊接残余应力和变形的原因1.焊接残余应力的分类

▲纵向焊接应力：长度方向的应力▲横向焊接应力：垂直于焊缝长度方向且平行于构件表面的应力；▲厚度方向焊接应力：垂直于焊缝长度方向且垂直于构件表面的应力。

2.焊接残余应力的成因a)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1600oC，而邻近区域温度骤降。（1）纵向焊接残余应力第三章连接Chapter3Connectionsb)高温钢材膨胀大，但受到两侧温度低、膨胀小的钢材限制，产生热态塑性压缩，焊缝冷却时被塑性压缩的焊缝区趋向收缩，但受到两侧钢材的限制而产生拉应力。对于低碳钢和低合金钢，该拉应力可以使钢材达到屈服强度。c)焊接残余应力是无荷载的内应力，故在焊件内自相平衡，这必然在焊缝稍远区产生压应力。+--500oC800oC300oC300oC500oC800oC施焊方向8cm64202468cm第三章连接Chapter3Connections（2）横向焊接残余应力产生的原因:a)

焊缝的纵向收缩，使焊件有反向弯曲变形的趋势，导致两焊件在焊缝处中部受拉，两端受压；b)焊接时已凝固的先焊焊缝，阻止后焊焊缝的横向膨胀，产生横向塑性压缩变形。焊缝冷却时，后焊焊缝的收缩受先焊焊缝的限制而产生拉应力，而先焊焊缝产生压应力，因应力自相平衡，更远处焊缝则产生拉应力；应力分布与施焊方向有关。

以上两种应力的组合即为横向焊接残余应力第三章连接Chapter3Connections(a)焊缝纵向收缩时的变形趋势-+-(b)焊缝纵向收缩时的横向应力xy+-+施焊方向(c)焊缝横向收缩时的横向应力xy-+-+(d)焊缝横向残余应力yx-++施焊方向(e)-+-施焊方向(f)xyyx不同施焊方向下,焊缝横向收缩时产生的横向残余应力第三章连接Chapter3Connections（3）沿厚度方向的焊接残余应力a)在厚钢板的焊接连接中，焊缝需要多层施焊。-+-321σxσyσzb)焊接时沿厚度方向已凝固的先焊焊缝，阻止后焊焊缝的膨胀，产生塑性压缩变形。焊缝冷却时，后焊焊缝的收缩受先焊焊缝的限制而产生拉应力，而先焊焊缝产生压应力，因应力自相平衡，更远处焊缝则产生拉应力。c)因此，除了横向和纵向焊接残余应力

x，

y外，还存在沿厚度方向的焊接残余应力

z，这三种应力形成同号(受拉)三向应力，大大降低连接的塑性。第三章连接Chapter3Connections3.焊接残余变形的产生

在施焊时，由于不均匀的加热和冷却，焊区的纵向和横向受到热态塑性压缩，使构件产生变形。表现主要有：纵向收缩、横向收缩、弯曲变形、角变形、波浪变形、扭曲变形等。图3.4.4焊接变形第三章连接Chapter3Connections（1）对结构静力强度的影响σ+--bfy+--bfyNyNy因焊接残余应力自相平衡，故：当板件全截面达到fy，即N=Ny时：结论：焊接残余应力不会影响结构的静力强度+--fyσbBt3.5.2焊接应力和变形对结构工作性能的影响1.焊接应力的影响第三章连接Chapter3Connections（2）对结构刚度的影响当焊接残余应力存在时，因截面的bt部分拉应力已经达到fy，故该部分刚度为零（屈服），这时在N作用下应变增量为：σ+--bfyNN+--fyσNNbBt△ε1>△ε2当截面上没有焊接残余应力时，在N作用下应变增量为：结论：焊接残余应力使结构变形增大，即降低了结构的刚度。第三章连接Chapter3Connections（3）对低温冷脆的影响（4）对疲劳强度的影响

