钢结构的连接和讲义节点构造
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钢结构的连接和节点 构造
主要内容：
7.1 钢结构对连接的要求及连接方法 7.2 焊接连接的特性 7.3 对接焊缝的构造和计算 7.4 角焊缝的构造和计算 7.5 焊接残余应力和残余变形 7.6 普通螺栓连接的构造和计算 7.7 高强螺栓连接的性能和计算 7.8 焊接梁翼缘焊缝计算 7.12 柱脚设计
不等边角焊缝要求
对于板件边缘的焊缝，当t≤6mm时，hf≤t；当
t>6mm时，hf ＝t－(1~2)mm。
焊缝长度lw 也不应太长或太短，其计算长度不宜小于 8hf和40mm ，且对侧面角焊缝，不宜大于60hf，超出部 分不计。若内力沿侧面角焊缝全长分布，则不受此限。
7.4.2 角焊缝计算的基本公式
侧面角焊缝承担的力为: N1=N－N3
3、弯矩作用下的焊缝
f
M
Ww
f
ffw
4、扭矩作用下的焊缝 焊缝群受扭：
假定:
A
T r J
J Ix Iy
T Ax
T
ry J
T Ay
T rx J
A Ty/
f
2
T Ax
2
ffw
环焊缝受扭
h e0.1 D 时 ， J0.25h eD 3
5、弯矩、剪力和轴心力共同作用
fN/(he lw )ffw
•仅有垂直于焊缝长度方向的轴心力时
fN /(h e lw )fffw
• 同时有平行和垂直于焊缝长度方向的轴心力时
f /f 2f2 ffw
7.4.3 常用连接方式的角焊缝计算
1、受轴心力作用的拼接板连接
仅侧面角焊缝（图a）
f
N he lw
ffw
仅正面角焊缝（图b）
f
N
he lw
f
ffw
三面围焊时（图c） 先计算计算正面角焊缝l1受力N1，剩 余的N－ N1由侧面角焊缝l2承担。
菱形拼接板（图d） 简化计算不计正面及斜焊缝的f ：
2、受轴心力作用的角钢连接
当用侧面角焊缝连接时（图a） 肢背 N1=e2 N /(e1+e2)=K1 N 肢尖 N2=e1 N /(e1+e2)=K2 N=N–N1
手工电弧焊焊条与焊件 金属强度相适应： Q235钢用E43系列； Q345用E50系列； Q390、Q420用E55系列。
EXX的XX表示焊条的最低抗拉强度。
﹡埋弧焊
焊条和焊剂要保 证熔敷金属的抗拉 强度不低于相应手 工焊条数值。
﹡电渣焊 ﹡气体保护焊 ﹡电阻焊
7.2.2 焊接连接的优缺点
﹡ 优点 • 省工省材 • 任何形状的构件均可直接连接 • 密封性好，刚度大
声波检验每条焊缝的20％长度，且不小于200mm； • 一级焊缝：在外观检查的基础上用超声波检验每条焊； • 全部长度，以便揭示焊缝内部缺陷； • 对承受动力荷载的重要构件焊缝，增加伽马射线探伤。
﹡强度折减： 高空安装焊缝，强度设计值乘以0.9。
7.2.4 焊缝连接型式及焊缝型式 ﹡连接型式
平接、 搭接、 T形连接、 角接
三面围焊时（图b）
正面角焊缝承担的力为 N3 =0.7hf∑lw3βf ffw 侧面角焊缝承担的力为
肢背 N1 =e2 N /(e1+e2)－N3 /2=K1 N－N3 /2 肢尖 N2 =e1 N /(e1+e2)－N3 /2=K2N－N3 /2
L形焊缝（图c）
正面角焊缝承担的力为: N3 =0.7hf∑lw3βf ffw
23( 2/2/) 3ffw
N fxfx A e ,V fyfy A e ,V fzfzA e
A e N f x /2 + N f y /2f x A e/2 f y A e/2
则有
fx/ 2fy/ 2
fy/ 2fx/ 2, // fz
百度文库
角焊缝计算的基本公式为:
•仅有平行于焊缝长度方向的轴心力时
﹡焊缝型式 对接焊缝和角焊缝
焊缝沿长度分布情况：连续角焊缝和断续角焊缝 按施焊位置
7.2.5 焊缝代号
﹡作用 表明焊缝型式、尺寸和辅助要求
﹡表示方法(GB324-88) 由基本符号、引出线、辅助符号、补充符号和 焊缝尺寸等部分组成
7.3 对接焊缝的构造和计算
7.3.1 构造要求 ﹡ 坡口形式
分为：I形缝、V形缝、带钝边单边V形缝、带钝 边V形缝（也叫Y形缝）、带钝边U形缝、带钝边 单边V形缝和双Y形缝等
