砌體結(jié)構(gòu)第5章鋼結(jié)構(gòu)的連接課件

1、第 5 章 鋼結(jié)構(gòu)的連接主要內(nèi)容：5.1 鋼結(jié)構(gòu)的連接方法5.2 焊接方法和焊縫連接形式5.3 對(duì)接焊縫的構(gòu)造與計(jì)算5.4 角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算5.5 焊接殘余應(yīng)力和殘余變形5.6 普通螺栓連接的構(gòu)造與計(jì)算5.7 高強(qiáng)螺栓連接的計(jì)算連接要求 足夠的強(qiáng)度、剛度和延性。連接方法 焊接、鉚接、螺栓連接。5.1 鋼結(jié)構(gòu)的連接方法圖5-1 優(yōu)點(diǎn)省工、省材；任何形狀的構(gòu)件均可直接連接；密封性好，剛度大。 缺點(diǎn)材質(zhì)劣化；殘余應(yīng)力、殘余變形；一裂即壞、低溫冷脆。5.1.1 焊縫連接焊縫連接與螺栓連接、鉚釘連接比較：5.1.2 鉚釘連接 優(yōu)點(diǎn)塑性和韌性較好；傳力可靠，質(zhì)量易于檢查；適用于直接承受動(dòng)載結(jié)構(gòu)的連接。

2、缺點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜；費(fèi)鋼費(fèi)工。 螺栓連接：普通螺栓和高強(qiáng)度螺栓1. 普通螺栓A、B級(jí)：性能等級(jí)為5.6級(jí)和8.8級(jí)；C級(jí)：性能等級(jí)為4.6級(jí)和4.8級(jí)。 2.高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接.承壓型連接.5.1.3 螺栓連接 電弧焊、氣體保護(hù)焊和電阻焊等分：手工電弧焊和埋弧焊5.2 焊接方法和焊縫連接形式5.2.1 鋼結(jié)構(gòu)常用焊接方法手工電弧1.電弧焊圖5-2 手工電弧焊（a）電路 （b）施焊過(guò)程 手工電弧焊焊條與焊件金屬?gòu)?qiáng)度相適應(yīng)： Q235鋼用E43系列； Q345用E50系列； Q390、Q420用E55系列。 手工電弧焊EXX的XX表示焊條的最低抗拉強(qiáng)度。 焊絲和焊劑要保證熔敷金屬的抗拉強(qiáng)度不低于相應(yīng)手

3、工焊條數(shù)值。埋弧焊圖5-3 埋弧自動(dòng)電弧焊 2.氣體保護(hù)焊3.電阻焊 5.2.2 焊縫連接形式及焊縫形式1.焊縫連接形式 按被連接構(gòu)件間的相對(duì)位置： 平接、搭接、T形連接、角接。圖5-4 焊縫連接的形式2.焊縫形式 按所受力的方向分：對(duì)接正焊縫和對(duì)接斜焊縫。角焊縫：正面角焊縫和側(cè)面角焊縫。圖5-5按施焊位置：平焊、橫焊、立焊及仰焊 焊縫沿長(zhǎng)度分布情況：連續(xù)角焊縫和斷續(xù)角焊縫。圖5-6 連續(xù)角焊縫和斷續(xù)角焊縫圖5-7 焊縫施焊位置 5.2.3 焊縫缺陷及焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)1.焊縫缺陷裂紋、焊瘤、燒穿、弧坑、氣孔、夾渣、咬邊 、未焊透等。三級(jí)焊縫：外觀檢查，外觀尺寸和缺陷；二級(jí)焊縫：在外觀檢查的基礎(chǔ)上再

