《钢结构制作与安装》课件-项目3 钢结构连接技术

钢结构的连接方法及特点钢结构的连接方法及特点安全可靠、传力明确、构造简单、制造方便、节约钢材常用连接的方式连接的原则焊缝连接螺栓连接铆钉连接钢结构的连接方法及特点1.焊缝连接优点构造简单

任何形式的构件都直接相连用料经济

不削弱截面制作加工方便

可实现自动化操作连接密闭性好，结构刚度大，整体性能好缺点施焊高温作用，材质容易变脆。不均匀高温和冷却，产生残余应力和残余变形，焊接缺陷降低压杆稳定、影响疲劳强度对裂纹敏感低温冷脆问题突出

武汉长江大桥现代钢结构最基本的连接方式、应用广泛。钢结构的连接方法及特点2.螺栓连接普通螺栓和高强螺栓工厂构件焊接、工地节点螺栓连接钢结构发展方向优点施工简单，装拆方便，对安装工的要求高摩擦型高强度螺栓连接动力性能好耐疲劳，易阻止裂纹扩展缺点费料、开孔截面削弱螺栓孔加工精度要求高钢结构的连接方法及特点3.铆钉连接目前承重钢结构连接中已很少应用优点塑性、韧性好，动力性能好缺点费料、加热铆合过程极其费工铆钉的抗剪强度为10t左右，使用时容易出现松动钢结构的连接方法及特点4.栓焊混合连接高层钢结构梁柱节点的连接连接施工方便，性能可靠焊缝和高强度螺栓各自传力路线明确先栓后焊，考虑焊接对高强螺栓预拉力的影响，设计时要对螺栓的承载力宜留一定的余量。钢结构的连接方法及特点5.射钉、自攻螺钉连接用于薄壁构件（压型钢板屋面板、墙板与梁、柱）的连接可采用射枪、铆枪等专用工具安装钢结构的连接方法及特点连接方式的选择受力合理充分发挥材料的性能施工条件的合理性美观适用和经济性具体问题具体分析安全底线质量红线节能环保拓展思考？请同学们结合今天所学钢结构连接方式，自行查阅文献资料及线上工程案例，对比分析钢结构连接方式的优缺点，并举例说明。钢结构焊接工艺钢结构焊接工艺根据使用对象和用途建筑焊接结构、贮罐和容器焊接结构管道焊接结构、导电性焊接结构选用材料普通碳素钢；低合金结构钢问题：不同的焊接方法有不同的工艺，工人、焊枪和焊机操作都需要一定的空间，怎么预留、预留多少呢？钢结构焊接工艺焊接工艺规程钢结构焊接工艺1.原理利用电弧产生的热量熔化焊条和母材形成焊缝。

2.特点优点：设备简单，操作灵活方便，实用性强，应用极为广泛。缺点:质量波动大，要求焊工等级高，劳动强度大，生产效率低。电弧焊气体保护焊电渣焊手工电弧焊自动半自动电弧焊

焊机导线熔池焊条焊钳保护气体焊件电弧电源常用的焊接方法气焊电阻焊钢结构焊接工艺通电后电弧使焊丝、焊件、焊剂熔化形成焊缝。焊剂溶化后形成焊渣浮在溶化金属表面，隔绝空气接触，供给必要的合金元素。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，施工位置受限等。、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、焊丝转盘送丝器焊剂漏斗焊剂熔渣焊件埋弧自动焊机器送丝器埋弧焊（自动或半自动）焊丝的选择与焊件等强度。钢结构焊接工艺埋弧焊（自动或半自动）中厚板和长焊缝钢结构首选的焊接工艺方法。采用激光检测与光电跟踪技术对传统埋弧焊机的焊缝跟踪系统进行改进，提高焊缝的跟踪精度，实现自动化焊接。箱型截面翼缘的埋弧自动焊典型埋弧焊小车结构图钢结构焊接工艺气体保护焊采用CO2气体（代替焊剂）、焊丝电弧使焊丝熔化形成焊缝CO2气体保护被焊金属与空气接触优点：焊接速度快，焊接质量好。缺点：施工条件受限制等。气体保护焊钢结构焊接工艺气体保护焊目前工厂很常用的焊接方法室外施焊要有避风措施，防止气孔、焊坑缺陷钢结构焊接工艺电阻焊不采用焊接材料电流通过焊件表面的电阻，产生热量熔化金属，再加压力而焊合适宜板厚不大于12mm的焊接冷弯薄壁型钢连接常采用此焊接方法电阻焊原理图电阻焊施工钢结构焊接工艺电渣焊采用管状焊条（熔嘴），焊丝从管内进入电流通过熔渣产生的电阻热，熔化焊件和焊丝形成焊缝有消耗和非消耗熔嘴式电渣焊之分消耗熔嘴式非消耗熔嘴式钢结构焊接工艺电渣焊适用垂直位置（立焊）或接近垂直位置焊接各种大厚度（25～300毫米）工件电能与焊接材料的消耗也比埋弧焊少电渣焊基本原理图箱型柱的内隔板电渣焊箱型柱的内隔板通常都采用这种焊接方法。采用这种焊接工艺，焊缝两侧都需要设置挡板（一般25mm厚），所以内隔板的间距一般不宜小于150mm。钢结构焊接工艺气焊采用乙炔在氧气中燃烧的火焰来熔化焊条适用于钢板厚度薄的连接，一般小厂家备用此焊接设备钢结构焊接工艺气焊操作是一项危险性很大的工作，千万不能掉以轻心氧气瓶和乙炔瓶之间的安全距离为5m以上。瓶底不允许垫绝缘物体，以防止瓶静电积蓄，引起爆炸。氧气瓶中的氧气不允许全部用完，必须留有0.05MPa以上压力的氧气，并将瓶阀关紧。氧气连接管和乙炔连接管不得混用。减压阀、压力表不得任意拆卸。焊接场所不得存放易燃易爆物品钢结构焊接工艺小小焊接大作用焊接技术与大国重器钢结构焊接基本知识钢结构连接基本知识1目录CONTENT钢结构焊接基本知识2PART01钢结构连接基本知识钢结构连接基本知识焊缝连接一、概念通过电弧产生的热量，使焊条和焊件局部熔化，经冷却凝成焊缝，从而将焊件连为一体。二、优点（1）对钢材的任何方位、角度和形状一般都直接焊接，不削弱构件截面，节约钢材。（2）构造简单、施工方便、连接刚度大、密封性能好。（3）易采用自动化作业，生产效率高。对接焊缝连接角焊缝连接三、缺点（1）由于施焊时的高温作用，钢材的材质变脆。（2）钢材受到不均匀高温和冷却，使结构产生残余应力和残余变形，使结构的刚度、稳定承载力、抗冲击断裂、抗疲劳强度降低，发生脆性破坏的可能性增大。四、适用范围除少数直接承受动力荷载的结构连接不宜采用焊接外，普遍用于工业与民用建筑的钢结构中。

