2022年《鋼結構設計原理》講義教案 2

1、鋼結構設計原理講義教案鋼結構的特點、設計方法和材料 一、鋼結構的特點（1）強度高,塑性和韌性好 強度高,適用于建造跨度大、承載重的結構；塑性好,結構在一般條件下不會因超載而突然破壞；韌性好,相宜在動力荷載下工作；（2）重量輕（3）材質勻稱,和力學運算的假定比較符合 鋼材內部組織比較勻稱,接近各向同性,實際受力情形和工程力學運算結果比較符合；（4）鋼結構制作簡便,施工工期短 鋼結構加工制作簡便,連接簡潔,安裝便利,施工周期短；（5）鋼結構密閉性較好 水密性和氣密性較好,相宜建造密閉的板殼結構；（6）鋼結構耐腐蝕性差 簡潔腐蝕,處于較強腐蝕性介質內的建筑物不宜采納鋼結構；（7）鋼材耐熱但不耐火 溫

2、度在 200以內時, 鋼材主要力學性能降低不多；溫度超過 200后, 不僅強度逐步 降低,仍會發(fā)生 蘭脆和徐變現(xiàn)象；溫度達 600時,鋼材進入塑性狀態(tài)不能連續(xù)承載；（8）在低溫順其他條件下,可能發(fā)生脆性斷裂；二、鋼結構的設計方法和設計表達式鋼結構設計規(guī)范除疲憊運算外,采納以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計方法,用分 項系數(shù)的設計表達式進行運算；1極限狀態(tài) 當結構或其組成部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿意設計規(guī)定的某一功能要求時,此特定 狀態(tài)就稱為該功能的極限狀態(tài)；（1 承載才能極限狀態(tài)包括構件和連接的強度破壞、疲憊破壞和因過度變形而不適于第 1 頁,共 83 頁連續(xù)承載,結構和構件丟失穩(wěn)固,結構轉變?yōu)?/p>

3、機動體系和結構傾覆；（2 正常使用極限狀態(tài)包括影響結構、 構件和非結構構件正常使用或外觀的變形,影響正常使用的振動,影響正常使用或耐久性能的局部損壞（包括混凝土裂縫）；以結構構件的荷載效應 S和抗力 R 這兩個隨機變量來表達結構的功能函數(shù),就Zg R,S R- S 1 在實際工程中,可能顯現(xiàn)以下三種情形：Z0 結構處于牢靠狀態(tài)；Z0 結構達到臨界狀態(tài),即極限狀態(tài)；Z0 結構處于失效狀態(tài)；依據(jù)概率極限狀態(tài)設計方法,結構的牢靠度 定義為： 結構在規(guī)定的時間內,在規(guī)定的條件下,完成預定功能的概率；這里所說“ 完成預定功能” 就是對于規(guī)定的某種功能來說結構不失效 Z0 ；這樣結構的失效概率pf表示為p

4、f 2 減小,pf增大；0p fPZ牢靠指標與p 存在對應的關系,增大,減??；2分項系數(shù)的設計表達式對于承載才能極限狀態(tài)荷載效應的基本組合按以下設計表達式中最不利值確定式中nciQiKf（ 3）可變荷載效應掌握的組合：0GGKQ1Q1Ki2Qinf（4）永久荷載效應掌握的組合：0GGKQiciQiKi1100 年及以上的結構構0 結構重要性系數(shù), 對安全等級為一級或設計使用年限為件,不應小于 1.1；對安全等級為二級或設計使用年限為50 年及結構構件, 不應小于 1.0；對安全等級為三級或設計使用年限為5 年結構構件, 不應小于 0.9；GK永久荷載標準值在結構構件截面或連接中產生的應力；Q1

5、K起掌握作用的第一個可變荷載標準值在結構構件截面或連接中產生的應力（該值使運算結果為最大）；Q i K其他第 i 個可變荷載標準值在結構構件截面或連接中產生的應力；第 2 頁,共 83 頁G永久荷載分項系數(shù),當永久荷載效應對結構構件的承載力不利時取 1.2,但對式（4）就取 1.35；當永久荷載效應對結構構件的承載力有利時取 1.0；驗算結構傾覆、滑移或漂浮時取 0.9；Q、Qi第 1 個和其他第 i 個可變荷載分項系數(shù),當可變荷載效應對結構構件的2承載力不利時取 1.4（當樓面活荷載大于 4.0 kN / m 時,取 1.3）；有利時,取為 0；ci第 i 個可變荷載組合值系數(shù),可按荷載規(guī)范

6、的規(guī)定實行；對于一般排架、框架結構,可采納簡化式運算；. 由可變荷載效應掌握的組合：0GGKinQiQiKf（5）0.9；當只有 1 個可變荷1由永久荷載效應掌握的組合,仍按式（4）進行運算；式中 簡化式中采納的荷載組合值系數(shù),一般情形下可采納載時,取為1.0；對于正常使用極限狀態(tài),采納荷載的 的規(guī)定限值；設計式為：標準組合 進行設計,并使變形等設計不超過相應式中nGKQ1Ki2ciQiK（6）GK永久荷載的標準值在結構或結構構件中產生的變形值；Q1K起掌握作用的第一個可變荷載的標準值在結構或結構構件中產生的變形值（該值使運算結果為最大）；QiK其他第 i 個可變荷載標準值在結構或結構構件中產

7、生的變形值；結構或結構構件的容許變形值；三、鋼結構的材料 1對鋼結構用鋼的基本要求（1）較高的抗拉強度uf 和屈服點fy；（2）較高的塑性和韌性；（3）良好的工藝性能；第 3 頁,共 83 頁（4）依據(jù)詳細工作條件,有時仍要求鋼材具有適應低溫、高溫順腐蝕性環(huán)境的才能；2鋼材的主要性能（1）強度性能比例極限： OP 段為直線,表示鋼材具有完全彈性性質,P 點應力 f p 稱為比例極限；屈服點： 隨著荷載的增加,曲線顯現(xiàn) ES 段, S 點的應力 f y 稱為屈服點；抗拉強度或極限強度：超過屈服臺階,材料顯現(xiàn)應變硬化,曲線上升,直至曲線最高處的 B 點,這點的應力 uf 稱為抗拉強度或極限強度；當

8、以屈服點的應力 f y 作為強度限值時,抗拉強度 uf 成為材料的強度儲備；（2）塑性性能伸長率： 試件被拉斷時的肯定變形值與試件原標距之比的百分數(shù),稱為伸長率； 伸長率代表材料在單向拉伸時的塑性應變的才能；（3） 冷彎性能冷彎性能由冷彎試驗確定；試驗時使試件彎成l80 ,如試件外表面不顯現(xiàn)裂紋和分層,即為合格；冷彎性能合格是鑒定鋼材在彎曲狀態(tài)下的塑性應變才能和鋼材質量的綜合指標；（4） 沖擊韌性韌性是鋼材強度和塑性的綜合指標；由于低溫對鋼材的脆性破壞有顯著影響,（20）沖擊韌性指標,仍要求具有負溫（構具有足夠的抗脆性破壞才能；3各種因素對鋼材主要性能的影響（ 1）化學成分在冰冷地區(qū)建造的結構

