钢结构的连接和节点构造
第七章钢结构的连接和节点构造(四)
取格板弯矩最大值的M 取格板弯矩最大值的 m ax来计算板的厚度
6Mmax t≥ f
应注意将靴梁和隔板布置的使各区格板的弯矩 接 近 。 底 板 的 厚 度 一 般 取 20 ～ 40mm ， 最 小 厚 度 40mm ≥14mm,以保证底板有足够的刚度。 14mm,以保证底板有足够的刚度。 mm,以保证底板有足够的刚度
3）靴梁的计算 ） 柱的内力一部分是柱与靴梁连接的竖直焊缝； 柱的内力一部分是柱与靴梁连接的竖直焊缝；另一 部分是靴梁与底板连接的水平焊缝。 部分是靴梁与底板连接的水平焊缝。偏安全地不考虑柱 与底板直接连接的焊缝受力。 与底板直接连接的焊缝受力。靴梁的高度由靴梁与柱的 连接焊缝决定(不应大于 连接焊缝决定 不应大于60hf) 。 不应大于 靴梁承受基础底面传来的均匀反力， 靴梁承受基础底面传来的均匀反力，按支承于柱边 的双悬臂简支梁计算其最大弯矩和最大剪力. 的双悬臂简支梁计算其最大弯矩和最大剪力 两块靴梁板 M=qBl2/2 , V=qBl l—靴梁板外挑长度 靴梁板外挑长度 4）隔板与肋板的计算 ） 隔板厚度不得小于其宽度的1/50，一般可取比靴梁的 ， 隔板厚度不得小于其宽度的 厚度小些。 厚度小些。隔板可视为支承在靴梁上的简支梁计算其强 度及连接焊缝。 度及连接焊缝。
七、单层框架的刚性连接
单层单跨钢框架横梁与柱的连接都 是刚性连接， 、 和 属于加腋节点 属于加腋节点。 是刚性连接，b、d和e属于加腋节点。 加腋的目的是梁端增加抗弯能力。 加腋的目的是梁端增加抗弯能力。
第十一节 柱脚设计 柱脚的作用是把柱固定于基础，并把柱所受的力 柱脚的作用是把柱固定于基础， 传给基础。由于柱下基础是钢筋混凝土结构， 传给基础。由于柱下基础是钢筋混凝土结构，其强度 比钢材低，所以必须把柱的底部放大。 比钢材低，所以必须把柱的底部放大。 柱与基础的连接方式有刚接和铰接两种形式。 柱与基础的连接方式有刚接和铰接两种形式。刚 接柱脚与混凝土基础的连接方式有支承式(也称外露 接柱脚与混凝土基础的连接方式有支承式 也称外露 式)、埋入式(也称插入式 、外包式三种。铰接柱脚均 、埋入式 也称插入式)、外包式三种。 也称插入式 为支承式。 为支承式。
钢结构习题答案单元2、3
单元2 钢结构的连接复习思考题2-1钢结构的连接方式有几种？各有何特点？目前常用哪些方法？答：钢结构的连接方法有焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接三种。
焊缝连接：1）优点：构造简单，任何形式的构件都可直接相连；用料经济、不削弱截面；制作加工方便，可实现自动化操作；连接的密闭性好，结构刚度大。
2）缺点：在焊缝附近的热影响区内，钢材的金相组织发生改变，导致局部材质变脆；焊接残余应力和残余变形使受压构件承载力降低；焊接结构对裂纹很敏感，局部裂纹一旦发生，就容易扩展到整体，低温冷脆现象较为突出。
螺栓连接：1）优点：施工工艺简单、安装方便，特别适用于工地安装连接，工地进度和质量易得到保证；且由于装拆方便，适用于需装拆结构的连接和临时性连接。
2）缺点：螺栓连接需制孔，拼装和安装需对孔，增加了工作量，且对制造的精度要求较高；此外，螺栓连接因开孔对截面有一定的削弱，有时在构造上还须增设辅助连接件，故用料增加，构造较繁。
在钢结构工程中，焊缝连接、螺栓连接是最常用的连接方法。
铆钉连接：1）优点：铆钉连接的塑性和韧性较好，传力可靠，质量易于检查。
2）缺点：构造复杂，费钢费工。
2-2对接焊缝的坡口形式主要由什么条件决定？通常用的坡口形式有哪几种？并绘图示意。
答：对接焊缝的坡口形式取决于焊件厚度t 。
常用对接焊缝的坡口形式有以下6种：（a）直边缝（b）单边V形坡口（c）V形坡口（d）U形坡口（e）K形坡口（f）X形坡口2-3对接焊缝在哪种情况下才需要进行抗拉强度计算？答：由于一、二级质量的焊缝与母材强度相等，故只有三级质量的焊缝才需进行抗拉强度验算。
