PAGEPAGE47章鋼結(jié)構(gòu)的連接和節(jié)點(diǎn)構(gòu)造鋼結(jié)構(gòu)對(duì)連接的要求及連接方法連接部位應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、足8188鋼結(jié)構(gòu)的連接方法(α)焊縫連接;(b)鉚釘連接;(c)（高強(qiáng)螺栓連接。焊縫連接優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單、不削弱構(gòu)件截面、節(jié)約鋼材、加工方便、易于結(jié)構(gòu)有不利影響,焊接結(jié)構(gòu)的低溫冷脆問題也比較突出，除少數(shù)直接承受動(dòng)載結(jié)構(gòu)外可廣泛應(yīng)用鉚釘連接的優(yōu)點(diǎn)是塑性和韌性較好,傳力可靠,質(zhì)量易于檢查,適用于直接承是動(dòng)載結(jié)構(gòu)的連接。缺點(diǎn)是構(gòu)造復(fù)雜,用鋼量多。普通螺栓連接和需要經(jīng)常拆裝的結(jié)構(gòu)。CAB（AB4535IQ2354.6糙,尺寸不夠準(zhǔn)確，用于承受拉力的安裝連接。I類孔的精度要求為連接板組裝時(shí),孔口精確對(duì)準(zhǔn),孔壁平滑,孔軸線與板面垂直。Ⅱ類孔質(zhì)量達(dá)不到I類孔要求的都為Ⅱ類孔。高強(qiáng)度螺栓，當(dāng)螺栓（受拉）時(shí)，螺栓預(yù)拉力增加不多，外拉力是靠板件間夾緊力的減少來承受，但板件間始終保持夾緊狀態(tài)；當(dāng)（受剪力）時(shí)，按設(shè)計(jì)受力要求不同分摩擦型連接和承壓型連接。摩擦型：受剪設(shè)計(jì)時(shí)外剪力達(dá)到板件接觸面間由螺栓擰緊力（使板件壓緊）所提供的可能最大摩擦力為極限狀態(tài)，亦即保證連接在整個(gè)使用期間外剪力不超過最大摩擦力。擦力，受力性能與摩擦型同，但如果荷載超過標(biāo)準(zhǔn)值（正常使用情況下荷載焊接連接的特性常用焊接方法采用的焊接方法有電弧焊、電渣焊、氣體保護(hù)焊和電阻焊等電弧焊的質(zhì)量比較可靠,是鋼結(jié)構(gòu)最常用的焊接方法。手工電弧焊是通電后在涂有焊藥的焊條與焊件間產(chǎn)生電弧,由電弧提供熱源,使焊條熔化,滴落在焊件上被電弧所吹成的小凹槽熔池中,并與焊件熔化部分結(jié)成焊縫。藥皮：由焊條藥皮形成的熔渣和氣體覆蓋熔池,防止空氣中的氧、氮等有害氣體與熔化的液體金屬接觸而形成脆性易裂的化合物。手工電弧焊焊條應(yīng)與焊件金屬?gòu)?qiáng)度相適應(yīng),對(duì)Q235鋼焊件用E43系列型焊條,Q345鋼焊件用E50系列型焊條,Q390鋼焊件用E55系列型焊條。自動(dòng)或半自動(dòng)埋弧焊是將光焊絲埋在焊劑層下,通電后,由電弧的作用使焊絲和焊劑熔化。熔化后的焊劑浮在熔化金屬表面保護(hù)熔化金屬,使之不與外界空氣接觸,有時(shí)焊劑還可供給焊縫必要的合金元素,以改善焊縫質(zhì)量。P190-197對(duì)接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算對(duì)接焊縫的構(gòu)造要求對(duì)接焊縫按坡口形式分為P197適用范圍：工形縫：厚度t10mm有斜坡口帶鈍邊單邊v形縫、y形縫，一般厚度t=10-20mmuvy>20mm2）4mm，焊縫計(jì)算厚度取較薄板厚度。消除焊口影響，可增加引弧板，焊后將引弧板切除，用砂輪磨平。P7987-15對(duì)接焊縫的計(jì)算軸心受力的對(duì)接焊縫N/l

tfw

w或fwcN:軸心拉力或壓力的設(shè)計(jì)值lw2tt:連接件的較小厚度,在T形連接中為腹板厚度fw,t

w:對(duì)接焊縫的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,附表12（抗壓焊縫和一、二級(jí)c抗拉焊縫同母材,三級(jí)抗拉焊縫為母材的85%,）當(dāng)正縫連接的強(qiáng)度低于焊件的強(qiáng)度時(shí),改用斜縫,當(dāng)斜縫和作用力間夾角符合tg1.5時(shí)可不計(jì)算焊縫強(qiáng)度。受彎受剪的對(duì)接焊縫計(jì)算 M/Ww

fw ft c

VSW

/Itfw vW :焊縫截面截面模量；Iw

:焊縫截面對(duì)中和軸慣性矩S w

w:焊縫抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值v此時(shí)除分別驗(yàn)算外，還要算折算應(yīng)力,1