钢结构连接基本知识焊缝连接一、优点塑性和韧性好，连接刚度大，传力可靠，质量易于检查。二、缺点构造复杂,费工费时,对施工技术要求很高，劳动强度大，施工条件差，施工速度慢,现已很少采用。三、适用范围在一些重型和直接承受动力荷载的结构中，有时仍然采用。钢结构连接基本知识铆钉连接一、分类分为普通螺栓连接和高强螺栓

二、优点1、安装方便、所需设备简单易得、施工效率和质量容易得到保证;2、可方便拆装。三、缺点1、由于需要在构件上制孔，所以对构件截面有削弱;2、需配有连接件，使得钢材用量增加，构造较为复杂，工作量有所增加;3、高强螺栓价格较贵。钢结构连接基本知识螺栓连接N钢结构连接基本知识螺栓连接四、适用范围1、普通螺栓连接(1)用于受拉：一般用于承受拉力的连接；(2)用于受剪：承受静力荷载结构中的连接或间接承受动力荷载的结构的次连接；不承受动力荷载的可装拆结构的受剪连接；安装时的临时连接等。2、高强螺栓连接(3)广泛应用在桥梁、大跨度的工业厂房及民用建筑中。PART02钢结构焊缝基本知识(一)手工电弧焊1.原理利用电弧产生的热量熔化焊条和母材形成焊缝。2.特点优点：设备简单，操作灵活方便，实用性强，应用极为广泛。缺点：生产效率比自动或半自动差，质量较低，且变异异性大，焊缝质量在一定程度上取决于焊工的技术水平，劳动条件差。

钢结构焊缝连接基本知识焊接分类

焊机导线熔池焊条焊钳保护气体焊件电弧电源钢结构焊缝连接基本知识焊接分类(二)埋弧焊（自动或半自动）、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、焊丝转盘送丝器焊剂漏斗焊剂熔渣焊件埋弧自动焊钢结构焊缝连接基本知识焊接分类1.焊丝的选择应与焊件等强度。2.优、缺点：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，施工位置受限等。送丝器机器钢结构焊缝连接基本知识焊接分类(三)气体保护焊优点：焊接速度快，焊接质量好。原理：直接利用CO2或其他惰性气体作为保护介质的一种电弧熔焊方法形成保护层，防止有害气体侵入并保证焊接过程的稳定性。缺点：施工条件受限制等。钢结构焊缝连接基本知识焊接分类（四）电阻焊原理:利用电流通过焊件接触点表面产生的热量来熔化金属，再通过压力使其焊合。薄壁型钢的焊接常采用电阻焊。电阻焊适用于板叠厚度不超过12mm的焊接。钢结构焊缝连接基本知识焊接分类钢结构焊缝连接基本知识(一)按连接构件间的相互位置焊接连接形式和焊缝形式(二)按焊缝构造形式分1.对接焊缝正对接焊缝T型对接焊缝斜对接焊缝1、对接焊缝截面与构件截面相同，因而传力均匀平顺，没有明显的应力集中，受力性能较好。2、对直接承受动力荷载的接头有利。3、但由于焊件一般需作坡口加工、下料尺寸必须精确，所以在制造时费工费时。※特点：钢结构焊缝连接基本知识焊接连接形式和焊缝形式1、位于板边缘，传力不均匀，受力情况复杂，受力不均匀容易引起应力集中；2、但因不需开坡口，尺寸和位置要求精度稍低，使用灵活，制造较方便，故得到广泛应用。2.角焊缝※特点：(二)按焊缝构造形式分钢结构焊缝连接基本知识焊接连接形式和焊缝形式hehfhf普通式hehf1.5hf平坡式hehfhf凹面式角焊缝的形式1、按截面形式：普通型、平坦型、凹面型三种。（1）普通型角焊缝：由于表面不需特殊处理，成形简单，因而在钢结构连接中经常选用；但其应力线弯折，应力集中严重，不适合承受动力荷载的结构中。（2）平坦型、凹面型：受力平缓，对承受动力荷载的结构正面角焊缝处理成平坦形，侧面角焊缝处理成凹面型角焊缝。(二)按焊缝构造形式分钢结构焊缝连接基本知识焊接连接形式和焊缝形式2、按两焊脚边的夹角（1）直角角焊缝：受力性能好，施工方便，应用广泛。（2）斜角角焊缝：不宜作受力焊缝，一般只在钢管结构中得到应用。

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。角焊缝的形式(二)按焊缝构造形式分钢结构焊缝连接基本知识焊接连接形式和焊缝形式钢结构焊缝连接基本知识（三）按作用力与焊缝方向1、对接焊缝：可分为直焊缝和斜焊缝；2、角焊缝：分为端缝（正面角焊缝）、侧缝（侧面角焊缝）、斜向角焊缝等。焊接连接形式和焊缝形式（四）按沿长度方向变化的布置1、连续角焊缝：2、间断角焊缝：受力情况较好，应用广泛。易在分段的两端引起严重的应力集中，重要结构应避免使用。受力间断角焊缝的间断距离不宜过大，要求如下：（1）受拉翼缘：≤30t；（2）受压翼缘：≤15t；（t为较薄焊件的厚度）钢结构焊缝连接基本知识焊接连接形式和焊缝形式钢结构焊缝连接基本知识焊接连接形式和焊缝形式（五）按工作性质分1、强度焊缝只作为传递内力之用；2、密强焊缝除传递内力外，还必须保证不使气体或液体渗漏。钢结构焊缝连接基本知识焊接连接形式和焊缝形式(六)按施焊位置分主要有平焊、立焊（竖焊）、横焊、仰焊四种。钢结构焊缝连接基本知识焊接连接形式和焊缝形式一、对接焊缝的构造t--焊件厚度(1)t<6mm(手工焊),t<10mm(埋弧焊)时可不做坡口,采用直边缝;(2)t=10~20mm时，宜采用单边V形和双边V形坡口;

(3)t>20mm时，宜采用U形、K形、X形坡口。※（一）对接焊缝的坡口形式钢结构焊缝连接基本知识焊缝的构造C=0.5~2mm（a）C=2~3mm（b）αC=2~3mm（C）αp（d）C=3~4mmpC=3~4mmp（e）C=3~4mmp（f）钢结构焊缝连接基本知识焊缝的构造（二）关于垫板的设置（1）对接焊缝：2t（t：对接接头取较小厚度；T形接头取腹板厚度）。（2）角焊缝：2hf（hf焊脚尺寸）V形、U形坡口焊缝单面施焊，但背面需进行补焊；对于没有条件补焊时，要事先在根部加垫板。（三）关于引弧板的设置钢结构焊缝连接基本知识焊缝的构造（四）宽度和厚度不同时的板件连接1、当对接焊拼接处的焊件宽度不同或厚度相差4mm以上时，应将较宽或较厚的板件加工成坡度不大于1：4（动力荷载）或1：2.5（静力荷载）的斜坡，以形成平缓过渡，使构件传力平缓，减少应力集中。2、当厚度相差不大于4mm时，可不做斜坡，直接利用焊缝表面斜坡即可满足要求。≤1:2.5≤1:2.5钢结构焊缝连接基本知识焊缝的构造二、角焊缝的构造要求