4、做無(wú)損檢驗(yàn)，用超 聲波檢驗(yàn)每條焊縫的20長(zhǎng)度，且不小于200mm；一級(jí)焊縫：在外觀檢查的基礎(chǔ)上用超聲波檢驗(yàn)每條焊縫全部長(zhǎng)度，以便揭示焊縫內(nèi)部缺陷；對(duì)承受動(dòng)力荷載的重要構(gòu)件焊縫，增加伽馬射線探傷。2.焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)強(qiáng)度折減： 高空安裝焊縫，強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘以0.9。鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB50205）分為三級(jí)。 焊縫應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性、荷載特性、焊縫形式、工作環(huán)境以及應(yīng)力狀態(tài)等情況分別選用不同的質(zhì)量等級(jí)。 3.焊縫質(zhì)量等級(jí)的規(guī)定作用 表明焊縫形式、尺寸和輔助要求。表示方法(GB324-88) 由指引線、圖形符號(hào)、輔助符號(hào)和焊縫尺寸等部分組成。 引出線由橫線和帶箭頭的斜線組成。 圖形符號(hào)表示焊縫

5、的基本形式，如用“”表示角焊縫。 輔助符號(hào)表示焊縫的輔助要求，如用“ ”表示現(xiàn)場(chǎng)安裝焊縫等。 5.2.4 焊縫代號(hào)焊縫代號(hào) 當(dāng)焊縫分布比較復(fù)雜或用上述標(biāo)注不能表達(dá)清楚時(shí)，在標(biāo)注焊縫代號(hào)的同時(shí)，可在圖形上加粗線或柵線表示。 圖5-9 柵線表示 （a）正面焊縫（b）背面焊縫（c）安裝焊縫 分為：I形縫、帶鈍邊單邊V形縫、帶鈍邊V形縫（也叫Y形縫）、帶鈍邊U形縫、K形縫和X形縫等。5.3 對(duì)接焊縫的構(gòu)造與計(jì)算5.3.1對(duì)接焊縫的構(gòu)造 坡口形式 斜坡口為了和焊縫根部共同形成一個(gè)焊條能運(yùn)轉(zhuǎn)的施焊空間。 圖5-10 對(duì)接焊縫的坡口形式（a）I形縫；（b）單邊V形坡口；（c）V形坡口；（d）U形坡口；（e）

6、K形坡口；（f）X形坡口不同寬度和厚度的鋼板拼接動(dòng)載時(shí)不大于1:4，計(jì)算時(shí)取較薄焊件厚度。 不采用引弧板時(shí)，計(jì)算每條焊縫長(zhǎng)度時(shí)取實(shí)際長(zhǎng)度減2t（t為焊件的較小厚度）。 5.3.2 對(duì)接焊縫的計(jì)算 計(jì)算原則 計(jì)算焊件的方法。一、二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)焊縫質(zhì)量，焊縫和構(gòu)件等強(qiáng)不需計(jì)算；僅計(jì)算三級(jí)焊縫。 1.軸心受力對(duì)接焊縫的計(jì)算 規(guī)范規(guī)定當(dāng)斜縫和作用力間夾角符合tan1.5（ 56）時(shí)，斜焊縫的強(qiáng)度不低于焊件強(qiáng)度，不需再計(jì)算焊縫強(qiáng)度。圖18-13 軸心力作用下對(duì)接焊縫連接（a）直焊縫 （b）斜焊縫 （5-1）式中 N 軸心拉力或壓力的設(shè)計(jì)值； lw 焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度，當(dāng)采用引弧板施焊時(shí)，取焊 縫實(shí)際長(zhǎng)度；當(dāng)未

7、采用引弧板施焊時(shí)，每條焊 縫取實(shí)際長(zhǎng)度減去2t； t 在對(duì)接連接中為連接件的較小厚度；在T形連接 中為腹板厚度； 對(duì)接焊縫的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，查附表 2-4，P215?；?.受彎和受剪共同作用時(shí)對(duì)接焊縫的計(jì)算 (5-2)(5-3)焊縫截面的截面模量； 焊縫截面在計(jì)算剪應(yīng)力處以上或以下部分截面對(duì)中和軸的面積矩； 焊縫截面對(duì)中和軸的慣性矩； 式中對(duì)接焊縫的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，查附表2-4。 軸力、彎矩和剪力共同作用時(shí)，對(duì)接焊縫的最大正應(yīng)力為軸力和彎矩引起的應(yīng)力之和，剪力和折算應(yīng)力和上面相同。I字形、箱形、T形等構(gòu)件：(5-4)1.1 3.軸心力、彎矩和剪力共同作用時(shí)對(duì)接焊縫的計(jì)算 、 驗(yàn)算點(diǎn)處焊縫