1.1fw221 1驗(yàn)算點(diǎn)處焊縫截面正應(yīng)力和剪應(yīng)力軸力，彎矩，剪力共同作用時(shí)，也按上折算部分焊透的對(duì)接焊縫（見書）例7-1 P201

角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算角焊縫焊角尺寸P202頁圖7-23角焊縫應(yīng)力分布特點(diǎn)：側(cè)面角焊縫：主要承受剪力作用，在彈性階段,應(yīng)力沿焊縫長(zhǎng)度方向分布不均勻,兩端大而中間小，焊縫越長(zhǎng)剪應(yīng)力分布越不均勻，但由于側(cè)面角焊縫的塑性較好,出現(xiàn)塑性變形,產(chǎn)生應(yīng)力重分布,應(yīng)力分布可趨于均勻。正面角焊縫ABBC（計(jì)算截面α/245˙)。實(shí)驗(yàn)證明,多數(shù)角焊縫破壞都發(fā)生在這一截面。計(jì)算時(shí)假定有效截面上應(yīng)力均勻角焊縫的尺寸限制

w角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f對(duì)于受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)中,為了減緩應(yīng)力集中,角焊縫表面應(yīng)做成直線形或凹形焊縫直角邊的比例:對(duì)正面角焊縫宜為1:1.5(長(zhǎng)邊順內(nèi)力方向),側(cè)面角焊縫可為1:1為保證焊縫最小承載能力及防止焊縫冷卻過快產(chǎn)生裂紋，最小焊腳尺寸th tf

（t較厚焊件厚度自動(dòng)焊最小h 可減小型連接單面角焊f1mm；4mm，取與焊件厚度相同。防止焊縫出現(xiàn)脆裂，焊件被燒現(xiàn)象，焊縫不易太厚hf度）鋼管除外，板件厚度為t

1.2t（t較薄焊件厚邊緣焊縫最大hf

：t6mm時(shí)h tft6mm hf

t角焊縫長(zhǎng)度：lw

8hf

和40mm(焊縫厚而短時(shí)，起落點(diǎn)太近，會(huì)出現(xiàn)局部加熱嚴(yán)重，加上一些缺陷，焊縫不可靠)；前講側(cè)角焊縫應(yīng)力分布不均勻，且越長(zhǎng)，分布越不均勻lw

60hf

如超過，多余部分計(jì)算中不考慮（內(nèi)力若沿側(cè)面角焊縫弦桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫,梁的支承加勁脅與腹板的連接焊縫。P205角焊縫計(jì)算的基本公式BDEF上應(yīng)力用向平行

，

表示，

為垂直焊縫長(zhǎng)度方向

與焊縫長(zhǎng)度方角焊縫在復(fù)雜應(yīng)力下強(qiáng)度條件可表示為2

3

2//

fw (a)3f33fw是角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,看作是剪切強(qiáng)度f3有效截面積為AeNfx

Afx e

V fy

Afy e

V fz

Afz e :方向 fx fx2 方向 /2 fx

: /22fy fy222 /2 fy fx

2fy2

； 2 fy2

2fx2

； 2// fz2a)化簡(jiǎn)

222 2fx fy fx fy fz1當(dāng) fx

0只有平行于焊縫長(zhǎng)度方向的軸心力作用,為側(cè)面角焊縫受力情況。其設(shè)計(jì)公式為:f

Nle

fwf2當(dāng) fx

)fx

0 只有垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的軸心力作用,為正面角焊縫受力：f

N/he

l 1.22fw f3當(dāng) fx

)0 具有平行和垂直于焊縫長(zhǎng)度的軸心力同時(shí)作用于焊縫的情況/1.2222f f設(shè)計(jì)公式

fwf若用

1.22，上式變?yōu)閒

Nle

f

fw 正面角焊縫f/ / 22f f f

各符號(hào)意義見208頁常用連接方式的角焊縫計(jì)算55受軸心力焊件的拼接板連接矩形拼接板與焊件用側(cè)面角焊縫連接，外力與焊縫長(zhǎng)度方向平行 N/(hf e

l )fww ffw12；hf

：角焊縫的有效厚度（見書） l 連接一側(cè)角焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度之和。w拼接板與焊縫用正面角焊縫連接，此時(shí)外力與焊縫方向垂直 N/hl ff e w f fNNN1 1按1）計(jì)算側(cè)面角焊縫。三面圍焊受動(dòng)載f