※(一）焊脚尺寸要求(1)hf,max≤1.2t1（钢管结构除外）式中:t1---较薄焊件厚度。t2t1hf

(2)对于板件边缘的角焊缝,尚应满足以下要求：hft1t21、最大焊脚尺寸hf,max当t≤6mm时，hf,max≤t1；当t>6mm时，hf,max≤t1-(1~2)mm；钢结构焊缝连接基本知识焊缝的构造2、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硬组织，导致母材开裂，hf,min应满足以下要求:另外:

(1)对于埋弧自动焊hf,min可减去1mm;(2)对于T型连接单面角焊缝hf,min应加上1mm;(3)当t≤4mm时,hf,min=t。式中:t----较厚焊件厚度（当采用低氢型碱性焊条施焊时，t可取较薄焊件的厚度）焊缝的构造※(二)焊缝长度要求注：

1、当实际长度大于以上值时，计算时不与考虑；

2、当内力沿侧焊缝全长分布时，不受上式限制。1、侧面角焊缝的最大计算长度（1）静力荷载作用时：（2）动力荷载作用时：焊缝的构造2、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，规范规定：焊缝的构造

3、当板件端部仅采用两条侧面角焊缝连接时：（1）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：（2）为了避免焊缝横向收缩时引起板件的拱曲太大，规范规定：t1t2b焊缝的构造（4）搭接长度

在搭接连接中，搭接长度不得小于焊件较小厚度的5倍，且不得小于25mm。（3）绕角焊b2hf当角焊缝的端部位于构件转角处时，应作2hf的绕角焊，且转角处必须连续施焊。t1t2焊缝的构造一、对接焊缝的计算对接焊缝分为：焊透和部分焊透（自学）两种；动荷载作用下部分焊透的对接焊缝不宜用做垂直受力方向的连接焊缝；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，不用计算。受拉的三级焊缝需进行计算；对接焊缝可视作焊件的一部分，故其计算方法与构件强度计算相同。NNt焊缝的计算（一）轴心力作用下的对接焊缝计算NNlwtA直对接焊缝NNtB斜对接焊缝θNsinθNcosθlw1、计算公式钢结构焊缝连接基本知识焊缝的计算2、不满足要求时的措施(1)将直焊缝移到拉应力较小的部位；(2)斜焊缝与作用力的夹角θ≤56.3°或tanθ≤1.5时,不用验算!

则强度不低于母材，可不再作计算。采用斜焊缝可加长焊缝计算长度，提高连接承载力，但焊件斜接较费钢材。（3）用二级直焊缝。钢结构焊缝连接基本知识焊缝的计算（二）M、V共同作用下的对接焊缝计算lwtAMVστWw—焊缝截面模量；Sw--焊缝截面面积矩；Iw--焊缝截面惯性矩。1、矩形截面钢结构焊缝连接基本知识焊缝的计算2、工字形截面梁对接连接计算MV1焊缝截面σmaxτσ1τ1τmax钢结构焊缝连接基本知识焊缝的计算二、角焊缝的计算（一）角焊缝的受力特点角焊缝的应力状态十分复杂，建立角焊缝的计算公式主要靠试验分析。钢结构焊缝连接基本知识焊缝的计算1、应力分析NlwN剪应力τf

试验表明侧面角焊缝主要承受剪力，强度相对较低，塑性性能较好。因外力通过焊缝时发生弯折，故剪应力沿焊缝长度分布不均匀，两端大中间小，lw/hf越大剪应力分布越不均匀。钢结构焊缝连接基本知识焊缝的计算（二）侧面角焊缝2.破坏形式破坏自根角部45度线的喉部钢结构焊缝连接基本知识焊缝的计算(二)、正面角焊缝1、应力分析正面角焊缝受力复杂，应力集中严重，塑性较差，但强度较高，与侧面角焊缝相比可高出35%--55%以上。钢结构焊缝连接基本知识焊缝的计算2、正面角焊缝的破坏形式破坏可能沿45°喉部，也可能沿熔合边；（三）斜角焊缝

斜焊缝的受力性能介于侧面角焊缝和正侧面角焊缝之间。(二)、正面角焊缝钢结构焊缝连接基本知识焊缝的计算角焊缝受力特点总结：1、侧面角焊缝应力两端大，中间小，破坏自根角沿45°线的喉部；端焊缝应力分布较均匀，破坏可能沿45°喉部，也可能沿熔合边；2、在设计计算中，无论角焊缝受力方向如何，均假定破坏截面为45°喉部截面处，即图中的AD截面，称为计算截面，其大小he=0.7hf；3、正面焊缝的破坏强度较侧面较焊缝高，一般是侧面角焊缝的1.35~1.55倍，计算时取1.22。钢结构焊缝连接基本知识焊缝的计算2、侧面角焊缝四、角焊缝计算公式1、正面角焊缝（一）轴心力（拉、压、剪）作用时角焊缝计算NlwN3、斜向角焊缝，计算公式与正面角焊缝相似，但取钢结构焊缝连接基本知识焊缝的计算连接盖板A、仅采用两面侧焊：B、采用三面围焊4、轴心力作用下角焊缝的计算实例NNlw’lw钢结构焊缝连接基本知识焊缝的计算（二）N、M、V共同作用如图所示，一同时承受轴向力N、弯矩M、和剪力V的T形连接。由轴力N产生的垂直于焊缝长度方向的应力为：钢结构焊缝连接基本知识焊缝的计算由剪力V产生的平行于焊缝长度方向的应力为：式中：Ww—角焊缝有效截面对中和轴的抵抗矩；

lw—角焊缝的计算长度。由弯矩M产生的平行于焊缝长度方向的应力为：钢结构焊缝连接基本知识焊缝的计算根据剪力V、轴力N和弯距M的作用方向,确定角焊缝有效截面上的危险点为A，验算公示即：设计时，一般已知角焊缝的实际长度，这时可按构造要求选焊脚尺寸hf，再按式（3.16）验算危险点的强度。如不满足，可调整hf

(如果hf＞hf.max时，需调整焊缝长度)，直到计算结果满足强度条件为止。钢结构焊缝连接基本知识焊缝的计算（三）角钢连接的角焊缝计算

角钢与连接板用角焊缝连接可以采用两侧面焊缝、三面围焊缝和L形围焊缝三种形式（如图所示）角钢与钢板的角焊缝连接（a）两侧缝连接；（b）三面围焊；（c）L形围焊钢结构焊缝连接基本知识焊缝的计算1.采用两侧焊缝连接时(图3.20a)

设N1、N2分别为角钢肢背和肢尖焊缝承受的内力，由平衡条件得

式中e1、e2——角钢与连接板贴合肢重心轴线到肢背与肢尖的距离；

b——角钢与连接板贴合肢的肢宽；k1、k2——角钢肢背与肢尖焊缝的内力分配系数，按表3.2采用。计算出N1、N2后，可根据构造要求确定肢背和肢尖的焊脚尺寸hf1和hf2，然后分别计算角钢肢背和肢尖焊缝所需的长度：

