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 對接焊縫的構(gòu)造和計算53.3 角焊縫的構(gòu)造和計算63.5 普通螺栓的構(gòu)造和計算93.6 高強(qiáng)螺栓連接的構(gòu)造和計算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、焊縫連接的特點現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)最主要的連接方法。優(yōu)點：構(gòu)造簡單，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：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，低組配方案。（2）自動或半自動埋弧焊自動化程度高。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、受力方向分對接焊縫角焊縫正對接焊縫斜對接焊縫正面角焊縫側(cè)面角焊縫斜焊縫2、長度方向分連續(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=<30t

3、3、施焊位置平焊立焊橫焊仰焊盡量避免4、焊縫缺陷及質(zhì)量檢驗（1）焊縫缺陷裂紋、焊瘤、燒穿、弧坑、氣孔、夾渣、咬邊、未熔合、未焊透等；以及焊縫尺寸不合要求、焊縫成形不良等。 （2）焊縫質(zhì)量檢驗外觀檢查觀外缺陷和幾何尺寸內(nèi)部無損檢驗內(nèi)部缺陷超聲波法按檢驗方法和質(zhì)量要求分為一級、二級、三級。312 鉚釘和螺栓連接1、鉚釘連接構(gòu)造復(fù)雜，少用，塑性、韌性好。2、螺栓連接（1）普通螺栓連接A、B、C三級。A、B級為精制螺栓，較少用。C級為粗制螺栓。4.6級或5.8級。（2）高強(qiáng)度螺栓連接8.8和10.9級。高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接 和高強(qiáng)度螺栓承壓型連接313 輕鋼結(jié)構(gòu)的緊固件連接緊固件連接自攻螺釘鋼拉鉚釘：

4、鋁、鋼兩種，電化學(xué)反應(yīng)，鋼。射釘自攻螺釘自鉆自攻螺釘 焊縫代號、螺栓圖例見P58圖。32 對接焊縫的構(gòu)造和計算321 以接焊縫的構(gòu)造坡口焊縫。（見P59圖）坡口形式：直邊縫、單邊V形坡口、V形坡口、U形坡口、K形坡口、X形坡口。對接焊縫，寬度不同或厚度差4mm以上，做坡，不大于1:2.5。起滅弧處，引弧板。lw=l-2t. 對接焊縫的計算三級焊縫強(qiáng)度為85%，一、二級與母材相等。1、軸心受力的正對接焊縫對接焊縫，引弧板，取實際長度。軸心受力的斜對接焊縫56.3°，即tan1.5時，與母材等強(qiáng)，不用計算。2、承受彎矩和剪力聯(lián)合作用的對接焊縫公式見書P62。3、承受軸心力、彎矩和剪力聯(lián)合

5、作用的對接焊縫正應(yīng)力疊加。3.3 角焊縫的構(gòu)造和計算 角焊縫的構(gòu)造1、角焊縫的形式和強(qiáng)度按其與作用力的關(guān)系分正面角焊縫側(cè)面角焊縫斜焊縫按其截面形式分直角角焊縫斜角角焊縫hf焊角尺寸he計算厚度對于夾角a>135°或a<60°的斜角角焊縫，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算公式he=0.7hflw=實際長度-2hf （考慮起滅?。┲苯墙呛缚p在各種應(yīng)力綜合作用下計算公式：正面角焊縫的強(qiáng)度增大系數(shù)，1.22。僅對正面角焊縫，僅對側(cè)面角焊

6、縫， 角焊縫的計算1、承受軸心力作用時角焊縫連接的計算（1）用蓋板的對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=實際長度-2hf （考慮起滅弧）2、復(fù)雜受力時角焊縫連接計算（1）承受軸力、彎矩、剪力的聯(lián)合作用時角焊縫的計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。計算時通常假設(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)計控制點翼緣與腹板的焊縫交點處腹板焊縫的端點應(yīng)按下式驗算強(qiáng)度：假設(shè)腹板受剪，翼緣受彎。水平力翼緣焊縫的強(qiáng)度計算公式： 腹板焊縫的強(qiáng)度

7、計算公式： （2）三面圍焊承受扭矩、剪力聯(lián)合作用時角焊縫的計算扭矩T=F*e在A點產(chǎn)生的應(yīng)力軸心力F產(chǎn)生的應(yīng)力均勻分布在A點的綜合驗算式3.5 普通螺栓的構(gòu)造和計算 螺栓的排列和其他構(gòu)造要求1、螺栓的排列并列和錯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

8、斷；螺栓彎曲。2、單個螺栓受剪計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。計算假定：栓桿受剪計算時，螺栓受剪面上的剪應(yīng)力均勻分布?？妆诔袎河嬎銜r，擠壓力沿栓桿直徑平面均勻分布。受剪承載力設(shè)計值 （3。5。1）承壓承載力設(shè)計值 （3。5。2）3、普通螺栓群受剪連接計算（1）軸心受剪連接長度時 （3。5。3）連接長度時，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、單個普通螺栓的受拉承載力單個螺栓受拉承

9、載力的設(shè)計值： （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位置。實際計算時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點算起的縱坐標(biāo)y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。驗算剪拉作用： （3。5。17）驗算孔壁承壓： （3。5。18）3.6 高強(qiáng)螺栓連接的構(gòu)造和計算 高強(qiáng)度螺栓連接的工作性能

10、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，無松馳現(xiàn)象發(fā)生。未考慮撬力影響。 當(dāng)外拉力時，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扭矩扳手。施工預(yù)拉力為設(shè)計預(yù)拉力的1.1倍。50%初擰，100%終擰。轉(zhuǎn)角法普通扳手初擰，長扳手或風(fēng)動扳手終擰。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

11、的處理方法、構(gòu)件鋼號有關(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、同時承受剪力和拉力連接的承載力 （3。6。6） 高強(qiáng)度螺栓承壓型連接計算1、受剪連接承載力受剪承載力設(shè)計值螺栓桿剪斷 （3。5。1）承壓承載力設(shè)計值孔壁承壓 （3。5。2）2、受拉連接承載力 （3。5。11）3、同時承受剪力和拉力連接的承載力驗算剪拉作用： （3。5。17）、（3。6。7）驗算孔壁承壓： （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)計值（螺栓桿剪斷） （3。5。1）承壓承載力設(shè)計值（孔壁承壓） （3。5。2）（2）偏心受剪計算與普通螺栓同，螺栓承載力設(shè)計值采用高強(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