2-4引弧板起什么作用？答：引弧板可消除焊缝的起灭弧处弧坑等缺陷，避免产生应力集中和裂纹。
2-5焊缝的起弧、落弧对焊缝有何影响？对接焊缝和角焊缝计算中如何考虑？ 答：焊缝的起弧、落弧易产生弧坑等缺陷，使焊缝的计算长度减小。
对接焊缝：若未加引弧板，则每条焊缝的引弧及灭弧端各减去t （t 为较薄焊件厚度）后作为焊缝的计算长度。
第3章钢结构连接1(2011)PPT课件
2、高强度螺栓
高强度螺栓一般采用45号钢，40B 钢和20MnTB钢加工制作， 经热处理后，螺栓抗拉强度应分别不低于8 00 n/mm2和1 000n/mm2 , 且屈强比分别为0 . 8 和0 . 9 ，因此，其性能等级分别 称为8.8 级和10 .9级。
及构造要求； 3.了解焊接应力和焊接变形产生的原因及其对结构工作
的影响； 4.了解螺栓连接的工作性能，掌握螺栓连接的计算和构
造要求。
重点： 掌握焊接连接的特性和计算 普通螺栓连接、高强度螺栓连接的性能和计算
§3.1 钢结构的连接方法
钢结构的构件是由型钢、钢板等通过连接 (connections）构成的，各构件再通过安装连接架构成 整个结构。因此，连接在钢结构中处于重要的枢纽地位。 在进行连接的设计时，必须遵循安全可靠、传力明确、 构造简单、制造方便和节约钢材的原则。
C级---粗制螺栓，性能等级为4.6或4.8级； 4表示fu≥400N/mm2, 0.6或0.8表示fy/fu=0.6或0.8； Ⅱ类孔，孔径(do)-栓杆直径(d) ＝1～3mm。
C级螺栓由未经加工的圆钢压制而成。由于螺栓表面粗糙， 一般采用在单个零件上一次冲成或不用钻模钻成的孔（Ⅱ类 孔）。螺栓孔的直径比螺栓杆的直径大1.5~3mm。对于采用C 级螺栓的连接，由于螺杆与栓孔之间有较大的间隙，受剪力作 用时，将会产生较大的剪切滑移，连接的变形大。但安装方便， 且能有效地传递拉力，故一般可用于沿螺栓杆轴受拉的连接中， 以及次要结构的抗剪连接或安装时的临时固定。
钢结构各构件及其做法的图解(图文)
1、建筑体系1-1、门式刚架体系1-1-1、基本构件图1-1-2、说明力学原理门式刚架结构以柱、梁组成的横向刚架为主受力结构，刚架为平面受力体系。
为保证纵向稳定，设置柱间支撑和屋面支撑。
刚架刚架柱和梁均采用截面H型钢制作，各种荷载通过柱和梁传给基础。
支撑、系杆刚性支撑采用热轧型钢制作，一般为角钢。
柔性支撑为圆钢。
系杆为受压圆钢管，与支撑组成受力封闭体系。
屋面檩条、墙梁一般为C型钢、Z型钢。
承受屋面板和墙面板上传递来的力，并将该力传递给柱和梁。
1-1-3、门式刚架的基本形式a.典型门式刚架b.带吊车的门式刚架c.带局部二层的门式刚架1-1-4、基本节点a.柱脚节点b.梁、柱节点■局部二层节点参照多层框架体系。
1-1-5、刚架衍生形式■吊车和局部二层可在衍生形式刚架中布置。
■山墙刚架其本质也是多连跨刚架，不过中间柱与刚架柱比截面旋转了90度。
1-2、多层框架体系1-2-1、框架图示1-2-2、说明力学模型a.纯刚接框架：纵横两个方向均采用刚接的框架。
b.刚接-支撑框架：横向采用刚接，纵向采用铰接，并在纵向设置支撑，以传递水平力。
c.支撑式框架：纵横向均采用铰接，两向均设置支撑传递水平力。
d.有时为保证足够的刚度，在刚接框架中亦设置支撑。
框架柱框架柱可采用H型截面、箱形截面、十字形截面、圆管形截面等。
所有上部结构的力都通过框架柱传递给基础。
框架梁框架梁一般采用H型截面。
楼盖和屋盖上的力通过框架梁传递给框架柱。
支撑支撑采用一般采用热轧型钢制作，其功能是传递层间水平力和保证结构的刚度。
1-2-3、基本节点a.柱脚节点■柱脚节点同门式刚架体系。
b.柱、梁节点2、支撑、系杆 2-1、图示柱间柔性支撑柱间刚性支撑2-2、说明■支撑分为柔性支撑和刚性支撑两种。
柔性支撑由圆钢制作，安装时必须张紧，主要用于门式刚架结构。
刚性支撑由型钢制作，用于多层框架、吊车梁下段支撑等刚度要求高的结构中。