9、不但要求鋼材具有常溫 0、 -20或 -40）沖擊韌性指標,以保證結碳直接影響鋼材的強度、塑性、 韌性和可焊性等；碳含量增加, 鋼的強度提高, 而塑性、第 4 頁,共 83 頁韌性和疲憊強度下降,同時惡化鋼的可焊性和抗腐蝕性；硫和磷是鋼中的有害成分,它們降低鋼材的塑性、韌性、 可焊性和疲憊強度；在高溫時,硫使鋼變脆,稱之熱脆 ；在低溫時,磷使鋼變脆,稱之冷脆 ；（2）冶金缺陷常見的冶金缺陷有偏析、非金屬夾雜、氣孔、裂紋及分層等；（3）鋼材硬化冷加工使鋼材產生很大塑性變形,從而提高了鋼的屈服點,同時降低了鋼的塑性和韌性,這種現(xiàn)象稱為冷作硬化（或應變硬化）；在一般鋼結構中,不利用硬化所提高的強度,

10、以保證結構具有足夠的抗脆性破壞才能；另外,應將局部硬化部分用刨邊或擴鉆予以排除；（4）溫度影響鋼材性能隨溫度變動而有所變化；總的趨勢是溫度上升,鋼材強度降低,應變增大；反之,溫度降低,鋼材強度會略有增加,塑性和韌性卻會降低而變脆；在 250左右,鋼材的強度略有提高,同時塑性和韌性均下降,材料有轉脆的傾向,鋼材表面氧化膜出現(xiàn)藍色,稱為 藍脆現(xiàn)象 ；鋼材應防止在藍脆溫度范疇內進行熱加工；當溫度在 260 320時,在應力連續(xù)不變的情形下,鋼材以很緩慢的速度連續(xù)變形,此種現(xiàn)象稱為 徐變現(xiàn)象 ；當溫度從常溫開頭下降,特殊是在負溫度范疇內時,鋼材強度雖有提高,但其塑性和韌性降低,材料逐步變脆,這種性質稱

11、為 低溫冷脆 ；（5）應力集中構件中有時存在著孔洞、槽口、凹角、截面突然轉變以及鋼材內部缺陷等；此時,構件中的應力分布將不再保持勻稱,而是在某些區(qū)域產生局部高峰應力,在另外一些區(qū)域就應力降低,形成 應力集中現(xiàn)象 ；承擔靜力荷載作用的構件在常溫下工作時,在運算中可不考慮應力集中的影響；但在負溫或動力荷載作用下工作的結構,應力集中的不利影響將非常突出,往往是引起脆性破壞的根源,故在設計中應實行措施防止或減小應力集中,并選用質量優(yōu)良的鋼材；（6）反復荷載作用在直接的連續(xù)反復的動力荷載作用下,鋼材的強度將降低,低于一次靜力荷載作用下的拉伸試驗的極限強度,這種現(xiàn)象稱為 鋼材的疲憊 ；疲憊破壞表現(xiàn)為突然發(fā)

12、生的 脆性斷裂 ；材料總是有 “ 缺陷 ” 的,在反復荷載作用下,先在其缺陷發(fā)生塑性變形和硬化而生成一些第 5 頁,共 83 頁微小的裂痕, 此后這種微觀裂痕逐步進展成宏觀裂紋,試件截面減弱, 而在裂紋根部顯現(xiàn)應力集中現(xiàn)象, 使材料處于三向拉伸應力狀態(tài),塑性變形受到限制,當反復荷載達到肯定的循環(huán)次數(shù)時,材料最終破壞,并表現(xiàn)為突然的脆性斷裂；4鋼材的破壞形式塑性破壞 ：變形超過了材料或構件可能的應變才能而產生的,而且僅在構件的應力達到了鋼材的抗拉強度 uf 后才發(fā)生；塑性破壞前,由于總有較大的塑性變形發(fā)生,且變形連續(xù)的時間較長,很簡潔準時發(fā)覺而實行措施予以補救,不致引起嚴峻后果；脆性破壞 ：破壞

13、前塑性變形很小,甚至沒有塑性變形,運算應力可能小于鋼材的屈服點,斷裂從應力集中處開頭；由于脆性破壞前沒有明顯的預兆,無法準時覺察和實行補救措施；5鋼材的疲憊運算鋼材的疲憊斷裂是微觀裂紋在連續(xù)重復荷載作用下不斷擴展直至斷裂的脆性破壞；鋼材的疲憊強度取決于應力集中和應力循環(huán)次數(shù)；循環(huán)次數(shù) N5x10 4,應進行疲憊運算；（1）常幅疲憊應力幅 為應力譜中最大應力與最小應力之差,即max min式中：max每次應力循環(huán)中的最大拉應力（取正值）；min每次應力循環(huán)中的最小拉應力（取正值）或壓應力（取負值）；假如重復作用的荷載數(shù)值不隨時間變化,就在全部應力循環(huán)內的應力幅將保持常量,稱之為常幅疲憊；依據(jù)試驗

14、數(shù)據(jù)可以畫出構件或連接的應力幅 與相應的致?lián)p循環(huán)次數(shù) N 的關系曲線；目前國內外都常用雙對數(shù)坐標軸的方法使曲線改為直線以便工作；在雙對數(shù)坐標圖中,疲憊直線方程為：lgNb 1lg（7）或式中N10b 1C1直線對縱坐標的斜率；第 6 頁,共 83 頁b1直線在橫坐標軸上的截距；N循環(huán)次數(shù)；圖 n 曲線考慮到試驗數(shù)據(jù)的離散性,取平均值減去 限值,下限值的直線方程為：2 倍 lgN 的標準差（ 2s）作為疲憊強度下lgNb 1lg2sb2lg（8）或取此NC10b2C（9）（ 10）作為容許應力幅1/N對于不同焊接構件和連接形式,劃分為 8 類；規(guī)范按連接方式、 受力特點和疲憊強度等歸納分類,對焊

15、接結構的焊接部位的常幅疲憊,應按下式運算：maxmin（ 11）對于非焊接部位,其疲憊強度應按下式運算：maxkmin（12）（2）變幅疲憊和吊車梁的欠載效應系數(shù) 實際上,結構所受荷載其性質為變幅的；變幅疲憊可作為常幅疲憊按下式運算：式中N210 6fmaxN210 6（13） 循環(huán)次數(shù) N2 106 的容許應力幅,應按式（10）運算；第 7 頁,共 83 頁f 欠載效應系數(shù)； 對重級工作制硬鉤吊車f1.0,重級工作制軟鉤吊車f0.8；中級工作制吊車f=0.5；6鋼的種類和鋼材規(guī)格（1）鋼的種類按脫氧方法, 鋼可分為沸騰鋼 （F）、半冷靜鋼 （b）、冷靜鋼（Z）和特殊冷靜鋼 （TZ）,冷靜鋼和