1，兩者可以合并，用N/hle w

fwf菱形拼接板圍焊連接，克服矩形拼接板轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中，忽略正面角焊縫及斜焊縫的

增大系數(shù),統(tǒng)一用上式計(jì)算f受軸心力角鋼的連接用側(cè)面角焊縫連接角鋼軸心力通過角鋼截面形心,但肢背與肢尖焊縫到形心的距離不等，受力大小不同N1

eNe2

N Ne1

/(e1

e)KN2 1N ee2 1

Ne N1

Ne1

/(e1

e)KN2 2K,K1 2

：角鋼肢背、肢尖焊縫內(nèi)力分配系數(shù)P210表6肢背、肢尖焊縫強(qiáng)度:N1

/h l

fw Nf 2

/h le2

fwfh ,he2

：分別為肢背、肢尖焊縫有效厚度l lw2采用三面圍焊

：分別為肢背、肢尖焊縫計(jì)算長(zhǎng)度之和。先算正面角焊縫承受力N3

0.7hf

l w3

fw 0.7h hf f e l 正面角焊縫計(jì)算長(zhǎng)度之和w3N1

e2

e3

e/2Ne2

N Ne1

/(e1

e)N2

/2K1

NN /23N ee2 1

N ee3 1

/2Ne N1

Ne1

/(e1

e)N2

/2K2

NN /23再同上方法計(jì)算彎矩作用下角焊縫計(jì)算當(dāng)力矩作用平面與焊縫群所在平面垂直時(shí),焊縫受彎如圖，彎矩產(chǎn)生應(yīng)力和焊縫長(zhǎng)度方向垂直,呈三角形分布，焊縫有效截面計(jì)算公式：Mf w

fw 角焊縫設(shè)計(jì)強(qiáng)度f fWw：角焊縫有效截面的截面模量 f：角焊縫強(qiáng)度增大系數(shù)7扭矩作用下角焊縫計(jì)算7PAGEPAGE15焊縫群受扭當(dāng)力矩作用平面與焊縫群所在平面平行時(shí),焊縫受扭計(jì)算時(shí)采取下述假定:aObO距形心最遠(yuǎn)點(diǎn)應(yīng)力最大,JIx

為 Tr/JAI OyI,Ix y

：焊縫有效截面繞x,y軸的慣性矩TA A

cosTrry

/(Jr)Try

/J TA

Tr/Jx前面有當(dāng)焊縫受垂直和平行焊縫方向力時(shí)/ 22f f ffw 把,/ 22f f f環(huán)焊縫受扭

f f f A A扭矩作用下只有剪應(yīng)力沿切線方向布置f計(jì)算公式為 TD/2Jfwff J：焊縫環(huán)形有效截面極慣性矩d4d4

/321 2h 時(shí)Jhe

D3 D：管的外徑彎矩、剪力、軸力共同作用下角焊縫計(jì)算水平力N，垂直力V，將它們移到焊縫群形心彎矩MVe：垂直焊縫長(zhǎng)度方向MA

M/WW

（有效截面截面模量）V：平行焊縫長(zhǎng)度方向VA

V/h le w水平力水平力N：垂直焊縫長(zhǎng)度方向 N/h lNA e w焊縫計(jì)算公式：MN2AA V2Afwff扭矩、剪力、軸力共同作用下角焊縫計(jì)算計(jì)算步驟如下:①求出焊縫有效截面的形心①求出焊縫有效截面的形心Sa/SVO,得扭矩TVeT：TA

Ty

/J TA

T /Jx[[TV)/]2TN2A A f A AVV/(hl ) N：NN/(hl)AewA ew合力作用下危險(xiǎn)點(diǎn)焊縫強(qiáng)度塞焊計(jì)算4Nd2

wf

fwffw：焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 n：塞焊點(diǎn)數(shù) d：孔徑f例題見書213頁。焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形7.5.1焊接殘余應(yīng)力的分類和產(chǎn)生的原因焊接殘余應(yīng)力分為：縱向焊接殘余應(yīng)力，橫向殘余應(yīng)力，沿焊縫厚度方向殘余應(yīng)力，約束狀態(tài)下產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力,下面分別介紹：（焊縫長(zhǎng)度方向?yàn)榭v向）過程不均勻加熱和冷卻造成的。（與焊縫長(zhǎng)度相垂直方向?yàn)闄M向）橫向?yàn)榇怪庇诤缚p長(zhǎng)度方向，作用在與焊縫長(zhǎng)度相平行平面，產(chǎn)生原因：a是由于焊縫縱向收縮,兩塊鋼板形成反方向的彎曲變形,但焊縫將兩塊鋼板連成整體,中部產(chǎn)生橫向拉應(yīng)力,而在兩端產(chǎn)生橫向壓應(yīng)力。b是焊縫在施焊過程中,冷卻的時(shí)間不同,先焊已經(jīng)凝固,會(huì)阻先焊部分產(chǎn)生橫向壓應(yīng)力。沿焊縫厚度方向殘余應(yīng)力厚鋼板連接時(shí)，焊縫要多層施焊，所以沿厚度方向冷卻不均勻會(huì)產(chǎn)生沿厚度方向殘余應(yīng)力