■系杆和支撑联合作用，形成封闭的受力体系。
第七章钢结构的连接和节点构造(下)(1)分析
肋提供约束的有利影响，也没有考虑柱腹板轴压力的不
利影响。
第七章钢结构的连接和节点构造
②当柱腹板节点域不满足时，则需要局部加厚腹板或采 用另外的措施来加强它。图7-109给出了两种可行的方 案，其一是加设斜向加劲肋，其二是在腹板两侧或一侧 焊上补强板来加厚。 2、腹板厚度（局部稳定）
tw
hc hb 90
避免焊缝集中在同一截面，但运输有一定困难。
3）对于铆接梁和较重要的或受动力荷载作用的焊接大
型梁，其工地拼接常采用高强螺栓连接。
第七章钢结构的连接和节点构造
计算：
翼缘板：翼缘拼接以及每侧的
高强度螺栓，通常由等强度条
件决定，拼接板的净截面积应
不小于翼缘的净截面积，高强度螺栓能承受按翼缘净截
面面积N=Anf计算的轴向力。 腹板：腹板的拼接通常先进行螺栓布置，然后验算。
肋时，翼缘焊缝还受到由局部压力产生的竖向剪力Tv的 作用，沿梁单位长度的竖向剪力为：
σf
ψF 2he l z
ψF 1.4hf lz
在Th和Tv共同作用下，应满足：
σ f β f
2
τ
2 f
f
w f
把σf,τf代入得：
F 1.4h f l z f
2
VS1 1.4h f I
x
2
f
第七章钢结构的连接和节点构造
2、工地拼接 构造： 1）工地拼接一般应使翼缘和腹 板在同一截面处断开，以便于分
~500~500
3 55 1
44 2
段运输（图a）。为了使翼缘板 在焊接过程中有一定地伸缩余地， 以减少焊接残余应力，可在工厂 预留约500mm长度不焊。
3
5
5
1
钢结构梁柱连接节点构造详解
钢结构梁柱连接节点构造详解梁与柱的连接1.1 梁与柱刚性连接的构造，形式有三种。
（1）梁翼缘、腹板与柱均为全熔透焊接，即全焊接节点；（2）梁翼缘与柱全熔透焊接，梁腹板与柱螺栓连接，即栓焊混合节点；（3）梁翼缘、腹板与柱均为螺栓连接，即全栓接节点；上图为三种梁柱刚性连接节点1.2 梁与柱刚性连接的构造（1）工字形梁与工字形柱或箱形柱刚性连接的细部构造:上图为梁与柱刚性连接细部构造（2）工字形柱和箱形柱通过带悬臂梁段与框架梁连接时，构造措施有两种：a、悬臂梁与梁栓焊混合节点；b、悬臂梁与梁全栓接节点。
上图为柱带悬臂梁段与梁连接梁与柱刚性连接时，按抗震设防的结构，柱在梁翼缘上下各500mm的节点范围内，柱翼缘与柱腹板间或箱形柱壁板间的组合焊缝，应采用全熔透坡口焊缝。
1.3 改进梁与柱刚性连接抗震性能的构造措施对于有抗震性能要求的梁柱刚性连接，在遭遇罕见强烈地震时，应在构造上保证钢梁破坏先于节点破坏，保证梁柱节点的安全，即强柱弱梁、强节点弱构件的设计原则。
（1）骨形连接骨形连接是通过削弱钢梁来保护梁柱节点。
这种骨形连接在日本比较流行。
上图为骨形连接（2）楔形盖板连接在不降低梁的强度和刚度的前提下，通过梁端翼缘加焊楔形盖板，增强梁柱节点上图为几种常见的梁端翼缘加焊楔形盖板做法（３）外连式加劲板连接对于箱型或圆形截面柱与梁刚性连接，除了采用骨形连接、楔形盖板之外，还可采用外连式加劲板连接，节点强度明显大于钢梁强度。
1.4 工字形截面柱在弱轴与主梁刚性连接当工字形截面柱在弱轴方向与主梁刚性连接时，应在主梁翼缘对应位置设置柱水平加劲肋，在梁高范围内设置柱的竖向连接板，其厚度应分别与梁翼缘和腹板厚度相同。
柱水平加劲肋与柱翼缘和腹板均为全熔透坡口焊缝，竖向连接板与柱腹板连接为角焊缝。
主梁与柱的现场连接如图所示。
上图为工字形柱弱轴与主梁刚性连接1.5 梁柱节点域的加强工字形由上下水平加劲肋和柱翼缘所包围的柱腹板简称为节点域。
钢结构连接与节点 pdf
钢结构连接与节点 pdf
钢结构连接与节点是钢结构建筑设计中的重要环节，它直接关系着建筑的安全性与可靠性。
本文将围绕钢结构连接与节点进行讲解，详细介绍其概念、分类、设计原则等相关知识点。
一、概念
钢结构连接与节点是指将钢结构中的零部件通过一种结构化的方式互相连接起来形成整个建筑结构的关键组成部分，它是保证整个建筑物的稳定和安全的重要环节。
