第3章鋼結(jié)構(gòu)的連接

1、目 錄第3章 鋼結(jié)構(gòu)的連接231 鋼結(jié)構(gòu)的連接232 對(duì)接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算53.3 角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算63.5 普通螺栓的構(gòu)造和計(jì)算93.6 高強(qiáng)螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算13第3章 鋼結(jié)構(gòu)的連接31 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)： 連接 安裝連接型鋼、鋼板 構(gòu)件結(jié)構(gòu)連接原則：安全可靠、傳力明確、構(gòu)造簡(jiǎn)單、制造方便、節(jié)約剛材。連接方法： 焊縫連接、鉚釘連接、螺栓連接、緊固件連接311 焊縫連接1、焊縫連接的特點(diǎn)現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)最主要的連接方法。優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，用料經(jīng)濟(jì)，連接密閉性好，結(jié)構(gòu)剛度大。缺點(diǎn)：熱影響區(qū)內(nèi)，金相組織改變，局部材質(zhì)變脆；焊接殘余應(yīng)力和殘余變形使受壓構(gòu)件承載力降低；局部裂紋易擴(kuò)展，低溫冷

2、脆問題突出。2、鋼結(jié)構(gòu)常用的焊接方法（1）手工電弧焊常用的。焊條與主體金屬相適應(yīng)。鋼材不同時(shí)，低組配方案。（2）自動(dòng)或半自動(dòng)埋弧焊自動(dòng)化程度高。質(zhì)量好。（3）氣體保護(hù)焊（4）電阻焊板疊厚度不大于12mm。3、焊接連接形式及焊縫形式（1）焊縫連接形式見P53圖。焊縫連接形式對(duì)接厚度相同或相近的構(gòu)件。傳力均勻，用料省。搭接厚度不同的構(gòu)件。傳力不均勻，費(fèi)料。構(gòu)造。T形連接省工省料。截面突變，應(yīng)力集中，疲勞。角部連接（2）焊縫形式1、受力方向分對(duì)接焊縫角焊縫正對(duì)接焊縫斜對(duì)接焊縫正面角焊縫側(cè)面角焊縫斜焊縫2、長(zhǎng)度方向分連續(xù)角焊縫受力性能好間斷角焊縫易應(yīng)力集中。壓L=1.5t；拉l=135或a60的斜角角

3、焊縫，除鋼管結(jié)構(gòu)外，不宜用作受力焊縫。側(cè)面角焊縫主要承受剪應(yīng)力。塑性好，彈性模量低，強(qiáng)度也較低。應(yīng)力分布不均勻，兩端大中間小。塑性工作階段，應(yīng)力重分布。 直角角焊縫的基本計(jì)算公式he=0.7hflw=實(shí)際長(zhǎng)度-2hf （考慮起滅?。┲苯墙呛缚p在各種應(yīng)力綜合作用下計(jì)算公式：正面角焊縫的強(qiáng)度增大系數(shù)，1.22。僅對(duì)正面角焊縫，僅對(duì)側(cè)面角焊縫， 角焊縫的計(jì)算1、承受軸心力作用時(shí)角焊縫連接的計(jì)算（1）用蓋板的對(duì)接連接正面角焊縫承擔(dān)內(nèi)力側(cè)面角焊縫承擔(dān)內(nèi)力（2）承受斜向軸心力的角焊縫斜焊縫強(qiáng)度增大系數(shù)（3）承受軸力的角鋼端部連接三面圍焊兩面?zhèn)群窵形圍焊he=0.7hflw=實(shí)際長(zhǎng)度-2hf （考慮起滅?。?/p>

4、2、復(fù)雜受力時(shí)角焊縫連接計(jì)算（1）承受軸力、彎矩、剪力的聯(lián)合作用時(shí)角焊縫的計(jì)算工字梁與鋼柱翼緣的角焊縫連接翼緣板的抗剪能力極差。計(jì)算時(shí)通常假設(shè)腹板焊縫承受全部剪力，而彎矩則由全部焊縫承受。翼緣焊縫最外側(cè)設(shè)計(jì)控制點(diǎn)翼緣與腹板的焊縫交點(diǎn)處腹板焊縫的端點(diǎn)應(yīng)按下式驗(yàn)算強(qiáng)度：假設(shè)腹板受剪，翼緣受彎。水平力翼緣焊縫的強(qiáng)度計(jì)算公式： 腹板焊縫的強(qiáng)度計(jì)算公式： （2）三面圍焊承受扭矩、剪力聯(lián)合作用時(shí)角焊縫的計(jì)算扭矩T=F*e在A點(diǎn)產(chǎn)生的應(yīng)力軸心力F產(chǎn)生的應(yīng)力均勻分布在A點(diǎn)的綜合驗(yàn)算式3.5 普通螺栓的構(gòu)造和計(jì)算 螺栓的排列和其他構(gòu)造要求1、螺栓的排列并列和錯(cuò)列邊距端距中距線距中距栓距螺栓排列應(yīng)滿足要求：受力要