，當(dāng)三力同號(hào)時(shí)會(huì)降低結(jié)構(gòu)連接塑性.z形狀改變能量理論： 屈服時(shí)單元體形狀改變能：U1 3E 1

2

3

1

2

]1 3)21 22)2)23 1 31 f3E y

）**2/2UU：彈性狀態(tài)；UU：極限狀態(tài)；UU：塑性狀態(tài)約束狀態(tài)下焊接應(yīng)力構(gòu)件橫向膨脹收縮受限制，產(chǎn)生橫向塑性壓縮，冷卻后，收縮受約束產(chǎn)生約束應(yīng)力。7.5.2焊接殘余應(yīng)力的影響efefcdcd7.5.2焊接殘余應(yīng)力的影響對(duì)結(jié)構(gòu)靜力強(qiáng)度影響2Nfy

區(qū)域應(yīng)力不增大，N由彈性區(qū)域承擔(dān)，受壓區(qū)應(yīng)力也逐漸變?yōu)槭芾?，最后達(dá)fy板所受外力板所受外力Nabcaefdet由于焊接殘余應(yīng)力自相平衡eedccdd defdhfy所以殘余應(yīng)力不影響靜力強(qiáng)度對(duì)結(jié)構(gòu)剛度影響

=無殘余應(yīng)力情況N增加，a增加，m下降，m<h 拉力增加產(chǎn)生應(yīng)變，t:板厚N/(EA)N/(mtE)N/(htE)所以殘余應(yīng)力使變形增大，剛度降低對(duì)壓桿穩(wěn)定的影響焊接殘余應(yīng)力使壓桿的撓曲剛度減小,從而必定降低其穩(wěn)定承載能力cry

2Ek3/y

2Ek/crx x對(duì)低溫冷脆的影響（厚板或三向交叉焊縫的情況下使裂紋容易發(fā)生和發(fā)展,加速構(gòu)件的脆性破壞。對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響焊接殘余拉應(yīng)力對(duì)疲勞強(qiáng)度有不利的影響，殘余壓應(yīng)力,有利于疲勞強(qiáng)度提高。7.5.3-7.5.4見P225頁普通螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算螺栓的排列和構(gòu)造要求P228普通螺栓連接受剪、受拉時(shí)的工作性能普通螺栓連接按螺栓傳力方式,可分為抗剪螺栓和抗拉螺栓連接。螺栓1為抗剪螺栓螺栓2在下面設(shè)有支托為抗拉螺栓。不設(shè)支托,則兼承拉力和剪力。C級(jí)螺栓一般不抗剪，1應(yīng)該用焊縫或高強(qiáng)度螺栓代替。抗剪螺栓連接受力壞情況。1）螺栓桿被剪斷2）孔壁，栓桿被壓壞3）板拉斷4）鋼板剪斷：限制端距e2d3 05）螺栓桿彎曲破壞：限制板疊厚度不超過5d方向的連接長(zhǎng)度l1

過大時(shí),端部的螺栓會(huì)首先破壞,隨后依次向內(nèi)逐個(gè)破壞，規(guī)范規(guī)定還是當(dāng)成螺栓均勻受力，但對(duì)螺栓的承載力乘以折減系數(shù)當(dāng)l 15d1 0

1.1l1

) d0

螺栓孔徑l60d1

0.7抗剪螺栓的設(shè)計(jì)承載能力按下面兩式計(jì)算:抗剪承載力設(shè)計(jì)值 NV

nd2fv

b/4v承壓承載力設(shè)計(jì)值 Vbdtfbc c抗剪螺栓承載力取二者小值。n：螺栓受剪面數(shù),單剪n=1,雙剪n=2,四剪面nv v v

=4 d：螺栓桿直徑t：在同一方向承壓的構(gòu)件較小總厚度fb,fb：螺栓的抗剪、承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，鉚接取fT,fT。v c v c抗拉螺栓連接Nbd2ft e t

b/4d:普通螺栓或錨栓螺紋處的有效直徑,附表7,對(duì)鉚釘連接取孔徑de 0fb普通螺栓或錨栓的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,對(duì)鉚接取ft tTQ.螺栓實(shí)際所受拉力為pf