斜坡口为了和焊缝根部共同形成一个焊条能运转 的施焊空间
﹡不同宽度和厚度的钢板拼接
动载时不大于1:4，计算时取较薄焊件厚度
7.3.2 对接焊缝的计算
计算原则
用计算焊件的方法。I、II级等强不计算，仅
7.1 钢结构对连接的要求及连接方法
﹡连接要求 足够的强度、刚度和延性
﹡连接方法 焊接、铆接和螺栓连接
特点：
﹡ 焊接，广泛采用 ﹡ 铆接，应用较少 ﹡ 螺栓连接
◆ 普通螺栓 • A、B级 • C级
◆ 高强螺栓 • 摩擦型连接 • 承压型连接
7.2 焊接连接的特性
7.2.1 焊接方法
电弧焊、电渣焊、气体保护焊和电阻焊等 ﹡手工电弧焊
A MW M w; A VheVlw; A NheNlw
(A MA N)2 f
(A V)2
ffw
6、扭矩、剪力和轴心力共同作用
A V h eV lw ; A N h eN lw ; A T T J r y; A T T J r x
﹡ 缺点 • 材质劣化 • 残余应力、残余变形 • 一裂即坏、低温冷脆
7.2.3 焊缝缺陷
﹡焊缝缺陷
裂纹、气孔、烧穿、夹渣、未焊透、咬边、 焊瘤等
﹡焊缝等级：《钢结构工程施工质量验收规范》 （GB50205）三级
• 三级焊缝：外观检查，外观尺寸和缺陷； • 二级焊缝：在外观检查的基础上再做无损检验，用超
计算原则：按角焊缝计算
7.4 角焊缝的构造和计算
7.4.1 构造和强度
﹡截面形状、有效截面
﹡应力分布 侧面角焊缝的应力分布
正面角焊缝的应力分布
角焊缝的应力—位移曲线
﹡焊脚尺寸的限制
hf 应与焊件的厚度相适应。 对手工焊，hf应不小于 1.5 t ，t为较厚焊件的厚度 (mm)，对自动焊，可减小1mm； hf应不大于较薄焊件厚度的1.2倍。
计算III级焊缝
（1）轴心受力的对接焊缝
＝N/(lw
t)≤f
w t
或
f
w c
（2）受弯、受剪的对接焊缝计算
＝M/Ww
≤
f
w t
＝VS/(Iwt)≤
f
w v
（3）轴力、剪力和弯矩共同作用时，对接焊 缝的最大正应力为轴力和弯矩引起的应力之和， 剪力和折算应力和上面相同。
7.3.3 部分焊透的对接焊缝
主要内容：
7.1 钢结构对连接的要求及连接方法 7.2 焊接连接的特性 7.3 对接焊缝的构造和计算 7.4 角焊缝的构造和计算 7.5 焊接残余应力和残余变形 7.6 普通螺栓连接的构造和计算 7.7 高强螺栓连接的性能和计算 7.8 焊接梁翼缘焊缝计算 7.12 柱脚设计
不等边角焊缝要求
对于板件边缘的焊缝，当t≤6mm时，hf≤t；当
t>6mm时，hf ＝t－(1~2)mm。
焊缝长度lw 也不应太长或太短，其计算长度不宜小于 8hf和40mm ，且对侧面角焊缝，不宜大于60hf，超出部 分不计。若内力沿侧面角焊缝全长分布，则不受此限。
7.4.2 角焊缝计算的基本公式
侧面角焊缝承担的力为: N1=N－N3
3、弯矩作用下的焊缝
f
M
Ww
f
ffw
4、扭矩作用下的焊缝 焊缝群受扭：
假定:
A
T r J
J Ix Iy
T Ax
T
ry J
T Ay
T rx J
A Ty/
f
2
T Ax
2
ffw
环焊缝受扭
h e0.1 D 时 ， J0.25h eD 3
5、弯矩、剪力和轴心力共同作用
fN/(he lw )ffw
•仅有垂直于焊缝长度方向的轴心力时
fN /(h e lw )fffw
• 同时有平行和垂直于焊缝长度方向的轴心力时
f /f 2f2 ffw
7.4.3 常用连接方式的角焊缝计算
1、受轴心力作用的拼接板连接
仅侧面角焊缝（图a）
f
N he lw
ffw
仅正面角焊缝（图b）
f
N
he lw
f
ffw
三面围焊时（图c） 先计算计算正面角焊缝l1受力N1，剩 余的N－ N1由侧面角焊缝l2承担。
菱形拼接板（图d） 简化计算不计正面及斜焊缝的f ：
2、受轴心力作用的角钢连接
当用侧面角焊缝连接时（图a） 肢背 N1=e2 N /(e1+e2)=K1 N 肢尖 N2=e1 N /(e1+e2)=K2 N=N–N1
手工电弧焊焊条与焊件 金属强度相适应： Q235钢用E43系列； Q345用E50系列； Q390、Q420用E55系列。