钢结构焊缝连接基本知识焊缝的计算2.采用三面围焊连接时（图3.20b）

首先根据构造要求选取端焊缝的焊脚尺寸hf，并计算其所能承受的内力（设截面为双角钢的T形截面）：

这样即可由N1、N2分别计算角钢肢背和肢尖的侧面焊缝长度。钢结构焊缝连接基本知识焊缝的计算3.采用L形围焊缝时（图3.20c）

L形围焊中由于角钢肢尖无焊缝，在式（3.12b）中，令N2=0，则有

N3=2k2N

N1=N-N3=(1-2k2)N

显然，求得N1、N3后，即可分别计算角钢正面角焊缝和肢背侧面角焊缝长度。角钢侧面角焊缝内力分配系数表钢结构焊缝连接基本知识焊缝的计算焊缝缺陷及质量检测焊缝缺陷及质量检测焊接缺陷的危害：影响焊接接头的强度、韧性、耐腐蚀性等性能外部缺陷位于焊缝表面，借用肉眼或低倍放大镜就能观察到。内部缺陷位于焊缝的内部，必须应用破坏性检验或专门无损检验方法才能发现。焊缝缺陷及质量检测焊缝外观质量检查《钢结构工程施工施工质量验收标准》GB50205-2020对焊缝的外观质量有明确要求焊缝缺陷及质量检测裂纹咬边未焊满焊缝缺陷及质量检测弧坑夹渣焊缝缺陷及质量检测气孔焊后不清理飞溅和焊渣焊缝缺陷及质量检测弧疤焊缝尺寸不符规范要求焊缝缺陷及质量检测焊接之于结构，如同关节之于人类标准规范的焊缝焊缝连接施工焊缝连接材料1目录CONTENT施工工艺2PART01焊缝连接材料手工焊接所采用的焊条焊条药皮的质量应符合下列规定。（1）焊条药皮应均匀、紧密地包覆在焊芯周围，整根焊条药皮上不应有影响焊接质量的裂纹、气泡、杂质及剥落等缺陷。（2）焊条引弧端药皮应倒角，焊芯端面应露出，以保证易于引弧。3、E55型焊条(E5500--5518) Q390、Q4202、E50型焊条(E5001--5048) Q3451、E43型焊条（E4300--E4328) Q235焊条的选择(焊条应与焊件钢材相适应)：4：表示适用于向下立焊焊条的选择E—焊条(Electrode)（1）第1、2位数字为熔融金属的最小抗拉强度（kg/mm2)（2）第3位表示适用的焊接位置0和1：表示适用于全位置施焊；2：表示适用于平焊及水平角焊焊条表示方法（3）第3位和4位组合表示药皮类型和适用的电流种类.PART02焊缝连接施工工艺

钢结构焊接制造是从焊接生产的准备工作开始的，包括结构的工艺性审查、工艺方案和工艺规程设计、工艺评定、编制工艺文件和质量保证文件、订购原材料和辅助材料、外购和自行设计制造装配—焊接设备和装备；然后从材料入库真正开始了焊接制造工艺过程，包括材料复验入库、备料加工、装配—焊接、焊后热处理、质量检验、成品验收；其中还穿插返修、涂饰和喷漆；最后合格产品入库全过程。钢结构施工焊接工艺的基本组成

(1)组焊前的准备工作是为了保证焊接质量，必须对其严格实施过程控制。如对焊接材料、拼装质量、焊工资质等实施过程控制。(2)焊接质量要求及常见焊接缺陷的预防。①焊接质量要求(A-G)②焊接缺陷防止方法(A-D)③焊缝质量检验工艺要求焊条电弧焊开始时，在焊条末端和焊件间建立电弧的过程叫引弧。引弧的方法包括以下两类：（1）不接触引弧。利用高频高电压使焊条末端与焊件间的气体导电产生电弧。其优点是可靠，引弧位置准确，引弧时不会烧伤焊件表面，但需另外增加一个小功率高频高压电源或同步脉冲电源，且成本较高。焊条电弧焊很少采用这种引弧方法。（2）接触引弧——是焊条电弧焊最常使用的引弧方法。由于操作手法不同，引弧方法分为直击法和划擦法。以上两种引弧方法比较，划擦法比较容易掌握，但在狭小的工作面上或不允许烧伤焊件表面时，应采用直击法。直击法对初学者较难掌握，通常容易使电弧熄灭或造成短路现焊条电弧焊引弧施工（1）埋弧焊送丝方式常用的自动埋弧焊机的送丝方式有等速和变速两种。（2）埋弧焊焊接形式埋弧焊主要的接头形式有对接接头及在船形位置或平角位置焊接的角接接头。对接接头的埋弧焊有单面焊和双面焊。（3）埋弧焊厚板对接焊缝的焊接①当板厚超过30mm时，最好采用开坡口的多层焊或多层多道焊，以获得较好的金相组织，较窄的热影响区和较高的冲击韧度。②板厚超过30mm时，最好开V形、Y形复合坡口，或开双Y形坡口；板厚超过40mm时，开U形、Y形坡口；板厚超过60mm时，最好采用窄间隙埋弧焊。③多层焊的质量很大程度上取决于第一层打底焊缝的质量，同时也受焊接参数、填充焊缝的分布情况及成形影响。埋弧焊施工⑤焊接填充焊道时，应根据坡口宽度，选择每层焊缝的焊道数目和焊丝对中位置。⑥当坡口宽度较窄时，每层焊一条焊道，焊丝对准坡口的中心线，要特别注意焊接保证填充焊道与坡口面圆滑过渡，如图3-25a所示。⑦当坡口距离较大时，应根据坡口间距离的宽窄，选择每层焊缝合适的焊道数目，调整好焊丝的对中位置。埋弧焊施工（4）埋弧焊用引弧板与引出板焊直缝时必须使用引弧板与引出板。①引弧板与引出板的作用，主要有两个方面：保证焊缝质量稳定；加强定位焊缝。②引弧板与引出板的长度与材质。③引弧板与引出板的结构形式。引出扳的结构除和引弧板相同的两种结构以外，还有一种防裂结构的引出板。埋弧焊施工钢结构设计及施工钢结构设计及施工螺栓连接钢结构设计及施工钢结构普通螺栓受剪连接普通螺栓受剪连接破坏类型单个普通螺栓抗剪承载力计算FNF（a）受剪螺栓连接（b）受拉螺栓连接（c）同时受剪和受拉螺栓连接普通螺栓受力形式分类钢结构设计及施工普通螺栓受剪连接破坏类型（a）螺栓被剪坏螺栓杆较细N/2NN/2板件较厚时钢结构设计及施工普通螺栓受剪连接破坏类型（b）孔壁的挤压破坏螺栓杆较粗板件较薄时NN钢结构设计及施工普通螺栓受剪连接破坏类型（c）板件被拉断截面削弱过多时NN钢结构设计及施工普通螺栓受剪连接破坏类型（d）板件端部被冲剪破坏端矩过小时NN端距钢结构设计及施工普通螺栓受剪连接破坏类型（e）栓杆弯曲破坏栓杆太细长N/2NN/2钢结构设计及施工N/2NN/2NNNNNN端距N/2NN/2（1）螺栓被剪坏（2）孔壁的挤压破坏（3）板件被拉断（4）板件端部被冲剪破坏（5）栓杆弯曲破坏钢结构设计及施工N/2NN/2NNNN（1）螺栓被剪坏（2）孔壁的挤压破坏（3）板件被拉断通过计算单个螺栓承载力来控制通过验算构件截面强度来控制通过计算，控制截面应力，可避免发生此类破坏钢结构设计及施工NN端距N/2NN/2（4）板件端部被冲剪破坏（5）栓杆弯曲破坏端矩不应小于2dO栓杆长度不应大于5d（d为栓杆直径）通过构造措施，可避免发生此类破坏钢结构设计及施工单个普通螺栓抗剪承载力计算N/2NN/2NN（1)螺栓被剪坏（2)孔壁的挤压破坏普通螺栓受剪承载力极限状态钢结构设计及施工单个普通螺栓抗剪承载力计算Nvb/2Nvb/2Nvb相互错动的动画（1）螺栓被剪坏钢结构设计及施工单个普通螺栓抗剪承载力计算临界剪力该如何求得Nvb/2Nvb/2Nvb单个普通螺栓抗剪承载力计算NvbN1N12N1=Nvb钢结构设计及施工单个普通螺栓抗剪承载力计算

