钢结构连接与受力分析_图文
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破坏状态同普通螺栓，极限承载力由杆身抗剪和孔 壁承压决定，摩擦力只起延缓滑动作用，计算方法和 普通螺栓相同。
3 高强度螺栓群的抗剪计算
1、轴心力作用时（内力均匀分布） 螺栓数： 构件净截面强度： 对于承压型连接，验算与普通螺栓相同；对于摩擦型
连接，要考虑孔前传力的影响（占螺栓传力的50%）
(a) 单剪
(b) 双剪
(c) 四剪面
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 抗拉承载力设计值
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 )
3、螺栓群的内力计算
侧面角焊缝承担的力为
N1 = N －N3
3、弯矩作用下的焊缝
4、扭矩作用下的焊缝 焊缝群受扭：
假定 ① 被连接构件是绝对 刚性的，而螺栓则是弹性的； ② 被连接板件绕角焊缝有效 截面形心o旋转，角焊缝上任 一点的应力方向垂直于该点与 形心o的连线，应力的大小与 其距离r的大小成正比。
环焊缝受扭
高强度螺栓摩擦型连接的孔前传力
2、扭矩作用时，及扭矩、剪力和轴心力共同时
螺栓群受扭矩T、剪力V和轴心力N共同作用的高强 度螺栓连接的抗剪计算与普通螺栓相同，只是用高强度 螺栓的承载力设计值。
4 高强度螺栓的抗拉计算
1、高强度螺栓的抗拉连接性能
当Nt=0.8P时，Pf=1.07P。可认为螺栓中的预拉力基 本不变。
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 • 二级焊缝：在外观检查的基础上再做无损检验，用超声波检
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缝全部
长度，以便揭示焊缝内部缺陷
强度折减：
高空安装焊缝，强度设计值乘以0.9
则
指所有螺栓对中和轴之 距平方和。
f、螺栓群同时受剪力和拉力的计算
支托仅起安装作用： 螺栓群受力为M=Ve和剪力V，则
螺栓不发生拉剪破坏：
板不发生承压破坏： 支托承受剪力： 螺栓群只承受弯矩M=Ve作用，则
支托和柱翼缘的角焊缝验算：
为考虑剪力V偏心对角焊缝的影响，取1.25~1.35
验算
c、螺栓群在扭矩、剪力和轴心力作用下的抗剪计算
在扭矩T作用下，螺栓1 受力为 在剪力V和轴力N作用下，螺栓均匀受力： 则螺栓1受的最大剪力N1应满足：
d、螺栓群在轴心力作用下的抗拉计算 轴力通过螺栓群的形心，内力均匀分布
e、螺栓群在弯矩作用下的抗拉计算 假定：中和轴在 指向的第一排螺栓处
撬力的影响：限制抗拉承载力在0.8P以内
2、高强度螺栓的抗拉连接计算
抗拉承载力 轴心拉力的螺栓数：
弯矩作用时：
Hale Waihona Puke 承载力极限状态： • 板不被拉开时，中和轴在螺栓群形心处； • 板可被拉开时，与普通螺栓一样，中和轴在M指向的
第一排螺栓处
5 同时承受剪力和拉力的高强度螺栓连接计算
2、高强螺栓连接摩擦面抗滑移系数
对于承压型连接，只要求清除油污及浮锈；对于摩擦型连接，要 求见下表：
3、高强螺栓的排列
要求同普通螺栓，同样要考虑连接长度对承载力的不利影响。
2 高强度螺栓的抗剪承载力设计值
1、高强螺栓摩擦型连接
R为抗力分项系数R的倒数，一般取0.9，最小板厚
t6mm的冷弯薄壁型钢结构取0.8 2、高强螺栓承压型连接
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，仅计算III级焊 （1缝）轴心受力的对接焊缝
＝N／（lwt）≤fwt或fwc
（2）受弯、受剪的对接焊缝计算
＝M／Ww ≤ fwt ＝VS／（Iwt ）≤ fwV
3 部分焊透的对接焊缝 计算原则：按角焊缝计算
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、带钝边双单边V形缝 和双Y形缝等
（a）I形缝；（b）带钝边单边V形缝；（c）Y形缝
（d）带钝边U形缝；（e）带钝边双单边V形缝； （f）双Y形缝；（g）、（h）、（i）加垫板的I形 缝、带钝边单边V形缝和Y形缝
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，