8、截面的正應(yīng)力和剪應(yīng)力； 式中 1.1考慮到最大折算應(yīng)力只在局部出現(xiàn)，而將強(qiáng)度設(shè)計(jì)值適當(dāng)提高的系數(shù)。 例5-1 計(jì)算工字型截面牛腿與鋼柱連接的對(duì)接焊縫，如圖5-15所示。牛腿承受豎向力設(shè)計(jì)值F=320kN，偏心距e=300mm，鋼材為Q235，焊條E43系列，手工焊，施焊時(shí)無(wú)引弧板，焊縫質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為三級(jí)。圖5-15 例5-1圖 解：.焊縫有效截面的幾何特性 因施焊時(shí)無(wú)引弧板，故每條焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度為焊縫實(shí)際長(zhǎng)度減去兩倍板件的厚度。 .焊縫強(qiáng)度計(jì)算 焊縫承受由力F向焊縫截面上簡(jiǎn)化后產(chǎn)生的彎矩M=Fe和剪力V=F。 最大正應(yīng)力 最大剪應(yīng)力 上翼緣和腹板交接處1點(diǎn)的正應(yīng)力 剪應(yīng)力 由于1點(diǎn)同時(shí)受有較大的正

9、應(yīng)力和剪應(yīng)力，故應(yīng)按式（5-4）驗(yàn)算折算應(yīng)力 焊縫強(qiáng)度滿足要求。 5.4 角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算 5.4.1 角焊縫的形式和構(gòu)造截面形狀 1.角焊縫的形式 角焊縫按兩焊腳邊的夾角分：直角角焊縫和斜角角焊縫。 圖5-16 直角角焊縫截面（a）普通型；（b）平坦型；（c）凹面型（a）（b）（c）圖5-17 斜角角焊縫截面 圖5-18 角焊縫的受力形式1-側(cè)面角焊縫；2-正面角焊縫；3-斜向角焊縫 等邊角焊縫的最小截面和兩邊焊角成/2角(直角角焊縫為45)稱為有效截面或計(jì)算截面，不計(jì)余高和溶深。直角角焊縫的有效厚度 he=0.7hf hf 應(yīng)與焊件的厚度相適應(yīng)。 對(duì)手工焊，hf應(yīng)不小于 ，t為較厚焊件的

10、厚度(mm)，對(duì)自動(dòng)焊，可減小1mm，T形連接的單面角焊縫，應(yīng)增加1mm。當(dāng)焊件厚度等于或小于4mm時(shí)，最小焊腳尺寸應(yīng)與焊件厚度相同 。 2.角焊縫的構(gòu)造要求（1）最小焊腳尺寸hf應(yīng)不大于較薄焊件厚度的1.2倍。 （2）最大焊腳尺寸 對(duì)于板件邊緣的焊縫，當(dāng)t6mm時(shí)，hft；當(dāng)t6mm時(shí)，hf t(12)mm。角焊縫最大hf 焊縫長(zhǎng)度lw 也不應(yīng)太短，其計(jì)算長(zhǎng)度不宜小于8hf和40mm 。（4）角焊縫的最小計(jì)算長(zhǎng)度 當(dāng)兩焊件厚度相差較大且用等焊腳尺寸不能滿足最大、最小焊腳尺寸的要求時(shí)，可采用不等焊腳尺寸。 最小實(shí)際長(zhǎng)度應(yīng)為8 hf +2 hf =10 hf （3）不等焊腳尺寸（5）側(cè)面角焊縫的