16、特殊冷靜鋼的代號可以省去；冷靜鋼脫氧充分,沸騰鋼脫氧較差,半冷靜鋼介于鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼之間；一般采納冷靜鋼；按化學成分, 鋼可分為碳素鋼和合金鋼；在建筑工程中采納的是碳素結構鋼、低合金高強度結構鋼和優(yōu)質碳素結構鋼；（1）碳素結構鋼按質量等級分為A、B、C、D 四級, A 級鋼只保證抗拉強度、屈服點、伸長率,必要時尚可附加冷彎試驗的要求,化學成分對碳、錳可以不作為交貨條件；B、C、D 鋼均保證抗拉強度、屈服點、伸長率、冷彎和沖擊韌性（分別為20, 0,20）等力學性能；化學成分碳、硫、磷的極限含量；鋼的牌號由代表屈服點的字母 Q、屈服點數(shù)值、質量等級符號（A、B、C、D）、脫氧方法符號等四個部分按

17、次序組成；依據(jù)鋼材厚度 （直徑）l6mm 時的屈服點數(shù)值分為 Q195、Q2l5 、Q235、Q255 、Q275,鋼結構一般僅用 Q235,鋼的牌號依據(jù)需要可為 Q235A ；Q235B；Q235C ；Q235D 等；（2）低合金高強度結構鋼仍舊依據(jù)鋼材厚度（直徑）l6mm 時的屈服點大小,分為 Q295、Q345、Q390、Q420、Q460；鋼結構一般采納Q345、 Q390、Q420,鋼的牌號仍有質量等級符號,除 A 、B、C、D 四個等級外增加一個等級 E,主要是要求40的沖擊韌性；鋼的牌號如 Q345B、Q390C 等等；低合金高強度結構鋼一般為冷靜鋼,因此鋼的牌號中不注明脫氧方法

18、；A 級鋼應進行冷彎試驗,其他質量級別鋼,如供方能保證彎曲試驗結果符合規(guī)定要求,可不作檢驗；（3）優(yōu)質碳素結構鋼 以不熱處理或熱處理（退火、正火或高溫回火）狀態(tài)交貨,要求熱處理狀態(tài)交貨的應在合同中注明,未注明者,按不熱處理交貨,如用于高強度螺栓的45 號優(yōu)質碳素結構鋼需經熱處理,強度較高,對塑性和韌性又無顯著影響；（2） 鋼材的挑選挑選鋼材時考慮的因素有：第 8 頁,共 83 頁1）結構的重要性 重要結構應考慮選用質量好的鋼材；一般工業(yè)與民用建筑結構,可選用一般質量的鋼材；2）荷載情形 直接承擔動力荷載的結構和劇烈地震區(qū)的結構,應選用綜合性能好的鋼材；一般承擔靜力荷載的結構就可選用價格較低的

19、Q235 鋼；3）連接方法 焊接結構對材質的要求應嚴格一些；4）結構所處的溫度和環(huán)境在低溫條件下工作的結構,特殊是焊接結構,應選用具有良好抗低溫脆斷性能的冷靜鋼；5）鋼材厚度 厚度大的焊接結構應采納材質較好的鋼材；鋼結構的焊接連接鋼結構的連接方法可分為焊縫連接、螺栓連接和鉚釘連接三種；焊接連接是現(xiàn)代鋼結構最主要的連接方法；它的優(yōu)點是： （1）焊件間可直接相連,構造簡潔,制作加工便利；（ 2）不減弱截面,用料經濟；（3）連接的密閉性好,結構剛度大；（4）可實現(xiàn)自動化操作,提高焊接結構的質量；缺點是：（1）在焊縫鄰近的熱影響區(qū)內,鋼材的材質變脆；（2）焊接殘余應力和變形使受壓構件承載力降低；（較為

20、突出；一、焊縫的形式 1角焊縫3）焊接結構對裂紋很敏銳,低溫時冷脆的問題圖 2 斜角角焊縫截面角焊縫按其截面形式可分為直角角焊縫和斜角角焊縫；兩焊腳邊的夾角為 90 的焊縫第 9 頁,共 83 頁稱為 直角角焊縫 ,直角邊邊長 hf 稱為 角焊縫的焊腳尺寸,he 0.7hf 為直角角焊縫的 運算厚度；斜角角焊縫常用于鋼漏斗和鋼管結構中；對于夾角大于 135 或小于 60 的斜角角焊縫,不宜用作受力焊縫（鋼管結構除外）；2對接焊縫對接焊縫的焊件常需加工成坡口,故又叫坡口焊縫；焊縫金屬填充在坡口內,所以對接焊縫是被連接件的組成部分；坡口形式與焊件厚度有關；當焊件厚度很?。ㄊ止ず?t 6mm,埋弧焊

21、 t 10mm）時,可用直邊縫；對于一般厚度（t=1020mm）的焊件可采納具有斜坡口的單邊 V 形或 V 形焊縫；斜坡口和離縫 c 共同組成一個焊條能夠運轉的施焊空間,使焊縫易于焊透；鈍邊 p 有托住熔化金屬的作用；對于較厚的焊件（t20mm）,就采納 U 形、 K 形和 X 形坡口；對于V 形縫和 U 形縫需對焊縫根部進行補焊；對接焊縫坡口形式的選用,應依據(jù)板厚和施工條件按現(xiàn)行標準建筑結構焊接規(guī)程的要求進行；凡 T 形,十字形或角接接頭的對接焊縫稱之為對接與角接組合焊縫；圖 3 對接焊縫的坡口形式3焊縫質量檢驗鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范規(guī)定焊縫按其檢驗方法和質量要求分為一級、二級和三級；

22、三級焊縫只要求對全部焊縫作外觀檢查且符合三級質量標準；一級、 二級焊縫就除外觀檢查外, 仍要求肯定數(shù)量的超聲波檢驗并符合相應級別的質量標準；焊縫質量的外觀檢驗檢查外觀缺陷和幾何尺寸,內部無損檢驗檢查內部缺陷；二、直角角焊縫的構造與運算角焊縫按其與作用力的關系可分為正面角焊縫、側面角焊縫和斜焊縫；正面角焊縫 的焊第 10 頁,共 83 頁縫長度方向與作用力垂直,側面角焊縫 的焊縫長度方向與作用力平行,斜焊縫 的焊縫長度方向與作用力傾斜,由正面角焊縫、側面角焊縫和斜焊縫組成的混合,通常稱作圍焊縫；側面角焊縫主要承擔剪力,塑性較好,強度較低；應力沿焊縫長度方向的分布不勻稱,呈兩端大而中間小的狀態(tài)；焊

