鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理DesignPrinciplesofSteelStructure第3章連接

Chapter3Connections

焊縫連接

螺栓連接現(xiàn)在是1頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四現(xiàn)在是2頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四主要內(nèi)容

鋼結(jié)構(gòu)的連接

對(duì)接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算

角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算

焊接殘余應(yīng)力和焊接變形

普通螺栓的構(gòu)造和計(jì)算

高強(qiáng)度螺栓的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是3頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四§3.1鋼結(jié)構(gòu)的連接連接的方式焊縫連接、鉚釘連接和螺栓連接連接的原則安全可靠、傳力明確、構(gòu)造簡(jiǎn)單、制造方便和節(jié)約鋼材

圖3.1.1連接的方式a)NNNNc)NNb)螺栓連接鉚釘連接焊接連接§3.1鋼結(jié)構(gòu)的連接現(xiàn)在是4頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四缺點(diǎn)第三章連接Chapter3Connections*構(gòu)造簡(jiǎn)單任何形式的構(gòu)件都可直接相連；*用料經(jīng)濟(jì)不削弱截面；*制作加工方便可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作；*連接的密閉性好，結(jié)構(gòu)剛度大，整體性好。

*材質(zhì)易變脆；*產(chǎn)生殘余應(yīng)力、殘余應(yīng)變、焊接缺陷*降低壓桿穩(wěn)定、影響疲勞強(qiáng)度*對(duì)裂紋十分敏感*低溫冷脆問(wèn)題較為突出。優(yōu)點(diǎn)3.1.1焊縫連接1.焊縫連接的特點(diǎn)現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)最基本的連接方式，應(yīng)用最廣泛?！?.1鋼結(jié)構(gòu)的連接現(xiàn)在是5頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四2.鋼結(jié)構(gòu)常用的焊接方法電阻焊電弧焊1）手工電弧焊2）自動(dòng)半自動(dòng)埋弧焊氣體保護(hù)焊（1）手工電弧焊原理：利用電弧產(chǎn)生熱量熔化涂有焊藥焊條和母材形成焊縫。

焊機(jī)導(dǎo)線熔池焊條焊鉗保護(hù)氣體焊件電弧優(yōu)點(diǎn)：方便，適應(yīng)性強(qiáng)，特別適用于在高空和野外作業(yè)，小型焊接，應(yīng)用最廣泛。缺點(diǎn)：質(zhì)量波動(dòng)大，要求焊工等級(jí)高，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低。§3.1鋼結(jié)構(gòu)的連接現(xiàn)在是6頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四A、焊條的選擇：焊條應(yīng)與焊件鋼材（主體金屬）相適應(yīng)。Q390、Q420鋼選擇E55型焊條(E5500--E5518)Q345鋼選擇E50型焊條(E5001--E5048)Q235鋼選擇E43型焊條（E4300--E4328)B、焊條的表示方法：E—焊條(Electrode)第1、2位數(shù)字為熔敷金屬的最小抗拉強(qiáng)度（kgf/mm2)第3、4表示適用焊接位置、電流及藥皮的類(lèi)型。不同鋼種的鋼材焊接，宜采用與低強(qiáng)度鋼材相適應(yīng)的焊條?！?.1鋼結(jié)構(gòu)的連接現(xiàn)在是7頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四（2）埋弧焊（自動(dòng)或半自動(dòng)）

光焊絲埋在焊劑下，通電后電弧使焊絲、焊件、焊劑熔化形成焊縫。焊劑溶化后形成焊渣浮在溶化金屬表面，隔絕空氣接觸，供給必要的合金元素。、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、焊絲轉(zhuǎn)盤(pán)送絲器焊劑漏斗焊劑熔渣焊件優(yōu)點(diǎn)：自動(dòng)化程度高，焊接速度快，勞動(dòng)強(qiáng)度低，焊縫質(zhì)量好。缺點(diǎn)：設(shè)備投資大，施工位置受限。焊絲的選擇應(yīng)與焊件等強(qiáng)度。§3.1鋼結(jié)構(gòu)的連接現(xiàn)在是8頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四（4）電阻焊（3）氣體保護(hù)焊

利用焊槍噴出的CO2或其他惰性氣體代替焊劑的電弧溶焊方法。直接依靠保護(hù)氣體在電弧周?chē)纬杀Ｗo(hù)層，以防止有害氣體的侵入。

優(yōu)點(diǎn)：沒(méi)有熔渣，焊接速度快，焊接質(zhì)量好。缺點(diǎn)：施工條件受限制，不適用于在風(fēng)較大的地方施焊。

利用電流通過(guò)焊件接觸點(diǎn)表面的電阻所產(chǎn)生的熱量來(lái)溶化金屬，再通過(guò)壓力使其焊合。適用于板疊厚度不大于12ｍｍ的焊接。

§3.1鋼結(jié)構(gòu)的連接現(xiàn)在是9頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四3.焊接接頭及焊縫形式（1）焊接接頭：分為對(duì)接、搭接、T形連接和角部連接。§3.1鋼結(jié)構(gòu)的連接現(xiàn)在是10頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四（2）焊縫形式：分為對(duì)接焊縫和角焊縫。對(duì)接焊縫按受力與焊縫方向分：

1）直對(duì)接焊縫

2）斜對(duì)接焊縫角焊縫按受力與焊縫方向分：

1）正面角焊縫：作用力方向與焊縫長(zhǎng)度方向垂直。

2）側(cè)面角焊縫：作用力方向與焊縫長(zhǎng)度方向平行?！?.1鋼結(jié)構(gòu)的連接對(duì)接與角接組合焊縫現(xiàn)在是11頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四角焊縫沿長(zhǎng)度方向的布置

1）連續(xù)角焊縫：受力性能較好，為主要的角焊縫形式。

2）間斷角焊縫：在起、滅弧處容易引起應(yīng)力集中?！?.1鋼結(jié)構(gòu)的連接不重要或受力小的構(gòu)件，可采用間斷角焊縫連接≥50或10hf現(xiàn)在是12頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四平焊、立焊、橫焊和仰焊。施焊方式圖3.1.6施焊方式平焊立焊a)焊條d)仰焊b)c)橫焊§3.1鋼結(jié)構(gòu)的連接質(zhì)量好質(zhì)量一般質(zhì)量差現(xiàn)在是13頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四4.焊縫缺陷及焊縫質(zhì)量等級(jí)（1）焊縫缺陷

焊縫缺陷指焊接過(guò)程中產(chǎn)生于焊縫金屬或附近熱影響區(qū)鋼材表面或內(nèi)部的缺陷。常見(jiàn)的缺陷有裂紋、焊瘤、燒穿、弧坑、氣孔、夾渣、咬邊、未熔合、未焊透等；以及焊縫尺寸不符合要求、焊縫成形不良等。

§3.1鋼結(jié)構(gòu)的連接裂紋焊瘤燒穿弧坑氣孔夾渣咬邊未熔合未焊透現(xiàn)在是14頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四（2）焊縫質(zhì)量等級(jí)

《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50205-2001規(guī)定焊縫按其檢驗(yàn)方法和質(zhì)量要求分為一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)。三級(jí)焊縫只要求對(duì)全部焊縫作外觀檢查且符合三級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，適用于一般連接?！?.1鋼結(jié)構(gòu)的連接外觀檢查（肉眼）—尺寸偏差、表面缺陷；無(wú)損檢驗(yàn)（儀器）—檢驗(yàn)內(nèi)部缺陷（超聲波探傷、X射線探傷、磁粉探傷、滲透探傷）。

二級(jí)焊縫：外觀檢查+無(wú)損檢驗(yàn)（超聲波探傷）合格，用于受較大拉應(yīng)力的重要連接。一級(jí)焊縫：外觀檢查+無(wú)損檢驗(yàn)（超聲波探傷、X射線探傷）合格，用于抗動(dòng)力、需要驗(yàn)算疲勞的重要連接?，F(xiàn)在是15頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四（3）焊縫質(zhì)量等級(jí)及選用

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017--2003）中，對(duì)焊縫質(zhì)量等級(jí)的選用有如下規(guī)定：1）需要進(jìn)行疲勞計(jì)算的構(gòu)件中，垂直于作用力方向的橫向?qū)雍缚p受拉時(shí)應(yīng)為一級(jí)，受壓時(shí)應(yīng)為二級(jí)。平行于作用力方向的縱向?qū)雍缚p應(yīng)為二級(jí)。2）在不需要進(jìn)行疲勞計(jì)算的構(gòu)件中，凡要求與母材等強(qiáng)的受拉對(duì)接焊縫應(yīng)不低于二級(jí)；受壓時(shí)宜為二級(jí)。