11、最大計(jì)算長(zhǎng)度 側(cè)面角焊縫長(zhǎng)度lw 也不應(yīng)太長(zhǎng)，不宜大于60hf，超出部分不計(jì)。若內(nèi)力沿側(cè)面角焊縫全長(zhǎng)分布，則不受此限。 側(cè)面角焊縫的應(yīng)力分布（6）角焊縫的其他構(gòu)造要求圖5-20 由槽焊和塞焊防止板件拱曲（a）焊縫長(zhǎng)度及兩側(cè)焊縫間距；（b）槽焊 d1.5t，s=（1.52.5）t且200mm，t開(kāi)槽板厚度，L1開(kāi)槽長(zhǎng)度由設(shè)計(jì)控制；（c）塞焊 d2.5t，s200mm，s14d圖5-22 桿件與節(jié)點(diǎn)板的焊縫連接（a）兩面?zhèn)群?；（b）三面圍焊；（c）L形圍焊圖5-21 搭接連接5.4.2 角焊縫的計(jì)算 簡(jiǎn)化方法 假定角焊縫的破壞截面均在最小截面，其面積為角焊縫的有效厚度he與焊縫計(jì)算長(zhǎng)度lw的乘積，

12、此截面稱為角焊縫的有效截面。又假定截面上的應(yīng)力沿焊縫計(jì)算長(zhǎng)度均勻分布。同時(shí)不論是正面焊縫還是側(cè)面焊縫，均按破壞時(shí)計(jì)算截面上的平均應(yīng)力來(lái)確定其強(qiáng)度，并采用統(tǒng)一的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值進(jìn)行計(jì)算。 1.受軸心力作用時(shí)的角焊縫計(jì)算（1）側(cè)面角焊縫的計(jì)算矩形拼接板側(cè)面角焊縫連接式中 N軸心拉力或壓力的設(shè)計(jì)值； he角焊縫的有效厚度； lw連接一側(cè)所有角焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度之和； 角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。（2）正面角焊縫的計(jì)算矩形拼接板正面焊縫連接 式中 正面角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增大系數(shù)，對(duì)承受靜力荷載或間接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)取 =1.22，對(duì)直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)取 =1.0。 先計(jì)算計(jì)算正面角焊縫l1受力N1，剩 余的N N

13、1由側(cè)面角焊縫l2承擔(dān)。（3）三面圍焊縫的計(jì)算 三面圍焊縫直接承受動(dòng)力荷載作用 矩形拼接板三面圍焊縫連接（4）承受斜向軸心力的角焊縫計(jì)算 將 除以 后按下式作矢量疊加計(jì)算，即斜向角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增大系數(shù)，其值介于11.22之間。 取 =1.22，代入上式并簡(jiǎn)化，可得（5）角鋼角焊縫計(jì)算當(dāng)用側(cè)面角焊縫連接時(shí)（圖a）肢背肢尖式中 K1、K2角鋼肢背、肢尖焊縫內(nèi)力分配系數(shù)。 三面圍焊時(shí)（圖b）正面角焊縫承擔(dān)的力為 側(cè)面角焊縫承擔(dān)的力為 肢背肢尖L形焊縫（圖c）正面角焊縫承擔(dān)的力為: N3 =2k2N側(cè)面角焊縫承擔(dān)的力為: N1=NN3 焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度對(duì)雙角鋼截面 角鋼肢背焊縫 角鋼肢尖焊縫L形圍焊

14、 正面角焊縫的焊腳尺寸 采用的每條焊縫實(shí)際長(zhǎng)度應(yīng)取其計(jì)算長(zhǎng)度加2hf。 例5-2 試設(shè)計(jì)如圖5-26所示一雙拼接蓋板的對(duì)接連接。已知鋼板寬B=310mm，厚度t1=16mm，拼接蓋板厚度t2=10mm，該連接承受軸心力設(shè)計(jì)值N=1000kN（靜力荷載），鋼材為Q235，手工焊，焊條為E43型。 解：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焊縫長(zhǎng)度，再由焊縫長(zhǎng)度確定蓋板的尺寸；另一種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，直到滿足承載力的要求為止。圖5-26 例5-2圖 首先確定角焊縫的焊腳