二、分类
根据不同的构造形式，钢结构的连接和节点可以分为以下四类：
1、螺栓连接型：采用螺栓连接，在结构中应用最广泛。
2、焊接连接型：采用焊接方式连接，能够提高结构刚度。
3、铆接连接型：采用铆接方式连接，结构美观、承载能力强。
4、插销连接型：插销连接结构，适合一些需要拆卸或更换零部件的结构。
三、设计原则
在进行钢结构连接与节点设计时，需要遵循以下设计原则：
1、安全可靠原则：钢结构连接与节点的设计必须遵循安全可靠原则，不仅要能够满足建筑物的使用要求，还要考虑一些特殊情况下的安全性问题。
2、经济性原则：钢结构连接与节点设计必须考虑经济性原则，能够实现减轻建筑物自重、降低结构材料消耗及费用等。
3、美观性原则：钢结构连接与节点设计需要考虑美观性原则，外形应当流畅美观。
4、易于施工原则：钢结构连接与节点设计必须考虑易于施工原则，以便能够高效完成施工任务，降低施工难度，提升施工质量。
四、结论
总结起来，钢结构连接与节点是保证建筑物稳定和安全的关键组
成部分，其设计应该根据不同的分类和设计原则进行。
只有在设计和
实施严谨的情况下，才能确保建筑物在恶劣的环境下安全稳定地运行。
钢结构焊接连接节点通用图
HUALU 1X02-2010华陆工程科技有限责任公司G O N G S I B I A O Z H U N S H E J I H U A L U 1X 02-2010目录目录………………………………………………………100 （共01张）钢结构节点详图说明…………………………… 101～106 （共06张）变截面H型钢柱工厂拼接……………………… 201、202 （共2张）H型钢柱工地拼接………………………………… 203、204 （共05张）梁与柱强轴刚接节点…………………………… 301～309 （共12张）梁与柱强轴铰接………………………………… 401、402 （共11张）梁与柱弱轴刚接节点…………………………………… 601 （共01张）梁与柱弱轴铰接………………………………… 701、702 （共11张）H型钢梁工厂拼接………………………………………801 （共01张）H型钢梁工地拼接………………………………………802 （共01张）H型钢柱节点域补强…………………………………901～906 （共06张）柱间支撑……………………………………………1001～1009 （共11张）H型钢柱间支撑工地拼接…………………………………1010 （共01张）梁与梁铰接连接……………………………………1101～1112 （共86张）水平支撑的连接节点………………………………1201～1206 （共06张）钢结构焊接连接节点通用图批准部门：华陆工程科技有限责任公司技管理术部标准编号：HUALU 1X02-2010主编单位：华陆工程科技有限责任公司土建室发布日期：2010年12月20日实行日期：2010年12月20日主编单位负责人：主编单位技术负责人：技术审定人：设计负责人：目录100说明：1.本套钢结构节点详图适用于非抗震及抗震等级低于或等于二级的一般工业与民用钢结构节点连接。
2.设计依据：《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068-2001《钢结构设计规范》GB 50017-2003《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99-98《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205-2001《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ 81-2002《建筑结构制图标准》GB/T 50105-2001《热扎H型钢和剖分T型钢》GB/T 11263-2005《焊接H型钢》YB 3301-20053.材料：3.1钢材采用Q235等级B、C、D的碳素结构钢及Q345等级B、C、D、E的低合金高强度结构钢。