3）重級(jí)工作制和起重量Ｑ＞50t的中級(jí)工作制吊車(chē)梁的腹板與上翼緣板之間以及吊車(chē)桁架上弦桿與節(jié)點(diǎn)板之間的Ｔ形接頭焊透的對(duì)接與角接組合焊縫，質(zhì)量不應(yīng)低于二級(jí)。4）角焊縫質(zhì)量等級(jí)一般為三級(jí)，但對(duì)直接承受動(dòng)力荷載且需要驗(yàn)算疲勞和起重量Q＞50t的中級(jí)工作制吊車(chē)梁的角焊縫的外觀質(zhì)量應(yīng)符合二級(jí)。§3.1鋼結(jié)構(gòu)的連接現(xiàn)在是16頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四5.焊縫符號(hào)及標(biāo)注方法§3.1鋼結(jié)構(gòu)的連接焊縫符號(hào)主要由圖形符號(hào)、輔助符號(hào)和引出線等部分組成《焊縫符號(hào)表示法》（GB/T324-1988）《建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50105-2001）現(xiàn)在是17頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四3.1.2螺栓連接現(xiàn)在是18頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四Chapter3Connections精制螺栓粗制螺栓代號(hào)A級(jí)和B級(jí)C級(jí)強(qiáng)度等級(jí)5.6級(jí)和8.8級(jí)4.6級(jí)和4.8級(jí)加工方式車(chē)床上經(jīng)過(guò)切削而成單個(gè)零件上一次沖成加工精度螺桿與栓孔直徑之差為0.25～0.5mm螺桿與栓孔直徑之差為1.5～3mm抗剪性能好較差經(jīng)濟(jì)性能價(jià)格高價(jià)格經(jīng)濟(jì)用途構(gòu)件精度很高的結(jié)構(gòu)（機(jī)械結(jié)構(gòu)）；在鋼結(jié)構(gòu)中很少采用沿螺栓桿軸受拉的連接；次要的抗剪連接；安裝的臨時(shí)固定1.普通螺栓連接§3.1鋼結(jié)構(gòu)的連接現(xiàn)在是19頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四2.高強(qiáng)度螺栓連接高強(qiáng)度螺栓是高強(qiáng)螺桿和配套螺母、墊圈的合稱(chēng)。由45鋼、40B和20MnTiB鋼經(jīng)過(guò)熱處理加工而成。

45號(hào)－8.8級(jí)；40B和20MnTiB－10.9級(jí)

（a）大六角頭螺栓（b）扭剪型螺栓§3.1鋼結(jié)構(gòu)的連接（a）大六角頭螺栓（b）扭剪型螺栓現(xiàn)在是20頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接和承壓型連接比較高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接高強(qiáng)度螺栓承壓型連接傳力機(jī)理利用預(yù)拉力把被連接的部件夾緊，使部件的接觸面間產(chǎn)生很大的摩擦力，外力通過(guò)摩擦力來(lái)傳遞允許接觸面滑移，依靠螺栓桿和螺孔之間的承壓來(lái)傳力栓孔直徑＝螺桿的公稱(chēng)直徑+1.5～2.0mm＝螺桿的公稱(chēng)直徑+1.0～1.5mm特點(diǎn)剪切變形小，彈性性能好，特別適用于承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)連接緊湊，但剪切變形大，不得用于承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)§3.1鋼結(jié)構(gòu)的連接現(xiàn)在是21頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四鉚釘連接及特點(diǎn)

鉚釘連接是用一端帶有半圓形預(yù)制釘頭的鉚釘，將釘桿燒紅迅速插入被連接件的釘孔中，再用鉚釘槍將另一端也打鉚成釘頭，使連接達(dá)到緊固。缺點(diǎn)費(fèi)工費(fèi)料、勞動(dòng)強(qiáng)度高。目前承重鋼結(jié)構(gòu)連接中已很少應(yīng)用。優(yōu)點(diǎn)傳力可靠，塑性、韌性好，動(dòng)力性能好現(xiàn)在是22頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四連接方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)焊接對(duì)幾何形體適應(yīng)性強(qiáng)，構(gòu)造簡(jiǎn)單，省材省工，易于自動(dòng)化，工效高。焊接殘余應(yīng)力大且不易控制，焊接變形大。對(duì)材質(zhì)要求高，質(zhì)量檢驗(yàn)工作量大。鉚接傳力可靠，韌性和塑性好，質(zhì)量易于檢查，抗動(dòng)力荷載好。

費(fèi)鋼、費(fèi)工。目前很少采用普通螺栓連接裝卸便利，設(shè)備簡(jiǎn)單螺栓精度低時(shí)不宜受剪，螺栓精度高時(shí)加工和安裝難度較大。高強(qiáng)螺栓連接加工方便，對(duì)結(jié)構(gòu)削弱少，能承受動(dòng)力荷載，耐疲勞，塑性、韌性好。摩擦面處理，安裝工藝略為復(fù)雜，造價(jià)略高主要連接方法及優(yōu)缺點(diǎn)§3.1鋼結(jié)構(gòu)的連接現(xiàn)在是23頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四1.對(duì)接焊縫的坡口形式§3.2對(duì)接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算3.2.1對(duì)接焊縫的構(gòu)造對(duì)接焊縫的焊件常需做成坡口，又叫坡口焊縫。坡口形式與焊件厚度有關(guān)。

§3.2對(duì)接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算板厚t

＝10～20mm板厚t>20mm

板厚t

10mm

現(xiàn)在是24頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四3.對(duì)接焊縫的構(gòu)造處理2.對(duì)接焊縫的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：用料經(jīng)濟(jì)、傳力均勻、無(wú)明顯的應(yīng)力集中，利于承受動(dòng)力荷載。缺點(diǎn)：需剖口，焊件長(zhǎng)度要求精確。

墊板墊板墊板§3.2對(duì)接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算1）為防止熔化金屬流淌必要時(shí)可在坡口下加墊板?，F(xiàn)在是25頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四2）在焊縫的起滅弧處，常會(huì)出現(xiàn)弧坑等缺陷，故焊接時(shí)可設(shè)置引弧板和引出板，焊后將它們割除。3）在對(duì)接焊縫的拼接處，當(dāng)焊件的寬度不同或厚度相差4mm以上時(shí)，應(yīng)分別在寬度方向或厚度方向從一側(cè)或兩側(cè)做成坡度不大于1:2.5的斜角，以使截面過(guò)渡和緩，減小應(yīng)力集中。a)改變厚度b)改變寬度≤1:2.5≤1:2.5§3.2對(duì)接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算引弧板現(xiàn)在是26頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四4.對(duì)接焊縫的強(qiáng)度1）受壓、受剪的對(duì)接焊縫與母材強(qiáng)度相等。

2）三級(jí)質(zhì)量的焊縫允許存在的缺陷較多，故其抗拉強(qiáng)度為母材強(qiáng)度的85%。

3）一、二級(jí)質(zhì)量的焊縫的抗拉強(qiáng)度可認(rèn)為與母材強(qiáng)度相等。§3.2對(duì)接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是27頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四3.2.2對(duì)接焊縫的計(jì)算1.軸心受力的對(duì)接焊縫（3.2.1）N——軸心拉力或壓力設(shè)計(jì)值lw——焊縫計(jì)算長(zhǎng)度，無(wú)引弧板時(shí)，焊縫計(jì)算長(zhǎng)度取實(shí)際長(zhǎng)度減去2t；有引弧板時(shí)，取實(shí)際長(zhǎng)度。t——連接件的較小厚度，對(duì)T形接頭為腹板的厚度

;ftw、fcw——對(duì)接焊縫的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（P398表1.3）。

與構(gòu)件母材強(qiáng)度計(jì)算方法相同，采用材料力學(xué)的計(jì)算公式加引弧板（引出板）施焊的情況下，一、二級(jí)對(duì)接焊縫不需計(jì)算。三級(jí)焊縫受拉時(shí)，或無(wú)引弧板（引出板）時(shí)才驗(yàn)算。

§3.2對(duì)接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算NNlt要點(diǎn)現(xiàn)在是28頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四斜向受力的對(duì)接焊縫

對(duì)接焊縫斜向受力是指作用力通過(guò)焊縫重心，并與焊縫長(zhǎng)度方向呈夾角，其計(jì)算公式為：l’w——斜焊縫計(jì)算長(zhǎng)度。加引弧板時(shí)，l’w＝b/sinq；不加引弧板時(shí)，l’w＝b/sinq－2t。

fvw——對(duì)接焊縫抗剪設(shè)計(jì)強(qiáng)度。（P398表1.3）規(guī)范規(guī)定，當(dāng)斜焊縫傾角≤56.3°，即tan≤1.5時(shí)，可認(rèn)為對(duì)接斜焊縫與母材等強(qiáng)，不用計(jì)算?！?.2對(duì)接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算b（3.2.2）（3.2.3）現(xiàn)在是29頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四2.承受彎距和剪力聯(lián)合作用的對(duì)接焊縫

焊縫內(nèi)應(yīng)力分布同母材。焊縫截面是矩形，正應(yīng)力與剪應(yīng)力圖形分布分別為三角形與拋物線形，其最大值應(yīng)分別滿足下列強(qiáng)度條件。