15、尺寸。由于此處的焊縫在板件邊緣施焊，且拼接蓋板厚度t2=10mm6mm，t2A=31016=4960 mm2滿足強(qiáng)度要求。 根據(jù)構(gòu)造要求，應(yīng)滿足b160mm。為防止因僅用側(cè)面角焊縫引起板件拱曲過(guò)大，應(yīng)采用三面圍焊。 已知正面角焊縫的長(zhǎng)度lw1=b=270mm，則正面角焊縫所能承受的內(nèi)力為連接一側(cè)側(cè)面角焊縫的總長(zhǎng)度為連接一側(cè)共有4條側(cè)面角焊縫，則一條側(cè)面角焊縫的長(zhǎng)度為 拼接蓋板的總長(zhǎng)度為 取260mm 。 例5-3 如圖5-27所示角鋼與節(jié)點(diǎn)板的連接角焊縫。已知軸心力設(shè)計(jì)值N=510kN（靜力荷載），角鋼為2L100808（長(zhǎng)肢相連），連接板厚度t=10mm，鋼材Q235,手工焊，焊條E43系列

16、。試確定所需焊腳尺寸和焊縫長(zhǎng)度。 圖5-27 例5-3圖 解 采用三面圍焊，設(shè)角鋼肢背、肢尖及端部焊腳尺寸相同，取 hf=6mm （角鋼肢尖） 正面角焊縫能能承受的內(nèi)力為肢背和肢尖焊縫分擔(dān)的內(nèi)力分別為肢背和肢尖焊縫所需要的實(shí)際長(zhǎng)度為取195mm 取80mm 2.T形接頭的角焊縫計(jì)算圖5-28 彎矩作用時(shí)角焊縫應(yīng)力 角焊縫有效面積的抵抗矩。 式中 （1）彎矩作用下T形接頭的角焊縫計(jì)算（2）彎矩、剪力和軸心力共同作用 將F力分解并向角焊縫有效截面的形心簡(jiǎn)化 M=Ve，V，N A點(diǎn)垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的應(yīng)力由兩部分組成由彎矩M產(chǎn)生的應(yīng)力 由軸心拉力N產(chǎn)生的應(yīng)力式中 角焊縫有效截面面積。A點(diǎn)平行于焊縫長(zhǎng)

17、度方向的應(yīng)力由剪力V產(chǎn)生，即 將垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的應(yīng)力 和 相加，代入式（5-8），A點(diǎn)焊縫應(yīng)滿足 當(dāng)僅有彎矩和剪力共同作用，即上式中 =0時(shí)，可得 例5-4 如圖5-30所示牛腿與柱連接的角焊縫。荷載設(shè)計(jì)值F=335kN(靜力荷載)，偏心距e=200mm，hf=8mm，鋼材Q235，焊條E43系列，手工焊。試驗(yàn)算該焊縫的強(qiáng)度。圖5-30 例5-4圖 解：.計(jì)算焊縫的內(nèi)力 M=Fe=335103200=67106Nmm V=F=335103 N .計(jì)算焊縫有效截面的幾何特性 轉(zhuǎn)角處有繞角焊，故焊縫計(jì)算長(zhǎng)度不考慮起滅弧影響。 .計(jì)算焊縫的強(qiáng)度焊縫強(qiáng)度滿足要求。3.扭矩、剪力和軸心力作用時(shí)搭接連

18、接的角焊縫計(jì)算假定:扭矩T單獨(dú)作用 r距形心最遠(yuǎn)點(diǎn)到形心的距離； T扭矩設(shè)計(jì)值。式中 rx、ryr在x軸和y軸方向的投影長(zhǎng)度。剪力V:應(yīng)力垂直于焊縫長(zhǎng)度方向軸心力N:應(yīng)力平行于焊縫長(zhǎng)度方向A點(diǎn)焊縫應(yīng)滿足 例5-5 如圖5-32所示厚度為12mm的支托板和柱搭接連接，采用三面圍焊的角焊縫。荷載設(shè)計(jì)值F=150kN（靜力荷載），至柱翼緣邊距離為220mm，鋼材Q235，焊條E43系列。試驗(yàn)算該焊縫的強(qiáng)度。 圖5-32 例5-5圖解：.確定焊腳尺寸.計(jì)算焊縫有效截面的幾何特征.計(jì)算A點(diǎn)焊縫強(qiáng)度T=150（22+15+0.35-3.46）=5083.5kNcm焊縫強(qiáng)度滿足要求。5.5 焊接殘余應(yīng)力和殘

