1、第第3 3章章 連連 接接 Chapter 3 Connections鋼結(jié)構(gòu)設計原理鋼結(jié)構(gòu)設計原理 Design Principles of Steel Structure第第3 3章章 連連 接接Chapter 3 Connections 焊縫連接焊縫連接 螺栓連接螺栓連接第第3 3章章 連連 接接 Chapter 3 Connections主要內(nèi)容主要內(nèi)容 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 對接焊縫的構(gòu)造和計算對接焊縫的構(gòu)造和計算 角焊縫的構(gòu)造和計算角焊縫的構(gòu)造和計算 普通螺栓的構(gòu)造和計算普通螺栓的構(gòu)造和計算 高強度螺栓的構(gòu)造和計算高強度螺栓的構(gòu)造和計算 高強度螺栓的工作性能和構(gòu)造要求高強度螺栓的

2、工作性能和構(gòu)造要求高強度螺栓摩擦型連接計算高強度螺栓摩擦型連接計算高強度螺栓承壓型連接計算高強度螺栓承壓型連接計算（受拉、受剪、受拉又受剪）（受拉、受剪、受拉又受剪）高強螺栓群連接的計算高強螺栓群連接的計算高強度螺栓承壓型連接計算高強度螺栓承壓型連接計算（受拉、受剪、受拉又受剪）（受拉、受剪、受拉又受剪）高強螺栓群連接的計算高強螺栓群連接的計算第第3 3章章 連連 接接 Chapter 3 Connections3.6.3 高強度螺栓承壓型連接計算高強度螺栓承壓型連接計算 1.1.受剪連接承載力受剪連接承載力 高強度螺栓承壓型連接的計算方法與普通螺栓連接相似。高強度螺栓承壓型連接的計算方法與普

3、通螺栓連接相似。) 1 . 5 . 3(4bv2vbvfdnN受剪承載力：受剪承載力：)2 . 5 . 3(bcbcf tdNbcbvNNNb，minmin單栓抗剪承載力：單栓抗剪承載力：承壓承載力承壓承載力：承壓型連接高強螺栓，承壓型連接高強螺栓，Ntb應按普通螺栓的公式計算。但抗拉強應按普通螺栓的公式計算。但抗拉強度設計值不同，取度設計值不同，取 ftb= 0.48fub。2.2.受拉連接承載力受拉連接承載力 bt2ebtebt4fdfAN（3.5.11）3.6 3.6 高強度螺栓連接的構(gòu)造和計算高強度螺栓連接的構(gòu)造和計算 *)1 . 5 . 3(42bvevbvfdnN第第3 3章章 連

4、連 接接 Chapter 3 Connections)7 . 6 . 3(122bttbvvNNNN) 8 . 6 . 3(2 . 1bcvNN 為了防止孔壁的承壓破壞，應滿足：為了防止孔壁的承壓破壞，應滿足： 系數(shù)系數(shù)1.21.2是考慮由于外拉力的存在導致高強度螺栓的承壓是考慮由于外拉力的存在導致高強度螺栓的承壓承載力降低的修正系數(shù)。承載力降低的修正系數(shù)。3.3.同時承受剪力和拉力連接的承載力同時承受剪力和拉力連接的承載力 對于高強度螺栓承壓型連接在剪力和拉力共同作用下計算對于高強度螺栓承壓型連接在剪力和拉力共同作用下計算方法與普通螺栓相同。方法與普通螺栓相同。3.6 3.6 高強度螺栓連接

5、的構(gòu)造和計算高強度螺栓連接的構(gòu)造和計算第第3 3章章 連連 接接 Chapter 3 Connections3.6.4 高強螺栓群連接的計算高強螺栓群連接的計算（1 1）軸心受剪）軸心受剪圖圖3.6.3 軸心受剪軸心受剪設一側(cè)的螺栓數(shù)為設一側(cè)的螺栓數(shù)為n，平均受，平均受剪，承受外力剪，承受外力N。軸力通過螺。軸力通過螺栓群的形心，所需螺栓數(shù)目：栓群的形心，所需螺栓數(shù)目： Nbmin相應連接類型單個高相應連接類型單個高強螺栓抗剪承載力設計值。強螺栓抗剪承載力設計值。分析方法和計算公式與普通螺栓似。分析方法和計算公式與普通螺栓似。1.1.高強度螺栓群受剪高強度螺栓群受剪對于摩擦型連接：對于摩擦型連

6、接：bvNNn對于承壓型連接：對于承壓型連接：bminNNn3.6 3.6 高強度螺栓連接的構(gòu)造和計算高強度螺栓連接的構(gòu)造和計算PnNfbv9 . 0計算時需考慮連接長度的影響計算時需考慮連接長度的影響第第3 3章章 連連 接接 Chapter 3 Connections（2 2）高強度螺栓群非軸心受剪）高強度螺栓群非軸心受剪在扭矩或扭矩和剪力共同作用時的抗剪計算方法與普通螺栓群在扭矩或扭矩和剪力共同作用時的抗剪計算方法與普通螺栓群相同，但應該采用高強度螺栓承載力設計值進行計算。相同，但應該采用高強度螺栓承載力設計值進行計算。bbminvcminbNNN，第第3 3章章 連連 接接 Chapt

