焊缝螺栓连接计算
结构连接强度计算公式
结构连接强度计算公式在工程结构设计中，连接强度是一个非常重要的参数。
连接强度的大小直接影响着整个结构的安全性和稳定性。
因此，准确计算结构连接强度是非常重要的。
在本文中，我们将介绍结构连接强度的计算公式，并对其进行详细解析。
结构连接强度的计算公式通常由材料的强度和连接方式的特点决定。
一般来说，结构连接强度的计算公式可以分为以下几种类型，焊接连接、螺栓连接和胶合连接。
下面我们分别来介绍这几种连接方式的计算公式。
焊接连接的计算公式通常包括焊接接头的计算和焊缝的计算两部分。
焊接接头的计算公式一般为，P = σw × A，其中P为焊接接头的承载能力，σw为焊缝的抗拉强度，A为焊缝的有效截面积。
焊缝的计算公式一般为，σw = 0.7 ×σw0，其中σw0为焊材的抗拉强度。
通过这两个公式可以计算出焊接接头的承载能力。
螺栓连接的计算公式通常包括螺栓的拉伸计算和剪切计算两部分。
螺栓的拉伸计算公式一般为，P = σb × A，其中P为螺栓的承载能力，σb为螺栓的抗拉强度，A为螺栓的有效截面积。
螺栓的剪切计算公式一般为，P = τ× A，其中P为螺栓的承载能力，τ为螺栓的抗剪强度，A为螺栓的有效截面积。
通过这两个公式可以计算出螺栓的承载能力。
胶合连接的计算公式通常为，P = τ× A，其中P为胶合接头的承载能力，τ为胶合材料的剪切强度，A为胶合接头的有效截面积。
通过这个公式可以计算出胶合接头的承载能力。
除了以上介绍的几种连接方式外，还有一些特殊的连接方式，其计算公式也各有特点。
在实际工程中，我们需要根据具体的连接方式和材料的特性来选择合适的计算公式，并进行准确的计算。
在进行结构连接强度计算时，我们还需要考虑一些特殊因素，如温度、湿度、腐蚀等。
这些因素都会对连接强度产生影响，因此在计算时需要进行合理的考虑和修正。
总之，结构连接强度的计算公式是工程设计中非常重要的一部分。
连接件受力经验计算公式
连接件受力经验计算公式
1. 螺栓连接受力计算公式
- 轴向受力: F = π/4 * d^2 * σb
- 剪切受力: F = π/4 * d^2 * τ
其中, d为螺栓直径, σb为螺栓材料的抗拉强度, τ为螺栓材料的剪切强度。
2. 焊缝受力计算公式
- 焊缝长度受力: F = a * l * σw
- 焊缝面积受力: F = a * σw
其中, a为焊缝面积或长度, l为焊缝长度, σw为焊缝材料的极限强度。
3. 键连接受力计算公式
- 剪切受力: F = π/4 * d^2 * τ
- 压力受力: F = d * l * p
其中, d为键直径, l为键长度, τ为键材料的剪切强度, p为键与轴承的接触压力。
4. 铰链连接受力计算公式
- 剪切受力: F = π/4 * d^2 * τ
- 压力受力: F = d * b * p
其中, d为铰链直径, b为铰链宽度, τ为铰链材料的剪切强度, p为铰链与轴承的接触压力。
以上公式是基于理想工况下的简化计算方法,实际应用中还需考虑安全系数、应力集中等影响因素进行修正。
此外,对于复杂的连接形式,可能需要采用有限元分析等数值计算方法。
钢结构的连接(焊接,螺栓连接)
F N
.
50
三、普通螺栓抗剪连接
（一）工作性能和破坏形式
N
1.工作性能
对图示螺栓连接做抗剪试验,即可 N/2 得到板件上a、b两点相对位移δ 和作用力N的关系曲线,该曲线清 N/2 a
楚的揭示了抗剪螺栓受力的四个 N 阶段,即：
(1)摩擦传力的弹性阶段(0~1段)
直线段—连接处于弹性状态； 该阶段较短—摩擦力较小。
端距 中距
边距 中距 边距
A 并列
B 错列
.