=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：
计算方法：螺栓承载力计算
螺栓群中受力最大螺栓 1 单个螺栓的承载力设计值 >= 螺栓1的内力
（1）单个螺栓的承载力设计值 （2）螺栓群内力计算
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。
刚接柱脚
2、轴心受压柱脚的计算
内容：确定底板的尺寸、靴梁 的尺寸及它们之间的连接焊缝。
(1) 底板计算 底板平面尺寸
A=N/fcc 底板中如有锚栓孔，A中应 包含锚栓孔面积A0。
a.螺栓在轴心力作用下的抗剪计算 轴力通过螺栓群的形心，内力均匀分布 螺栓数目 板件净截面强度
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)
6 普通螺栓的构造和计算
• 普通螺栓连接
A、B级螺栓—5.6级和8.8级，d0-d=0.3~0.5mm，钻成 孔 C级螺栓—4.6级和4.8级，d0-d=1.0~1.5mm，冲成孔
• 高强度螺栓连接
8.8级和10.9级， d0-d=1.0~1.5mm，钻成孔 摩擦型连接，承压型连接
1 螺栓连接的排列和构造要求
1、受轴心力作用的拼接板连接
仅侧面角焊缝（图a） 仅正面角焊缝（图b）
三面围焊时（图c） 先计算计算正面角焊缝受力N1，剩 余的N－ N1由侧面角焊缝承担。
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
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
4 焊缝连接型式及焊缝型式 连接型式
平接、搭接、T形连接和角接
连接型式
对接焊缝和角焊缝
正面角焊缝 侧面角焊缝 连续角焊缝 断续角焊缝
施焊位置
俯焊（平焊）、立焊、横焊和仰焊
5 焊缝代号 作用
表明焊缝型式、尺寸和辅助要求
表示方法
由图形符号、辅助符号和引出线等部分组成
3 对接焊缝的构造和计算
螺栓有效截面积确定，取值时考虑： • ①螺栓材料抗力的变异性，引入折减系数0.9； • ②施加预应力时为补偿预拉力损失超张拉5%~10%，引入
折减系数0.9； • ③在扭紧螺栓时，扭矩使螺栓产生的剪力将降低螺栓的抗
拉承载力，引入折减系数1/1.2； • ④钢材由于以抗拉强度为准，引入附加安全系数0.9。
钢结构连接与受力分析_图文.ppt
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
（a）焊接连接；（b）铆钉连接；（c）螺栓连接
2 焊接连接的特性
1 焊接方法 电弧焊、电渣焊、气体保护焊和电阻焊等
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
有局部压应力时的梁翼缘焊缝受力 则 焊脚尺寸为：
9 柱脚设计
功能： 将柱子内力可靠地传给基础； 和基础有牢固连接； 尽可能符合计算简图。 连接方式： • 铰接：支承式 • 刚接：支承式(外露式)
埋入式(插入式) 外包式
1 轴心受压柱的柱脚
1、柱脚的型式和构造
(a) 轴承式铰接柱脚；(b)、(c) 平板式铰接柱脚
4 角焊缝的构造和计算
1 构造和强度 截面形状
应力分布
侧面角焊缝的应力分布
角焊缝的应力—位移曲线
正面角焊缝的应力分布
焊脚尺寸
hf 应与焊件的厚度相适应。 对手工焊，hf应不小于 ，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。
对于板件边缘的焊缝，当t ≤6mm时， hf ≤t ；当t >6mm时
1、高强度螺栓摩擦型连接 由于外拉力的作用，板件间的挤压力降低； 每个螺栓的抗剪承载力也随之减少； 抗滑移系数随板件间的挤压力的减小而降低。
2、高强度螺栓承压型连接 且
当剪切面在螺纹处时，取
8 焊接梁翼缘焊缝的计算
叠放板材的弯曲变形
无局部压应力时的梁翼缘焊缝受力
焊缝受力： 焊脚尺寸： 双层翼缘板时的焊缝受力
， 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或40mm ，且不宜大于60hf
2 角焊缝计算的基本公式
则有 可得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
仅有垂直于焊缝长度方向的轴心力时 受各力综合作用时