钢结构节点介绍
1.梁与柱的刚性连接(1)梁与柱刚性连接的构造形式有三种，如图所示：(2)梁与柱的连接节点计算时，主要验算以下内容：①梁与柱连接的承载力②柱腹板的局部抗压承载力和柱翼缘板的刚度③梁柱节点域的抗剪承载力(3)梁与柱刚性连接的构造①框架梁与工字形截面柱和箱形截面柱刚性连接的构造:框架梁与柱刚性连接②工字形截面柱和箱形截面柱通过带悬臂梁段与框架梁连接时，构造措施有两种：柱带悬臂梁段与框架梁连接梁与柱刚性连接时，按抗震设防的结构，柱在梁翼缘上下各500mm 的节点范围内，柱翼缘与柱腹板间或箱形柱壁板间的组合焊缝，应采用全熔透坡口焊缝。
(4)改进梁与柱刚性连接抗震性能的构造措施 ①骨形连接骨形连接是通过削弱梁来保护梁柱节点。
骨形连接梁端翼缘加焊楔形盖板梁端翼缘加焊楔形盖板在不降低梁的强度和刚度的前提下，通过梁端翼缘加焊楔形盖板。
(5)工字形截面柱在弱轴与主梁刚性连接当工字形截面柱在弱轴方向与主梁刚性连接时，应在主梁翼缘对应位置设置柱水平加劲肋，在梁高范围内设置柱的竖向连接板，其厚度应分别与梁翼缘和腹板厚度相同。
柱水平加劲肋与柱翼缘和腹板均为全熔透坡口焊缝，竖向连接板与柱腹板连接为角焊缝。
主梁与柱的现场连接如图所示。
2梁与柱的铰接连接(1)梁与柱的铰接连接分为：仅梁腹板连接、仅梁翼缘连接：仅梁腹板连接 仅梁翼缘连接柱上伸出加劲板与梁腹板相连 梁与柱用双盖板相连（2）柱在弱轴与梁铰接连接分为：柱上伸出加劲板与梁腹板相连、梁与柱用双盖板相连柱的拼接节点一般都是刚接节点，柱拼接接头应位于框架节点塑性区以外，一般宜在框架梁上方1.3m 左右。
考虑运输方便及吊装条件等因素，柱的安装单元一般采用三层一根，长度10～12m 左右。
根据设计和施工的具体条件，柱的拼接可采取焊接或高强度螺栓连接。
按非抗震设计的轴心受压柱或压弯柱，当柱的弯矩较小且不产生拉力的情况下，柱的上下端应铣平顶紧，并与柱轴线垂直。
柱的25％的轴力和弯矩可通过铣平端传递，此时柱的拼接节点可按75％的轴力和弯矩及全部剪力设计。
型钢混凝土梁柱节点连接形式与构造探析
型钢混凝土梁柱节点连接形式与构造探析一、型钢混凝土组合结构的特点型钢混凝土结构是以型钢周围配置钢筋和浇筑钢筋混凝土的埋入式组合结构体系，这种结构体系在日本称之为钢骨混凝土结构（Steel Reinforced Concrete）。
在英、美等西方国家称之为混凝土包钢结构（Steel Encased Concrete），在前苏联则称之为劲性钢筋混凝土结构。
由于型钢混凝土结构中的型钢与其外包混凝土结构共同工作，两类材料的强度都能得到充分利用。
与钢筋混凝土结构相比，由于内埋了型钢而使结构承载力大为提高，且具有较大的延性，抗震性能好；此外，型钢在施工阶段可做为支架结构。
与钢结构相比由于外包混凝土的约束，可以防止钢构件的局部失稳并提高构件的整体刚度，从而使钢材的强度得以充分利用，节省钢材；外包混凝土还能提高钢构件的耐火性和耐久性。
由于型钢混凝土结构具有许多优点，因而在许多国家得到了广泛应用。
型钢混凝土结构中的型钢除采用轧制钢外，还广泛采用焊接型钢，此外还配合使用钢筋和钢箍。
型钢混凝土梁和柱是最基本的构件，型钢的布置形式可以分为实腹式和空腹式两大类。
实腹式型钢可由型钢或钢板焊成，常用的截面型式有I、H、工、T、槽形等和矩形及圆形钢管。
空腹式构件的型钢一般由缀板或缀条连接角钢或槽钢而组成，材料比较节省但制作工序较多。
实验表明配置实腹式型钢的型钢混凝土柱具有良好的延性性能和耗能能力，适用于抗震设防区。
二、梁柱节点的连接形式与构造框架梁柱节点为梁和柱的重叠区域，是保证结构承载力和刚度的重要部位。
型钢混凝土组合结构中的梁柱连接有型钢混凝土柱与型钢混凝土梁的连接、型钢混凝土柱与钢筋混凝土梁的连接以及型钢混凝土柱与钢梁的连接。
梁柱节点的连接构造应做到构造简单，传力明确，便于混凝土的浇捣和配筋。