EXX的XX表示焊条的最低抗拉强度。
﹡埋弧焊
焊条和焊剂要保 证熔敷金属的抗拉 强度不低于相应手 工焊条数值。
﹡电渣焊 ﹡气体保护焊 ﹡电阻焊
7.2.2 焊接连接的优缺点
﹡ 优点 • 省工省材 • 任何形状的构件均可直接连接 • 密封性好，刚度大
声波检验每条焊缝的20％长度，且不小于200mm； • 一级焊缝：在外观检查的基础上用超声波检验每条焊； • 全部长度，以便揭示焊缝内部缺陷； • 对承受动力荷载的重要构件焊缝，增加伽马射线探伤。
﹡强度折减： 高空安装焊缝，强度设计值乘以0.9。
7.2.4 焊缝连接型式及焊缝型式 ﹡连接型式
平接、 搭接、 T形连接、 角接
三面围焊时（图b）
正面角焊缝承担的力为 N3 =0.7hf∑lw3βf ffw 侧面角焊缝承担的力为
肢背 N1 =e2 N /(e1+e2)－N3 /2=K1 N－N3 /2 肢尖 N2 =e1 N /(e1+e2)－N3 /2=K2N－N3 /2
L形焊缝（图c）
正面角焊缝承担的力为: N3 =0.7hf∑lw3βf ffw
23( 2/2/) 3ffw
N fxfx A e ,V fyfy A e ,V fzfzA e
A e N f x /2 + N f y /2f x A e/2 f y A e/2
则有
fx/ 2fy/ 2
fy/ 2fx/ 2, // fz
百度文库
角焊缝计算的基本公式为:
•仅有平行于焊缝长度方向的轴心力时
﹡焊缝型式 对接焊缝和角焊缝
焊缝沿长度分布情况：连续角焊缝和断续角焊缝 按施焊位置
7.2.5 焊缝代号
﹡作用 表明焊缝型式、尺寸和辅助要求
﹡表示方法(GB324-88) 由基本符号、引出线、辅助符号、补充符号和 焊缝尺寸等部分组成
7.3 对接焊缝的构造和计算
7.3.1 构造要求 ﹡ 坡口形式
分为：I形缝、V形缝、带钝边单边V形缝、带钝 边V形缝（也叫Y形缝）、带钝边U形缝、带钝边 单边V形缝和双Y形缝等
斜坡口为了和焊缝根部共同形成一个焊条能运转 的施焊空间
﹡不同宽度和厚度的钢板拼接
动载时不大于1:4，计算时取较薄焊件厚度
7.3.2 对接焊缝的计算
计算原则
用计算焊件的方法。I、II级等强不计算，仅
7.1 钢结构对连接的要求及连接方法
﹡连接要求 足够的强度、刚度和延性
﹡连接方法 焊接、铆接和螺栓连接
特点：
﹡ 焊接，广泛采用 ﹡ 铆接，应用较少 ﹡ 螺栓连接
◆ 普通螺栓 • A、B级 • C级
◆ 高强螺栓 • 摩擦型连接 • 承压型连接
7.2 焊接连接的特性
7.2.1 焊接方法
电弧焊、电渣焊、气体保护焊和电阻焊等 ﹡手工电弧焊
A MW M w; A VheVlw; A NheNlw
(A MA N)2 f
(A V)2
ffw
6、扭矩、剪力和轴心力共同作用
A V h eV lw ; A N h eN lw ; A T T J r y; A T T J r x
﹡ 缺点 • 材质劣化 • 残余应力、残余变形 • 一裂即坏、低温冷脆
7.2.3 焊缝缺陷
﹡焊缝缺陷
裂纹、气孔、烧穿、夹渣、未焊透、咬边、 焊瘤等
﹡焊缝等级：《钢结构工程施工质量验收规范》 （GB50205）三级
• 三级焊缝：外观检查，外观尺寸和缺陷； • 二级焊缝：在外观检查的基础上再做无损检验，用超
计算原则：按角焊缝计算
7.4 角焊缝的构造和计算
7.4.1 构造和强度
﹡截面形状、有效截面
﹡应力分布 侧面角焊缝的应力分布
正面角焊缝的应力分布
角焊缝的应力—位移曲线
﹡焊脚尺寸的限制
hf 应与焊件的厚度相适应。 对手工焊，hf应不小于 1.5 t ，t为较厚焊件的厚度 (mm)，对自动焊，可减小1mm； hf应不大于较薄焊件厚度的1.2倍。
计算III级焊缝
（1）轴心受力的对接焊缝
＝N/(lw
t)≤f
w t
或
f
w c
（2）受弯、受剪的对接焊缝计算
＝M/Ww
≤
f
w t
＝VS/(Iwt)≤
f
w v
（3）轴力、剪力和弯矩共同作用时，对接焊 缝的最大正应力为轴力和弯矩引起的应力之和， 剪力和折算应力和上面相同。
7.3.3 部分焊透的对接焊缝