7、er 3 Connections2.2.高強度螺栓群受拉高強度螺栓群受拉（1 1）軸心受拉）軸心受拉(3.6.2)對于摩擦型連接：對于摩擦型連接：PN8 . 0btbtNNn 高強度螺栓連接所需的螺栓數(shù)目：高強度螺栓連接所需的螺栓數(shù)目：對于承壓型連接：對于承壓型連接：bt2ebtfdN4(3.5.11)（2 2）高強度螺栓群受彎矩作用）高強度螺栓群受彎矩作用由于高強度螺栓的抗拉承載力一般總小于其預拉力由于高強度螺栓的抗拉承載力一般總小于其預拉力P，故在彎矩作用，故在彎矩作用下，連接板件接觸面始終處于緊密接觸狀態(tài)，彈性性能較好，可認下，連接板件接觸面始終處于緊密接觸狀態(tài)，彈性性能較好，可認為是一

8、個整體為是一個整體, ,所以所以假定連接的中和軸與螺栓群形心軸重合假定連接的中和軸與螺栓群形心軸重合，最外側(cè)，最外側(cè)螺栓受力最大。螺栓受力最大。3.6 3.6 高強度螺栓連接的構(gòu)造和計算高強度螺栓連接的構(gòu)造和計算第第3 3章章 連連 接接 Chapter 3 ConnectionsMM1 2 3 4y1y2N1N2N3N4受壓區(qū)受壓區(qū)中中和和軸軸)9 . 6 . 3(1211btNyyMNnii因此，設計時只要滿足下式即可：因此，設計時只要滿足下式即可：3.6 3.6 高強度螺栓連接的構(gòu)造和計算高強度螺栓連接的構(gòu)造和計算第第3 3章章 連連 接接 Chapter 3 Connections)1

9、0. 6 . 3(1211btNyyMnNNniiNe1 2 3 4M=NeNy1y2N1N2N3N4中中和和軸軸M作用下作用下N作用下作用下（3 3）高強度螺栓群偏心受拉）高強度螺栓群偏心受拉偏心力作用下的高強度螺栓連接，螺栓最大拉力不應大于偏心力作用下的高強度螺栓連接，螺栓最大拉力不應大于0.8P，以，以保證板件緊密貼合，端板不會被拉開，所以摩擦型和承壓型均可采保證板件緊密貼合，端板不會被拉開，所以摩擦型和承壓型均可采用疊加法計算用疊加法計算: :3.6 3.6 高強度螺栓連接的構(gòu)造和計算高強度螺栓連接的構(gòu)造和計算第第3 3章章 連連 接接 Chapter 3 Connections3.3

10、.高強度螺栓群承受拉力、彎矩和剪力共同作用高強度螺栓群承受拉力、彎矩和剪力共同作用1 1號螺栓受到最大拉力，應滿足：號螺栓受到最大拉力，應滿足：PyMynNN8 . 02i1t（1 1）摩擦型連接的計算）摩擦型連接的計算MNV1 2 3 4M=NeNy1y2N1N2N3N4中中和和軸軸M作用下作用下N作用下作用下VV作用下作用下)6 . 6 . 3(1bvvbttNNNN承受剪力和拉力作用時，應滿足：承受剪力和拉力作用時，應滿足：圖圖3.6.4 摩擦型連接高強度螺栓的內(nèi)力分布摩擦型連接高強度螺栓的內(nèi)力分布3.6 3.6 高強度螺栓連接的構(gòu)造和計算高強度螺栓連接的構(gòu)造和計算第第3 3章章 連連

11、接接 Chapter 3 Connections將將Nbv=0.9nf P 和和Nbt=0.8P帶入上式得：帶入上式得：btvvbt1NNNN可改寫為：可改寫為：2ityMynNNii(3.6.12)在彎矩和拉力共同作用下，高強螺栓群中的拉力各不相同，即：在彎矩和拉力共同作用下，高強螺栓群中的拉力各不相同，即： 當當Nti 0時，時，取取Nti 0。3.6 3.6 高強度螺栓連接的構(gòu)造和計算高強度螺栓連接的構(gòu)造和計算)6 . 6 . 3(1bvvbttNNNN則剪力則剪力V作用下，螺栓群抗剪計算按下式：作用下，螺栓群抗剪計算按下式：niNPnV1tif25. 19 . 0(3.6.13)(3.