（3.2.5）（3.2.4）M——焊縫承受的彎矩；Ww——焊縫截面模量。V——焊縫承受的剪力；Iw——焊縫計(jì)算截面慣性矩；Sw——計(jì)算剪應(yīng)力處以焊縫截面的面積矩?！?.2對(duì)接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是30頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四

對(duì)于工字形或T形截面除應(yīng)分別驗(yàn)算最大正應(yīng)力與最大剪應(yīng)力外，還應(yīng)驗(yàn)算腹板與翼緣交接處的折算應(yīng)力:（3.2.6）式中:1、1——為腹板與翼緣交接處的正應(yīng)力和剪應(yīng)力。

1.1為考慮到最大折算應(yīng)力只在焊縫局部出現(xiàn)，而將焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值適當(dāng)提高的系數(shù)。

工字形截面梁在彎曲時(shí)，彎曲正應(yīng)力主要由上、下翼緣承擔(dān)，剪應(yīng)力主要由腹板承擔(dān)，這使得截面上各處的材料能達(dá)到充分的利用?！?.2對(duì)接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是31頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四3.受軸力、彎矩和剪力聯(lián)合作用的對(duì)接焊縫

軸力和彎矩作用下對(duì)接焊縫產(chǎn)生正應(yīng)力，剪力作用下產(chǎn)生剪應(yīng)力，其計(jì)算公式為：（3.2.4*）（3.2.5*）（3.2.6*）式中：§3.2對(duì)接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算12現(xiàn)在是32頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四

對(duì)于梁柱節(jié)點(diǎn)處的牛腿，假定剪力由腹板承受，且剪應(yīng)力均勻分布，其計(jì)算公式為：Aw——牛腿處腹板的焊縫計(jì)算面積。（3.2.5**）

對(duì)接焊縫的計(jì)算除考慮焊縫長(zhǎng)度是否減少，焊縫強(qiáng)度要否折減外，對(duì)接焊縫的計(jì)算方法與母材的強(qiáng)度計(jì)算完全相同。

§3.2對(duì)接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是33頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四對(duì)接焊縫計(jì)算步驟確定荷載；進(jìn)行截面應(yīng)力狀態(tài)分析；計(jì)算截面幾何特征值；強(qiáng)度驗(yàn)算。確定最不利位置；不同作用情況下對(duì)接焊縫計(jì)算（矩形、I形）§3.2對(duì)接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是34頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四驗(yàn)算如圖所示的鋼板對(duì)接焊縫的連接。M=1008kN.m，V=240KN，鋼材Q235，E43焊條，手工焊，質(zhì)量等級(jí)為三級(jí)，采用引弧板。1.截面幾何特征值計(jì)算【例題3.1】【解】2501016161000MV1§3.2對(duì)接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是35頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四2.焊縫強(qiáng)度計(jì)算現(xiàn)在是36頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四1.角焊縫的形式和強(qiáng)度3.3.1角焊縫的構(gòu)造§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算角焊縫按截面形式（兩焊腳邊的夾角）可分為直角角焊縫和斜角角焊縫。（1）直角角焊縫通常做成表面微凸的等腰直角三角形截面（a）。對(duì)承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)中，正面角焊縫的截面通常采用（b）的形式，側(cè)面角焊縫的截面則做成凹面式（c）?！?.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算

（a）（b）（c）圖3.3.1直角角焊縫截面普通型平坡型凹面型現(xiàn)在是37頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四（2）斜角角焊縫兩焊邊的夾角>90°或<90°的焊縫。通常用于鋼漏斗和鋼管結(jié)構(gòu)中。圖3.3.2斜角角焊縫截面（d）斜銳角焊縫（e）斜鈍角焊縫（f）斜凹面角焊縫hehehehf—焊腳尺寸；—焊腳邊的夾角；

he—有效厚度（破壞面上焊縫厚度）并有，he

＝hfcos/2對(duì)于α>135o或α<60o斜角角焊縫,除鋼管結(jié)構(gòu)外,不宜用作受力焊縫?！?.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是38頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四

（2）正面角焊縫：焊縫垂直于受力方向，應(yīng)力狀態(tài)較復(fù)雜。焊縫截面各面都有正應(yīng)力和剪應(yīng)力，分布不均勻，焊縫根部形成高峰應(yīng)力，易于開(kāi)裂。破壞強(qiáng)度高，但塑性差，彈性模量大。

（1）側(cè)面角焊縫：焊縫長(zhǎng)度方向與受力方向平行，應(yīng)力分布簡(jiǎn)單。主要承受剪應(yīng)力，彈性階段分布并不均勻，剪應(yīng)力兩端大，中間?。粡?qiáng)度低，彈性模量低，但塑性較好。角焊縫的工作性能圖3.3.3角焊縫的應(yīng)力分布§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是39頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四圖3.3.4角焊縫荷載與變形關(guān)系

斜焊縫的受力性能和強(qiáng)度介于正面角焊縫和側(cè)面角焊縫之間。

q為試驗(yàn)焊縫與試件水平方向的夾角。

正面角焊縫的破壞強(qiáng)度比側(cè)面角焊縫高。§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是40頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四2.構(gòu)造要求角焊縫的焊腳尺寸是指焊縫根腳至焊縫外邊的尺寸--hf（1）焊腳尺寸

為了保證焊縫的最小承載能力以及防止焊縫由于冷卻速度快而產(chǎn)生淬硬組織，導(dǎo)致母材開(kāi)裂。a)最小焊腳尺寸(hf,min)§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算焊腳尺寸的限制焊縫計(jì)算長(zhǎng)度的控制減小焊縫應(yīng)力集中的措施。手工焊角焊縫：t—較厚焊件的厚度。自動(dòng)焊（溫度高而均勻）：焊件厚度t≤4mm時(shí)：取hfmin=tT形連接單面角焊縫（冷卻快）：現(xiàn)在是41頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四hfmax≤1.2t

t—較薄焊件的板厚。

b)最大焊腳尺寸(hfmax)

對(duì)板件（厚度t

）邊緣的角焊縫（貼邊焊）

當(dāng)t≤6mm時(shí)，hfmax≤t

； 當(dāng)t＞6mm時(shí)，hfmax≤t-(1～2)mm

。

為了避免焊縫局部過(guò)熱，燒穿較薄的焊件，減小焊接殘余應(yīng)力和殘余變形。hf,max應(yīng)滿足以下要求:直接焊接鋼管結(jié)構(gòu)的尺寸不宜大于支管壁厚的2倍。對(duì)于圓孔或槽孔內(nèi)的角焊縫尺寸不宜大于圓孔直徑或槽孔短徑的1/3。§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是42頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四（2）角焊縫計(jì)算長(zhǎng)度角焊縫計(jì)算長(zhǎng)度（lw）取值lwmin≤lw

≤lwmax

焊腳尺寸的取值hfmin≤hf≤hfmax

最小計(jì)算長(zhǎng)度（lwmin）

為了使焊縫能有一定的承載能力，根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)，側(cè)面角焊縫和正面角焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度均不得小于：lwmin≥8hf

和40mm

考慮到焊縫兩端的缺陷，其實(shí)際長(zhǎng)度應(yīng)較前述數(shù)值還要大2hflwmax≤60hf

若實(shí)際長(zhǎng)度超過(guò)以上數(shù)值，則超過(guò)部分不納入計(jì)算長(zhǎng)度中。若內(nèi)力沿側(cè)焊縫全長(zhǎng)分布時(shí)，計(jì)算長(zhǎng)度不受此限制。

b)側(cè)焊縫最大計(jì)算長(zhǎng)度（lwmax）§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是43頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四（3）減小角焊縫應(yīng)力集中的措施tblw圖3.3.5側(cè)焊縫引起焊件拱曲為了避免焊縫橫向收縮引起板件的拱曲太大，兩側(cè)面角焊縫距離不宜過(guò)大。

b≤16t（t>12mm）或190mm（t≤12mm）；a)構(gòu)件端部?jī)H有兩邊側(cè)縫連接時(shí)：試驗(yàn)結(jié)果表明，連接的承載力與b/lw有關(guān)。為了避免應(yīng)力傳遞的過(guò)分彎折而使構(gòu)件中應(yīng)力不均，應(yīng)使：b

/lw≤1；b—兩側(cè)縫之間的距離；lw—側(cè)焊縫計(jì)算長(zhǎng)度；t—較薄焊件的厚度?！?.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是44頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四

c)直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)中，角焊縫表面應(yīng)做成直線形或凹形，焊腳尺寸的比例：正面角焊縫宜為1:1.5，長(zhǎng)邊與內(nèi)力方向一致；側(cè)面角焊縫可用直角焊縫為1:1。

b)僅用正面角焊縫的搭接連接中，搭接長(zhǎng)度不得小于焊件較小厚度的5倍或25mm。

d)當(dāng)焊縫端部在焊件轉(zhuǎn)角處時(shí)，應(yīng)將焊縫延續(xù)繞過(guò)轉(zhuǎn)角加焊2hf。避開(kāi)起落弧發(fā)生在轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中。b)2hfa)2hf2hf圖3.3.7繞角焊縫§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算5t25圖3.3.6搭接連接現(xiàn)在是45頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算破壞面常發(fā)生在45°斜面上。側(cè)焊縫端焊縫3.3.2直角焊縫的基本計(jì)算公式1.焊縫的破壞面圖3.3.8直角角焊縫截面計(jì)算截面均取焊縫45°處有效截面（有效厚度×計(jì)算長(zhǎng)度）焊縫有效高度he