NQ，確定Q力比較復(fù)雜,規(guī)范規(guī)定的普通螺栓抗

bf0.8t

b=0.8f),以t考慮Q力的影響在構(gòu)造上設(shè)置加勁肋加強(qiáng)角鋼剛度,來減小Q力影響.螺栓群的計(jì)算螺栓群在軸心力作用下的抗剪計(jì)算當(dāng)外力通過螺栓群形心時(shí),假定諸螺栓平均分擔(dān)剪力,圖中接頭一邊所需要當(dāng)外力通過螺栓群形心時(shí),假定諸螺栓平均分擔(dān)剪力,圖中接頭一邊所需要的螺栓數(shù)目nN/Nbmin

N:作用于螺栓群的軸心力的設(shè)計(jì)值拼接板在不同部位承受力是不同的,拼接板力通過螺栓傳來,見圖的強(qiáng)度N/An

f An

：凈截面面積以上圖所示的并列螺栓排列,以左半部分來看:截面1-1,2-2,3-3的凈截面1 面積均相同,但受力不同,1-1N,2-2NnN/n,3-3Nn1 An

1 2tbnd1 對(duì)于拼接板,3-3An

2t1

bnd3 0nn、n1 2

、n1-1,2-2,3-33慮(折線截面)破壞的可能。A t2e e2e2ndn 4 2

1 2 2 0例題見書。

n:折線截面上螺栓數(shù)2螺栓群在扭矩作用下抗剪計(jì)算計(jì)算時(shí)假定:a被連接構(gòu)件是剛性的,螺栓是彈性的boOO根據(jù)力平衡條件,各螺栓剪力對(duì)形心0力矩總和=TNTrNTrT1 1 i i又因?yàn)槁菟ㄊ芰εc其到0點(diǎn)距離成正比NT/rNT/

NT/rNT

NTr/rNTNTr/r1 1 2

i i 2

1 2 1

1 i 1 代入有TNTr2r2r2

NTr2/r1 1 2

n 1 1 i 1NTTr/r2Trx2y21 1 i 1 i i當(dāng)螺栓狹長(zhǎng)布置時(shí),y 3x時(shí) x2y2 ry1 1 1 1 1 1上式簡(jiǎn)化NT1

Ty1

/y2i設(shè)計(jì)時(shí),受力最大螺栓所承受設(shè)計(jì)剪力應(yīng)不大于螺栓抗剪承載力設(shè)計(jì)值NTNb (7-27,7-281 min螺栓群在扭矩、剪力、軸心力共同作用下的抗剪計(jì)算扭矩:NTTr

x2y21NTNTcosy

1 i i/rTrx2y2

x2

y21x 1

1 1 1

i 1 i iNT Txx2y21y 1 i i16PAGEPAGE31例題見書。

V:NV1y螺栓合力N 1

V/nN:N1x

N/nNT1NT1xNN NTNV2 21x 1y 1ymin螺栓群在軸心力作用下抗拉計(jì)算當(dāng)設(shè)計(jì)拉力N通過螺栓群形心時(shí),所需要的螺栓數(shù)目為nN/Nbt螺栓群在彎矩作用下的抗拉計(jì)算中和軸位置的計(jì)算比較復(fù)雜。通常近似地假定在最下邊一排螺栓軸線上,并且忽略壓力所提供的力矩(因力臂很小). MmNmy NMy1 1 i i力分布見圖距離成正比,所以螺栓最大內(nèi)力 NMMy/(m y2)Nb1 1 i tm:螺栓排列的縱列數(shù) 圖中m=2螺栓群同時(shí)承受剪力和拉力的計(jì)算a支托起臨時(shí)支承作用.此時(shí)螺栓受彎MVe，剪力VM:N

NMMyy2tV:Nv

1 1 iV/nN/NN/Nb N /Nb2 2V V t t當(dāng)板件薄時(shí)會(huì)發(fā)生壓壞，所以還要驗(yàn)算NV

NbcN N：螺栓受剪力和拉力；NbNbNb：螺栓抗剪，承壓和抗拉承載力設(shè)計(jì)值V t v c tb假定剪力V由支托承受.螺栓承受彎矩同上M,力Nbt支托和柱翼緣的連接,用角焊縫連接 lf e w

fwt例題見書。

為考慮V對(duì)焊縫偏心影響取1.25-1.35高強(qiáng)螺栓連接性能和計(jì)算高強(qiáng)螺栓分為10.9級(jí)（20MnTiB(錳、鈦)鋼，35VB（釩）鋼）8.8（40B10.9：101000N/mm29（fy