12、6.11)25. 1(9 . 0tfvNPnN第第3 3章章 連連 接接 Chapter 3 Connections在式在式（3.6.13）中，只考慮螺栓拉力對抗剪承載力的不利影響，中，只考慮螺栓拉力對抗剪承載力的不利影響，未考慮受壓區(qū)板層間壓力增加的有利作用，故按該式計算的結(jié)未考慮受壓區(qū)板層間壓力增加的有利作用，故按該式計算的結(jié)果是略偏安全的。果是略偏安全的。niNnPnV1tif25. 19 . 03.6 3.6 高強度螺栓連接的構(gòu)造和計算高強度螺栓連接的構(gòu)造和計算t1fbv1v125. 19 . 0NPnNN如果驗算受剪力最大的如果驗算受剪力最大的1 1號螺栓，可簡化計算：號螺栓，可簡化

13、計算：更保守，但計算簡單。更保守，但計算簡單?；蚧虻诘? 3章章 連連 接接 Chapter 3 Connections(2) (2) 承壓型連接的計算承壓型連接的計算同時承受拉剪作用的承壓型連接高強度螺栓的承載力設計值同時承受拉剪作用的承壓型連接高強度螺栓的承載力設計值與普通螺栓計算相同，分螺栓桿受剪受拉和孔壁承壓兩部分。與普通螺栓計算相同，分螺栓桿受剪受拉和孔壁承壓兩部分。應滿足：應滿足： 12btt2bvvNNNN（3.6.7）2 . 1bcvNN （3.6.8）Nv、Nt最危險螺栓受到最危險螺栓受到的剪力、拉力。的剪力、拉力。 Nvb 、Ncb 、Ntb一個承一個承壓型高強螺栓的抗剪、

14、承壓、壓型高強螺栓的抗剪、承壓、抗拉承載力設計值?？估休d力設計值。3.6 3.6 高強度螺栓連接的構(gòu)造和計算高強度螺栓連接的構(gòu)造和計算1.2為受拉時孔壁承壓強度降低系數(shù)。為受拉時孔壁承壓強度降低系數(shù)。第第3 3章章 連連 接接 Chapter 3 Connections第第3 3章章 連連 接接 Chapter 3 Connections第第3 3章章 連連 接接 Chapter 3 Connections 通過本章的學習，要了解鋼結(jié)構(gòu)采用的焊縫連接和螺栓連接兩種常用的連接方法及其特點；理解對接焊縫及角焊縫的工作性能，掌握各種內(nèi)力作用下，焊接連接的構(gòu)造和計算方法；了解焊接應力和焊接變形的種類

15、、產(chǎn)生原因、影響以及減小和消除的方法；理解普通螺栓和高強螺栓的工作性能和破壞形式，掌握螺栓連接在傳遞各種內(nèi)力時連接的構(gòu)造和計算方法，熟悉螺栓排列方式和構(gòu)造要求。第第3 3章章 連連 接接 Chapter 3 Connections1. 焊縫的形式一般有焊縫的形式一般有 和和 。2. 焊縫按施焊位置分為焊縫按施焊位置分為 、 、 和和 。其中。其中 的操作條件最差，很瘋質(zhì)量不易控制。的操作條件最差，很瘋質(zhì)量不易控制。3. 當兩種不同強度的鋼材采用焊接連接時，焊條宜當兩種不同強度的鋼材采用焊接連接時，焊條宜與強度與強度 （高、低）鋼材相適應。（高、低）鋼材相適應。4. 角焊縫中最小焊縫尺寸角焊縫中

16、最小焊縫尺寸hfmin1.5，其中，其中t為為 ；角焊縫中的最大焊縫尺寸角焊縫中的最大焊縫尺寸hf m a x1.2t，其中，其中t為為 。5. 凡通過一、二級檢驗標準的對接焊縫，其抗拉設凡通過一、二級檢驗標準的對接焊縫，其抗拉設計強度計強度 （高于、低于、等于）母材的抗拉設計（高于、低于、等于）母材的抗拉設計強度。強度。復習思考題復習思考題第第3 3章章 連連 接接 Chapter 3 Connections6. 情況相同的正面角焊縫和側(cè)面角焊縫，正面角焊情況相同的正面角焊縫和側(cè)面角焊縫，正面角焊縫的強度縫的強度 （高于、低于）側(cè)面角焊縫。（高于、低于）側(cè)面角焊縫。7. 對接焊縫的焊件常常需做坡口，坡口的形式與焊對接焊縫的焊件常常需做坡口，坡口的形式與焊件的件的 有關(guān)。有關(guān)。8. 螺栓連接分為螺栓連接分為 和和 兩種。兩種。9. 受剪螺栓的破壞形式受剪螺栓的破壞形式有有 、 、 、 、和、和 。10.普通螺栓連接受剪時，限制端距普通螺栓連接受剪時，限制端距2d，是為了避，是為了避免免 破壞。破壞。 第第3 3章章 連連 接接 Chapter