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1、4.3钢结构连接计算和构造钢结构连接计算和构造4.3.1对接焊缝的构造和计算对接焊缝的构造和计算4.3.2角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算4.3.3普通螺栓连接的受力性能和计算普通螺栓连接的受力性能和计算4.3.4高强度螺栓连接的受力性能和计算高强度螺栓连接的受力性能和计算4.3.1对接焊缝的构造和计算对接焊缝的构造和计算4.3.1.1、对接焊缝的构造要求、对接焊缝的构造要求(1)对接焊缝按坡口形式分：对接焊缝按坡口形式分：1）工字型：）工字型：焊件厚度焊件厚度t很小很小（t10mm）2）带钝边单边带钝边单边V形缝或形缝或Y形缝：形缝：焊件厚度焊件厚度t（t=1020mm）3）带带钝钝边边
2、U形形缝缝、带带钝钝边边双双单单边边V形形缝缝（K形形缝缝）或或双双Y形缝（形缝（X形缝）：形缝）：焊件厚度焊件厚度t较厚较厚（t20mm）(2)当两焊件宽度或厚度不同时焊缝处理当两焊件宽度或厚度不同时焊缝处理(3)交叉焊（十字、交叉焊（十字、T形）形）a 200mm4.3.1.1、对接焊缝的构造要求、对接焊缝的构造要求4.3.1.2对接焊缝的计算对接焊缝的计算(1)轴心受力的对接焊缝计算公式：轴心受力的对接焊缝计算公式：式中：式中：N轴心拉力或压力的轴心拉力或压力的设计值设计值lw焊缝计算长度。有引弧板，焊缝计算长度。有引弧板，lw=l；无引弧板，无引弧板，lw=l10mmt在对接连接中为连
3、接件的较小厚度；在对接连接中为连接件的较小厚度；在在T形连接中为腹板厚度；形连接中为腹板厚度；fcw、ftw对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值。4.3.1.2对接焊缝的计算对接焊缝的计算(1)轴心受力的对接焊缝计算公式：轴心受力的对接焊缝计算公式：式中：式中：Ww焊缝截面的抵抗矩焊缝截面的抵抗矩Iw焊缝截面对其中和轴的惯性矩焊缝截面对其中和轴的惯性矩Sw焊缝截面在计算剪应力处以上部分对焊缝截面在计算剪应力处以上部分对中和轴的面积矩中和轴的面积矩fvw对接焊缝的抗剪强度设计值对接焊缝的抗剪强度设计值正应力正应力(2)同时受弯同时受弯、受剪的对接焊缝计算公式、受剪的对接焊
4、缝计算公式1）矩形截面）矩形截面剪应力剪应力4.3.1.2对接焊缝的计算对接焊缝的计算(2)同时受弯同时受弯、受剪的对接焊缝计算公式、受剪的对接焊缝计算公式2）工字形截面）工字形截面4.3.1.2对接焊缝的计算对接焊缝的计算例例1：设设计计50014钢钢板板的的对对接接焊焊缝缝连连接接。钢钢板板承承受受轴轴向向拉拉力力，其其中中恒恒荷荷载载和和活活荷荷载载标标准准值值引引起起的的轴轴心心拉拉力力值值分分别别为为700kN和和400kN，相相应应的的荷荷载载分分项项系系数数为为1.2和和1.4。已已知知钢钢材材为为Q235B.F（A3F），采采用用E43型型焊焊条条手手工工电电弧焊，三级质量标准
5、，施焊时未用引弧板。弧焊，三级质量标准，施焊时未用引弧板。解解思路：思路：效应效应S抗力抗力R（即即S=）1焊缝承受的轴心拉力设计值为：焊缝承受的轴心拉力设计值为：2三级对接焊缝抗拉强度设计值三级对接焊缝抗拉强度设计值3先考虑用直焊缝验算其强度先考虑用直焊缝验算其强度直焊缝强度不够，故应采用斜焊缝。按照直焊缝强度不够，故应采用斜焊缝。按照（tg 1.5即即 560）的要求布置斜焊缝。）的要求布置斜焊缝。例例2:8m跨度简支梁的截面和荷载跨度简支梁的截面和荷载(设计设计值值,包括梁自重包括梁自重),拟在离支座拟在离支座2.5m处做处做翼缘和腹板的工厂拼接翼缘和腹板的工厂拼接,试设计其拼接对试设计