＝0.7hf焊縫計(jì)算長(zhǎng)度lw=每條焊縫長(zhǎng)度-2hf現(xiàn)在是46頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四2.有效截面上的應(yīng)力狀態(tài)圖3.3.9角焊縫有效截面上的應(yīng)力國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）推薦用式（）確定角焊縫的極限強(qiáng)度dadacche

∥在外力作用下，直角角焊縫有效截面上有三個(gè)應(yīng)力：

—垂直于焊縫有效截面的正應(yīng)力

—垂直于焊縫長(zhǎng)度的剪應(yīng)力

∥—平行于焊縫長(zhǎng)度方向剪應(yīng)力

上式相當(dāng)于國(guó)產(chǎn)Q235鋼提出，其它鋼種公式左邊系數(shù)（1.7～3.0）式中：

fuw

--焊縫金屬的抗拉強(qiáng)度§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是47頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四（3.3.3）ffw——角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值我國(guó)《規(guī)范》采用了折算應(yīng)力公式，引入抗力分項(xiàng)系數(shù)后得角焊縫計(jì)算公式為：

出于偏于安全考慮，且與母材的能量強(qiáng)度理論的折算應(yīng)力公式一致，歐洲鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)（ECCS），將（）的1.8改為3即：ffw相當(dāng)于角焊縫抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值?！?.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是48頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四圖3.3.10直角角焊縫的計(jì)算

如圖所示承受互相垂直的Ny、Nx兩個(gè)軸心力作用的直角角焊縫，Ny垂直于焊縫長(zhǎng)度方向產(chǎn)生平均應(yīng)力f，其在有效截面上引起的應(yīng)力值為：（3.3.4）

f

對(duì)于有效截面既不是正應(yīng)力也不是剪應(yīng)力，但可分解為

和。對(duì)直角角焊縫：3.實(shí)用計(jì)算方法§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是49頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四圖3.3.10直角角焊縫的計(jì)算沿焊縫長(zhǎng)度方向的力Nx，在有效截面上引起平行于焊縫長(zhǎng)度方向的剪應(yīng)力f。（3.3.5）§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是50頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四則直角角焊縫在各種應(yīng)力綜合作用下的計(jì)算公式為：（3.3.3）（）f

——正面角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增大系數(shù)。靜載時(shí)f

＝1.22，對(duì)直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)，f

＝1.0

。

§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是51頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四正面角焊縫

f＝0，力N與焊縫長(zhǎng)度方向垂直。側(cè)面角焊縫

f＝0，力N與焊縫長(zhǎng)度方向平行。（3.3.7）（3.3.8）以上各式中：

he=0.7hf；lw—角焊縫計(jì)算長(zhǎng)度，考慮起滅弧缺陷時(shí)，每條焊縫取其實(shí)際長(zhǎng)度減去2hf?！?.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算計(jì)算公式現(xiàn)在是52頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四3.3.3角焊縫的計(jì)算1.軸心力（拉力、壓力和剪力）作用時(shí)角焊縫的計(jì)算

當(dāng)焊件受軸心力，且軸心力通過(guò)連接焊縫群的中心，焊縫的應(yīng)力可認(rèn)為是均勻分布的。(1）用蓋板的對(duì)接連接A、僅采用側(cè)面角焊縫連接NNlwSlw－連接一側(cè)的側(cè)面角焊縫計(jì)算長(zhǎng)度的總和§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是53頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四B、采用三面圍焊連接NNlwlw’先計(jì)算正面角焊縫承擔(dān)的內(nèi)力Slw′－連接一側(cè)的正面角焊縫計(jì)算長(zhǎng)度的總和再計(jì)算側(cè)面角焊縫的強(qiáng)度Slw－連接一側(cè)的側(cè)面角焊縫計(jì)算長(zhǎng)度的總和§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是54頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四(2）承受斜向軸心力的角焊縫NNxNyθf(wàn)f圖3.3.12軸心力作用下的角焊縫平行于焊縫長(zhǎng)度方向的分力Ncos垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的分力Nsin

（3.3.9a）（3.3.9b）外力N和焊縫長(zhǎng)度方向斜交，焊縫受到的力N被分解為：代入（），得焊縫計(jì)算公式：→§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是55頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四（3.3.10）取得：令：則斜焊縫的計(jì)算公式為：0°20°30°40°50°60°70°80～90°f1.001.021.041.081.121.141.201.22將f（斜角焊縫強(qiáng)度增大系數(shù)）作成表格§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是56頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四（3）承受軸心力的角鋼端部連接

在鋼桁架中，角鋼腹桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫常用兩面?zhèn)群?，或三面圍焊，特殊情況也允許采用L形圍焊（如圖所示）。腹桿受軸心力作用，為了避免焊縫偏心受力，焊縫所傳遞的合力的作用線應(yīng)與角鋼桿件的軸線重合。圖3.3.13桁架腹桿節(jié)點(diǎn)板的連接§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是57頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四NN1N2eb角鋼的側(cè)縫連接

a)僅用側(cè)面焊縫連接解上式得肢背和肢尖的受力為：（3.3.14）（3.3.15）

在N1、N2作用下，側(cè)縫的計(jì)算長(zhǎng)度為：由平衡條件得：肢背肢尖K1—角鋼肢背焊縫的內(nèi)力分配系數(shù)K2—角鋼肢尖焊縫的內(nèi)力分配系數(shù)（3.3.16）（3.3.17）§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是58頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四表3.3.1角鋼角焊縫內(nèi)力分配系數(shù)K對(duì)于校核問(wèn)題:對(duì)于設(shè)計(jì)問(wèn)題:§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是59頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四

b)角鋼用三面圍焊時(shí)，可減小角鋼的搭接長(zhǎng)度。可先假定正面角焊縫的焊腳尺寸hf3

，并算出它所能承受的內(nèi)力N3

：（3.3.11）（3.3.12）通過(guò)平衡關(guān)系得肢背和肢尖側(cè)焊縫受力為:（3.3.13）

角鋼角焊縫圍焊的計(jì)算NN1N2ebN3lw2lw1§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算（3.3.16*）（3.3.17*）現(xiàn)在是60頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四c)當(dāng)采用L形圍焊時(shí)，令N2＝0，得：L形圍焊角焊縫計(jì)算公式為：（）若求出的hf3大于hfmax

,則不能采用L形圍焊。（）（）§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是61頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四例題3.3

試設(shè)計(jì)用拼接蓋板的對(duì)接連接。已知鋼板寬B＝270mm，厚度t1=28mm，拼接蓋板的厚度t2=16mm。該連接承受的靜態(tài)軸心力N＝1400kN（設(shè)計(jì)值），鋼材為Q235B，手工焊，焊條為E43型§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是62頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四設(shè)計(jì)拼接蓋板的對(duì)接連接有兩種方法。一種方法是假定焊腳尺寸求得焊縫長(zhǎng)度，再由焊縫長(zhǎng)度確定拼接蓋板的尺寸；另一方法是先假定焊腳尺寸和拼接蓋板的尺寸，然后驗(yàn)算焊縫的承載力。如果假定的焊縫尺寸不能滿足承載力要求時(shí)，則應(yīng)調(diào)整焊腳尺寸，再行驗(yàn)算，直到滿足承載力要求為止。

[解]方法一

角焊縫的焊腳尺寸hf應(yīng)根據(jù)板件厚度確定：

由于此處的焊縫在板件邊緣施焊，且拼接蓋板厚度t2=16mm＞6mm，t2＜t1，則：

hfmax≤t-(1～2)mm=14～15mm取hf=10mmhfmin≥1.5(t)1/2，hfmin=7.9mm§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是63頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四3.4角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是64頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四(1)采用兩面?zhèn)群高B接一側(cè)所需側(cè)焊縫的長(zhǎng)度為

一條側(cè)焊縫的實(shí)際長(zhǎng)度為

所需拼接蓋板長(zhǎng)度:取680mm現(xiàn)在是65頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四選擇蓋板寬度:b=240mm滿足強(qiáng)度要求根據(jù)構(gòu)造要求應(yīng)滿足:滿足要求,選擇拼接蓋板尺寸為現(xiàn)在是66頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四方法2：采用菱形拼接蓋板。當(dāng)拼接板寬度較大時(shí)，采用菱形拼接蓋板可以減小角部的應(yīng)力集中，從而使連接的工作性能得以改善。設(shè)計(jì)時(shí)一般先假定拼接蓋板的尺寸再進(jìn)行驗(yàn)算。蓋板尺寸如圖所示：仍取hf=10mm§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算正面角焊縫：解：側(cè)面角焊縫：現(xiàn)在是67頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算斜角焊縫：此焊縫與作用力夾角連接一側(cè)焊縫所能承受的內(nèi)力：連接設(shè)計(jì)滿足要求現(xiàn)在是68頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四例題3.4