23、縫越長,應力分布不勻稱性越顯著；正面角焊縫受力復雜,其破壞強度高于側面角焊縫,但塑性變形才能差；斜焊縫的受力性能和強度值介于正面角焊縫和側面角焊縫之間；1角焊縫的構造要求（ 1） 最小焊腳尺寸式中hf1.52tmm；（1）t2較厚焊件厚度,單位為運算時,焊腳尺寸取整數(shù)；自動焊熔深較大,可減小1mm；T 形連接的單面角焊縫,應增加1mm；當焊件厚度小于或等于 4mm 時,就取與焊件厚度相同；（2）最大焊腳尺寸式中h f1 t1（2）t1較薄焊件的厚度,單位為mm；對板件邊緣的角焊縫,當板件厚度 取 hft；t6mm 時,取 hft-（12）mm；當 t6mm 時,圖 4 最大焊角尺寸（ 3）角焊

24、縫的最小運算長度 側面角焊縫或正面角焊縫的運算長度不得小于 8hf 和 40mm；（ 4） 側面角焊縫的最大運算長度側面角焊縫在彈性階段沿長度方向受力不勻稱,兩端大而中間小, 可能第一在焊縫的兩端破壞,故規(guī)定側面角焊縫的運算長度 l w60hf；如內力沿側面角焊縫全長分布,可不受上第 11 頁,共 83 頁述限制；（5）搭接連接的構造要求當板件端部僅有兩條側面角焊縫連接時,應使每條側焊縫的長度不宜小于兩側焊縫之間的距離；兩側面角焊縫之間的距離也不宜大于 16t（ t12mm）或 190mm（ t12mm ）, t為較薄焊件的厚度；搭接連接中, 當僅采納正面角焊縫時,其搭接長度不得小于焊件較小厚

25、度的5 倍,也不得小于 25mm；圖 5 焊縫長度及兩側焊縫間距圖 6 搭接連接（6） 間斷角焊縫的構造要求間斷角焊縫只能用于一些次要構件的連接或受力很小的連接中；間斷角焊縫的間斷距離l 不宜過長,以免連接不緊密；一般在受壓構件中應滿意 l15t；在受拉構件中 l30t,t 為 較薄焊件的厚度；圖 7 連續(xù)角焊縫和間斷角焊縫（7） 減小角焊縫應力集中的措施桿件端部搭接采納三面圍焊時,全部圍焊的轉角處必需連續(xù)施焊；對于非圍焊情形,當角焊縫的端部在構件轉角處時,可連續(xù)地作長度為2hf 的繞角焊；2. 直角角焊縫強度運算的基本公式2f2 ffw（3）ff第 12 頁,共 83 頁式中 f垂直于焊縫長

26、度方向的應力；f 平行于焊縫長度方向的應力；f正面角焊縫的強度增大系數(shù),f=1.0；ffw角焊縫的強度設計值；f=1.22；直接承擔動力荷載結構中的角焊縫,式（ 3）為角焊縫的基本運算公式；只要將焊縫應力分解為垂直于焊縫長度方向的應力f和平行于焊縫長度方向的應力f,上述基本公式可適用于任何受力狀態(tài)；式中對正面角焊縫,f=0,得（4）f =Nwffwfhel對側面角焊縫,f =0,得（5）f=Nwfwfhelhe直角角焊縫的有效厚度,he= 0.7h f；hf 運算；l w焊縫的運算長度,考慮起滅弧缺陷,按各條焊縫的實際長度每端減去3角焊縫連接的運算（1）承擔軸心力作用的角焊縫連接運算 1）采納

27、蓋板連接 當軸心力通過連接焊縫中心時,可認為焊縫應力是勻稱分布的；圖 8 承擔軸心力的蓋板連接第 13 頁,共 83 頁式中當只有側面角焊縫時f=NwfwffwN1ffwh elw 1fh el當只有正面角焊縫時f=Nwffwhelf當采納三面圍焊時,先運算正面角焊縫所承擔的內力fwl 1連接一側正面角焊縫運算長度的總和；式中再運算側面角焊縫的強度fNN1h elwwl連接一側正面角焊縫運算長度的總和；2）承擔斜向軸心力圖 9 承擔斜向軸心力將 N 力分解為垂直于焊縫和平行于焊縫的分力N xNsin; N yNcosNsinfh e lwfNcoswh el代入式（ 3）驗算角焊縫的強度2f2

28、 ffwff3）承擔軸心力的角鋼角焊縫運算 鋼桁架中角鋼腹桿與節(jié)點板的連接焊縫一般采納兩面?zhèn)群富蛉鎳?特殊情形也可采 用 L 形圍焊；腹桿受軸心力作用,為了防止焊縫偏心受力,焊縫所傳遞的合力的作用線應第 14 頁,共 83 頁與角鋼桿件的軸線重合；圖 10 角鋼與節(jié)點板的連接對于三面圍焊,可先假定正面角焊縫的焊腳尺寸 h f 3,求出正面角焊縫所分擔的軸心力N ；當腹桿為雙角鋼組成的 T 形截面,且肢寬為 b 時,wN =2 0.7 h f 3 b f ff（6）由平穩(wěn)條件（M 0）可得：N = N b e -N 3= 1k N-N 3（7）b 2 2Ne N 3 N 3N = b- 2

29、= k N- 2（ 8）式中 N 、N 角鋼肢背和肢尖的側面角焊縫所承擔的軸力；e 角鋼的形心距；1k、k 角鋼肢背和肢尖焊縫的內力安排系數(shù),可查表得到；對于兩面?zhèn)群?因 N 0,就：N = k N （9）N = k N （10）求得各條焊縫所受的內力后,按構造要求假定肢背和肢尖焊縫的焊腳尺寸,即可求出焊縫的運算長度；對雙角鋼截面N 1wl 1 = w（11）2 0 7. h ff fN 2wl 2 = w（12）2 0 7. h f 2 f f式中 h f 1、wl 1 一個角鋼肢背上的側面角焊縫的焊腳尺寸及運算長度；h f 2、l w 2 一個角鋼肢尖上的側面角焊縫的焊腳尺寸及運算長度；實