19、余變形5.5.1 焊接殘余應(yīng)力和焊接變形對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的影響1.焊接殘余應(yīng)力的影響 (1)對(duì)結(jié)構(gòu)靜力強(qiáng)度的影響：無(wú)影響(2)對(duì)結(jié)構(gòu)剛度的影響：剛度降低(3)對(duì)壓桿穩(wěn)定的影響：殘余壓應(yīng)力(4)對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響：高額殘余拉應(yīng)力(5)對(duì)低溫冷脆的影響：三向應(yīng)力2.焊接殘余變形的影響圖5-33 焊接變形的基本形式（a）橫向縮短和縱向縮短（b）角變形（c）彎曲變形（d）扭曲變形（a）（b）（c）（d） 5.5.2減少和限制焊接殘余應(yīng)力和殘余變形的措施焊縫尺寸要適當(dāng)，采用較小的焊腳尺寸焊接位置要應(yīng)盡量對(duì)稱于截面中性軸焊縫不宜過(guò)分集中（圖b）應(yīng)盡量避免三向焊縫交叉（圖c）考慮鋼板分層問(wèn)題（圖d）焊條易達(dá)到（圖f）

20、避免仰焊1.設(shè)計(jì)方面的措施（a）（c）（b）（e）（d）（f）2.工藝上的措施（1）采取合理的施焊次序（2）施焊前加相反的預(yù)變形（圖a、b）（3）采用小電流（4）焊前預(yù)熱，焊后回火（圖c）5.6.1 普通螺栓連接的構(gòu)造5.6 普通螺栓連接的構(gòu)造與計(jì)算 1.螺栓的形式和規(guī)格 普通螺栓的形式為大六角頭型，其代號(hào)用字母M與公稱直徑的毫米表示。工程中常用M16，M20和M24等。排列方式：并列或錯(cuò)列 2.螺栓的排列 受力要求： 鋼板端部不剪斷，端距不應(yīng)小于2d0 ; 受拉時(shí)，栓距和線距不應(yīng)過(guò)?。?受壓時(shí)，沿作用力方向的栓距不宜過(guò)大。 構(gòu)造要求： 栓距和線距不宜過(guò)大。 施工要求： 有一定的施工空間。排列

21、要求規(guī)范規(guī)定鋼板上螺栓的最大和最小容許距離 角鋼、普通工字鋼、槽鋼截面上排列螺栓的線距 普通螺栓連接按受力情況分為三類： 螺栓只承受剪力；螺栓只承受拉力；螺栓承受拉力和剪力的共同作用。 受剪螺栓連接是靠栓桿受剪和孔壁承壓傳力； 受拉螺栓連接則是靠沿桿軸方向受拉傳力， 拉剪螺栓連接則是同時(shí)兼有上述兩種傳力方式。 5.6.2 普通螺栓連接的計(jì)算1.抗剪螺栓連接（1）破壞形式：螺栓桿剪斷；孔壁擠壓壞；板被拉斷；板端被剪斷；螺栓桿彎曲 螺栓桿剪斷 孔壁擠壞 鋼板被拉斷 板端被剪斷 螺栓桿彎曲 （2）單個(gè)普通螺栓的抗剪承載力抗剪承載力設(shè)計(jì)值： 式中 螺栓受剪面數(shù)，單剪 =1，雙剪 =2，四剪 =4等；

22、d螺栓桿直徑； 螺栓的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，按附表2-4采用。 （a）單剪（b）雙剪（c）四剪承壓承載力設(shè)計(jì)值： 一個(gè)抗剪螺栓的承載力設(shè)計(jì)值應(yīng)取上面兩式的較小值。 式中 在同一受力方向承壓的構(gòu)件較小總厚度；對(duì)于四剪面 取（t1+t3+t5）或（t2+t4）的較小值； 螺栓的承壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，按表2-4采用。 （a）單剪（b）雙剪（c）四剪受力狀態(tài)：彈性時(shí)兩端大而中間小，進(jìn)入塑性階段后，因內(nèi)力重分布使各螺栓受力趨于均勻。 （3）螺栓群的抗剪承載力計(jì)算 按規(guī)定，每一桿件在節(jié)點(diǎn)上以及拼接接頭的一端，永久螺栓數(shù)兩個(gè)，連接中的螺栓一般都是以螺栓群的形式出現(xiàn)。 為防止“解紐扣”破壞，當(dāng)連接長(zhǎng)度l1 較大時(shí)，應(yīng)將螺