/f）u高強(qiáng)螺栓螺帽，墊圈：45號(hào)鋼，35號(hào)鋼制成。（1.0-1.5mm）件被拉開后,高強(qiáng)度螺栓的受拉力情況就和普通螺栓受拉相同。這種連接的變形小。構(gòu)件未被拉開前,可以減少銹蝕危害,改善連接的疲勞性能。高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力是通過扭緊螺帽實(shí)現(xiàn)的，有三種方法。扭矩法之間的關(guān)系式施加扭矩,并計(jì)入必要的超張拉值。扭矩和拉力間的關(guān)系TKdp表示K：扭矩系數(shù)，先測(cè)定，d螺栓直徑，P設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)定預(yù)拉力轉(zhuǎn)角法2：ab初擰位置為起點(diǎn)，根據(jù)螺栓直徑和板疊厚度，所確定終擰角度，使螺母到確定的角度，拉力達(dá)到預(yù)定值。扭剪法（242高強(qiáng)螺栓預(yù)拉力與材料強(qiáng)度，螺栓有效截面有關(guān)，且1）1.2；5-10%，0.9；0.9，0.9。所以預(yù)拉力設(shè)計(jì)值，Pf A ef：高強(qiáng)螺栓抗拉強(qiáng)度

/1.20.698f A eA：高強(qiáng)螺栓有效截面積附表7 （P242表7-10預(yù)拉值表）e高強(qiáng)度螺栓連接的摩擦面抗滑移系數(shù)摩擦型高強(qiáng)螺栓連接靠被連接構(gòu)件間的摩擦阻力傳力,而摩擦阻力的大小除了螺栓的預(yù)拉力外,與摩擦面抗滑移系數(shù)μ有關(guān)。μ243涂紅丹或在潮濕或淋雨?duì)顟B(tài)下進(jìn)行拼裝,會(huì)降低μ值。高強(qiáng)度螺栓的排列（228）高強(qiáng)螺栓抗剪承載力設(shè)計(jì)值摩擦型：設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是外力不超過摩擦阻力，另外考慮各螺栓受力不均勻，引入系數(shù)RNbv

nR fn ：一個(gè)螺栓的傳力摩擦面數(shù)目；μ：摩擦面的抗滑移系數(shù)fP：高強(qiáng)度螺栓預(yù)拉力； 0.9,t6mmR壁型鋼結(jié)構(gòu)取0.80承壓型：計(jì)算方法和普通螺栓相同，摩擦力很小只起延緩滑動(dòng)的作用抗剪：Nbnd2fb/4 承壓：Nbd tfbv v v c cn：抗剪面數(shù) v

b：高強(qiáng)抗剪設(shè)計(jì)值d：直徑vt；同方向較小總厚度

b：高強(qiáng)抗壓設(shè)計(jì)值c高強(qiáng)度螺栓群的抗剪計(jì)算軸心力作用時(shí)a螺栓數(shù):認(rèn)為諸螺栓平擔(dān)剪力nN/Nv

N 2vb構(gòu)件凈截面強(qiáng)度驗(yàn)算:對(duì)承壓型連接,構(gòu)件凈截面強(qiáng)度驗(yàn)算和普通螺栓連接的相同。(233)對(duì)摩擦型連接,一部分剪力由孔前接觸面?zhèn)鬟f，規(guī)范規(guī)定,孔前傳力占螺栓傳力的50%。 所以凈截面?zhèn)髁镹N0.5n1

/nn：計(jì)算截面上的螺栓數(shù) n：連接一側(cè)的螺栓總數(shù)1N后，其余同普通螺栓N/Af(鋼抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值)受扭及受扭、剪、軸拉力作用（同普通螺栓）例題見書244。高強(qiáng)度螺栓的抗拉連接抗拉連接性能1抗拉連接性能圖示高強(qiáng)度螺栓預(yù)拉力P,它與T形件翼緣接觸面的擠壓力C相平衡PC2Nt

P(增加Pf

C（減小Cf

Pf

NCt f假設(shè)螺栓與被連構(gòu)件保持彈性性能，板疊厚度，外力與變形關(guān)系為：P P/ EAb A螺栓桿截面面積f b bCC/ EAp Af p

構(gòu)件擠壓面面積外力下，螺栓桿伸長(zhǎng)量等于壓縮量bpPPf

A b

C f

/Ap

又CP Pf

NC 代入t fPPNf t

/A/AP

1 a)通常螺栓孔周圍的擠壓面積比螺栓桿截面面積大得多,取A /Ap b

10Pf

NPt

1.1P0.8Pa)式Pf

1.07P7%（可認(rèn)為螺栓桿原預(yù)拉力不變。P247頁，圖7-832高強(qiáng)度螺栓抗拉連接計(jì)算N(設(shè)計(jì)值)作用下載力設(shè)計(jì)值Nb0.8P； 所需螺栓數(shù)：nN/NbN/0.8Pt tM承載能力的極限狀態(tài)，N My1 1

/(m y2)0.8PiP238動(dòng)載時(shí)受力同上頁圖。同時(shí)承受剪力和拉力的高強(qiáng)度螺栓連接計(jì)算高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接PP-Nt接,每個(gè)螺栓的承載力N /Nbv v