試確定圖所示承受靜態(tài)軸心力的三面圍焊連接的承載力及肢尖焊縫的長(zhǎng)度。已知角鋼2∟125×10，與厚度為8mm的節(jié)點(diǎn)板連接，其搭接長(zhǎng)度為300mm，焊腳尺寸hf=8mm，鋼材為Q235-B，手工焊，焊條為E43型。

解：角焊縫設(shè)計(jì)強(qiáng)度值K1=0.7，K2=0.3，lw3=b=125mm§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是69頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算端焊縫可傳遞內(nèi)力

現(xiàn)在是70頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四肢背角焊縫所能承受的內(nèi)力N1為§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是71頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算取90mm現(xiàn)在是72頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四

當(dāng)焊縫非軸心受力時(shí)，可以將外力作用分解為軸力、彎矩、剪力、扭矩等簡(jiǎn)單受力情況，分別求出具各自的焊縫應(yīng)力，然后利用疊加原理，找出焊縫中受力最大的幾個(gè)點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)算。2.復(fù)雜受力時(shí)角焊縫連接計(jì)算§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是73頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四NθeNxNyMAσNxσMτNyhehet（1）受彎矩M

、剪力V

、軸力N聯(lián)合作用時(shí)角焊縫的計(jì)算——T形連接由軸心拉力Nx產(chǎn)生的應(yīng)力：由彎矩M產(chǎn)生的最大應(yīng)力：§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是74頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四A點(diǎn)產(chǎn)生的剪應(yīng)力：A點(diǎn)控制應(yīng)力最大為控制設(shè)計(jì)點(diǎn)A點(diǎn)產(chǎn)生的正應(yīng)力由兩部分組成：軸心拉力Nx和彎矩M產(chǎn)生的正應(yīng)力。直接疊加得：代入角焊縫實(shí)用計(jì)算公式（）：xlwx0.7hf0.7hf有效截面§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是75頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四（2）V、M共同作用下焊縫強(qiáng)度計(jì)算h1σf1σf2τfxxhh222’1h1MeFVM對(duì)于1點(diǎn)：假設(shè)：腹板焊縫承受全部剪力，全部焊縫承受彎矩（3.3.21）2點(diǎn)處：式中：Iw—全部焊縫有效截面對(duì)中性軸的慣性矩；

h1—兩翼緣焊縫有效截面最外纖維間的距離§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是76頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四工字梁（或牛腿）與鋼柱翼緣角焊縫的連接另一種計(jì)算方法是使焊縫傳遞應(yīng)力近似與材料所承受應(yīng)力相協(xié)調(diào)，即假設(shè)腹板焊縫只承受剪力，翼緣焊縫承擔(dān)全部彎矩，并將彎矩M化為一對(duì)水平力H=M/h。腹板焊縫的強(qiáng)度計(jì)算式：HH翼緣焊縫的強(qiáng)度計(jì)算式：V§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是77頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四例題3－5試驗(yàn)算牛腿與鋼柱連接角焊縫的強(qiáng)度。鋼材為Q235,焊條為E43型，手工焊。荷載設(shè)計(jì)值N=365kN,偏心距e=350mm,焊腳尺寸hf1=8mm,hf2=6mm?！?.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是78頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四【解】N力在焊縫形心處引起剪力

V=N=365kN,M=Ne（1）考慮腹板焊縫參加傳遞彎矩的計(jì)算方法全部焊縫有效截面對(duì)中和軸的慣性矩為：翼緣焊縫的最大應(yīng)力現(xiàn)在是79頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四腹板焊縫中由彎矩M引起的最大應(yīng)力剪力V在腹板焊縫中產(chǎn)生的平均剪應(yīng)力§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是80頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四腹板A點(diǎn)焊縫的強(qiáng)度為：§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是81頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四現(xiàn)在是82頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四角焊縫計(jì)算步驟確定荷載；進(jìn)行截面應(yīng)力狀態(tài)分析；確定焊腳尺寸，計(jì)算截面幾何特征值；強(qiáng)度驗(yàn)算。確定最不利位置；§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算（3.3.7）（3.3.8）端縫側(cè)縫現(xiàn)在是83頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四α1α2hf1hf1hf2hf2he2he1b1b2圖Aα1α2hf1hf1hf2hf2he2he1b圖B（1）不考慮應(yīng)力方向，統(tǒng)一取f=1.0。3.3.4斜角角焊縫和部分焊透對(duì)接焊縫的計(jì)算1.斜角焊縫的計(jì)算計(jì)算方法與直角焊縫相同，按公式（）至（）計(jì)算（2）在確定斜角角焊縫的有效厚度時(shí)，假定焊縫在其所成夾角的最小斜面上發(fā)生破壞?！?.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是84頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四（3）規(guī)范規(guī)定：當(dāng)兩焊腳邊夾角60o≤α2<90o，90o<α1≤135o，且根部間隙（b、b1、b2）不大于1.5mm時(shí)，取焊縫有效厚度為：

he=hfcos(a/2)（4）當(dāng)根部間隙（b、b1、b2）大于1.5mm時(shí)，焊縫有效厚度為：（5）任何根部間隙不得大于5mm。§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是85頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四（1）焊縫受力很小甚至不受力，且要求外觀齊平美觀。（2）焊縫受力雖較大，但采用焊透對(duì)接焊縫強(qiáng)度又得不到發(fā)揮；如采用角焊縫，焊腳又過(guò)大，于是做成用坡口加強(qiáng)的角焊縫。2.部分焊透對(duì)接焊縫的計(jì)算圖3.3.22部分焊透的對(duì)接焊縫截面型式

坡口形式有V形（全V形和半V形）、U形和J形三種。在轉(zhuǎn)角處采用半V形和J形坡口時(shí)，宜在板的厚度上開(kāi)坡口，這樣可避免焊縫收縮的板厚度方向產(chǎn)生裂紋。§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是86頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四

由于未焊透，在焊件之間存在縫隙，焊根處有較大的應(yīng)力集中，受力性能接近于角焊縫。規(guī)范規(guī)定：部分焊透的對(duì)接焊縫的強(qiáng)度按角焊縫強(qiáng)度公式計(jì)算，在垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的壓力作用下，取f＝1.22

；其他情況取f＝1.0

。

部分焊透對(duì)接焊縫計(jì)算——用角焊縫公式計(jì)算焊縫有效厚度

he

的取值為：a)V形坡口≥60°時(shí)，取he=s；<60°時(shí)，取he=0.75s

b)單邊V形和K形坡口，≥45°±5°取he=s-3mmc)U形、J形坡口，取he=s

s為坡口根部至焊縫表面的最短距離（不考慮焊縫的凸度）為V形、單邊V形、K形坡口的角度?！?.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是87頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四部分焊透對(duì)接焊縫的禁用

《規(guī)范》規(guī)定：（1）在直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)中，垂直于受力方向的焊縫不得采用部分焊透的對(duì)接焊縫；

（2）對(duì)重級(jí)工作制和起重量大于或等于50噸的中級(jí)工作制吊車(chē)梁上翼緣和腹板間的T型連接應(yīng)采用焊透的對(duì)接焊縫。

§3.3角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是88頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四§3.4焊接殘余應(yīng)力和焊接變形3.4.1焊接殘余應(yīng)力和變形的原因1.焊接殘余應(yīng)力的分類(lèi)

▲縱向焊接應(yīng)力：長(zhǎng)度方向的應(yīng)力▲橫向焊接應(yīng)力：垂直于焊縫長(zhǎng)度方向且平行于構(gòu)件表面的應(yīng)力；▲厚度方向焊接應(yīng)力：沿厚度方向的焊接應(yīng)力。

§3.4焊接殘余應(yīng)力和焊接變形現(xiàn)在是89頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四§3.4焊接殘余應(yīng)力和焊接變形+--500oC800oC300oC300oC500oC800oC施焊方向8cm64202468cm施焊時(shí)焊縫附近達(dá)1600℃以上，而鄰近區(qū)域溫度驟降。焊縫周?chē)a(chǎn)生不均勻溫度場(chǎng)

焊縫處鋼材受熱伸長(zhǎng)，但受兩側(cè)低溫區(qū)域的限制產(chǎn)生熱塑性壓縮；焊縫冷卻時(shí)收縮又受到限制而產(chǎn)生拉應(yīng)力；拉應(yīng)力大小可達(dá)鋼材屈服點(diǎn)fy;