30、際焊縫長度為運算長度加 2 h ；對于三面圍焊,焊縫實際長度為運算長度加 h ；對于采納繞角焊的側面角焊縫實際長度等于運算長度（繞角焊縫長度 2 fh 不進入運算）；當桿件受力很小時,可采納L 形圍焊；由于只有正面角焊縫和角鋼肢背上的側面角焊第 15 頁,共 83 頁縫,令N 0,得：N =2k N （13）（14）N =N-N3角鋼端部的正面角焊縫的長度已知,可按下式運算其焊腳尺寸：式中,wl3=b-hf；fh3=20N3fffw（15）7.lw3（2）承擔彎矩、軸心力或剪力共同作用的角焊連連接運算圖 11 承擔偏心斜拉力的角焊縫圖 11 所示的雙面角焊縫連接承擔偏心斜拉力N 作用,運算時,

31、可將作用力N 分解為Nx和 Ny兩個分力；角焊縫同時承擔軸心力 運算截面上的應力分布如下列圖,圖中Nx 和剪力 Ny 和彎矩 M=Nx e 的共同作用；焊縫 A 點應力最大為掌握設計點；此處垂直于焊縫長度方向的應力由兩部分組成,即由軸心拉力Nx 產生的應力：N=Nx=NxA eh elw由彎矩 M 產生的應力：這兩部分應力由于在M=M = W e6MA 點垂直于焊縫方向的應力為h el2 wA 點處的方向相同,可直接疊加,故f=Nxw+6M22h e l2h elw第 16 頁,共 83 頁剪力 N y 在 A 點處產生平行于焊縫長度方向的應力f=Ny=Nyw2 h elA e就焊縫的強度運算

32、式為：2f2 ffwff當連接直接承擔動力荷載作用時,取 f1.0；工字形和 H 形截面梁（或牛腿）與鋼柱翼緣的角焊縫連接,通常承擔彎矩 M 和剪力 V的共同作用；運算時通常假設腹板焊縫承擔全部剪力,彎矩就由全部焊縫承擔；圖 12 工字形梁（或牛腿）的腳焊縫連接式中翼緣焊縫的最大彎曲應力發(fā)生在翼緣焊縫的最外纖維處,此應力滿意角焊縫的強度條件f=M I wh 2fw ffM 全部焊縫所承擔的彎矩；Iw 全部焊縫有效截面對中和軸的慣性矩；腹板焊縫承擔兩種應力的共同作用,即彎曲應力和剪應力,設計掌握點為翼緣焊縫與腹板焊縫的交點處A,此處的彎曲應力和剪應力分別按下式運算：f2=M I wh22f=V2

33、h e l 2 w式中h el 2 w2 腹板焊縫有效截面之和；第 17 頁,共 83 頁就腹板焊縫在 A 點的強度驗算式為：2f22 ffwff（3）承擔扭矩或扭矩與剪力共同作用的角焊縫連接運算1）環(huán)形角焊縫承擔扭矩 T 在有效截面的任一點上所受切線方向的剪應力f,應按下式運算：式中f=Tpr2w ffr3；（16）Ir 圓心至焊縫有效截面中線的距離；heIp 焊縫有效截面的慣性矩,Ip=2）圍焊承擔剪力和扭矩作用時的運算圖 13 受剪力和扭矩作用的腳焊縫圖 13 所示為采納三面圍焊搭接連接；該連接角焊縫承擔豎向剪力VF 和扭矩TF（e1+e2）作用；運算角焊縫在扭矩 T 作用下產生的應力時

34、,是基于以下假定： 被連接件是肯定剛性的,它有繞焊縫形心O 旋轉的趨勢,而角焊縫是彈性的； 角焊縫上任一點的應力方向垂直于該點與形心的連線,且應力大小與連線長度 r 成正比；圖中 A 點與 A 點距形心 O 點最遠,故A 點和 A 點由扭矩 T 引起的剪應力T最大,焊第 18 頁,共 83 頁縫群其他各處由扭矩T 引起的剪應力T均小于 A 點和 A 點的剪應力,故A 點和 A 點為設計掌握點；在扭矩 T 作用下, A 點（或 A 點）的應力為將T沿 x 軸和 y 軸分解為：T=T Ir=ITryprry（17）pxITx=Tsin =T（18）rITy=Tcos =Tprrx（19）Ir由剪力

35、 V 在焊縫群引起的剪應力Vy為V按勻稱分布, 就在 A 點（或A點）引起的應力Vy=Velwh就 A 點受到垂直于焊縫長度方向的應力為：f=Ty+Vy沿焊縫長度方向的應力為Tx,就 A 點的應力滿意的強度條件為 2TyVy2 Txfwff當連接直接承擔動態(tài)荷載時,取 f=1.0；三、斜角角焊縫的運算兩焊腳邊夾角 為 60 o135 o的 T 形接頭的斜角角焊縫采納與直角角焊縫相同的運算公式進行運算；但不考慮焊縫的方向,一律取 f（或 f） 1.0；四、對接焊縫的構造和運算1對接焊縫的強度焊接缺陷對受壓、受剪的對接焊縫影響不大,故可認為受壓、 受剪的對接焊縫與母材強第 19 頁,共 83 頁度

36、相等, 但受拉的對接焊縫對缺陷甚為敏銳,由于三級檢驗的焊縫答應存在的缺陷較多,故其抗拉強度為母材強度的 85,而 、二級檢驗的焊縫的抗拉強度可認為與母材強度相等；2對接焊縫的構造和運算（1）對接焊縫的構造對接焊縫的拼接處,當焊件的寬度不同或厚度在一側相差4mm 以上時,應分別在寬度方向或厚度方向從一側或兩側做成坡度不大于 1:2.5（直接承擔動力荷載且需要進行疲憊運算時不大于 1:4）的斜角,以減小應力集中；焊接時一般應設置引弧板和引出板,焊后將它割除； 對受靜力荷載的結構設置引弧（出）板有困難時,答應不設置引?。ǔ觯┌?此時可令焊縫運算長度等于實際長度減 2t；圖 14 鋼板拼接 圖 15

37、引弧板（ 2）對接焊縫的運算對接焊縫分焊透和部分焊透兩種1） 焊透的對接焊縫的運算對接焊縫是焊件截面的組成部分,運算方法與構件的強度運算一樣；軸心力作用的對接焊縫式中=lNtfw或w cf2t；（20）wtN 軸心拉力或壓力設計值；lw 焊縫的運算長度；當未采納引弧板時,取實際長度減去t 對接接頭中為連接件的較小厚度；T 形接頭中為腹板厚度；tfw、w cf 對接焊縫的抗拉、抗壓強度設計值；彎矩和剪力共同作用的對接焊縫件：對接接頭受到彎矩和剪力的共同作用,正應力與剪應力的最大值應分別滿意以下強度條式中 =M = W w6Mtfw（21）l2twVSw = t3 2Vtw vf（22）IwlwW