例如型钢混凝土梁柱节点部位型钢和钢筋纵横交错，除了应能保证梁端型钢部分的应力可靠地传递到柱型钢外，同时还要便于浇筑混凝土，以保证节点区混凝土的密实性。
钢结构的连接和节点构造.
C级螺栓材料性能为4.6级或4.8级
表示螺栓成品的抗拉强度下限值为400N/mm2 屈强比为0.6或0.8
2、高强螺栓连接
分类：按传力机理分摩擦型高强螺栓、承压型高强螺栓
两种螺栓构造、安装基本相同 摩擦型高强螺栓：只依靠摩擦阻力传力，并以剪力不超过 接触面摩擦力作为设计准则 螺杆与螺孔之差1.5～2.0mm，变形小，承载力低，耐疲劳、 抗动力荷载性能好 承压型高强螺栓：允许接触面滑移，以连接达到破坏的极 限承载力作为设计准则 摩擦型高强螺栓的连接较承压型高强螺栓的。而承压型高强螺 栓连接承载力高，但抗剪变形大，所以一般仅用于承受静 力荷载和间接承受动力荷载结构中的连接
焊接会产生残余应力，导致受压构件的承载
力减低，裂纹的扩展会发展到整体。
二、焊缝连接形式和焊缝形式 1、焊缝的连接形式
对 接
搭接
T型连接
角接
2、焊缝的形式
按构件相对位置
对接焊缝 正对接焊缝 斜对接焊缝
角焊缝
按施焊的相对位置
平焊
横焊
立焊
仰焊
三、焊缝缺陷及焊缝焊缝质量检查
(一) 焊缝缺陷
（二）焊缝质量检查 焊缝按检验方法和质量要求分一、二、三级。 三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查（检 查外观缺陷和几何尺寸）；且符合三级质量标 准； 一、二级焊缝除外观检查外，尚要求一定数 量内部无损检验（超声波检验、有时还用X或γ 射线拍片），并符合相应级别的质量标准。
1:2.5(静载)或1:4(动载)的斜角，以平缓过度，减小应力集中。
二、对接焊缝的计算
对接焊缝可视作焊件截面的延续，故其计算方法与 构件强度计算相同。
对接焊缝的抗压、抗剪强度，以及一、二级对接焊缝 的抗拉强度与母材相同，因此若采用引弧板施焊，则 可不与计算。只有三级焊缝受拉力作用才需进行计算！
第七章-钢结构的连接和节点构造
直角角焊缝 （a）普通焊缝 （b）平坡焊缝 （c）深熔焊缝
斜角角焊缝 （e）锐角角焊缝 （f、g）钝角角焊缝
2、应力状态
正面角焊缝：力作用 方向焊缝长度方向
侧面角焊缝：力作用 方向焊缝长度方向
图2－24侧面角焊缝应力分布
正面角焊缝比侧面角焊缝强度高，但塑性差。
3、角焊缝的尺寸限制
(1)、承受动力荷载结构中正面角焊缝采用 平坡焊缝或深熔焊缝，侧焊缝可采用普通 焊缝。
（三）焊缝质量检验 三级焊缝：外观检验
二级焊缝：外观检验＋20％长度超声波检验 一级焊缝：外观检验＋全部超声波检验，
必要时：＋射线探伤
高空施焊质量不可靠，强度×0.9
四 焊缝连接型式及焊缝型式
连接型式
按被连构件间相对位置分： 平接、搭接、T形连接和角接
焊缝型式 焊缝沿长度方向分布
按施焊位置分
五 焊缝代号
f
w f
(7 7)
2。fx或fy＝0且fz＝0，正面角焊缝
f N (he
lw
)
1.22
f
w f
(7 8)
3。fx＝0或fy＝0，//、焊缝长度力共同作用
f
1.22
2
2 f
f
w f
(7 9)
用f代替1.22, 则(7-8)式和(7-9)式为
f N (he
lw)
f
f
w f
(7 10)
N2 e1N (e1 e2 ) N3 2 K2N N3 2
(7 15a) (7 15b)
对于L形的角焊缝，同理求得N3后，可得
N1 N N3
(7 16)
求得N1、N2后，再按(7-7)式计算侧面角焊缝
[PPT]钢结构设计原理之钢结构的连接和节点构造
![[PPT]钢结构设计原理之钢结构的连接和节点构造](https://img.taocdn.com/s3/m/dcaf330cbb68a98271fefa5f.png)
3.焊缝质量等级及选用
《钢结构设计规范》（GB50017--2003）中， 对焊缝质量等级的选用有如下规定： (1) 需要进行疲劳计算的构件中，垂直于作用力 方向的横向对接焊缝受拉时应为一级，受压时应 为二级。 (2) 在不需要进行疲劳计算的构件中，凡要求与 母材等强的受拉对接焊缝应不低于二级；受压时 宜为二级。