46
3.螺栓排列的要求
（1）受力要求:
垂直受力方向：为了防止螺栓应力集中相互影响、截 面削弱过多而降低承载力，螺栓的边距和端距不能 太小；
顺力作用方向：为了防止板件被拉断或剪坏，端距不 能太小；
对于受压构件：为防止连接板件发生鼓曲，中距不能 太大。
（2）构造要求；
Q390、Q420钢选择E55型焊条(E5500--5518)
B、焊条的表示方法：
E—焊条(Electrode)
第1、2位数字为熔融金属的最小抗拉强度（kgf/mm2)
第3、4适用焊接位置、电流及药皮的类型。
不同钢种的钢材焊接，宜采用与低强度钢材相适应的焊条。
C、优、缺点
优点：方便，特别在高空和野外作业，小型焊接；
第三章
3.1 钢结构的连接方法 一、焊缝连接 优点：不削弱截面，方便施工，连接刚度大；
缺点：材质易脆，存在残余应力，对裂纹敏感。
对接焊缝连接
.
角焊缝连接
2
二、铆钉连接
优点：连接刚度大，传力可靠； 缺点：对施工技术要求很高，劳动 强度大，施工条件差， 施工速度慢。
三、螺栓连接
分为： 普通螺栓连接 高强度螺栓连接
金属结构的连接汇总
建筑工程机械金属结构最常用的焊接方法主要是电弧 焊。 我国目前常用的电弧焊方法有：手工电弧焊、CO2气 体保护焊和埋弧焊。
焊接材料
1. 手工电弧焊
手工电弧焊焊条应与焊接的金属强度相适应，即等强原则。
Q235钢——E43型系列焊条
Q345钢——E50型系列焊条 Q390钢——E55型系列焊条 注: E表示焊条；43表示焊缝抗拉强度最小值为43kgf/mm2
y
h0
h
x
t
b
面积矩和形心坐标之间的关系：
y
Sx yA S y xA
工焊件串联成整体主要 承担载荷的作用。焊缝一旦断裂，钢结构就立即受到 严重破坏。 联系焊缝(又称非承载焊缝) ：焊缝与两个或两个以上 的焊件并联成整体(即连接作用)，焊缝不直接承担载荷，
工作中受力很小，焊缝一旦断裂，结构不会立即失效。
焊缝符号标注
2. 螺栓连接
优点：装配便利、迅速，可用于结构安装连接 或可拆卸式结构中。 缺点：是构件截面削弱，易松动。 分类：分为普通螺栓和高强度螺栓连接两种 普通螺栓又分粗制螺栓和精制螺栓。
3. 铆钉连接
优点：塑性和韧性较好，便于质量检查，故经常用于
承受动力载荷的结构中。 缺点：制造费工、用料多，钉孔削弱构件截面，因此 目前在机械制造中已逐步由焊接所取代。
4.销轴连接
能满足两个构件之间的相对运动的需要，或便于结构 件的现场安装。如起重机臂架根部的连接以及拉杆或
撑杆的连接等。
§4-2 焊缝连接
一、焊接接头的型式和焊缝种类
1. 焊接接头的型式主要有四种：对接、搭接、T型接和 角接。
钢结构计算题(焊接、螺栓连接、稳定性)
Q235用。
由于翼缘处的剪应力很小，假定剪力全部由腹板的竖向焊缝均匀承受，而弯矩由整个T 形焊缝截面承受。
分别计算a 点与b 点的弯矩应力、腹板焊缝的剪应力及b 点的折算应力，按照各自应满足的强度条件，可以得到相应情况下焊缝能承受的力F i ，最后，取其最小的F 值即为所求。
1．确定对接焊缝计算截面的几何特性 (1)确定中和轴的位置()()()()8010102401020160)10115(1010240510201601≈⨯-+⨯-+⨯⨯-+⨯⨯-=ymm160802402=-=y mm(2)焊缝计算截面的几何特性()623231068.22)160115(230101014012151602301014023010121mm I x ⨯=-⨯⨯+⨯⨯++-⨯⨯+⨯⨯=腹板焊缝计算截面的面积：230010230=⨯=w A mm 22．确定焊缝所能承受的最大荷载设计值F 。