23、栓的承載力乘以折減系數(shù) ：當(dāng) l115d0 時(shí)， =1.0當(dāng) 15d0l160d0 時(shí)， =1.1l1/150d0 當(dāng) l160d0 時(shí)， =0.7螺栓數(shù)目板件凈截面強(qiáng)度 凈截面面積和受力 并列（圖a）N1=N； N2 =N(n1/n) N ；N3 = N (n1+n2)/n N 對(duì)被連接板（截面1-1 ）：An=t (bn1d0)對(duì)拼接板（截面3-3 ）： An =2t1 (bn3d0)螺栓群受軸心力作用時(shí)的抗剪計(jì)算 錯(cuò) 列（圖b）除考慮1-1截面破壞外，還要考慮2-2截面的破壞，凈截面面積為 例5-6 試計(jì)算兩角鋼用C級(jí)普通螺栓的拼接，已知角鋼型號(hào)為L(zhǎng)1006，所承受軸心拉力設(shè)計(jì)值為N=1

24、95kN,拼接角鋼的型號(hào)與構(gòu)件相同，鋼材為Q235鋼，螺栓選用M20，孔徑d0=21.5mm。圖5-43 例5-6圖解 .計(jì)算螺栓數(shù)單個(gè)螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值單個(gè)螺栓的承壓承載力設(shè)計(jì)值連接一側(cè)所需螺栓數(shù)取5個(gè)，連接構(gòu)造如圖5-43（a）所示。 .構(gòu)件凈截面強(qiáng)度驗(yàn)算 角鋼的毛截面面積為A=11.93cm2；將角鋼按中線展開(kāi)，如圖5-43（b）所示。直線截面1-1凈截面面積為折線截面2-2凈截面面積為 1）被連接構(gòu)件是絕對(duì)剛性的，而螺栓則是彈性的；螺栓群受偏心力作用時(shí)的抗剪計(jì)算2）各螺栓繞螺栓群形心o旋轉(zhuǎn)，其受力大小與其至螺栓群形心o的距離r成正比，力的方向與其至螺栓群形心的連線相垂直。 基本假定

25、 在扭矩T作用下，每個(gè)螺栓i所受的剪力 的方向垂直于該螺栓與O的連線，而其大小則與此連線的距離 成正比，螺栓1距離O最遠(yuǎn)，故其所受的剪力最大，其值可按下式計(jì)算，即螺栓1式中 、 螺栓群全部螺栓的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的平方和。 為計(jì)算方便，將 分解為沿x軸和y軸的兩個(gè)分量，即 剪力V通過(guò)螺栓群的形心，故每個(gè)螺栓受力相等，螺栓1所受剪力為由此可得螺栓群偏心受剪時(shí)，受力最大的螺栓1所受合力為 例5-7 試驗(yàn)算一C級(jí)普通螺栓連接的強(qiáng)度（圖5-45）。柱翼緣厚度為10mm，連接板厚度8mm。荷載設(shè)計(jì)值F=125kN，偏心距e=300mm，鋼材為Q235鋼，螺栓選用M22。圖5-45 例5-7圖解：.單個(gè)抗剪螺