N/Nb1 μ仍用原值t tN,Nv t

：一個(gè)高強(qiáng)度螺栓所承受的剪力和拉力Nb,Nb：?jiǎn)蝹€(gè)高強(qiáng)度螺栓的受剪、受拉承載力設(shè)計(jì)值v t對(duì)高強(qiáng)度螺栓承壓型連接v/v/Nb2N/Nb2vttv

Nb/1.2cNb,Nb,Nb：每個(gè)高強(qiáng)度螺栓的抗剪、抗拉、承壓承載力設(shè)計(jì)值v t c1.2：折減系數(shù)：見書248頁例題見248頁i焊接梁翼緣焊縫的計(jì)算如圖(b)與板間加上焊縫等適當(dāng)?shù)倪B接材料,用來承擔(dān)各板之間所產(chǎn)生的剪力作用。這種剪力作用是由于彎矩沿梁長(zhǎng)的變化而產(chǎn)生的。工字形截面梁彎曲剪應(yīng)力在腹板上成拋物線狀分布,腹板邊緣的剪應(yīng)力為： VS/(It )1 1 xwV：所計(jì)算截面處梁的剪力 Ix:所計(jì)算截面處梁截面對(duì)X軸的慣性矩;S:上翼緣板(或下翼緣板)對(duì)梁截面中和軸的慣性矩1根據(jù)剪應(yīng)力互等定理（互相垂直平面內(nèi)剪應(yīng)力成對(duì)相等出現(xiàn)。焊接工字鋼翼緣與腹板接觸面間沿梁軸單位長(zhǎng)度上的水平剪力T：h h 1

/(Itx

)]tw

1VS/I1

（單位長(zhǎng)度上假定V不變）為了保證翼緣板和腹板的整體工作，應(yīng)使兩條角焊縫的剪應(yīng)力不超過角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值： Tf h

/(2he

1)VS1

/(Ix

20.7hf

)VS1

/(1.4hf

I)fx fh VSf

wI)f x具有雙層翼緣板的梁,外層S1

取外層翼緣板對(duì)梁中和軸的面積矩內(nèi)層S1

內(nèi)外兩層翼緣板面積對(duì)梁中和軸的面積矩之和當(dāng)梁的翼緣上承受有移動(dòng)集中荷載或承受有固定集中荷載而未設(shè)置支承加勁肋時(shí),則翼緣與腹板間的連接焊縫不僅承受有上述由于梁彎曲而產(chǎn)生的水平剪力，還有集中力F產(chǎn)生垂直剪力Tv的作用.集中荷載下腹板邊緣局壓應(yīng)力單位長(zhǎng)度上Tv

tc

1(F/tlwz

)tw

/lz 613-30，1，c吊車荷載1.35，l ：集中荷載分布長(zhǎng)度，3-29、3-29。zT下焊縫為正面角焊縫v

T/(2hv

1)F/(1.4hl)fzT、Th

共同作用下滿足7-11式例題見252頁。構(gòu)件的拼接等截面拉、壓桿拼接工廠拼接分為：1直接對(duì)焊：焊縫質(zhì)量達(dá)到一、二級(jí)拉壓桿；2和焊縫,使傳力盡量直接、均勻,避免應(yīng)力集中。工地拼接：拉桿可以用拼接板加高強(qiáng)螺栓或端板加高強(qiáng)螺栓壓桿（段)帶有定位零件(槽鋼或角鋼)；或通過上、下段刨平頂緊直接承壓,同時(shí)輔以焊縫和螺栓,使不能錯(cuò)動(dòng)（適用于板件很厚的重型柱。拼接見書252頁圖。拼接原則：等強(qiáng)度原則（拼接材料和連接件都能傳遞斷開截面最大內(nèi)力；保證構(gòu)件整體剛度（2。變截面柱拼接截面微小變化分2種情況：腹板保持不變,僅改變翼緣厚度：直接對(duì)焊腹板變化不大：上下兩段柱共同焊于一塊平板的做法，板承受上柱翼緣力Nf

傳來剪力和彎矩Ne 。f截面變化較大分2種情況：1（防止平板彎矩太大,所需板厚增加柱翼緣力Nf

，以每側(cè)30度角擴(kuò)散到腹板上。若下段柱腹板厚度為t,N 力分布寬度為b，N

f 腹板的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。1 f 1 f 112力傳給下柱的兩翼,從而避免下段柱腹板負(fù)擔(dān)過重。2上下段柱之間加一變截面段,它和上下段之間都設(shè)水平板相連。下柱為格構(gòu)式柱見254頁。梁的拼接1工廠拼接：見P254-2562工地拼接（257）焊接梁用高強(qiáng)螺栓拼接，在拼接處同時(shí)有彎矩Ｍ和剪力Ｎ的作用。梁翼緣板承受的軸向力NAn

f計(jì)算。腹板：a剪力V全部由腹板承擔(dān),作用在螺栓群的形心處,由各螺栓平均分擔(dān)。即每個(gè)高強(qiáng)度螺栓所受的垂直力為V1