6、其拼接对接焊缝。已知钢材为接焊缝。已知钢材为Q235B.F（A3F），），采用采用E43型焊条手工电弧焊，三级质量标型焊条手工电弧焊，三级质量标准，用引弧板施焊。准，用引弧板施焊。解解思路：首先分析此对接焊缝的受力情况为思路：首先分析此对接焊缝的受力情况为受弯和受剪，再对最不利点进行强度验算受弯和受剪，再对最不利点进行强度验算1离支座离支座2.5m处的内力（设计值）为处的内力（设计值）为2计算计算梁截面参数：梁截面参数：3先考虑翼缘和腹板都用直焊缝拼接，验算其强度：先考虑翼缘和腹板都用直焊缝拼接，验算其强度：3先考虑翼缘和腹板都用直焊缝拼接，验算其强度：先考虑翼缘和腹板都用直焊缝拼接，验算其强
7、度：一、一、角焊缝的分类：角焊缝的分类：(1)按夹角分按夹角分：斜角角焊缝（6001200）直角角焊缝（=900）；4.3.2角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算4.3.2.1、角焊缝的构造角焊缝的构造4.3.2角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算4.3.2.1、角焊缝的构造角焊缝的构造(2）按受力：）按受力：侧侧面角焊缝（面角焊缝（平行平行于作用力方向）于作用力方向）正正面角焊缝（面角焊缝（垂直垂直于作用力方向）于作用力方向）斜向角焊缝斜向角焊缝（与作用力方向斜交）（与作用力方向斜交）二、角焊缝的尺寸限制：二、角焊缝的尺寸限制： （1）焊脚尺寸的限制焊脚尺寸的限制:t1_较厚焊件厚度较厚焊件
8、厚度(mm),t2_较薄焊件厚度较薄焊件厚度(mm),hf_焊缝尺寸焊缝尺寸4.3.2角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算4.3.2.1、角焊缝的构造角焊缝的构造自动焊：自动焊：hf=hfmin1(mm)；T形连接的单面角焊缝：形连接的单面角焊缝：hf=hfmin+1(mm)；当当t6mm时，时，hfmax=t(12)(mm)；4.3.2角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算4.3.2.1、角焊缝的构造角焊缝的构造（2）焊缝长度的限制焊缝长度的限制8hf(40mm)lw40hf(动力荷载作用下侧向角焊缝动力荷载作用下侧向角焊缝)60hf(静力荷载作用下侧向角焊缝静力荷载作用下侧向角焊缝)若若内内
9、力力沿沿侧侧向向角角焊焊缝缝全全长长分分布布，其其计计算算长长度度不不受受限限制制4.3.2角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算4.3.2.1、角焊缝的构造角焊缝的构造（3)当板件仅用两条侧向角焊缝连接时，当板件仅用两条侧向角焊缝连接时，lwbb12mm)或或b6mm)因b200mm（b200mm当t3x1时，r1趋近于y1，可简化为：三、一群一群抗剪抗剪螺栓的设计承载能力：螺栓的设计承载能力：（3）螺栓群在）螺栓群在轴心力、扭矩、剪力共同轴心力、扭矩、剪力共同作用下的抗剪计算作用下的抗剪计算y方向分力：在扭矩T作用下:x方向分力：三、一群一群抗剪抗剪螺栓的设计承载能力：螺栓的设计承载能力：（
10、3）螺栓群在）螺栓群在轴心力、扭矩、剪力共同轴心力、扭矩、剪力共同作用下的抗剪计算作用下的抗剪计算在剪力V作用下,每个螺栓受力均匀:在轴心力N作用下,每个螺栓受力均匀:例例2：设设计计用用C级级普普通通螺螺栓栓的的搭搭接接接接头头，已已知知所所承承受受作作用用力力的的设设计计值值为为N=230kN，偏偏心心距距为为e=300mm，钢钢材材为为Q235A.F，螺螺栓栓直直径径d=20mm,孔孔径径d0=21.5mm。解：判断为受剪力、扭距的螺栓群（1）计算一个螺栓的承载力设计值：）计算一个螺栓的承载力设计值：抗剪承载力设计值承压承载力设计值思路:计算一个螺栓承载力设计值验算1号螺栓强度因y1=300mm3x1=350=150mm,Nv1y=V/n=230/14=16.4kNV=750kN