3 常用连接方式的角焊缝计算
错 列（图b）
除考虑1-1截面破坏外，还要考虑2-2截面的破坏，净截面面积为
b、螺栓群在扭矩作用下的抗剪计算 基本假定
① 被连接构件是绝对刚性的，而螺栓则是弹性的； ② 各螺栓绕螺栓群形心o旋转，其受力大小与其至螺栓群形心o的距离r
成正比，力的方向与其至螺栓群形心的连线相垂直。
平衡条件： 根据螺栓受力大小与其至形心o的距离r成正比条件 则 或
缺点
• 材质劣化 • 残余应力、残余变形 • 一裂即坏、低温冷脆
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
(a) 热裂纹；(b) 冷裂纹；(c) 气孔；(d) 烧穿；(e) 夹渣
(f) 根部未焊透；(g) 边缘未熔合；(h) 层间未熔合； (i) 咬边；(j) 焊瘤
7 高强度螺栓连接的性能和计算
1 高强度螺栓连接的性能
级别：10.9级和8.8级 （小数点前为螺栓热处理后的最低抗拉强度，小数点后的数字是屈强比
）
栓孔：钻成孔 按受力特征分类：摩擦型连接、承压型连接 影响承载力的因素：
栓杆预拉力、连接表面抗滑移系数和钢材种类
1、高强螺栓连接的预拉力 施加方法：扭矩法、转角法和扭剪法 预拉力设计值：高强度螺栓预拉力设计值按材料强度和
排列方式：并列或错列
排列要求 • 受力要求：
钢板端部剪断，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
孔、螺栓图例
2 普通螺栓连接的构造和计算
传力方式：抗剪螺栓
抗拉螺栓
同时抗剪抗拉螺栓
5、弯矩、剪力和轴心力共同作用
6、扭矩、剪力和轴心力共同作用
7、塞焊计算
5 焊接残余应力和残余变形
1 焊接残余应力的分类和产生的原因
纵向残余应力
横向残余应力
厚度方向的残余应力
约束状态下的焊接应力
2 焊接残余应力的影响
对结构静力强度的影响
对结构刚度的影响 对压杆稳定的影响
对低温冷脆的影响 对疲劳强度的影响
3 焊接残余变形
残余变形形式
残余变形形式
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）
5 合理的焊缝设计
焊接位置要合理，布置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
3 高强度螺栓群的抗剪计算
1、轴心力作用时（内力均匀分布） 螺栓数： 构件净截面强度： 对于承压型连接，验算与普通螺栓相同；对于摩擦型
连接，要考虑孔前传力的影响（占螺栓传力的50%）
(a) 单剪
(b) 双剪
(c) 四剪面
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 抗拉承载力设计值
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 )
3、螺栓群的内力计算
侧面角焊缝承担的力为
N1 = N －N3
3、弯矩作用下的焊缝
4、扭矩作用下的焊缝 焊缝群受扭：
假定 ① 被连接构件是绝对 刚性的，而螺栓则是弹性的； ② 被连接板件绕角焊缝有效 截面形心o旋转，角焊缝上任 一点的应力方向垂直于该点与 形心o的连线，应力的大小与 其距离r的大小成正比。
环焊缝受扭
高强度螺栓摩擦型连接的孔前传力
2、扭矩作用时，及扭矩、剪力和轴心力共同时
螺栓群受扭矩T、剪力V和轴心力N共同作用的高强 度螺栓连接的抗剪计算与普通螺栓相同，只是用高强度 螺栓的承载力设计值。
4 高强度螺栓的抗拉计算
1、高强度螺栓的抗拉连接性能
当Nt=0.8P时，Pf=1.07P。可认为螺栓中的预拉力基 本不变。
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 • 二级焊缝：在外观检查的基础上再做无损检验，用超声波检
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缝全部
长度，以便揭示焊缝内部缺陷
强度折减：
高空安装焊缝，强度设计值乘以0.9
则
指所有螺栓对中和轴之 距平方和。
f、螺栓群同时受剪力和拉力的计算
支托仅起安装作用： 螺栓群受力为M=Ve和剪力V，则
螺栓不发生拉剪破坏：
板不发生承压破坏： 支托承受剪力： 螺栓群只承受弯矩M=Ve作用，则
支托和柱翼缘的角焊缝验算：
为考虑剪力V偏心对角焊缝的影响，取1.25~1.35