螺栓截面面积螺栓抗剪强度设计值对于双剪截面

Nvb=2N1钢结构设计及施工单个普通螺栓抗剪承载力计算（1）单个螺栓受剪承载力设计值为：螺栓截面面积螺栓抗剪强度设计值

螺栓受剪面数钢结构设计及施工单个普通螺栓抗剪承载力计算NNN/2N/2N（2)孔壁的挤压破坏钢结构设计及施工单个普通螺栓抗剪承载力计算将复杂的应力简化为简单均匀的应力d钢结构设计及施工单个普通螺栓抗剪承载力计算（2）单个螺栓承压承载力设计值为：同一受力方向的承压构件的较小总厚度螺栓承压强度设计值N/2N/2N动画强调接触部位钢结构设计及施工单个普通螺栓抗剪承载力计算（2）单个螺栓承压承载力设计值为：

（1）单个螺栓受剪承载力设计值为：单个螺栓承载力设计值=min(Nvb

、Ncb)钢结构设计及施工一只水桶能装多少水取决于它最短的那块木板我们每个人都应思考一下自己的“短板”，并尽早补足它螺栓连接基本知识螺栓连接基本构造1目录CONTENT螺栓连接的计算2PART01螺栓连接的构造普通螺栓基本特点（1）六角头，代号M和直径mm，钢结构上常用M16、M20、M24。（2）孔径：一类孔：严丝合缝；孔径：d+0.3～0.5mm。二类孔：可动。栓径：≤16mm时，孔径：d+1.5mm；栓径：20--24mm，孔径：d+2mm；栓径：27--30mm时，孔径：d+3mm。普通螺栓分类按其加工的精细程度和强度分为:A、B、C三个级别。（1）A、B级---精制螺栓，性能等级为5.6或8.8级;5或8表示fu≥500或800N/mm2,0.6或0.8表示fy/fu=0.6或0.8；Ⅰ类孔（2）C级---粗制螺栓，性能等级为4.6或4.8级；4表示fu≥400N/mm2,0.6或0.8表示fy/fu=0.6或0.8；Ⅱ类孔高强度螺栓目前，我国采用8.8S和10.9S两种强度性能等级的高强度螺栓，小数点前的数字8或10表示螺栓经热处理后的最低抗拉强度“×100MPa"的近似值，二者的实际抗拉强度分别为830MPa--1030MPa和1040MPa--1240MPa；小数点后面的0.8或0.9表示螺栓经而处理的屈服比（即螺栓的条件屈服强度与最低抗拉强度的比值）。S表示螺栓，H表示螺母，螺母分为8H和10H两级。高强度螺栓根据外形来分有大六角头螺栓和扭剪型螺栓两种大六角头螺栓的现行国家标准为《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈与技术条件》（GB／T1228

1231），螺栓规格有M12、M16、M20、M22、M24、M27和M30等7种，性能等级有8.8级和10.9级两种。10.9级的螺栓材料有20MnTiB（M24）和35VB钢（M30），8.8级的螺栓材料有35号钢（M20）、45号钢(M22）和40B钢（M24）。螺栓的公称长度l＝35260mm。高强度螺栓分类钢结构施工图上应按建筑制图标准的要求用图形将螺栓及螺栓孔的施工要求表示清楚，以免引起混淆。1、定位线：“十”字线；2、标注螺栓直径及孔径。螺栓符号1.并列—简单、整齐、紧凑所用连接板尺寸小，但构件截面削弱大；2.错列—排列不紧凑，所用连接板尺寸大，但构件截面削弱小。B错列A并列中距中距边距边距端距螺栓的排列形式螺栓的排列螺栓排列的要求1、受力要求（1）垂直受力方向：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，螺栓的边距和端距不能太小；（2）顺力作用方向：为了防止板件被拉断或剪坏，端距不能太小；（3）对于受压构件：为防止连接板件发生鼓曲，中距不能太大。2、构造要求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。螺栓的排列1、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，但组合构件的缀条除外；2、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；3、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。4、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；螺栓连接的构造要求1、普通螺栓（1）施工简单，拆装方便（2）承载力较低（3）费工一般用Q235钢材做成（4）一般用于次要的连接材料性能等级4.6普通螺栓与高强螺栓连接的区别和联系2、高强螺栓性能等级8.8级10.9级45号钢、35号钢3、高强螺栓受力前，内有很大的预拉力PPART02螺栓连接的计算FNFA只受剪力B只受拉力C剪力和拉力共同作用N三种基本受力形式（1）受剪螺栓连接

1.受力性能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,即：

(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。NδO1234NNabNN/2N/2

(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距离，表现在曲线上为水平段。NδO1234abNN/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。

NδO1234abNN/2N/2(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。

※2.破坏形式（1）螺栓杆被剪坏栓杆较细而板件较厚时（2）孔壁的挤压破坏栓杆较粗而板件较薄时（3）板件被拉断截面削弱过多时N/2NN/2NNNN以上破坏形式予以计算解决（4）板件端部被剪坏(拉豁)