对于厚板或交叉焊缝，将产生三向焊接残余拉应力，阻碍塑性的发展，使裂缝容易发生和发展，增加了钢材低温脆断倾向。所以，降低或消除焊接残余应力是改善结构低温冷脆性能的重要措施。

在焊缝及其附近主体金属焊接残余拉应力通常达到钢材的屈服强度，此部位是形成和发展疲劳裂纹的敏感区域。因此焊接残余应力对结构的疲劳强度有明显的不利影响。

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。（5）对压杆稳定的影响第三章连接Chapter3Connections焊接应力的影响

▲常温下不影响结构的静力强度；

▲增大结构的变形，降低结构的刚度；

▲降低疲劳强度；

▲在厚板或交叉焊缝处产生三向应力状态，阻碍了塑性 变形，在低温下使裂纹易发生和发展；

▲降低压杆的稳定性。2.焊接变形的影响▲焊接变形若超出验收规范规定，需花许多工时去矫正；▲影响构件的尺寸和外形美观，还可能降低结构的承载力，引起事故。第三章连接Chapter3Connections3.4.3减少焊接应力和变形的措施（1）采用合理的施焊顺序和方向（2）采用反变形法减小焊接变形或焊接应力（3）锤击或碾压焊缝使焊缝得到延伸（4）小尺寸焊件，应焊前预热或焊后回火处理1.合理的焊缝设计（1）合理的选择焊缝的尺寸和形式（2）尽可能减少不必要的焊缝（3）合理的安排焊缝的位置（4）尽量避免焊缝的过分集中和交叉（5）尽量避免母材在厚度方向的收缩应力2.合理的工艺措施第三章连接Chapter3Connections精制螺栓粗制螺栓代号A级和B级C级强度等级5.6级和8.8级4.6级和4.8级加工方式车床上经过切削而成单个零件上一次冲成加工精度螺杆与栓孔直径之差为0.25～0.5mm螺杆与栓孔直径之差为1.5～3mm抗剪性能好较差经济性能价格高价格经济用途构件精度很高的结构（机械结构）；在钢结构中很少采用沿螺栓杆轴受拉的连接；次要的抗剪连接；安装的临时固定§3.6普通螺栓连接的构造和计算第三章连接Chapter3Connections3.6.1螺栓的排列和构造要求

螺栓的排列应简单、统一而紧凑，满足受力要求，构造合理又便于安装。排列的方式有并列排列和错列排列两种。图3.5.1螺栓的排列方式1.螺栓的排列并列比较简单整齐，所用连接板尺寸小，但由于螺栓孔的存在，对构件截面的削弱较大；错列可以减小螺栓孔对截面的削弱，但螺栓空排列不如并列紧凑，连接板尺寸较大。第三章连接Chapter3Connections(1)受力要求

因此规范从受力的角度规定了最大和最小容许间距下限：防止孔间板破裂≥3d0上限：防止板间张口和鼓曲。b）螺孔中心距限制a）端距限制——防止孔端钢板剪断，≥2d0

；中心距太大<2d端距过小第三章连接Chapter3Connections端距端距中距边距线距3d02d03d01.5d01.5d03d03d02d0端距边距1.5d0(1.2d0)2d02d01.5d03d0端距（2）构造要求

若栓距及线距过大，则构件接触面不够紧密，潮气易侵入缝隙而发生锈蚀。规范规定了螺栓的最大容许间距。（3）施工要求

要保证有一定的空间，以便转动扳手，拧紧螺母。因此规范规定了螺栓的最小容许间距。第三章连接Chapter3Connections

根据规范规定（P86表3.5.1）的螺栓最大、最小容许间距，排列螺栓时宜按最小容许间距取用，且宜取5mm的倍数，并按等距离布置，以缩小连接的尺寸。最大容许间距一般只在起连系作用的构造连接中采用。第三章连接Chapter3Connections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两个永久螺栓；2.螺栓的其它构造要求直接承受动荷载的普通螺栓连接应采用双螺帽，或其他措施以防螺帽松动；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连接：