遠(yuǎn)離焊縫區(qū)域產(chǎn)生縱向壓應(yīng)力，焊件內(nèi)應(yīng)力自相平衡。（1）縱向焊接殘余應(yīng)力2.焊接殘余應(yīng)力的成因-----++現(xiàn)在是90頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四（2）橫向焊接殘余應(yīng)力焊縫縱向收縮，焊件有反向彎曲變形的趨勢(shì)，在焊縫處中部受拉，兩端受壓；先焊焊縫凝固阻止后焊焊縫橫向自由膨脹，發(fā)生橫向塑性壓縮變形；焊縫冷卻，后焊焊縫收縮受限產(chǎn)生拉應(yīng)力，先焊焊縫產(chǎn)生壓應(yīng)力；應(yīng)力分布與施焊方向有關(guān)；橫向應(yīng)力是上述兩種應(yīng)力合成。§3.4焊接殘余應(yīng)力和焊接變形現(xiàn)在是91頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四(a)焊縫縱向收縮時(shí)的變形趨勢(shì)-+-(b)焊縫縱向收縮時(shí)的橫向應(yīng)力xy-+-+(d)焊縫橫向殘余應(yīng)力yx-++施焊方向(e)xy-+-施焊方向(f)yx不同施焊方向下,焊縫橫向收縮時(shí)產(chǎn)生的橫向殘余應(yīng)力§3.4焊接殘余應(yīng)力和焊接變形+-+(c)焊縫橫向收縮時(shí)的橫向應(yīng)力xy現(xiàn)在是92頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四（3）沿厚度方向的焊接殘余應(yīng)力在厚鋼板的焊接連接中，焊縫需要多層施焊。沿厚度方向先焊焊縫凝固，阻止后焊焊縫的膨脹，產(chǎn)生塑性壓縮變形。-+-321σxσyσz冷卻時(shí)外圍焊縫散熱快先冷固，內(nèi)層焊縫收縮受限制產(chǎn)生沿厚度方向的拉應(yīng)力，外部則產(chǎn)生壓應(yīng)力。§3.4焊接殘余應(yīng)力和焊接變形

因此除了橫向和縱向焊接殘余應(yīng)力x

，y外，還存在沿厚度方向的焊接殘余應(yīng)力z

，這三種應(yīng)力形成同號(hào)三向拉應(yīng)力，大大降低連接的塑性。現(xiàn)在是93頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四

在施焊時(shí)，由于不均勻的加熱和冷卻，焊區(qū)的縱向和橫向受到熱態(tài)塑性壓縮，使構(gòu)件產(chǎn)生變形。表現(xiàn)主要有：圖3.4.4焊接變形§3.4焊接殘余應(yīng)力和焊接變形橫向收縮彎曲變形角變形波浪變形扭曲變形3.焊接殘余變形的產(chǎn)生現(xiàn)在是94頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四（1）對(duì)結(jié)構(gòu)靜力強(qiáng)度的影響σ+--bfy+--bfyNyNy因焊接殘余應(yīng)力自相平衡，故：當(dāng)板件全截面達(dá)到fy，即N=Ny時(shí)：結(jié)論：焊接殘余應(yīng)力不會(huì)影響結(jié)構(gòu)的靜力強(qiáng)度+--fyσbBt3.4.2焊接應(yīng)力和變形對(duì)結(jié)構(gòu)工作性能的影響1.焊接應(yīng)力的影響§3.4焊接殘余應(yīng)力和焊接變形NcNtNN現(xiàn)在是95頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四（2）對(duì)結(jié)構(gòu)剛度的影響當(dāng)焊接殘余應(yīng)力存在時(shí)，因截面的bt部分拉應(yīng)力已經(jīng)達(dá)到fy

，故該部分剛度為零（屈服），這時(shí)在N作用下應(yīng)變?cè)隽繛椋害?--bfyNN+--fyσNNbBt1>

2當(dāng)截面上沒(méi)有焊接殘余應(yīng)力時(shí)，在N作用下應(yīng)變?cè)隽繛椋航Y(jié)論：焊接殘余應(yīng)力使結(jié)構(gòu)變形增大，即降低了結(jié)構(gòu)的剛度?！?.4焊接殘余應(yīng)力和焊接變形現(xiàn)在是96頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四（3）對(duì)低溫冷脆的影響（4）對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響

對(duì)于厚板或交叉焊縫，將產(chǎn)生三向焊接殘余拉應(yīng)力，阻礙塑性的發(fā)展，使裂縫容易發(fā)生和發(fā)展，增加了鋼材低溫脆斷傾向。所以，降低或消除焊接殘余應(yīng)力是改善結(jié)構(gòu)低溫冷脆性能的重要措施。

在焊縫及其附近主體金屬焊接殘余拉應(yīng)力通常達(dá)到鋼材的屈服強(qiáng)度，此部位是形成和發(fā)展疲勞裂紋的敏感區(qū)域。因此焊接殘余應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度有明顯的不利影響。

對(duì)于軸心受壓構(gòu)件，焊接殘余應(yīng)力使其撓曲剛度減小，降低壓桿的穩(wěn)定承載力。（5）對(duì)壓桿穩(wěn)定的影響§3.4焊接殘余應(yīng)力和焊接變形現(xiàn)在是97頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四焊接應(yīng)力的影響

▲常溫下不影響結(jié)構(gòu)的靜力強(qiáng)度；

▲增大結(jié)構(gòu)的變形，降低結(jié)構(gòu)的剛度；

▲降低疲勞強(qiáng)度；

▲在厚板或交叉焊縫處產(chǎn)生三向應(yīng)力狀態(tài)，阻礙了塑性 變形，在低溫下使裂紋易發(fā)生和發(fā)展；

▲降低壓桿的穩(wěn)定性。2.焊接變形的影響▲焊接變形若超出驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定，需花許多工時(shí)去矯正；▲影響構(gòu)件的尺寸和外形美觀，還可能降低結(jié)構(gòu)的承載力，引起事故?！?.4焊接殘余應(yīng)力和焊接變形現(xiàn)在是98頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四3.4.3減少焊接應(yīng)力和變形的措施1.合理的焊縫設(shè)計(jì)（1）合理的選擇焊縫的尺寸和形式（2）合理的安排焊縫的位置（3）盡量避免焊縫的過(guò)分集中和交叉（4）盡量避免母材在厚度方向的收縮應(yīng)力§3.4焊接殘余應(yīng)力和焊接變形圖3.4.5減小焊接殘余應(yīng)力的設(shè)計(jì)措施現(xiàn)在是99頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四（1）采用合理的施焊順序和方向;（2）采用反變形法減小焊接變形或焊接應(yīng)力;（3）錘擊或碾壓焊縫使焊縫得到延伸;（4）小尺寸焊件，應(yīng)焊前預(yù)熱或焊后回火處理。2.合理的工藝措施§3.4焊接殘余應(yīng)力和焊接變形圖3.4.5減小焊接殘余變形的工藝措施現(xiàn)在是100頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四螺栓規(guī)格精制螺栓粗制螺栓分類(lèi)A級(jí)和B級(jí)C級(jí)強(qiáng)度等級(jí)5.6級(jí)和8.8級(jí)4.6級(jí)和4.8級(jí)加工方式車(chē)床上經(jīng)過(guò)切削而成單個(gè)零件上一次沖成加工精度螺桿與栓孔直徑之差為0.25～0.5mm螺桿與栓孔直徑之差為1.5～3mm受力特點(diǎn)抗剪差、抗拉好抗剪抗拉均好經(jīng)濟(jì)性能價(jià)格高價(jià)格經(jīng)濟(jì)用途構(gòu)件精度很高的結(jié)構(gòu)（機(jī)械結(jié)構(gòu)）；在鋼結(jié)構(gòu)中很少采用沿螺栓桿軸受拉的連接；次要的抗剪連接；安裝的臨時(shí)固定§3.5螺栓連接的構(gòu)造和工作性能注：A、B兩級(jí)的區(qū)別只是尺寸不同。A級(jí)用于d≤24mm,l≤150mm的螺栓，B級(jí)用于d>24mm,l>150mm

螺栓。

§3.5普通螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是101頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四強(qiáng)度等級(jí)采用鋼材8.8級(jí)45號(hào)鋼、40B鋼10.9級(jí)20MnTiB鋼、35VB鋼按材料分類(lèi)按受力特征分類(lèi)受力特征承載力極限狀態(tài)安裝孔徑應(yīng)用特點(diǎn)摩擦型外力達(dá)到板件摩擦力d0=d+1.5~2

剪切變形小，耐疲勞，動(dòng)載下不易松動(dòng)承壓型外力超過(guò)摩擦力栓桿受剪板件承壓d0=d+1.0~1.5承載力比摩擦型大，剪切變形大，一般不用于直接動(dòng)載情況高強(qiáng)度螺栓現(xiàn)在是102頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四常用螺栓直徑為d=16，20，24mm，用M表示，如M16。螺栓符號(hào)螺栓孔為d0=d+1.5～3mmM12、M16大1.5mm，M18、M20、M22