26、栓的承載力設(shè)計(jì)值.螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算扭矩作用下，最外螺栓承受剪力最大，為剪力作用時(shí)，每個(gè)螺栓承受剪力為受力最大螺栓承受的合力為2.抗拉螺栓連接破壞形式：螺栓桿拉斷（1）單個(gè)抗拉螺栓的承載力設(shè)計(jì)值 式中 、 螺栓螺紋處的有效截面面積和有效直徑； 螺栓的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。（2）螺栓群的抗拉螺栓計(jì)算螺栓群受彎矩作用時(shí)的抗拉計(jì)算假定：中和軸在最下排螺栓處 螺栓群受軸心力作用時(shí)的抗拉計(jì)算 式中 m螺栓排列的縱向列數(shù)； y1、yi最外排螺栓和第i排螺栓到中和軸的距離。6、螺栓群同時(shí)承受剪力和拉力的計(jì)算（1）無(wú)支托或支托僅起安裝作用螺栓群受力為M=Ve和剪力V，則螺栓不發(fā)生拉剪破壞： 板不發(fā)生承壓破壞： 1 式中

27、、 單個(gè)螺栓所承受的剪力和拉力； 、 、 單個(gè)螺栓的抗剪、抗拉和承壓承載力設(shè)計(jì)值。螺栓群只承受彎矩M=Ve作用，則支托和柱翼緣的角焊縫驗(yàn)算： 為考慮剪力V偏心對(duì)角焊縫的影響，取1.251.35。（2）支托承受剪力 例5-8 如圖5-48所示的梁柱節(jié)點(diǎn)，采用C級(jí)螺栓連接，螺栓直徑為20mm，鋼材為Q235鋼，手工焊，焊條為E43型，承受的靜力荷載設(shè)計(jì)值為V=260kN，M=35kNm，梁端支承板下設(shè)有支托，試設(shè)計(jì)此連接。 圖5-48 例5-8圖解：.假定支托僅起安裝作用單個(gè)抗剪螺栓的承載力設(shè)計(jì)值 初選10個(gè)螺栓，螺栓排列及彎矩作用下螺栓受力分布如圖5-48（b）、（c）所示。 連接驗(yàn)算 作用于單

28、個(gè)螺栓的剪力 作用于單個(gè)螺栓的最大拉力剪力和拉力共同作用下 .假定支托為永久性的 支托承受剪力，螺栓只承受拉力，故螺栓數(shù)可減少一些，初選8個(gè)螺栓，其排列及螺栓受力分布如圖5-48（d）、（e）所示。螺栓驗(yàn)算作用于單個(gè)螺栓的最大拉力支托和柱翼緣的連接焊縫計(jì)算采用側(cè)面角焊縫，取焊腳尺寸hf為10mm。 故該梁柱連接安全。5.7.1 高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力5.7 高強(qiáng)度螺栓連接的計(jì)算施加方法： 扭矩法 轉(zhuǎn)角法 初擰 終擰 扭剪法扭斷螺栓尾部梅花頭圖5-49 扭剪型高強(qiáng)度螺栓連接副的安裝過(guò)程 5.7.2 高強(qiáng)螺栓連接摩擦面抗滑移系數(shù) 對(duì)于承壓型連接，只要求清除油污及浮銹；對(duì)于摩擦型連接，要求見(jiàn)下表：5.7

29、.3 高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接計(jì)算1.高強(qiáng)度螺栓摩擦型抗剪連接計(jì)算（1） 單個(gè)高強(qiáng)度螺栓的抗剪承載力設(shè)計(jì)值式中 0.9抗力分項(xiàng)系數(shù)R的倒數(shù)，即1/R=1/1.111=0.9； nf單個(gè)螺栓的傳力摩擦面數(shù)； 摩擦面的抗滑移系數(shù)，按表5-9采用； P單個(gè)高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力，按表5-8采用。 （2）高強(qiáng)度螺栓群的抗剪連接計(jì)算 螺栓數(shù)： 構(gòu)件凈截面強(qiáng)度： 對(duì)于承壓型連接，驗(yàn)算與普通螺栓相同；對(duì)于摩擦型連接，要考慮孔前傳力的影響（占螺栓傳力的50%）。軸心力作用時(shí)截面1-1 n1計(jì)算截面上的螺栓數(shù)； n連接一側(cè)的螺栓總數(shù)。 螺栓群受扭矩T、剪力V和軸心力N共同作用的高強(qiáng)度螺栓連接的抗剪計(jì)算與普通螺栓相同，只是用高強(qiáng)度螺栓的承載力設(shè)