①

承受静载或间接动载的次要连接；

②

承受静载的可拆卸结构连接；

③

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，应采用钢板而不能采用型钢作为拼接件；第三章连接Chapter3Connections3.7普通螺栓的受剪连接

螺栓连接的受力形式分为：只受剪力，只受拉力。有时受剪力和拉力的共同作用。

FNFA只受剪力B只受拉力C剪力和拉力共同作用第三章连接Chapter3ConnectionsNδO1234NNabNN/2N/2对图示螺栓连接做抗剪试验,即可得到板件上a、b两点相对位移δ和作用力N的关系曲线,该曲线清楚的揭示了抗剪螺栓受力的四个阶段3.7.1.受剪连接的工作性能

(1)摩擦传力的弹性阶段(0~1段)

直线段—连接处于弹性状态；该阶段较短—摩擦力较小。(2)滑移阶段(1~2段)

克服摩擦力后，板件间突然发生水平滑移，最大滑移量为栓孔和栓杆间的间隙，表现在曲线上为水平段。第三章连接Chapter3ConnectionsNδO1234abNN/2N/2(3)栓杆传力的弹性阶段(2~3段)

该阶段主要靠栓杆与孔壁的接触传力。栓杆受剪力、拉力、弯矩作用，孔壁受挤压。由于材料的弹性以及栓杆拉力增大所导致的板件间摩擦力的增大，N-δ关系以曲线状态上升。

(4)弹塑性阶段(3~4段)

达到‘3’后，即使给荷载以很小的增量，连接的剪切变形迅速增大，直到连接破坏。‘4’点（曲线的最高点）即为普通螺栓抗剪连接的极限承载力Nu。第三章连接Chapter3Connections图3.5.2受剪螺栓的破坏情况a)螺杆被剪断；b)连接件半孔壁挤压破坏；c)钢板拉（压）断；d)钢板剪坏；e)螺杆弯曲破坏。受剪螺栓的破坏形式a)AB栓杆较细而板件较厚时b)BA栓杆较粗而板件较薄时c)A截面削弱过多时d)35º35ºa1A端矩过小时；端矩不应小于2dOe)A螺栓杆过长；栓杆长度不应大于5d第三章连接Chapter3Connections单栓抗剪承载力：抗剪承载力设计值：承压承载力设计值：d2.单个普通螺栓的受剪计算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，故单栓抗剪承载力由以下两式决定:（3.5.1）（3.5.2）假定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）均匀分布第三章连接Chapter3Connections抗剪承载力设计值：承压承载力设计值：（3.5.1）（3.5.2）图3.5.3剪力螺栓的剪面数和承压厚度nv—受剪面数目；d—螺栓杆直径；fvb、fcb—螺栓抗剪和承压强度设计值；∑t—连接接头一侧承压构件总厚度的较小值。第三章连接Chapter3ConnectionsN/2Nl1N/2平均值螺栓的内力分布试验证明,栓群在轴力作用下各个螺栓的内力沿栓群长度方向不均匀，两端大,中间小。

当l1≤15d0(d0为孔径)时，连接进入弹塑性工作状态后，内力重新分布，各个螺栓内力趋于相同，故设计时假定N由各螺栓平均分担。3.普通螺栓群抗剪连接计算（1）普通螺栓群轴心受剪计算

连接所需螺栓数为：(3.5.3)第三章连接Chapter3ConnectionsECCS试验曲线8.8级M22我国规范1.00.750.50.2501020304050607080l1/d0η平均值长连接螺栓的内力分布当l1>15d0(d0为孔径)时，连接进入弹塑性工作状态后，即使内力重新分布,各个螺栓内力也难以均匀，端部螺栓首先破坏，然后依次破坏。由试验可得连接的抗剪强度折减系数η与l1/d0的关系曲线。连接所需栓数：(3.5.5)第三章连接Chap