V/n（n:腹板拼接縫一側(cè)的高強(qiáng)度螺栓總數(shù)；b彎矩由翼緣和腹板共同分擔(dān),按它們的毛截面的慣性矩比值分配,腹板分擔(dān)的彎矩M I M/I（I:梁的毛截面慣性矩Iw w

:腹板的毛截面慣性矩）;c

下受力T,Tw 1 2水平力:TM yx2y2 豎向力T M xy2x21 w 1 i i 2 w1 i i如螺栓排列高而窄,忽略豎向力T2

0，T1

M yw

/ y2id當(dāng)不在彎矩最大的截面拼接,此時(shí)上式M（M分配時(shí)用）可用該截面彎矩設(shè)計(jì)值,而Mw

M Veew上的螺栓和翼緣上的螺栓受力協(xié)調(diào)T1

yN1 v

/h/2,腹板上受力最大的高強(qiáng)度螺栓所受的合力應(yīng)滿:N 1

Nb:(T2T2V21 1

bv腹板拼接板:M /Ww wn例題見258頁。

f Wwn

:拼接板的凈截面抵抗矩梁與梁的連接1.P260a(2B2,BRMReAR,BR,AR,M,當(dāng)用焊縫連接,受力同上。次梁腹板還受拉剪作用,此時(shí)板件在拉剪作用下破壞公式N/ Ai i

f i

1/

各字母含義見P262頁11cos2i梁與柱的連接多層框架的剛性連接(見書)無加勁肋柱節(jié)點(diǎn)計(jì)算梁和柱的剛性和半剛性連接分為以下三種情況:t（a曲；b柱翼緣在梁翼緣傳來的拉力作用下彎曲而出現(xiàn)塑性鉸或連接焊縫被拉開,c）腹板全寬設(shè)加勁肋；在腹板部分寬度上設(shè)置加勁肋:只適用于單側(cè)有梁相連的柱；對(duì)于不設(shè)加勁肋的a柱腹板是否柱屈服,要在柱腹板與翼緣連接焊縫(或軋制H型鋼圓角邊緣處)計(jì)算：當(dāng)梁翼緣與柱翼緣采用坡口焊縫對(duì)接時(shí),腹板承壓有效寬度b te

5tc

r tc

:梁翼緣厚 rc

:焊縫有效高度圓角半徑,工字型鋼MchMCbt few c

A ffc

t :柱腹板厚 fw

:柱鋼材抗壓設(shè)計(jì)值A(chǔ) :梁受壓翼緣面積 ffc

:梁鋼材抗拉（壓）強(qiáng)度設(shè)計(jì)值當(dāng)柱寬度較大時(shí),柱腹板受壓區(qū)可能會(huì)發(fā)生失穩(wěn)破壞,此時(shí)腹板可按單向受壓4邊簡(jiǎn)支板，取板長(zhǎng)a，臨界應(yīng)力2w

/h2/112] hc

和t 分別為柱腹板的寬度和厚度w對(duì)于Q235可得h/tc w

28，規(guī)范中h /tc w

30235/235/fyABCD2fc y

（t：柱翼緣厚）c兩板之間承受拉力tw

2rc

f (翼緣承受力)ty

：柱腹板厚；tb

：梁翼緣厚引進(jìn)抗力分項(xiàng)系數(shù)

，并考慮翼緣板中間和兩側(cè)部分抗拉剛度不同,難以充R分發(fā)揮共同工作,再引進(jìn)折減系數(shù)0.8,梁翼緣傳來的拉力應(yīng)滿足T0.8fc

7t2tc b

c

f fc

/ 柱抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值R近似取:tc

0.4T/fT/fcA f /fft b cTfA tb ft c

0.4f:梁鋼材抗拉壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；Ab

:梁受拉翼緣面積；t柱翼緣厚c如上述計(jì)算不滿足,則需設(shè)加勁肋柱翼緣和梁受壓翼緣的連接焊縫的計(jì)算(見書267頁)有加勁肋柱節(jié)點(diǎn)域計(jì)算柱翼緣和橫向加勁助為邊界的節(jié)點(diǎn)腹板域所受水平剪力V(Mb1

M )/hb2 (Qc2

Q /2(加勁肋上下彎矩簡(jiǎn)力相差不大,可忽略)c1剪應(yīng)力:(Mb1

M )/(hhtb2 b c

)(Qc1

Q )/(2ht )c2 cw為簡(jiǎn)化計(jì)算,忽略式中