将力F 向焊缝截面形心简化得：F Fe M 160==（KN·mm） F V =（KN ）查表得：215=w c f N/mm 2，185=w t f N/mm 2，125=wv f N/mm 2点a 的拉应力M a σ，且要求M a σ≤wt f 18552.01022688010160431===⨯⨯⨯==w t x M af F F I My σ N/mm 2 解得：278≈F KN点b 的压应力Mb σ，且要求Mb σ≤wc f 215129.110226816010160432===⨯⨯⨯==wc x Mbf F F I My σ N/mm 2 解得：5.190≈F KN由F V =产生的剪应力V τ，且要求V τ≤wV f125435.010231023===⨯⨯=wV V f F F τ N/mm 2 解得：7.290≈F KN点b 的折算应力，且要求起步大于1.1wt f ()()()w t V M bf F F 1.1435.03129.132222=⨯+=+τσ解得：168≈F KN缝的距离不相等，肢尖焊缝的受力小于肢背焊缝的受力，又题中给出了肢背、肢尖焊缝相同的长度和焊脚尺寸，所以，只要验算肢背焊缝的强度，若能满足，肢尖焊缝的强度就能肯定满足。
第八章(焊缝、螺栓连接)--钢结构习题参考解答
8.4 有一工字形钢梁，采用I50a （Q235钢），承受荷载如图8-83所示。
F=125kN ，因长度不够而用对接坡口焊缝连接。
焊条采用E43型，手工焊，焊缝质量属Ⅱ级，对接焊缝抗拉强度设计值2205/w t f N mm =，抗剪强度设计值2120/w v f N mm =。
验算此焊缝受力时是否安全。
图8-83 习题8.4解：依题意知焊缝截面特性：A=119.25cm 2，Wx ＝1858.9cm 3,Ix=46472cm 4,Sx=1084.1cm 3,截面高度h=50cm ，截面宽度b=158mm ，翼缘厚t=20mm ，腹板厚tw=12.0mm 。
假定忽略腹板与翼缘的圆角，计算得到翼缘与腹板交点处的面积矩S 1=20×158×（250－10）=7.584×105mm 3。
对接焊缝受力：125V F kN ==；2250M F kN m =⨯=⋅ 焊缝应力验算：最大正应力：622325010134.5/205/1858.910w t x M N mm f N mm W σ⨯===<=⨯ 最大剪应力：33224125101084.11024.3/120/464721012w x v x w VS N mm f N mm I t τ⨯⨯⨯===<=⨯⨯ 折算应力：22127.2/205/w zs t N mm f N mm σ=<= 故焊缝满足要求。
8.5 图8-84所示的牛腿用角焊缝与柱连接。
钢材为Q235钢，焊条用E43型，手工焊，角焊缝强度设计值2f 160/w f N mm =。
T=350kN ，验算焊缝的受力。
图8-84 习题8.5 图8-84-1 焊缝截面计算简图解：（注：焊缝上下翼缘长度114mm 有些问题，应取2130210110l tmm -=-⨯=，黄钜枝06年6月19日）如图8-84-1，截面特性计算如下：2(11425242882)0.75667.2f A h mm =⨯+⨯+⨯⨯= 228820.73225.6w f A h mm =⨯⨯=32741288288[2882114(16)252()4]0.77.913101222f f I h mm =⨯⨯+⨯+⨯+⨯⨯⨯=⨯焊缝受力：247.52N kN ==；247.52V kN ==； 49.5M V e kN m =⋅=⋅ 应力验算：危险点为a 、b 两点，下面分别验算： 对a 点： 32247.51043.67/5667.2N aN N mm A σ⨯===62749.510160100.09/7.91310M a af My N mm I σ⨯⨯===⨯ 2243.67100.09143.76/195.2/N Mw a a f f N mm f N mm σσβ+=+=<=对b 点：32247.51076.73/3225.6V bw V N mm A τ⨯=== 243.67/N Nb a N mm σσ==62749.51014490.16/7.91310M b bf My N mm I σ⨯⨯===⨯22133.87/160/w f N mm f N mm =<=故焊缝强度满足要求。
焊缝及螺栓强度计算
例 题
验算钢板对接焊缝强度，轴心拉力设计值 验算钢板对接焊缝强度，轴心拉力设计值N=710KN， Q235 ， 焊条， 钢、E43焊条，l=500mm，焊缝质量等级为三级。 焊条 ，焊缝质量等级为三级。 验算钢板承载力： 【解】1)验算钢板承载力： 验算钢板承载力 l•t•f=500×8×215N/mm2=860000N=860KN＞710KN × × ＞ 查表得三级对接焊缝抗拉强度设计值=185N/mm2 查表得三级对接焊缝抗拉强度设计值 2)验算焊缝应力： 验算焊缝应力： 验算焊缝应力