端矩过小时；端矩不应小于2dONN（5）栓杆弯曲破坏螺栓杆过长；栓杆长度不应大于5d这两种破坏构造解决N/2NN/2※3、抗剪螺栓的单栓承载力设计由破坏形式知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:（1）抗剪承载力：（2）孔壁承压承载力：（3）单栓抗剪承载力：nv—剪切面数目；d—螺栓杆直径；fvb、fcb—螺栓抗剪和承压强度设计值（P212附表1.3）；∑t—连接接头一侧承压构件总厚度的较小值。剪切面数目nvNNNN/2N/2N/2N/3N/3N/3N/2普通螺栓群轴心力作用下抗剪计算N/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有各螺栓均担。（1）连接所需螺栓个数为：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。ECCS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故，连接所需栓数：NNbtt1b1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。A、螺栓采用并列排列时:主板的危险截面为1-1截面:11净截面验算拼接板的危险截面为2-2截面:NNbtt1b11122NNtt1bc2c3c4c1螺栓采用错列排列时:主板的危险截面为1--1和1’--1’截面:111’1’NNbtt1b1c2c3c4c1拼接板的危险截面为2--2和2’--2’截面:22221.普通螺栓抗拉连接的工作性能普通螺栓的抗拉连接抗拉螺栓连接在外力作用下，连接板件接触面有脱开趋势，螺栓杆受杆轴方向拉力作用，以栓杆被拉断为其破坏形式。N2.单个普通螺栓的抗拉承载力设计值式中：Ae--螺栓的有效截面面积；de--螺栓的有效直径；ftb--螺栓的抗拉强度设计值。N3.普通螺栓群的轴拉设计一般假定每个螺栓均匀受力，因此，连接所需的螺栓数为：N4.普通螺栓群在弯矩作用下M刨平顶紧承托(板)M1234受压区y1y2y3N1N2N3N4中和轴M作用下螺栓连接按弹性设计，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呈正比。显然‘1’号螺栓在M作用下所受拉力最大由力学及假定可得：M刨平顶紧承托(板)M1234受压区y1y2y3N1N2N3N4中和轴由式得:将式代入式得:因此，设计时只要满足下式，即可：5.普通螺栓群在偏心拉力作用下

偏心力作用下普通螺栓连接，可采用偏于安全的设计方法，即叠加法。刨平顶紧承托(板)FeN1F1234FMy1y2y3N1MN2MN3MM=F·e中和轴N4M6.普通螺栓拉、剪联合作用011VeM=VeV因此：2、由试验可知，兼受剪力和拉力的螺杆，其承载力无量纲关系曲线近似为一“四分之一圆”。1、普通螺栓在拉力和剪力的共同作用下，可能出现两种破坏形式：螺杆受剪兼受拉破坏、孔壁的承压破坏；3、计算时，假定剪力由螺栓群均匀承担，拉力由受力情况确定。

规范规定：普通螺栓拉、剪联合作用为了防止螺杆受剪兼受拉破坏，应满足：为了防止孔壁的承压破坏，应满足：011ab一、高强度螺栓的工作性能及单栓承载力按受力特征的不同，高强度螺栓分为两类：

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。1、高强度螺栓预拉力的建立方法通过拧紧螺帽的方法，螺帽的紧固方法：

A、转角法

施工方法：初拧—用普通扳手拧至不动，使板件贴紧密；终拧—初拧基础上用长扳手或电动扳手再拧过一定的角度，一般为120o~180o完成终拧。特点：预拉力的建立简单、有效，但要防止欠拧、漏拧和超拧；B、扭矩法施工方法：初拧—用力矩扳手拧至终拧力矩的30%~50%，使板件贴紧密；终拧—初拧基础上，按100%设计终拧力矩拧紧。特点：简单、易实施，但得到的预拉力误差较大。C、扭断螺栓杆尾部法（扭剪型高强度螺栓）施工方法：初拧—拧至终拧力矩的60%~80%；终拧—初拧基础上，以扭断螺栓杆尾部为准。特点：施工简单、技术要求低易实施、质量易保证等高强度螺栓的施工要求：由于高强度螺栓的承载力很大程度上取决于螺栓杆的预拉力，因此施工要求较严格：1）终拧力矩偏差不应大于±10%；2）如发现欠、漏和超拧螺栓应更换；3）拧固顺序先主后次，且当天安装，当天终拧完。如工字型梁为：上翼缘→下翼缘→腹板。2.高强度螺栓预拉力的确定高强度螺栓预拉力是根据螺栓杆的有效抗拉强度确定的，并考虑了以下修正系数：考虑材料的不均匀性的折减系数0.9；为防止施工时超张拉导致螺杆破坏的折减系数0.9；考虑拧紧螺帽时，螺栓杆上产生的剪力对抗拉强度的降低除以系数1.2。附加安全系数0.9。因此，预拉力：Ae—螺纹处有效截面积；fu—螺栓热处理后的最抵抗拉强度；8.8级，取fu=830N/mm2，10.9级，取fu=1040N/mm23.高强度螺栓摩擦面抗滑移系数μ摩擦型高强度螺栓是通过板件间摩擦力传递内力的，而摩擦力的大小取决于板件间的挤压力（P）和板件间的抗滑移系数μ；板件间的抗滑移系数与接触面的处理方法和构件钢号有关，其大小随板件间的挤压力的减小而减小；规范给出了不同钢材在不同接触面的处理方法下的抗滑移系数μ,如下表（依据最新规范）试验表明，高强度螺栓连接的抗滑移系数会随着被连接构件接触面间的压紧力减小而降低，故与物理学中的摩擦系数有区别。摩擦面的抗滑移系数受到多种因素的影响，不同的施工工艺、施工水平对抗滑移系数影响较大，会明显影响结构的施工质量，主要受到以下几个方面的影响：(1)摩擦面处理方法及生锈时间高强度螺栓摩擦面的常用处理方法有喷砂（丸）、酸洗、砂轮打磨和钢丝刷人工除锈几种方法，不同的处理方法得到的构件表面粗糙度不同，其摩擦面的抗滑移数值有所变化；另外摩擦面处理后经生锈的表面粗糙度普遍高于未经生锈摩擦面的表面粗糙度，也即生成浮锈后摩擦面抗滑移系数值要大于未生锈的，根据不同的处理方法一般要大10%—30%。一般的最佳生锈时间为60d，除掉浮锈后进行工地安装效果更好。抗滑移系数影响因素(2)摩擦面状态连接板摩擦面状态如表面涂防锈漆、面漆、防腐涂层、镀锌等都对摩擦面抗滑移系数有重要影响，一般来讲，对重要的受力节点，在摩擦面处限制或禁止使用涂层，涂层对摩擦面抗滑移系数有降低的影响，同时由于涂层在高压下的蠕变引起螺栓轴向预拉力的损失，从而导致连接承载力的降低。试验证明，摩擦面涂红丹防锈漆后