验算
c、螺栓群在扭矩、剪力和轴心力作用下的抗剪计算
在扭矩T作用下，螺栓1 受力为 在剪力V和轴力N作用下，螺栓均匀受力： 则螺栓1受的最大剪力N1应满足：
d、螺栓群在轴心力作用下的抗拉计算 轴力通过螺栓群的形心，内力均匀分布
e、螺栓群在弯矩作用下的抗拉计算 假定：中和轴在 指向的第一排螺栓处
撬力的影响：限制抗拉承载力在0.8P以内
2、高强度螺栓的抗拉连接计算
抗拉承载力 轴心拉力的螺栓数：
弯矩作用时：
Hale Waihona Puke 承载力极限状态： • 板不被拉开时，中和轴在螺栓群形心处； • 板可被拉开时，与普通螺栓一样，中和轴在M指向的
第一排螺栓处
5 同时承受剪力和拉力的高强度螺栓连接计算
2、高强螺栓连接摩擦面抗滑移系数
对于承压型连接，只要求清除油污及浮锈；对于摩擦型连接，要 求见下表：
3、高强螺栓的排列
要求同普通螺栓，同样要考虑连接长度对承载力的不利影响。
2 高强度螺栓的抗剪承载力设计值
1、高强螺栓摩擦型连接
R为抗力分项系数R的倒数，一般取0.9，最小板厚
t6mm的冷弯薄壁型钢结构取0.8 2、高强螺栓承压型连接
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，仅计算III级焊 （1缝）轴心受力的对接焊缝
＝N／（lwt）≤fwt或fwc
（2）受弯、受剪的对接焊缝计算
＝M／Ww ≤ fwt ＝VS／（Iwt ）≤ fwV
3 部分焊透的对接焊缝 计算原则：按角焊缝计算
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、带钝边双单边V形缝 和双Y形缝等
（a）I形缝；（b）带钝边单边V形缝；（c）Y形缝
（d）带钝边U形缝；（e）带钝边双单边V形缝； （f）双Y形缝；（g）、（h）、（i）加垫板的I形 缝、带钝边单边V形缝和Y形缝
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，
=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：
计算方法：螺栓承载力计算
螺栓群中受力最大螺栓 1 单个螺栓的承载力设计值 >= 螺栓1的内力
（1）单个螺栓的承载力设计值 （2）螺栓群内力计算
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。
刚接柱脚
2、轴心受压柱脚的计算
内容：确定底板的尺寸、靴梁 的尺寸及它们之间的连接焊缝。
(1) 底板计算 底板平面尺寸
A=N/fcc 底板中如有锚栓孔，A中应 包含锚栓孔面积A0。
a.螺栓在轴心力作用下的抗剪计算 轴力通过螺栓群的形心，内力均匀分布 螺栓数目 板件净截面强度
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)
6 普通螺栓的构造和计算
• 普通螺栓连接
A、B级螺栓—5.6级和8.8级，d0-d=0.3~0.5mm，钻成 孔 C级螺栓—4.6级和4.8级，d0-d=1.0~1.5mm，冲成孔
• 高强度螺栓连接
8.8级和10.9级， d0-d=1.0~1.5mm，钻成孔 摩擦型连接，承压型连接
1 螺栓连接的排列和构造要求
1、受轴心力作用的拼接板连接
仅侧面角焊缝（图a） 仅正面角焊缝（图b）
三面围焊时（图c） 先计算计算正面角焊缝受力N1，剩 余的N－ N1由侧面角焊缝承担。
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
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
4 焊缝连接型式及焊缝型式 连接型式
平接、搭接、T形连接和角接
连接型式
对接焊缝和角焊缝
正面角焊缝 侧面角焊缝 连续角焊缝 断续角焊缝
施焊位置
俯焊（平焊）、立焊、横焊和仰焊
5 焊缝代号 作用
表明焊缝型式、尺寸和辅助要求
表示方法
由图形符号、辅助符号和引出线等部分组成
3 对接焊缝的构造和计算
螺栓有效截面积确定，取值时考虑： • ①螺栓材料抗力的变异性，引入折减系数0.9； • ②施加预应力时为补偿预拉力损失超张拉5%~10%，引入
折减系数0.9； • ③在扭紧螺栓时，扭矩使螺栓产生的剪力将降低螺栓的抗
拉承载力，引入折减系数1/1.2； • ④钢材由于以抗拉强度为准，引入附加安全系数0.9。