38、w焊縫的截面模量；Sw焊縫的截面面積矩；Iw焊縫的截面慣性矩；工字形或 H 形截面梁的接頭,采納對接焊縫,除應分別驗算最大正應力和剪應力外,對于同時受有較大正應力和較大剪應力處,例如腹板與翼緣的交接點,仍應按下式驗算折算應力：式中1、2321.1tfw（23）111驗算點處焊縫的正應力和剪應力；1.1 考慮到最大折算應力只在局部顯現(xiàn),而將強度設計值適當提高的系數(shù)；圖 16 對接焊縫受彎矩和剪力共同作用軸心力、彎矩和剪力共同作用的對接焊縫當軸心力與彎矩、 剪力共同作用時, 焊縫的最大正應力應為軸心力和彎矩引起的應力之和,剪應力、折算應力仍分別按式（22）和式（ 23）驗算；2）部分焊透的對接焊縫

39、部分焊透的對接焊縫必需在設計圖上注明坡口的形式和尺寸；其強度運算方法與前述直角角焊縫相同,在垂直于焊縫長度方向的壓力作用下,取 f1.22,其他受力情形取 f1.0；第 21 頁,共 83 頁鋼結構的螺栓連接 螺栓連接分一般螺栓連接和高強度螺栓連接兩大類；（1）一般螺栓連接一般螺栓分為A 、B、 C 三級； A 級與 B 級為精制螺栓,C 級為粗制螺栓；A、 B 級精制螺栓表面光滑,尺寸精確,對成孔質量要求高,制作和安裝復雜,價格較高,已很少在鋼結構中采納；A 、B 級精制螺栓的區(qū)分僅是螺栓桿長度不同；C 級螺栓一般可用于沿螺栓桿軸受拉的連接中,以及次要結構的抗剪連接或安裝時的臨 時固定；（

40、2） 高強度螺栓連接 高強度螺栓連接有摩擦型連接和承壓型連接兩種類型；摩擦型連接：只依靠被連接板件間強大的摩擦力傳力,以摩擦力被克服作為連接承載 力的極限狀態(tài)；為了提高摩擦力,對被連接件的接觸面應進行處理；承壓型連接：答應接觸面發(fā)生相對滑移,以栓桿被剪壞或被承壓破壞作為連接承載力 的極限狀態(tài)；高強度螺栓性能等級包括 8.8 級和 10.9 兩種；摩擦型連接的螺栓孔徑比螺栓公稱直徑 栓公稱直徑 d 大 1.0-1.5mm ；d 大 1.5-2.0mm ,承壓型連接的螺栓孔徑比螺承壓型連接的承載力比摩擦型連接高,可節(jié)約螺栓；但剪切變形大,故不得用于承擔動 力荷載的結構中；一、螺栓連接排列的構造要求

41、圖 1 鋼板的螺栓（鉚釘）排列依據(jù)受力、 構造和施工要求, 規(guī)范規(guī)定了連接板件上螺栓和鉚釘?shù)淖畲蠛妥钚∪菰S距離,除應滿意此最大最小距離外,尚應充分考慮擰緊螺栓時的凈空要求；第 22 頁,共 83 頁二、一般螺栓連接的工作性能和運算1一般螺栓的抗剪連接（ 1） 抗剪連接的工作性能圖 2 螺栓抗剪連接的破環(huán)形式螺栓抗剪連接達到極限承載力時,可能的破壞形式有四種形式：當栓桿直徑較小時,栓桿可能先被剪斷；當栓桿直徑較大時,板件較薄時, 板件可能先被擠壞,由于栓桿和板件的擠壓是相對的,故也可把這種破壞叫做螺栓承壓破壞；板件截面可能因螺栓孔減弱截面太多而被拉斷；端距太小,端距范疇內的板件有可能被栓桿沖剪破

42、壞；第種破壞形式屬于構件的強度運算；第種破壞形式由螺栓端距2d0 來保證； 因此,抗剪螺栓連接的運算只考慮第、種破破形式；（2）單個一般螺栓的抗剪承載力一般螺栓連接的抗剪承載力,應考慮螺栓桿受剪和孔壁承壓兩種情形；假定螺栓受剪面上的剪應力是勻稱分布的,就單個抗剪螺栓的抗剪承載力設計值為式中Nb vnvd2fbn 2,四剪n =4；（1）v4n 受剪面數(shù)目,單剪n 1,雙剪d螺栓桿直徑（螺栓的公稱直徑）；b vf螺栓抗剪強度設計值；而且假定該承壓面上的應力為勻稱分布,就假定螺栓承壓應力分布于螺栓直徑平面上,單個抗剪螺栓的承壓承載力設計值式為式中Nbdtfb（2）cct 在同一受力方向的承壓構件的

43、較小總厚度；第 23 頁,共 83 頁b cf螺栓承壓強度設計值；圖 3 螺栓承壓的運算承壓面積一個螺栓抗剪承載力設計值取b N 與b N 的較小值b N min；2一般螺栓群抗剪連接運算1一般螺栓群軸心受剪螺栓群在長度方向各螺栓受力不勻稱,兩端大中間小；螺栓群的抗剪連接承擔軸心力時,為防止端部螺栓提前破壞,當l 1l5d0 時,螺栓的抗剪和承壓承載力設計值應乘以折減系數(shù) 予以降低：1 .1l103 150 dl 160d0時, =0.7；圖 4 連接螺栓的內力分布螺栓群的抗剪連接承擔軸心力時,可認為軸心力N 由每個螺栓平均分擔,螺栓數(shù)n 為n=N（4）Nb m in2 一般螺栓群偏心受剪圖

44、5 所示為螺栓群承擔偏心剪力的情形,剪力 F 的作用線至螺栓群中心線的距離為 e,故螺栓群同時受到軸心力 F 和扭矩 TFe 的共同作用；在軸心力作用下可認為每個螺栓平均受力,就第 24 頁,共 83 頁N1F=F n圖 5 螺栓群的偏心受剪螺栓群在扭矩 TFe 作用下,每個螺栓均受剪；連接的運算基于以下假設： 被連接板件為肯定剛性時,螺栓為彈性的；被連接板件繞螺栓群形心旋轉,各螺栓所受剪力大小與該螺栓至形心距離 ri 成正比,其方向與連線該螺栓至形心垂直；設 O 為螺栓群栓桿截面的形心,螺栓1 距形心 O 最遠,其所受剪力N1T 最大：（6）（7）T N1 =Tr 12=2 x iTr 1y

45、2（5）iri將T N1 分解為水平分力T N 1 和垂直分力T N1 yT N1 =T N1y = r 1Ty12=Ty1y2ir2 x iiT N1 =T N1x = r 1Tx12=xTx1y2 iir2 i由此可得螺栓群偏心受剪時,受力最大的螺栓l 所受合力為b Nmin（8）2 N 1 TxN1TyN1F2=Ty 1y2 i2Tx 1y2 iF22 x i2 x in當螺栓群布置在一個狹長帶,y13x1 時,可取 xi=0 以簡化運算,就上式為Ty 122F2b Nmin（9）yni3一般螺栓的抗拉連接（ 1） 單個一般螺栓的抗拉承載力抗拉螺栓連接在外力作用下,螺栓連接的破壞形式為栓