＜0.15，即使经处理后仍然很低，故严禁在摩擦面上涂刷红丹。另外连接在潮湿或淋雨条件下拼装，也会降低

值，故应采取有效措施保证连接处表面的干燥。(3)连接板母材钢种连接板钢种强度及硬度对摩擦面抗滑移系数有一定的影响，随着强度及硬度的提高而增大，就目前国内常用的Q235及Q345钢而言，Q345钢的表面抗滑移系数要比Q235钢高约15%—25%。钢材表面经喷砂（丸）除锈后，表面看来光滑平整，实际上金属表面存在着微观的凹凸不平，高强度螺栓连接在很高的压紧力作用下，被连接构件表面将相互啮合。钢材强度和硬度愈高，要使这种啮合的接触面产生滑移的力就愈大。(4)连接板厚度摩擦面抗滑移系数随着连接板厚度的增加而区域减小，比如连接板厚度为16mm的摩擦面抗滑移系数值要比9mm的低10%左右。(5)环境温度钢结构材料在高温下变软，抗滑移系数也明显降低，试验表明，在200℃时，抗滑移系数较常温降低约9%—16%，当温度上升到350℃时则下降30%，当温度上升到450℃时下降70%。因此，一般要求摩擦型高强度螺栓连接的环境温度不超过350℃。(6)摩擦面重复使用试验结果表明，滑移以后的摩擦面栓孔周围的粗糙面变得平滑发亮，其抗滑移系数降低3%—30%，平均降低20%。1.试验设备材料万能试验机（≥1000kN）、压力传感器或贴有电阻应变片的高强度螺栓、电阻应变仪。2.试验方法试验方法为：

GB50205-2001钢结构工程施工质量验收规范附录B3.适用范围螺纹规格d：大六角头M12～M30；扭剪型M16～M24。4.试验要求（1）工程量每2000t为一批，不足2000t可视为一批，每批三组试件（12套螺栓）（2）试验用的试件与所代表的钢结构构件应为同一材质、同批制作、采用同一摩擦面处理工艺；（3）拼接试件连接螺栓孔d0应大于螺栓直径d；（4）对装好压力传感器或贴好应变片的高强度螺栓，将螺母逐步拧紧，实测控制螺栓的预拉力应在0.95P～1.05P之间（P为高强度螺栓设计预拉力值）；（5）对于扭剪型高强度螺栓不进行预拉力实测时，可按同批复验预拉力的平均值取用。

摩擦面抗滑移系数检测摩擦面抗滑移系数测试连接试件5.试验过程试验步骤：（1）将组装好的试件装夹在试验机上，试件的轴线必须与试验机夹具中心对中；（2）先加载抗滑移设计荷载值的10％，停1分钟后，再平稳加载，直到拉滑动破坏为止，此时记录下滑移荷载值NV；滑动破坏情况可视为下列情况之一：（1）试件侧面画线发生错动；（2）荷载－位移曲线上发生突变或波动折线；（3）试件突然发生“嘣”的响声。

抗滑移系数计算抗滑移系数，应根据试验所测得的滑移荷载NV和螺栓预拉力P的实测值，按下式计算：

式中NV——由试验测得的滑移荷载（kN)；

nf——摩擦面面数，取2；

P1

——试件滑移一侧高强度螺栓预拉力实测值之和（kN)；

m——试件一侧螺栓数量，取2。例题FFM16大六角头高强螺栓，10.9S级，摩擦面处理方法为喷砂后生赤锈，连接板件为Q235-A(u=0.45)3组抗滑移系数试件的检测值见表123滑移荷载(kN)265.3270.6247.9滑移侧螺栓预拉力(kN)102.0100.1104.1103.6103.0100.1摩擦面抗滑移系数检测常见问题（1）试件的板件厚度（2）设计抗滑移系数取值较大，检测达不到要求高强度螺栓抗剪连接的工作性能和单栓承载力(1)抗剪连接工作性能受力过程与普通螺栓相似，分为四个阶段：摩擦传力的弹性阶段、滑移阶段、栓杆传力的弹性阶段、弹塑性阶段。但比较两条N—δ曲线可知，由于高强度螺栓因连接件间存在很大的摩擦力，故其第一个阶段远远大于普通螺栓。高强度螺栓NδO12341234普通螺栓abNN/2N/2A、对于高强度螺栓摩擦型连接，其破坏准则为板件发生相对滑移，因此其极限状态为1点而不是4点，所以1点的承载力即为一个高强度螺栓摩擦型连接的抗剪承载力：式中：0.9—抗力分项系数γR的倒数(γR=1.111);nf—传力摩擦面数目;

μ--摩擦面抗滑移系数;P—预拉力设计值.（2）抗剪连接单栓承载力高强度螺栓NδO12341234普通螺栓abNN/2N/2B、对于高强度螺栓承压型抗剪连接，允许接触面发生相对滑移，破坏准则为连接达到其极限状态4点，所以高强度螺栓承压型连接的单栓抗剪承载力计算方法与普通螺栓相同。NδO12341234高强度螺栓普通螺栓单栓抗剪承载力：抗剪承载力：承压承载力：5.高强度螺栓抗拉连接工作性能和单栓承载力当外拉力为零，即N=0时：P=C；当外拉力为Nt时：板件有被拉开趋势，板件间的压力C减小为Cf，栓杆拉力P增加为Pf，由力及变形协调得：NPCP+△P=PfC-△C=CfNtAb—栓杆截面面积；Ap—板件挤压面面积；δ—板叠厚度。当板件即将被拉开时：Cf=0，有Pf=Nt，因此：一般板件间的挤压面面积比栓杆截面面积大的多，近似取AP/Ab=10，得：显然栓杆的拉力增加不大。另外，试验证明，当栓杆的外加拉力大于P时，卸载后螺栓杆的预拉力将减小，即发生松弛现象。但当Nt不大于0.8P时，则无松弛现象，这时Pf=1.07P，可认为螺杆的预拉力不变，且连接板件间有一定的挤压力保持紧密接触，所以现行规范规定：P+△P=PfC-△C=CfNtA、摩擦型高强度螺栓的单栓抗拉承载力为：上式未考虑橇力的影响，当考虑橇力影响时，螺栓杆的拉力Pf与Nt的关系曲线如图：Nt≤0.5P时，橇力Q=0；Nt≥0.5P后，橇力Q出现，增加速度先慢后快。橇力Q的存在导致连接的极限承载力由Nu降至Nu’。所以，如设计时不考虑橇力的影响,应使Nt≤0.5P或增加连接板件的刚度（如设加劲肋）。30025020015010050050100150200250300Pf(KN)Nu’NuNt(KN)2NNNQQ19518.8级M22P=150KNQ有橇力时的螺栓破坏无橇力时的螺栓破坏B、承压型高强度螺栓的单栓抗拉承载力，因其破坏准则为螺栓杆被拉断，故计算方法与普通螺栓相同，即：式中：Ae--螺栓杆的有效截面面积；

de--螺栓杆的有效直径；

ftb—高强度螺栓的抗拉强度设计值。上式的计算结果与0.8P相差不多。（1）高强度螺栓摩擦型连接尽管当Nt≤P时，栓杆的预拉力变化不大，但由于μ随Nt的增大而减小，且随Nt的增大板件间的挤压力减小，故连接的抗剪能力下降。规范规定在V和N共同作用下应满足下式：6.拉剪共同作用下的工作性能和单栓承载力（2）高强度螺栓承压型连接