受拉螺栓连接计算
抗拉承载力设计值为： 抗拉承载力设计值为：
b Nt 2 πd e
= Ae f t =
b
4
ft
b
当外力N作用于螺栓群中心时， 当外力 作用于螺栓群中心时，假定每个螺 作用于螺栓群中心时 栓所受拉力相等，则所需螺栓数为： 栓所受拉力相等，则所需螺栓数为： N n = b Nt
N = d Σt ⋅ f
b c
b c
螺栓个数确定
当外力通过螺栓群中心时，则所需的螺栓为： 当外力通过螺栓群中心时，则连接件净截面强度验算
N σ= ≤ f An
式中： 式中： f——钢材的抗拉强度设计值； 钢材的抗拉强度设计值； 钢材的抗拉强度设计值 An——构件或连接板的净截面面 构件或连接板的净截面面 积。
对接焊缝的计算
垂直于轴心受力的对接焊缝
N σ = ≤ ft w或f cw l wt
焊缝长度， 式中 lw——焊缝长度，当采用引弧板施焊 焊缝长度 取焊缝实际长度；当不采用引弧板时， 时，取焊缝实际长度；当不采用引弧板时， 每条焊缝长度应减去2t; 每条焊缝长度应减去 t——在对接接头中为连接件的较小厚度， 在对接接头中为连接件的较小厚度， 在对接接头中为连接件的较小厚度 形接头中为腹板的厚度； 在T形接头中为腹板的厚度； 形接头中为腹板的厚度 f t w 、 f cw ——对接焊缝的抗拉、抗压强度设 对接焊缝的抗拉、 对接焊缝的抗拉 计值。 计值。
焊缝连接和螺栓连接
焊接连接（土木0802高雄彪）6. 3. 1如图所示连接，尺寸为mm,受静载拉力P二130kN, 1“二10mm, 钢材为Q23-5BF, E43焊条，手工焊无引弧形板，第二160N/mn?。
试验算焊缝强度，并指出焊缝最危险点的位置。
如仅将P变为压力，最不利点位置和应力人小有无变化？解：将外力P向焊缝截面的形心简化，得:N二P二130kNM = Pe = 130xl0 =1300 ldST mil由N作用在焊缝中产生的平均应力和M作用在焊缝中产生的最人应力分别为:习题6. 3. 1图A 点应力最人，为两者叠加，即:% =杆=929 + 55.7 = 1486N/mnr因为r f =0,将最危险点A 点的应力代入强度条件:bf <1.22f ；v即 148. 6N/mm 2<l. 22X 160N/mm 2=19-5. 2N/mm 2,满足强度要求。
当P 变为压力时，为A 点最不利，且应力数值不变，仅仅改变了方向。
6. 3. 2图示连接受集中静力荷载P 二lOOkN 的作用。
被连接构件由Q235 钢材制成，焊条为E43型。
已知焊脚尺寸h f =8mm, f f w =160N/mm 2,试 验算连接焊缝的强度能否满足要求。
施焊时不用弓弧板。
习题6.3.2图N _=130X103=92.9N/mnr2x0.7x10x(110-10)_ 6M _ 6x1300x10? ~ 2x0.7h f l w 2 - 2x0.7x10x(110-IO)?= 55.7N/mnr解：将外力P向焊缝形心简化，得V二P二lOOkNM=P • e=30000kN • mm 由V在焊缝中产生的剪应力为：V 100X103…m r= -------------- = --------------------------- = 219N / m nrf 2x0.71』2x0.7x8x(400-10)由M在焊缝中产生的正应力为:6M 6x3xl07 -> = ------------ = = --------------------------- * = 105.7N / m nr2x0.71i f l ； 2x0.7x8x(400-10)-代入强度条件：低）5 彳（罟）‘+2沙=89.6N 皿 < 璋=160N/m ^强度满足要求。
钢结构焊接、螺栓连接计算及实例
第一节钢结构的连接方法钢结构是由钢板、型钢通过必要的连接组成基本构件，如梁、柱、桁架等；再通过一定的安装连结装配成空间整体结构，如屋盖、厂房、钢闸门、钢桥等。
可见，连接的构造和计算是钢结构设计的重要组成部分。
好的连接应当符合安全可靠、节约钢材、构造简单和施工方便等原则。