46、桿被拉斷；單個抗拉螺栓的承載第 25 頁,共 83 頁力設計值為：Nb=de2tfbtfb（9）t4式中de螺栓的有效直徑；取螺栓鋼材抗拉強度設tfb螺栓抗拉強度設計值；為了考慮撬力的影響,規(guī)范規(guī)定一般螺栓抗拉強度設計值計值 f 的 0.8 倍（即tfb0.8 f ）；（ 2）一般螺栓群軸心受拉 圖 6 所示螺栓群在軸心力作用下的抗拉連接,通常假定 每個螺栓平均受力,就連接所需螺栓數(shù)為：n=N（ 10）Nb t圖 6 螺栓群承擔軸心拉力式中Nb一個螺栓的抗拉承載力設計值；t（ 3）一般螺栓群在彎矩作用下受拉圖 7 一般螺栓群承擔彎矩圖 7 所示為螺栓群在彎矩作用下的抗拉連接（剪力V 通過承托板

47、傳遞）；當運算其形心位置作為中和軸時,所求得的端板受壓區(qū)高度 c 總是很小, 中和軸通常在彎矩指向一側最外排螺栓鄰近的某個位置；因此,實際運算時可近似地取中和軸位于最下排螺栓 O 處,即認為連接變形為繞 O 處水平軸轉動,螺栓拉力與 O 點算起的縱坐標 y 成正比；N1/y1= N 2/y2= = N i/y i= = N n/y n M= N1y1+ N2y2+ + N iy i+ + N nyn= （N1/y1）2 1y + （N2/y2）2 y + + （Ni/yi）2 iy + + （Nn/yn）2 ny第 26 頁,共 83 頁故得螺栓 i 的拉力為：N i= My i2 iy（11

48、）設計時要求受力最大的最外排螺栓1 的拉力不超一個螺栓的抗拉承載力設計值：N1=My1/2 iy Nb（ 12）t（ 4）一般螺拴群偏心受拉由圖 8a 可知,螺栓群偏心受拉相當于連接承擔軸心拉力N 和彎矩 MN e 的共同作用；按彈性設計法,依據(jù)偏心距的大小可能顯現(xiàn)小偏心受拉和大偏心受拉兩種情形；圖 8 螺栓群偏心受拉1）小偏心受拉小偏心情形（圖 8b）,全部螺栓均承擔拉力作用,端板與柱翼緣有分別趨勢,故在計算時軸心拉力 N 由各螺栓勻稱承擔；而彎矩 M 就引起以螺栓群形心 O 處水平軸為中和軸的三角形應力分布（圖 8b）,使上部螺栓受拉,下部螺栓受壓；疊加后就全部螺栓均為受拉（圖 84b）；

49、這樣可得最大和最小受力螺栓的拉力和滿意設計要求的公式如下（各 y 均自 O點算起）：2 bN max N / n Ney 1 / y 1 N t（13）2N min N / n Ney 1 / y 1 0（14）式（13）表示最大受力螺栓的拉力不超過一個螺栓的承載力設計值；式（14）就表示全2部螺栓受拉,不存在受壓區(qū)；由此式可得 Nmin 0 時的偏心距 eiy /（ny1）；令 = W e= iy /（ny1）為螺栓有效截面組成的核心距,即 2e 時為小偏心受拉；nA e2）大偏心受拉第 27 頁,共 83 頁2當偏心距 e 較大時,即 e = iy /（ny1）時,就端板底部將顯現(xiàn)受壓區(qū)（

50、圖 8c）；近似并偏安全取中和軸位于最下排螺栓 O 處,按相像步驟寫對 O 處水平軸的彎矩平衡方程,可得（e 和各 y 自 O 點算起,最上排螺栓 1 的拉力最大）：/ / / /N1/ y = N2/ y = = Ni/ iy = = Nn/ y n/ / / /M= N1 1y + N2 2y + + Ni iy + + Nn y n/ / 2 / / 2 / / 2 / / 2= （N1/ y ）y 1 + （N2/ y ）y 2 + + （Ni/ iy）iy + + （ Nn/ y ）y nN1=Ney1/ iy 2N t b（15）4一般螺栓受剪力和拉力的共同作用圖 9 螺栓群受剪力

51、和拉力共同作用圖 9 所示連接,螺栓群承擔剪力和偏心力N（即軸心拉力N 和彎矩 M=Ne）的共同作用；承擔剪力和拉力共同作用的一般螺栓應考慮兩種可能的破壞形式：一是螺桿受剪兼受拉破壞；二是孔壁承壓破壞；螺桿運算式為式中Nv2Nt21（16）NbNbvtV 由每個螺栓平均承擔,即N 一個螺栓承擔的剪力設計值；一般假定剪力N =V/n； n 為螺栓個數(shù)；N 受拉力最大螺栓的拉設計值；由偏心拉力引起的螺栓最大拉力Nt仍按上述方法運算；第 28 頁,共 83 頁Nb、b N 一個螺栓的抗剪和抗拉承載力設計值；v孔壁承壓的運算式為式中Nb cNvNb（17）c 一個螺栓孔壁承壓承載力設計值；三、高強度螺

52、栓連接的工作性能和運算 1高強度螺栓連接的工作性能 高強度螺栓連接按其受力特點分為摩擦型連接和承壓型連接兩種類型；摩擦型連接是 依靠被連接件之間的摩擦力傳遞內力,并以荷載設計值引起的剪力不超過摩擦力作為設計 準就；螺栓的預拉力 P、摩擦面間的抗滑移系數(shù)和鋼材種類等都直接影響到高強度螺栓連 接的承載力；（1）預拉力的確定高強度螺栓的預拉力設計值P 由式（ 18）運算,并取5kN 的整數(shù)倍值；（18）P=0. 90. 90. 9Aefu 1. 2式中Ae螺栓螺紋處的有效面積；fu螺栓經熱處理后的最低抗拉強度；式（ 18）中的系數(shù)考慮了以下幾個因素：擰緊螺帽時螺栓同時受到由預拉力引起的拉應力和由力矩

53、引起的扭轉剪應力作用；試 驗說明,可取系數(shù) 1.2 考慮擰緊螺栓時扭矩對螺桿的不利影響；施工時為了補償高強度螺栓預拉力的放松缺失,一般超張拉個超張拉系數(shù) 0.9；考慮螺栓材質的不勻稱性,引進一折減系數(shù) 0.9；510,為此考慮一由于以螺栓的抗拉強度為準,為安全再引入一個附加安全系數(shù) 0.9；（2）高強度螺栓摩擦面抗滑移系數(shù) 高強度螺栓摩擦面抗滑移系數(shù)的大小與連接處構件接觸面的處理方法和構件的鋼號有關；試驗說明,此系數(shù)值隨被連接構件接觸面間的壓緊力減小而降低；2高強度螺栓抗剪連接的工作性能（1）高強度螺栓摩擦型連接 一個摩擦型連接高強度螺栓的抗剪承載力設計值為：第 29 頁,共 83 頁式中0.