弯时与母材相等，不必计算焊缝的强度。
三级焊缝一般只能达到母材强度的85%，应进
行验算。
若为高空施焊，焊缝强度设计值应乘折减系数
0.9。
四、焊缝连接型式及焊缝型式
1.焊接连接形式
对接
搭接
角 部 连 接
T型连接
2.焊缝形式
（1）对接焊缝
正对接焊缝
（2）角焊缝
斜对接焊缝
T型对接焊缝
对接焊缝
角焊缝
（３）重级工作制和起重量 Ｑ＞５０ｔ的中级
工作制吊车梁的腹板与上翼缘板之间以及吊车桁
架上弦杆与节点板之间的Ｔ形接头焊透的对接与
角接组合焊缝，不应低于二级。
（４）角焊缝质量等级一般为三级，直接承受动力 荷载且需要验算疲劳和起重量Ｑ＞５０ｔ的中级工 作制吊车梁的角焊缝的外观质量应符合二级。
注：
一、二级焊缝用于等强连接，其焊缝的拉、压、
3.轴力、弯矩和剪力共同作用下的对接焊缝计算
（1）焊缝为矩形截面：
V
lw
lw
N
M
N
t t
σM
τ
σN
强度计算公式为：
M
M 6M 2 Ww lw t
N
N lw t
max N M f t w
max
VS w 3 V fVw I w t 2 lw t
钢结构的连接和节点构造114页PPT
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
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71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——源自原 75、内外相应，言行相称。——韩非
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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
=1.0 =1.1－l1/150d0 =0.7
﹡一个抗剪螺栓的设计承载力计算
• 抗剪承载力设计值： • 承压承载力设计值：
N
b v
nv
d2 4
f
b v
N
b c
d
t
f
b c
一个抗剪螺栓的承载力设计值应取上面两式的较小值。
2、抗拉螺栓连接
﹡破坏形式：螺栓杆拉断
N
b t
d
2 e
4
ftb Ae ftb
7.5.3 焊接残余变形
﹡残余变形形式
﹡残余变形形式
7.5.4 减小焊接残余应力和焊接残余变形的方法 ﹡采取合理的施焊次序
﹡施焊前加相反的预变形（图a、b） ﹡焊前预热，焊后回火（图c）
7.5.5 合理的焊缝设计
• 焊接位置要应尽量对称于截面重心 • 焊缝尺寸要适当，采用较小的焊脚尺寸 • 焊缝不宜过分集中（图a） • 应尽量避免三向焊缝交叉（图b） • 考虑钢板分层问题（图c） • 焊条易达到（图d） • 避免仰焊
﹡ 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
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
高强度螺栓
轧制边、自动气割或锯割边
4d0 或8 t
1.5d0 1.5d0
其它螺栓
1.2d0
注: 1. d0 为螺栓孔或铆钉孔径，t 为外层薄板件厚度。 2. 钢板边缘与刚性构件(如角钢、槽钢) 相连的螺栓最大间距，可按中间排数值采用。
﹡孔、螺栓图例
7.6.2 普通螺栓连接受剪、受拉时的性能
﹡传力方式：抗剪螺栓和抗拉螺栓
最大容许距离
名称
位置和方向
最小容许距离
（取两者的较小值）
外排(垂直内力或顺内力方向)
8d0 或12 t
垂直内力方向
16d0 或24 t
中心间距
中间排
顺内力方向
构件受压力
12d0 或18 t
3d0
构件受拉力
16d0 或24 t
沿对角线方向
——
顺内力方向
2d0
剪切或手工气割边
中心至构件边缘距离
垂直内力方向