、M24大2mm，M27、M30大3mm現(xiàn)在是103頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四3.5.1螺栓的排列和構(gòu)造要求

螺栓的排列應(yīng)簡(jiǎn)單、統(tǒng)一而緊湊，滿足受力要求，構(gòu)造合理又便于安裝。排列的方式有并列排列和錯(cuò)列排列兩種。圖3.5.1螺栓的排列方式1.螺栓的排列并列比較簡(jiǎn)單整齊，所用連接板尺寸小，但由于螺栓孔的存在，對(duì)構(gòu)件截面的削弱較大；錯(cuò)列可以減小螺栓孔對(duì)截面的削弱，但螺栓空排列不如并列緊湊，連接板尺寸較大。§3.5螺栓連接的構(gòu)造和工作性能現(xiàn)在是104頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四(1)受力要求

下限：防止孔間板破裂≥3d0上限：防止板間張口和鼓曲。b）螺孔中心距限制a）端距限制——防止孔端鋼板剪斷，≥2d0

；中心距太大<2d端距過(guò)小（2）構(gòu)造要求

螺栓的中距及邊距過(guò)大，則構(gòu)件接觸面不夠緊密，潮氣易侵入縫隙而發(fā)生銹蝕。（3）施工要求

要保證有一定的空間，以便轉(zhuǎn)動(dòng)扳手，擰緊螺母?！?.5普通螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是105頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四端距邊距1.5d0(1.2d0)2d02d01.5d03d0端距端距端距中距邊距線距3d02d03d01.5d01.5d03d03d02d0邊距

根據(jù)規(guī)范規(guī)定（P86表）的螺栓最大、最小容許間距，排列螺栓時(shí)宜按最小容許間距取用，且宜取5mm的倍數(shù)，并按等距離布置，以縮小連接的尺寸。最大容許間距一般只在起連系作用的構(gòu)造連接中采用?！?.5普通螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是106頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四§3.5普通螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是107頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四為了保證連接的可靠性，每個(gè)桿件的節(jié)點(diǎn)或拼接接頭一端不宜少于兩個(gè)永久螺栓；2.螺栓的其它構(gòu)造要求直接承受動(dòng)荷載的普通螺栓連接應(yīng)采用雙螺帽，或其他措施以防螺帽松動(dòng)；C級(jí)螺栓宜用于沿桿軸方向的受拉連接，以下情況可用于抗剪連接：

①承受靜載或間接動(dòng)載的次要連接；

②承受靜載的可拆卸結(jié)構(gòu)連接；

③臨時(shí)固定構(gòu)件的安裝連接。沿桿軸方向受拉螺栓連接的端板，應(yīng)適當(dāng)加大剛度，以減小撬力對(duì)螺栓抗拉承載力的不利影響。§3.5普通螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是108頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四3.5.2螺栓的工作性能

螺栓連接的受力形式分為：只受剪力，只受拉力。有時(shí)受剪力和拉力的共同作用。

FNFA剪力螺栓B拉力螺栓C剪力和拉力共同作用受力垂直螺桿，承剪、承壓。連接件有錯(cuò)動(dòng)趨勢(shì)受力平行螺桿，承拉連接件有脫開(kāi)趨勢(shì)§3.5普通螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是109頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四NNabNN/2N/2

抗剪螺栓連接受力后，首先由構(gòu)件間的摩擦力來(lái)傳遞外力。當(dāng)外力增大超過(guò)極限摩擦力后，構(gòu)件間相對(duì)滑移，螺桿開(kāi)始接觸構(gòu)件的孔壁而受剪，孔壁則受壓?！?.5普通螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算1.螺栓的抗剪性能對(duì)圖示螺栓連接做抗剪試驗(yàn),即可得到板件上a、b兩點(diǎn)相對(duì)位移δ與作用力N的關(guān)系曲線,該曲線清楚的揭示了抗剪螺栓受力的四個(gè)階段現(xiàn)在是110頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四

(1)摩擦傳力的彈性階段(0~1段)

直線段—連接處于彈性狀態(tài)；該階段較短—摩擦力較小。(2)滑移階段(1~2段)

克服摩擦力后，板件間突然發(fā)生水平滑移，最大滑移量為栓孔和栓桿間的間隙，表現(xiàn)在曲線上為水平段。§3.5普通螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算高強(qiáng)度螺栓NδO12341234普通螺栓現(xiàn)在是111頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四abNN/2N/2(3)栓桿傳力的彈性階段(2~3段)

該階段主要靠栓桿與孔壁的接觸傳力。栓桿受剪力、拉力、彎矩作用，孔壁受擠壓。由于材料的彈性以及栓桿拉力增大所導(dǎo)致的板件間摩擦力的增大，N-δ關(guān)系以曲線狀態(tài)上升。

(4)彈塑性階段(3~4段)

達(dá)到‘3’后，即使給荷載以很小的增量，連接的剪切變形迅速增大，直到連接破壞?！?’點(diǎn)（曲線的最高點(diǎn)）即為普通螺栓抗剪連接的極限承載力Nu。§3.5普通螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算高強(qiáng)度螺栓NδO12341234普通螺栓現(xiàn)在是112頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四圖3.5.3受剪螺栓的破壞情況螺桿被剪斷；b)連接件孔壁擠壓破壞；c)鋼板拉斷；d)鋼板沖剪破壞；e)螺桿彎曲破壞。a)AB栓桿較細(xì)而板件較厚時(shí)b)BA栓桿較粗而板件較薄時(shí)c)A截面削弱過(guò)多時(shí)d)35o35oa1A端矩過(guò)小時(shí)；端矩≥2d0e)A板過(guò)厚螺栓桿過(guò)長(zhǎng)；栓桿長(zhǎng)度＜5da)、b)、c)通過(guò)計(jì)算解決d)、e)通過(guò)構(gòu)造解決§3.5普通螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是113頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四a)

螺栓受拉時(shí)，一般是通過(guò)與螺桿垂直的板件傳遞，即螺桿并非軸心受拉，當(dāng)連接板件發(fā)生變形時(shí)，螺栓有被撬開(kāi)的趨勢(shì)（杠桿作用），使螺桿中的拉力增加（撬力Q）并產(chǎn)生彎曲現(xiàn)象。連接件剛度越小撬力越大。

圖3.5.6受拉螺栓的撬力§3.5普通螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算（1）普通螺栓的抗拉性能2.螺栓的抗拉性能現(xiàn)在是114頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四c)

在構(gòu)造上可以通過(guò)加強(qiáng)連接件的剛度的方法，來(lái)減小杠桿作用引起的撬力，如設(shè)加勁肋，可以減小甚至消除撬力的影響。b)試驗(yàn)證明影響撬力的因素較多，其大小難以確定，規(guī)范將螺栓的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值降低20％來(lái)考慮撬力的影響，取ftb=0.8f（f—螺栓鋼材的抗拉強(qiáng)度設(shè)值）。

圖3.5.6受拉螺栓的撬力§3.5普通螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是115頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四（2）高強(qiáng)度螺栓的抗拉工作性能圖3.6.1高強(qiáng)度螺栓受拉P+PC－Ca)b)高強(qiáng)度螺栓在承受外拉力前，螺桿中已有很高的預(yù)拉力P，板層之間則有壓力C，而P與C維持平衡C=P

(狀態(tài)a)。加荷載拉力Nt后，螺栓拉力從P增加了

P，板件擠壓力則由C減小了

C(狀態(tài)b)。§3.6高強(qiáng)度螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是116頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四30025020015010050050100150200250300Pf(kN)Nu’NuNt(kN)Q有橇力時(shí)的螺栓破壞無(wú)橇力時(shí)的螺栓破壞計(jì)算表明，當(dāng)螺桿的外拉力Nt為預(yù)拉力P的80％時(shí)，螺桿內(nèi)的拉力增加很少，可以認(rèn)為此時(shí)螺桿的預(yù)拉力基本不變。當(dāng)考慮橇力影響時(shí)，螺栓桿的拉力Pf與Nt的關(guān)系曲線如圖：Nt≤0.5P時(shí)，橇力Q=0；Nt≥0.5P后，橇力Q出現(xiàn)，增加速度先慢后快。橇力Q的存在導(dǎo)致連接的極限承載力由Nu降至Nu’。所以，如設(shè)計(jì)時(shí)不考慮橇力的影響,應(yīng)使Nt≤0.5P或增加連接板件的剛度（如設(shè)加勁肋）。直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)外拉力不宜超過(guò)0.5P§3.6高強(qiáng)度螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是117頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四（1）高強(qiáng)度螺栓預(yù)拉力的建立方法①大六角頭螺栓的預(yù)拉力控制方法有：

a.力矩法

初擰——用力矩扳手?jǐn)Q至終擰力矩的30%~50%，使板件貼緊密；終擰——初擰基礎(chǔ)上，按100%設(shè)計(jì)終擰力矩?cái)Q緊。

特點(diǎn)：簡(jiǎn)單、易實(shí)施，但得到的預(yù)拉力誤差較大。為了保證通過(guò)摩擦力傳遞剪力，高強(qiáng)度度螺栓的預(yù)拉力P的準(zhǔn)確控制非常重要。b.轉(zhuǎn)角法

