3 钢结构的连接

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1、1目目 录录第 3 章 钢结构的连接 .231 钢结构的连接 .232 对接焊缝的构造和计算 .53.3 角焊缝的构造和计算 .63.5 普通螺栓的构造和计算 .93.6 高强螺栓连接的构造和计算 .132第第 3 3 章章 钢结构的连接钢结构的连接3 31 1 钢结构的连接钢结构的连接钢结构： 连接 安装连接 型钢、钢板 构件结构 连接原则：连接原则： 安全可靠、传力明确、构造简单、制造方便、节约刚材。 连接方法：连接方法：焊缝连接、铆钉连接、螺栓连接、紧固件连接3 31 11 1 焊缝连接焊缝连接1、焊缝连接的特点、焊缝连接的特点 现代钢结构最主要的连接方法。 优点：构造简单，施工方便，用

2、料经济，连接密闭性好，结构刚度大。 缺点：热影响区内，金相组织改变，局部材质变脆；焊接残余应力和残余变形使受压构 件承载力降低；局部裂纹易扩展，低温冷脆问题突出。 2、钢结构常用的焊接方法、钢结构常用的焊接方法 （1）手工电弧焊 常用的。 焊条与主体金属相适应。钢材不同时，低组配方案。 （2）自动或半自动埋弧焊 自动化程度高。质量好。 （3）气体保护焊 （4）电阻焊 板叠厚度不大于 12mm。 3、焊接连接形式及焊缝形式、焊接连接形式及焊缝形式 （1）焊缝连接形式 见 P53 图。3焊缝连接形式对接厚度相同或相近的构件。传力均匀，用料省。搭接厚度不同的构件。传力不均匀，费料。构造。T 形连接省

3、工省料。截面突变，应力集中，疲劳。角部连接（2）焊缝形式1、受力方向分对接焊缝角焊缝正对接焊缝斜对接焊缝正面角焊缝侧面角焊缝斜焊缝2、长度方向分连续角焊缝受力性能好间断角焊缝易应力集中。压 L=135或 a60的斜角角焊缝，除钢管结构外，不宜用作受力焊缝。 侧面角焊缝主要承受剪应力。塑性好，弹性模量低，强度也较低。应力分布不均匀， 两端大中间小。塑性工作阶段，应力重分布。73.3.2 直角角焊缝的基本计算公式直角角焊缝的基本计算公式he=0.7hf lw=实际长度-2hf （考虑起灭弧） 直角角焊缝在各种应力综合作用下计算公式：w ff fff 22正面角焊缝的强度增大系数，1.22。f仅对正

4、面角焊缝，w ff wefflhN仅对侧面角焊缝，w f wefflhN3.3.3 角焊缝的计算角焊缝的计算1、承受轴心力作用时角焊缝连接的计算、承受轴心力作用时角焊缝连接的计算 （1）用盖板的对接连接 正面角焊缝承担内力 wew fflhfN侧面角焊缝承担内力w f wefflhNN（2）承受斜向轴心力的角焊缝w f wefflhN斜焊缝强度增大系数f（3）承受轴力的角钢端部连接 三面围焊8w ffffbhN337 . 0223 11NNKN23 22NNKN两面侧焊NKN11NKN22L 形围焊NKN23231NNNhe=0.7hf lw=实际长度实际长度-2hf （考虑起灭弧）（考虑起灭

5、弧）2、复杂受力时角焊缝连接计算、复杂受力时角焊缝连接计算 （1）承受轴力、弯矩、剪力的联合作用时角焊缝的计算 工字梁与钢柱翼缘的角焊缝连接 翼缘板的抗剪能力极差。计算时通常假设腹板焊缝承受全部剪力，而弯矩则由全部 焊缝承受。 翼缘焊缝最外侧w ff Wffh IM21 1设计控制点翼缘与腹板的焊缝交点处22 2h IMWf)(22 EEflhV腹板焊缝的端点应按下式验算强度：9w ff fff 222假设腹板受剪，翼缘受弯。水平力1/hMH 翼缘焊缝的强度计算公式： w ff wefflhH11腹板焊缝的强度计算公式： w f wefflhV222（2）三面围焊承受扭矩、剪力联合作用时角焊缝

6、的计算 扭矩 T=F*e 在 A 点产生的应力py TITrpx fITr轴心力 F 产生的应力均匀分布)(weFlhN在 A 点的综合验算式w fT fFff 22 3.5 普通螺栓的构造和计算普通螺栓的构造和计算3.5.1 螺栓的排列和其他构造要求螺栓的排列和其他构造要求1、螺栓的排列、螺栓的排列 并列和错列10端距中距线距中距栓距螺栓排列应满足要求： 受力要求：受力要求：端距过小，剪断或撕裂。受拉构件，中距太小，沿折线或直线破坏。受压构 件，栓距过大，鼓曲或张口。 构造要求：构造要求：中距不宜过大，板间不紧密贴合，潮气入侵，锈蚀。 施工要求：施工要求：保证一定空间。3.5.2 普通螺栓的

7、受剪连接普通螺栓的受剪连接螺栓连接按受力情况分只承受剪力只承受拉力承受拉力和剪力的共同作用1、工作性能 受剪连接的破坏形式：栓杆剪断；螺栓承压破坏；端部冲剪破坏；板件拉断；1234螺栓弯曲。52、单个螺栓受剪计算 普通螺栓的受剪承载力主要由栓杆受剪和孔壁承压两种破坏模式控制。 计算假定： 栓杆受剪计算时，螺栓受剪面上的剪应力均匀分布。1孔壁承压计算时，挤压力沿栓杆直径平面均匀分布。2受剪承载力设计值（3。5。1）b VVb VfdnN42承压承载力设计值边距11（3。5。2）b cb cftdN3、普通螺栓群受剪连接计算 （1）轴心受剪连接长度时0115dl （3。5。3）bNNnmin连接长