对于高强度螺栓承压型连接在剪力和拉力共同作用下计算方法与普通螺栓相同。为了防止孔壁的承压破坏，应满足：系数1.2是考虑由于外拉力的存在导致高强度螺栓的承压承载力降低的修正系数。2）高强度螺栓群的抗剪计算1、轴心力作用假定各螺栓受力均匀，故所需螺栓数：对于摩擦型连接：对于承压型连接：NNNNbtt1b1高强度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.A、高强度螺栓摩擦型连接主板的危险截面为1-1截面。11考虑孔前传力50%得：1-1截面的内力为：NNbtt1b1拼接板的危险截面为2-2截面。22考虑孔前传力50%得：2-2截面的内力为：B、高强度螺栓承压型连接的净截面验算与普通螺栓的净截面验算完全相同。3)高强度螺栓群的抗拉计算1、轴心力作用假定各螺栓均匀受力，故所需螺栓数：N2、弯矩作用下由于高强度螺栓的抗拉承载力一般总小于其预拉力P，故在弯矩作用下，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，最外侧螺栓受力最大。MMM1234y1y2N1N2N3N4受压区中和轴由力学可得：因此，设计时只要满足下式即可：3.偏心拉力作用下偏心力作用下的高强度螺栓连接，螺栓最大拉力不应大于0.8P，以保证板件紧密贴合，端板不会被拉开，所以摩擦型和承压型均可采用以下方法（叠加法）计算:Ne1234M=N·eNy1y2N1N2N3N4中和轴M作用下N作用下4)高强度螺栓群在拉力和剪力共同作用下的连接计算单个螺栓所受的剪力：NV单个螺栓所受的拉力：1234NVN作用下V作用下Ⅱ、对于高强度螺栓承压型连接应满足：Ⅰ、对于高强度螺栓摩擦型连接应满足：作业：螺栓连接施工普通螺栓连接施工1目录CONTENT高强螺栓连接施工2PART01普通螺栓连接施工普通螺栓常识（1）螺栓的选择①螺栓按照性能等级分3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等十六个等级，其中8.8(含）级以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理，称为高强螺栓，其余为普通螺栓。②普通螺栓按产品质量和制作公差的不同，分有A、B级（精制螺栓）、C级（粗制螺栓），钢与结构用连接螺栓，除注明外，一般为普通粗制C级螺栓。③普通螺栓作为永久性连接螺栓，当设计有要求时或对其质量有疑义时，应按《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205—2001)附录B要求进行试验。④A、B级精制螺栓连接是一种紧配合连接，目前已为高强度螺栓所替代。（2）螺栓的直径与螺纹长度螺栓直径。螺栓直径原则上应由设计人员按等强度原则通过计算确定，但对于某一项工程，螺栓直径规格应尽可能少，有的还需要适当归类，以便于施工和管理。（3）螺栓的匹配建筑钢结构中选用螺母应与相匹配的螺栓性能等级一致。当拧紧螺母达到规定程度时不允许发生螺纹脱扣现象。螺母的螺纹应和螺栓相一致，一般应为粗牙螺纹（除非特殊注明用细牙螺纹），螺母的力学性能主要是螺母的保证应力和硬度，其值应符合相关规范。（4）垫圈常用钢结构螺栓连接的垫圈，按其形状及使用功能的分类见表3.25。普通螺栓常识（1）永久性普通螺栓连接①螺栓一端只能垫一个垫圈，不得采用大螺母代替垫圈缧栓紧固应牢固、可靠，不应少于两个螺距。②镙栓连接时，为了使连接处螺栓受力均匀，螺栓的紧固次序应从中间开始，对称向两边进行。对大型接头应采用复拧，即两次紧固方法，以保证接头内各个螺栓能均匀受力；③工字钢、槽钢等有斜面的螺栓连接宜采用斜垫圈；同一个连接接头螺栓数量不应少于2个；螺栓紧固后外露螺扣应不少于2扣；④普通螺栓紧固检验一般采用锤击法。即用0.3kg小锤，一手扶螺栓头，另一手用锤敲，要求螺栓头不偏移、不松动，锤声比较干脆，否则说明螺栓紧固质量不好，需要重新紧固施工；⑤螺栓孔栓孔不得采用气割扩孔。普通螺栓连接施工（2）螺栓的紧固与放松①螺栓的紧固紧固轴力。为了使螺栓受力均匀，应尽可能减少连接件变形对紧固轴力的影响，保证节点连接螺栓的质量。螺栓紧固必须从中心开始，对称施拧。②成组螺母的拧紧。拧紧成组的螺母时，必须按照一定的顺序进行，并做到分次序逐步拧紧（一般分3次拧紧），否则会使零件或螺杆松紧不一致，甚至变形。（3）螺栓放松一般螺纹连接均具有自锁性，当所受静载和工作温度变化不大时，不会自行松脱。但冲击、振动或变荷载作用下，以及当工作温度变化较大时，这种连接有可能松动，从而影响工作，甚至发生事故。普通螺栓连接施工（4）普通紧固件施工注意事项

①检查连接板板面质量。板面应平整，无飞边、毛刺、油污等。②结构应当整体调校符合安装尺寸。③节点板孔应配钻或模钻，以保证孔大小和间距。扩孔应用铰刀而不应气割。④螺栓应能自由放入而不应用外力或锤击放入，以免破坏螺纹。-⑤螺栓安装应先主结构，后次结构；节点板安装应从中间向四周扩展⑥用0.3mm的塞尺检查板面紧贴程度。局部间隙大于3.0mm时，应矫平连接板。⑦节点的螺栓孔穿过螺栓时，其穿入方向宜一致，以方便施工为原则。⑧当错孔量为螺栓直径的0.1倍以下时，其孔径不应大于1.2倍螺栓直径。⑨普通螺栓连接对螺栓紧固轴力没有要求，可采用普通扳手紧固。⑩螺栓的紧固次序应从中间开始，对称向两边进行普通螺栓连接施工PART02高强螺栓连接施工（1）高强度螺栓分类

高强度度螺栓从外形上可分为大六角头和扭剪型两种；按性能等级可分为8.8、10.9、12.9级等。高强度螺栓和与之配套的螺母和垫圈合称连接副，须经热处理（淬火和回火）后方可。

大六角头髙强度螺栓连接副含有一个螺栓、一个螺母、两个垫圈（螺头和螺母两侧各一个垫圈）。扭剪型高强度螺栓连接副由一个螺栓、一个螺母、一个垫圈组成。螺栓、螺母、垫圈在组成一个连接副时，其性能等级要匹配。（2）高强度螺栓连接副①扭剪型高强度螺栓连接副

扭剪型高强度螺栓连接副是一整套的含意，包括一个螺栓、一个螺母和一个垫圈。螺栓生产厂家应随产品提供产品质量证明文件，内容如下。a.材料、炉号、化学成分。b.规格、数量。c.机械性能试验数据。d.连接副紧固轴力（预拉力）的平均值、标准偏差及测试环境温度。e.出厂日期和批号。高强螺栓常识③高强螺栓连接副复验（预拉力、扭矩、扭