初擰——用普通扳手?jǐn)Q至不動(dòng)，使板件貼緊密；

終擰——初擰基礎(chǔ)上用長(zhǎng)扳手或電動(dòng)扳手再擰過(guò)一定的角度，一般為120o~180o完成終擰。

特點(diǎn)：預(yù)拉力的建立簡(jiǎn)單、有效，但要防止欠擰、漏擰和超擰。§3.6高強(qiáng)度螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算3.高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力現(xiàn)在是118頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四現(xiàn)在是119頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四現(xiàn)在是120頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四現(xiàn)在是121頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四②

扭斷螺栓桿尾部法（扭剪型高強(qiáng)度螺栓）初擰——擰至終擰力矩的60%~80%；終擰——初擰基礎(chǔ)上，以扭斷螺栓桿尾部為準(zhǔn)。特點(diǎn)：施工簡(jiǎn)單、技術(shù)要求低易實(shí)施、質(zhì)量易保證等。高強(qiáng)度螺栓的施工要求：由于高強(qiáng)度螺栓的承載力很大程度上取決于螺栓桿的預(yù)拉力，因此施工要求較嚴(yán)格：①終擰力矩偏差不應(yīng)大于±10%；②如發(fā)現(xiàn)欠、漏和超擰螺栓應(yīng)更換；③擰固順序先主后次，且當(dāng)天安裝，當(dāng)天終擰完。如工字型梁為：上翼緣→下翼緣→腹板。§3.6高強(qiáng)度螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是122頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四扭剪型螺栓的安裝過(guò)程123現(xiàn)在是123頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四Ae—螺紋處有效截面積；fu—螺栓熱處理后的最抵抗拉強(qiáng)度；8.8級(jí)，取fu=830N/mm2，

10.9級(jí)，取fu=1040N/mm2（2）高強(qiáng)度螺栓預(yù)拉力的確定高強(qiáng)螺栓的預(yù)拉力設(shè)計(jì)值由下式確定

考慮材料的不均勻性的折減系數(shù)0.9；為防止施工時(shí)超張拉導(dǎo)致螺桿破壞的折減系數(shù)0.9；

考慮擰緊螺帽時(shí)，螺栓桿上產(chǎn)生的剪力對(duì)抗拉強(qiáng)度的降低除以系數(shù)1.2。§3.6高強(qiáng)度螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算由于高強(qiáng)度螺栓材料無(wú)明顯的屈服點(diǎn)，用抗拉強(qiáng)度f(wàn)u代替fy的附加安全系數(shù)0.9?，F(xiàn)在是124頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四螺栓的性能等級(jí)螺栓公稱(chēng)直徑（mm）M16M20M22M24M27M308.8級(jí)8012515017523028010.9級(jí)100155190225290355表3.6.1高強(qiáng)螺栓的預(yù)拉力P(GB50017)表高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力P(GB50018)螺栓的性能等級(jí)螺栓公稱(chēng)直徑（mm）M12M14M168.8級(jí)45608010.9級(jí)5575100§3.6高強(qiáng)度螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是125頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四摩擦型高強(qiáng)度螺栓是通過(guò)板件間摩擦力傳遞內(nèi)力的，而摩擦力的大小取決于板件間的擠壓力（P）和板件間的抗滑移系數(shù)μ

；（3）高強(qiáng)度螺栓摩擦面抗滑移系數(shù)連接處接觸面處理方法構(gòu)件的鋼號(hào)Q235Q345Q420噴砂噴砂后涂無(wú)機(jī)富鋅漆噴砂后生赤繡鋼絲刷清除浮銹或未經(jīng)處理的干凈軋制表面0.450.350.450.300.500.400.500.350.500.400.500.40表3.6.3摩擦面抗滑移系數(shù)值板件間的抗滑移系數(shù)與接觸面的處理方法和構(gòu)件鋼號(hào)有關(guān)，其大小隨板件間的擠壓力的減小而降低；§3.6高強(qiáng)度螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是126頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四

試驗(yàn)證明，摩擦面涂紅丹防銹漆后，抗滑移系數(shù)小于0.15，故摩擦面應(yīng)嚴(yán)禁涂紅丹。另外，連接在潮濕或淋雨條件下拼裝，也會(huì)降低值，故應(yīng)采取有效措施保證連接處表面的干燥?！?.6高強(qiáng)度螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是127頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四受剪承載力設(shè)計(jì)值：承壓承載力設(shè)計(jì)值：3.6.1.普通螺栓的連接計(jì)算

剪力螺栓的承載力取決于螺栓桿受剪和孔壁承壓兩種情況，故單栓抗剪承載力由以下兩式?jīng)Q定:（3.5.1）（3.5.2）§3.5普通螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算§3.6螺栓連接的計(jì)算1.單個(gè)普通螺栓的受剪承載力計(jì)算現(xiàn)在是128頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四單個(gè)剪力螺栓的設(shè)計(jì)承載力：d

假定螺栓受剪面上的剪應(yīng)力均勻分布；假定擠壓力沿栓桿直徑平面（實(shí)際上是相應(yīng)于栓桿直徑平面的孔壁部分）均勻分布驗(yàn)算：§3.5普通螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算現(xiàn)在是129頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四受剪承載力設(shè)計(jì)值：承壓承載力設(shè)計(jì)值：t1<t2

,Σt=t1t1t2t1t2t3t2<t1+t2

,Σt=t2d+b<a+c+e

,Σt=b+d圖3.5.4剪力螺栓的剪面數(shù)和承壓厚度§3.5普通螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算螺栓直徑承壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度剪面數(shù)目螺栓抗剪設(shè)計(jì)強(qiáng)度承壓構(gòu)件一側(cè)總厚度的較小值現(xiàn)在是130頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四N/2Nl1N/2試驗(yàn)證明,栓群在軸力作用下各個(gè)螺栓的內(nèi)力沿螺栓群長(zhǎng)度方向不均勻，兩端大,中間小。

當(dāng)l1≤15d0(d0為孔徑)時(shí)，連接進(jìn)入彈塑性工作狀態(tài)后，內(nèi)力重新分布，各個(gè)螺栓內(nèi)力趨于相同，故設(shè)計(jì)時(shí)假定N由各螺栓平均分擔(dān)。（1）普通螺栓群軸心受剪計(jì)算

連接一側(cè)所需螺栓數(shù)為：(3.5.3)§3.5普通螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算平均值螺栓的內(nèi)力分布彈性階段塑性階段2.普通螺栓群的受剪現(xiàn)在是131頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四平均值長(zhǎng)連接螺栓的內(nèi)力分布當(dāng)連接長(zhǎng)度l1>15d0(d0為孔徑)時(shí)，各個(gè)螺栓內(nèi)力難以均勻，端部螺栓受力最大首先破壞，然后依次破壞。由試驗(yàn)可得連接的抗剪強(qiáng)度折減系數(shù)與l1/d0的關(guān)系曲線。則連接所需栓數(shù)：(3.5.5)§3.5普通螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算因此《規(guī)范》采用承載力折減系數(shù)考慮螺栓群受力不均。現(xiàn)在是132頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四FeFTTxyN1TN1TxN1Tyr11F1N1F（2）普通螺栓群偏心受剪F作用下每個(gè)螺栓受力：基本假設(shè)①連接件絕對(duì)剛性,螺栓彈性；②

T作用下連接板件繞栓群形心轉(zhuǎn)動(dòng)，各螺栓剪力大小與螺栓至形心的距離ri成正比，方向與它和形心的連線垂直?！?.5普通螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算V=FT=Fe現(xiàn)在是133頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四（a）TxyN1TN1TxN1Tyr11顯然，T作用下‘1’號(hào)螺栓所受剪力最大（r1最大）?！?.5普通螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算根據(jù)平衡條件得：（c）將（c）式代入（a），得用N1T表達(dá)的T式：

由各螺栓剪力與r成正比：（b）由各剪力都用N1表示：現(xiàn)在是134頁(yè)\一共有171頁(yè)\編輯于星期四螺栓1離形心最遠(yuǎn)是危險(xiǎn)螺栓,最大剪力N1T:將N1T它分解為水平和豎直分力：（3.5.8）xi—第i個(gè)螺栓中心的x坐標(biāo)，yi—第i個(gè)螺栓中心的y坐標(biāo)yoxx11r1y1(3.5.7)驗(yàn)算剪力最大螺栓:（3.5.9）此時(shí)計(jì)算F作用下的螺栓內(nèi)力時(shí)，不需考慮長(zhǎng)接頭的折減系數(shù)現(xiàn)在是135頁(yè)\一共有1