5、求：端距過小，剪斷或撕裂。受拉構(gòu)件，中距太小，沿折線或直線破壞。受壓構(gòu)件，栓距過大，鼓曲或張口。構(gòu)造要求：中距不宜過大，板間不緊密貼合，潮氣入侵，銹蝕。施工要求：保證一定空間。 普通螺栓的受剪連接螺栓連接按受力情況分只承受剪力只承受拉力承受拉力和剪力的共同作用1、工作性能受剪連接的破壞形式：栓桿剪斷；螺栓承壓破壞；端部沖剪破壞；板件拉斷；螺栓彎曲。2、單個(gè)螺栓受剪計(jì)算普通螺栓的受剪承載力主要由栓桿受剪和孔壁承壓兩種破壞模式控制。計(jì)算假定：栓桿受剪計(jì)算時(shí)，螺栓受剪面上的剪應(yīng)力均勻分布?？妆诔袎河?jì)算時(shí)，擠壓力沿栓桿直徑平面均勻分布。受剪承載力設(shè)計(jì)值 （3。5。1）承壓承載力設(shè)計(jì)值 （3。5。2）3

6、、普通螺栓群受剪連接計(jì)算（1）軸心受剪連接長(zhǎng)度時(shí) （3。5。3）連接長(zhǎng)度時(shí)，解鈕扣現(xiàn)象。 （3。5。5）（2）偏心受剪軸心力作用下 （3。5。6） （3。5。7） （3。5。8）受力最大螺栓所受合力N1的計(jì)算式： （3。5。9） 普通螺栓的受拉連接1、普通螺栓受拉的工作性能撬力附加，桿力增大。2、單個(gè)普通螺栓的受拉承載力單個(gè)螺栓受拉承載力的設(shè)計(jì)值： （3。5。11）有效直徑3、普通螺栓群受拉（1）軸心受拉 （3。5。13）（2）栓群承受彎矩作用中和軸通常在受壓一側(cè)最外排螺栓附近的某個(gè)位置。實(shí)際計(jì)算時(shí)可近似地取中和軸位于最下排螺栓O處。離中和軸越遠(yuǎn)的螺栓所受拉力越大。螺栓拉力與O點(diǎn)算起的縱坐標(biāo)y

7、成正比。 （3。5。14）（3）栓群偏心受拉判別： 為小偏心。 核心距小偏心受拉 （3。5。15a）大偏心受拉 （3。5。15a） 普通螺栓受剪力和拉力的聯(lián)合作用破壞形式：一是螺栓桿受剪受拉破壞；二是孔壁承壓破壞。驗(yàn)算剪拉作用： （3。5。17）驗(yàn)算孔壁承壓： （3。5。18）3.6 高強(qiáng)螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算 高強(qiáng)度螺栓連接的工作性能和構(gòu)造要求1、高強(qiáng)度螺栓連接的工作性能抗剪性能：高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接 高強(qiáng)度螺栓承壓型連接抗拉性能：外加拉力小于螺桿預(yù)拉力的80%時(shí)，無松馳現(xiàn)象發(fā)生。未考慮撬力影響。 當(dāng)外拉力時(shí)，不出現(xiàn)撬力。2、高強(qiáng)度螺栓連接的構(gòu)造要求（1）高強(qiáng)度螺栓預(yù)拉力的建立方法力矩法電動(dòng)扭

8、矩扳手。施工預(yù)拉力為設(shè)計(jì)預(yù)拉力的1.1倍。50%初擰，100%終擰。轉(zhuǎn)角法普通扳手初擰，長(zhǎng)扳手或風(fēng)動(dòng)扳手終擰。C扭剪法扭剪型高強(qiáng)度螺栓。50%初擰，100%終擰。（2）預(yù)拉力值的確定1.2扭矩對(duì)螺桿的不利影響系數(shù)。0.9超張拉系數(shù)0.9螺栓材質(zhì)的不定性系數(shù)0.9式中以鋼材抗拉強(qiáng)度為準(zhǔn)，引入的附加安全系數(shù)（3）摩擦面抗滑移系數(shù)構(gòu)件接觸面的處理方法、構(gòu)件鋼號(hào)有關(guān)。隨壓緊力減小而降低。鋼材強(qiáng)度、硬度越高，產(chǎn)生滑移的力就越大。嚴(yán)禁在摩擦面上涂刷紅丹。保證干燥。 高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接計(jì)算1、受剪連接承載力 （3。6。4）2、受拉連接承載力 （3。6。5）3、同時(shí)承受剪力和拉力連接的承載力 （3。6。6）

9、 高強(qiáng)度螺栓承壓型連接計(jì)算1、受剪連接承載力受剪承載力設(shè)計(jì)值螺栓桿剪斷 （3。5。1）承壓承載力設(shè)計(jì)值孔壁承壓 （3。5。2）2、受拉連接承載力 （3。5。11）3、同時(shí)承受剪力和拉力連接的承載力驗(yàn)算剪拉作用： （3。5。17）、（3。6。7）驗(yàn)算孔壁承壓： （3。6。8）1.2拉力導(dǎo)致板材承壓強(qiáng)度降低。 高強(qiáng)度螺栓群的計(jì)算1、高強(qiáng)度螺栓群受剪（1）軸心受剪摩擦型連接 （3。6。4）承壓型連接受剪承載力設(shè)計(jì)值（螺栓桿剪斷） （3。5。1）承壓承載力設(shè)計(jì)值（孔壁承壓） （3。5。2）（2）偏心受剪計(jì)算與普通螺栓同，螺栓承載力設(shè)計(jì)值采用高強(qiáng)度螺栓的。2、高強(qiáng)度螺栓群受拉（1）軸心受拉高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接 （3。6。5）高強(qiáng)度螺栓承壓型連接 （3。5。11）（2）高強(qiáng)度螺栓群受彎矩作用外拉力小于預(yù)拉力P，接觸面緊貼，中和軸在形心軸上。最外排螺栓受力最大。 （3。6。9）偏心受拉 小偏心受拉 （3