钢结构连接与受力分析_图文.ppt
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
（a）焊接连接；（b）铆钉连接；（c）螺栓连接
2 焊接连接的特性
1 焊接方法 电弧焊、电渣焊、气体保护焊和电阻焊等
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
有局部压应力时的梁翼缘焊缝受力 则 焊脚尺寸为：
9 柱脚设计
功能： 将柱子内力可靠地传给基础； 和基础有牢固连接； 尽可能符合计算简图。 连接方式： • 铰接：支承式 • 刚接：支承式(外露式)
埋入式(插入式) 外包式
1 轴心受压柱的柱脚
1、柱脚的型式和构造
(a) 轴承式铰接柱脚；(b)、(c) 平板式铰接柱脚
4 角焊缝的构造和计算
1 构造和强度 截面形状
应力分布
侧面角焊缝的应力分布
角焊缝的应力—位移曲线
正面角焊缝的应力分布
焊脚尺寸
hf 应与焊件的厚度相适应。 对手工焊，hf应不小于 ，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。
对于板件边缘的焊缝，当t ≤6mm时， hf ≤t ；当t >6mm时
1、高强度螺栓摩擦型连接 由于外拉力的作用，板件间的挤压力降低； 每个螺栓的抗剪承载力也随之减少； 抗滑移系数随板件间的挤压力的减小而降低。
2、高强度螺栓承压型连接 且
当剪切面在螺纹处时，取
8 焊接梁翼缘焊缝的计算
叠放板材的弯曲变形
无局部压应力时的梁翼缘焊缝受力
焊缝受力： 焊脚尺寸： 双层翼缘板时的焊缝受力
， 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或40mm ，且不宜大于60hf
2 角焊缝计算的基本公式
则有 可得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
仅有垂直于焊缝长度方向的轴心力时 受各力综合作用时
3 常用连接方式的角焊缝计算
错 列（图b）
除考虑1-1截面破坏外，还要考虑2-2截面的破坏，净截面面积为
b、螺栓群在扭矩作用下的抗剪计算 基本假定
① 被连接构件是绝对刚性的，而螺栓则是弹性的； ② 各螺栓绕螺栓群形心o旋转，其受力大小与其至螺栓群形心o的距离r
成正比，力的方向与其至螺栓群形心的连线相垂直。
平衡条件： 根据螺栓受力大小与其至形心o的距离r成正比条件 则 或
缺点
• 材质劣化 • 残余应力、残余变形 • 一裂即坏、低温冷脆
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
(a) 热裂纹；(b) 冷裂纹；(c) 气孔；(d) 烧穿；(e) 夹渣
(f) 根部未焊透；(g) 边缘未熔合；(h) 层间未熔合； (i) 咬边；(j) 焊瘤
7 高强度螺栓连接的性能和计算
1 高强度螺栓连接的性能
级别：10.9级和8.8级 （小数点前为螺栓热处理后的最低抗拉强度，小数点后的数字是屈强比
）
栓孔：钻成孔 按受力特征分类：摩擦型连接、承压型连接 影响承载力的因素：
栓杆预拉力、连接表面抗滑移系数和钢材种类
1、高强螺栓连接的预拉力 施加方法：扭矩法、转角法和扭剪法 预拉力设计值：高强度螺栓预拉力设计值按材料强度和
排列方式：并列或错列
排列要求 • 受力要求：
钢板端部剪断，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
孔、螺栓图例
2 普通螺栓连接的构造和计算
传力方式：抗剪螺栓
抗拉螺栓
同时抗剪抗拉螺栓
5、弯矩、剪力和轴心力共同作用
6、扭矩、剪力和轴心力共同作用
7、塞焊计算
5 焊接残余应力和残余变形
1 焊接残余应力的分类和产生的原因
纵向残余应力
横向残余应力
厚度方向的残余应力
约束状态下的焊接应力
2 焊接残余应力的影响
对结构静力强度的影响
对结构刚度的影响 对压杆稳定的影响
对低温冷脆的影响 对疲劳强度的影响
3 焊接残余变形
残余变形形式
残余变形形式
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）
5 合理的焊缝设计
焊接位置要合理，布置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