﹡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
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
f
w f
4、扭矩作用下的焊缝 焊缝群受扭：
假定:
A
T J
r
J Ix Iy
T Ax
T ry J
T Ay
T rx J
T Ay
/
f
2
T Ax
2 ffw
环焊缝受扭
he 0.1D时，J 0.25 heD3
5、弯矩、剪力和轴心力共同作用
7.6 普通螺栓的构造和计算
7.6.1 螺栓连接的排列和构造要求
﹡排列方式：并列或错列
﹡排列要求
• 受力要求：
钢板端部不剪断，端距不应小于2d0 ;
受拉时，栓距和线距不应过小； 受压时，沿作用力方向的栓距不宜过大 • 构造要求： 栓距和线距不宜过大 • 施工要求： 有一定的施工空间
钢板上螺栓和铆钉的容许间距
f
N he lw
f
w f
仅正面角焊缝（图b）
f
N he lw
f
f
w f
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
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
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。
2
3(
2
2 //
)
3
f
w f
Nfx fx Ae , Vfy fy Ae , Vfz fz Ae
Ae Nfx / 2+Nfy / 2 fx Ae / 2 fy Ae / 2
fx / 2 fy / 2 fy / 2 fx / 2, // fz
则有
角焊缝计算的基本公式为:
M A
M
Ww
;
V A
he
V
lw
;
N A
he
N
lw
(
M ABiblioteka N A)2f
(
V A
)2
ffw
6、扭矩、剪力和轴心力共同作用
V A
he
V
lw
;
N A
he
N
lw
;
T A
T ry J
;
T A
T
rx J
(
T A
V A
f
)2
(
T A
N A
)2
ffw
7、塞焊计算
7.5 焊接残余应力和残余变形
7.5.1 焊接残余应力的分类和产生的原因
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
1、抗剪螺栓连接
﹡破坏形式：螺栓杆剪断；孔壁压坏；板被拉断；板端
被剪断；螺栓杆弯曲
﹡受力状态：弹性时两端大而中间小，进入塑性阶段 后，因内力重分布使各螺栓受力趋于均匀。
为防止“解纽扣”破坏，当连接长度l1 较大时，
应将螺栓的承载力乘以折减系数 ：
当 l1≤15d0 时， 当 15d0＜l1≤60d0 时， 当 l1＞60d0 时，
T y1
xi2
yi2
验算
N
T 1
[N ]bv
N1Ty
T x1
xi2
yi2
3、螺栓群在扭矩、剪力和轴心力作用下的抗剪计算
N1Tx
T y1
xi2
yi2
N1Ty
T x1
xi2
yi2
4、螺栓群在轴心力作用下的抗拉计算 n N / Ntb
5、螺栓群在弯矩作用下的抗拉计算
为考虑撬力的影
响，规范规定普通
螺栓抗拉强度设计
值ftb取同样钢号钢 材抗拉强度设计值f
的0.8倍(即ftb=0.8f )
7.6.3 螺栓群的计算
1、螺栓在轴心力作用下的抗剪计算
﹡螺栓数目
n
N
/
Nb min
﹡板件净截面强度 N / An f
﹡净截面面积和受力
并列（图a） N1=N； N2 =N－(n1/n) N ；N3 = N－ (n1+n2)/n N 对被连接板：An=t (b－n1d0) 对拼接板： An =2t1 (b－n3d0)
•仅有平行于焊缝长度方向的轴心力时
f N /(he lw ) ffw
•仅有垂直于焊缝长度方向的轴心力时
f N /(he lw ) f ffw
• 同时有平行和垂直于焊缝长度方向的轴心力时
f / f
2
2 f
ffw
7.4.3 常用连接方式的角焊缝计算