8、度时，解钮扣现象。0115dl f（3。5。5）bNNnmin（2）偏心受剪 轴心力作用下（3。5。6）nFNF1（3。5。7）221 1 iiTxyxTyN（3。5。8）221 1 iiTyyxTxN受力最大螺栓所受合力 N1的计算式：（3。5。9）b FTyTxNNNNNmin2 112 11)(3.5.3 普通螺栓的受拉连接普通螺栓的受拉连接1、普通螺栓受拉的工作性能 撬力附加，杆力增大。 2、单个普通螺栓的受拉承载力 单个螺栓受拉承载力的设计值：（3。5。11）b teb teb tfdfAN42有效直径 3、普通螺栓群受拉12（1）轴心受拉（3。5。13）b tNNn （2）栓群承受

9、弯矩作用 中和轴通常在受压一侧最外排螺栓附近的某个位置。实际计算时可近似地取中和轴位于最下排螺栓 O 处。离中和轴越远的螺栓所受拉力越大。螺栓拉力与 O 点算起的纵坐标 y 成正比。（3。5。14）2 ii iyMyN（3）栓群偏心受拉 判别：为小偏心。 核心距12nyyei小偏心受拉1（3。5。15a）b t iNyNey nNN21 min大偏心受拉2（3。5。15a）b t iNyyNeN21 13.5.4 普通螺栓受剪力和拉力的联合作用普通螺栓受剪力和拉力的联合作用破坏形式：一是螺栓杆受剪受拉破坏；二是孔壁承压破坏。 验算剪拉作用：（3。5。17）122 b tt b VV NN NN

10、验算孔壁承压：（3。5。18）b cVNN133.6 高强螺栓连接的构造和计算高强螺栓连接的构造和计算3.6.1 高强度螺栓连接的工作性能和构造要求高强度螺栓连接的工作性能和构造要求1、高强度螺栓连接的工作性能 抗剪性能：高强度螺栓摩擦型连接高强度螺栓承压型连接 抗拉性能：外加拉力小于螺杆预拉力的 80%时，无松驰现象发生。未考虑撬力影响。当外拉力时，不出现撬力。PNt5 . 02、高强度螺栓连接的构造要求 （1）高强度螺栓预拉力的建立方法 力矩法A电动扭矩扳手。施工预拉力为设计预拉力的 1.1 倍。 50%初拧，100%终拧。 转角法B普通扳手初拧，长扳手或风动扳手终拧。 C 扭剪法 扭剪型

11、高强度螺栓。50%初拧，100%终拧。 （2）预拉力值的确定uefAP2 . 1 9 . 0*9 . 0*9 . 01.2扭矩对螺杆的不利影响系数。 0.9超张拉系数 0.9螺栓材质的不定性系数 0.9式中以钢材抗拉强度为准，引入的附加安全系数 （3）摩擦面抗滑移系数 构件接触面的处理方法、构件钢号有关。 随压紧力减小而降低。 钢材强度、硬度越高，产生滑移的力就越大。 严禁在摩擦面上涂刷红丹。保证干燥。3.6.2 高强度螺栓摩擦型连接计算高强度螺栓摩擦型连接计算1、受剪连接承载力（3。6。4）PnNfb v9 . 02、受拉连接承载力14（3。6。5）PNb t8 . 03、同时承受剪力和拉力

12、连接的承载力（3。6。6）1b tt b vv NN NN3.6.3 高强度螺栓承压型连接计算高强度螺栓承压型连接计算1、受剪连接承载力bNmin受剪承载力设计值螺栓杆剪断 （3。5。1）b Ve Vb VfdnN42承压承载力设计值孔壁承压 （3。5。2）b cb cftdN2、受拉连接承载力（3。5。11）b teb teb tfdfAN423、同时承受剪力和拉力连接的承载力 验算剪拉作用：（3。5。17） 、 （3。6。7）122 b tt b VV NN NN验算孔壁承压：（3。6。8）2 . 1/b cVNN1.2拉力导致板材承压强度降低。153.6.4 高强度螺栓群的计算高强度螺栓

13、群的计算1、高强度螺栓群受剪 （1）轴心受剪摩擦型连接 （3。6。4）PnNfb v9 . 0承压型连接受剪承载力设计值（螺栓杆剪断） （3。5。1）b Ve Vb VfdnN42承压承载力设计值（孔壁承压） （3。5。2）b cb cftdN（2）偏心受剪计算与普通螺栓同，螺栓承载力设计值采用高强度螺栓的。 2、高强度螺栓群受拉 （1）轴心受拉bNNnmin高强度螺栓摩擦型连接 （3。6。5）bNminPNb t8 . 0高强度螺栓承压型连接 （3。5。11）b teb teb tfdfAN42（2）高强度螺栓群受弯矩作用 外拉力小于预拉力 P，接触面紧贴，中和轴在形心轴上。最外排螺栓受力最大。（3。6。9）211iyMyN偏心受拉小偏心受拉 （3。6。10） （3。5。15a）b t iNyNey nNN21 1受拉力、剪力、弯矩共同作用受拉力、剪力、弯矩共同作用 （1）摩擦型连接的计算 弯矩拉力作用下16（3。6。12）2 ii tiyMy nNN剪力 V 应满足： （3。6。13）)25. 1(9 . 01 nitifNnPnV螺栓最大拉力应满足： b ttiNN（2）承压型连接的计算 验算剪拉作用：（3。5。17） 、 （3。6。7）122 b tt b VV NN NN验算孔壁承压：（3。6。8）2 . 1/b cVNN1.2承压强度设计值降低系数。