54、9抗力分頂系數(shù)Nb=0.9nf P（19）vr R的倒數(shù)；nf傳力摩擦面數(shù)目：單剪時,nf1；雙剪時, nf 2；P一個高強度螺栓的設計預拉力； 摩擦面抗滑移系數(shù)；（2）高強度螺栓承壓型連接 承壓型連接受剪時,運算方法與一般螺栓連接相同,仍可用式（1）和式（ 2）運算單 個螺栓的抗剪承載力設計值,只是應采納高強度螺栓的強度設計值；當剪切面在螺紋處時,高強度螺栓承壓型連接的抗剪承載力應按螺紋處的有效截面運算；3高強度螺栓抗拉連接的工作性能運算說明, 當加于螺桿上的外拉力Nt為預拉力 P 的 80時,螺桿內的拉力增加很少,因此可認為此時螺桿的預拉力基本不變；因此,為使板件間保留肯定的壓緊力,規(guī)范規(guī)

55、定,在桿軸方向受拉力的高強度螺栓摩擦型連接中,一個高強度螺栓抗拉承載力設計值取為：Nb=0.8P（20）t4高強度螺栓同時承擔剪力和外拉力連接的工作性能（1）高強度螺栓摩擦型連接 一個摩擦型連接高強度螺栓同時承擔剪力和外拉力作用時的承載力運算式為：NvNt121 Nb vNbt（2）高強度螺栓承壓型連接同時承擔剪力和桿軸方向拉力的高強度螺栓承壓型連接的運算方法與一般螺栓相同,即22 Nv2Nt21 NbNbvt對于兼受剪力和桿軸方向拉力的高強度螺栓承壓型連接,外,尚應按下式運算孔壁承壓：除按式 （ 22）運算螺栓的強度式中NNvNb/1.2=1dtb cfcf b值；（23）c1 2.b c只

56、承擔剪力時孔壁承壓承載力設計值；cf b高強度螺栓承壓型連接在無外拉力狀態(tài)的第 30 頁,共 83 頁5高強度螺栓群的抗剪運算（1）軸心力作用時 高強度螺栓群抗剪連接所需螺栓數(shù)目由下式確定對摩擦型連接,對承壓型連接,nN（24）Nb m inNb=0.9nf Pvb Nmin分別按式（ 1）與式（ 2）運算的較小值；當剪切面在螺紋處時式（1）中應將 d 改為 de；（2）扭矩或扭矩、剪力共同作用時 高強度螺栓群在扭矩或扭矩、剪力共同作用時的抗剪運算方法與一般螺栓群相同,但 應采納高強度螺栓承載力設計值進行運算；6高強度螺栓群的抗拉運算 1 軸心力作用時 高強度螺栓群連接所需螺栓數(shù)目式中NbnN

57、（ 25）Nb t在桿軸方向受拉力時,一個高強度螺栓（摩擦型連接或承壓型連接）的承載力t設計值；（2）高強度螺栓群因彎矩受拉認為中和軸在螺栓群的形心軸上（圖 矩受拉時,最大拉力及其驗算式為：10）,最外排螺栓受力最大；高強度螺栓群因彎式中N1=My1Nb（26）2 iyty1 螺栓群形心軸至螺栓的最大距離；2 iy形心軸上、下各螺栓至形心軸距離的平方和；第 31 頁,共 83 頁圖 10 承擔彎矩的高強度螺栓連接（3）高強度螺栓群偏心受拉 高強度螺栓摩擦型連接和承壓型連接均可按一般螺栓小偏心受拉運算,即：N1=N+NeNb（27）2 iytn（4）高強度螺栓群承擔拉力、彎矩和剪力的共同作用 圖

58、 11 所示為摩擦型連接高強度螺栓承擔拉力、彎矩和剪力共同作用時的情形；摩擦 型連接高強度螺栓承擔剪力和拉力共同作用時,一個螺栓抗剪承載力設計值也可以表達為：Nb v0.9nf （P-1.25Nt）（28）圖 11 摩擦型連接高強度螺栓的應力由圖 11（c）可知,每行螺栓所受拉力 度螺栓的抗剪強度Nt各不相同,故應按下式運算摩擦型連接高強式中Vn0（0.9 nf P）十 0.9nf （P-1.25Nt1） + （P-1.25Nt2） + （29）n0 受壓區(qū)（包括中和軸處）的高強度螺栓數(shù)；Nt1、Nt2 受拉區(qū)高強度螺栓所承擔的拉力；也可將式（ 29）寫成以下形式：V0.9nf （nP-1.2

59、5 Nti）（30）第 32 頁,共 83 頁式中 n連接的螺栓總數(shù)； Nti螺栓承擔拉力的總和；此外,螺栓最大拉力應滿意：Nti0.8P 對承壓型連接高強度螺栓,應按下式運算Nv2Nt21 NbNtbv同時仍應按下式驗算孔壁承壓：N vNbc1.2軸心受力構件設計軸心受拉構件時需進行強度和剛度的驗算,設計軸心受壓構件時需進行強度、整體穩(wěn)固、局部穩(wěn)固和剛度的驗算；一、軸心受力構件的強度和剛度 1軸心受力構件的強度運算 軸心受力構件的強度是以截面的平均應力達到鋼材的屈服點為承載力極限狀態(tài)式中N A nf1 N構件的軸心拉力或壓力設計值；A 構件的凈截面面積；f 鋼材的抗拉強度設計值；式中采納高強

60、度螺栓摩擦型連接的構件,驗算最外列螺栓處危急截面的強度時,按下式運算：Nf2 AnN =N10.5n 13 nn 連接一側的高強度螺栓總數(shù)；第 33 頁,共 83 頁n 運算截面 最外列螺栓處 上的高強度螺栓數(shù)；0.5孔前傳力系數(shù)；采納高強度螺栓摩擦型連接的拉桿,除按式 截面強度2驗算凈截面強度外,仍應按下式驗算毛Nf4 A2軸心受力構件的剛度運算軸心受力構件的剛度是以限制其長細比保證式中 構件的最大長細比；5 構件的容許長細比；二、 軸心受壓構件的整體穩(wěn)固1抱負軸心受壓構件的屈曲形式抱負軸心受壓構件可能以三種屈曲形式丟失穩(wěn)固：彎曲屈曲 雙軸對稱截面構件最常見的屈曲形式；扭轉屈曲 長度較小的十