钢结构的连接方法可分为焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接三种(详见附图十三)。
一、焊缝连接焊接是现代钢结构最主要的连接方法。
其优点是不削弱构件截面（不必钻孔），构造简单，节约钢材，加工方便，在一定条件下还可以采用自动化操作，生产效率高。
此外，焊缝连接的刚度较大密封性能好。
焊缝连接的缺点是焊缝附近钢材因焊接的高温作用而形成热影响区，热影响区由高温降到常温冷却速度快，会使钢材脆性加大，同时由于热影响区的不均匀收缩，易使焊件产生焊接残余应力及残余变形，甚至可能造成裂纹，导致脆性破坏。
焊接结构低温冷脆问题也比较突出。
二、铆钉连接铆接的优点是塑性和韧性较好，传力可靠，质量易于检查和保证，可用于承受动载的重型结构。
但是，由于铆接工艺复杂、用钢量多，因此，费钢又费工。
现已很少采用。
三、螺栓连接螺栓连接分为普通螺栓连接和高强度螺栓连接两种。
普通螺栓通常用Q235钢制成，而高强度螺栓则用高强度钢材制成并经热处理。
高强度螺栓因其连接紧密，耐疲劳，承受动载可靠，成本也不太高，目前在一些重要的永久性结构的安装连接中，已成为代替铆接的优良连接方法。
螺栓连接的优点是安装方便，特别适用于工地安装连接，也便于拆卸，适用于需要装拆结构和临时性连接。
其缺点是需要在板件上开孔和拼装时对孔，增加制造工作量；螺栓孔还使构件截面削弱，且被连接的板件需要相互搭接或另加拼接板或角钢等连接件，因而比焊接连接多费钢材。
第二节 焊接方法、焊缝类型和质量级别一、钢结构中常用的焊接方法焊接方法很多，钢结构中主要采用电弧焊，薄钢板（mm t 3 ）的连接有时也可以采用电阻焊或气焊。
1．电弧焊电弧焊是利用焊条或焊丝与焊件间产生的电弧热，将金属加热并熔化的焊接方法。
第20-1-2章对接焊缝连接构造与计算教程
max
M [ t ] Ww
max
VS w [ ] Iwt
M——焊缝承受的弯矩； Ww——焊缝截面模量。 V——焊缝承受的剪力； Iw——焊缝计算截面惯性矩； Sw——焊缝截面计算剪应力处以上部分对中和轴的面积矩。
青海大学 结构设计原理
对于工字形、箱形、T形等构件除应分别验算最大正应力与最 大剪应力外，还应验算腹板与翼缘交接处的折算应力：
2、变截面钢板拼接 （a）钢板宽度不同
≤1:2.5（静力荷载）
≤1:2.5（静力荷载） ≤1:2.5（静力荷
≤1:2.5（静力荷载） ≤1:4（计算疲劳） ≤1:2.5（静力荷载） ≤4m ≤1:2.5（静力荷载） （b）钢板厚度不同 ≤1:2.5（静力荷载） ≤1:2.5（静力荷载） ≤1:2.5（静力荷载） ≤1:4（计算疲劳） ≤1:4（计算疲劳）
青海大学 结构设计原理
20.1.5 对接焊缝的构造和计算
一、对接焊缝的构造要求 1、坡口形式 对接焊缝常做成带坡口的形式，故又称为
坡口焊缝。应根据焊件厚度按保证焊缝质量，便于施焊及
减小焊缝截面积的原则选用。 常用的坡口形式有I形缝、带钝边单边V形缝、带钝边V 形缝（Y形缝）、带钝边U形缝、带钝边双单边V形缝、 双Y形缝。
章节内容 1、焊缝连接 2、普通螺栓连接 3、高强螺栓连接
青海大学 结构设计原理
20 钢结构的连接
章节重点 1、掌握钢结构常用的连接方法、特点及应用范围； 2、了解对接焊缝和角焊缝的工作性能，掌握对接焊缝 的计算方法和各构造尺寸限制的意义； 3、了解焊接应力、焊接变形的形成原因及防治措施； 4、了解普通螺栓连接和高强螺栓的工作性能、破坏形 态，掌握普通螺栓和高强螺栓连接的计算方法；
同济大学第八章(焊缝、螺栓连接)--钢结构习题参考解答
8.4 有一工字形钢梁，采用I50a （Q235钢），承受荷载如图8-83所示。
F=125kN ，因长度不够而用对接坡口焊缝连接。
焊条采用E43型，手工焊，焊缝质量属Ⅱ级，对接焊缝抗拉强度设计值2205/w t f N mm =，抗剪强度设计值2120/w v f N mm =。
验算此焊缝受力时是否安全。
图8-83 习题8.4解：依题意知焊缝截面特性：A=119.25cm 2，Wx ＝1858.9cm 3,Ix=46472cm 4,Sx=1084.1cm 3,截面高度h=50cm ，截面宽度b=158mm ，翼缘厚t=20mm ，腹板厚tw=12.0mm 。
假定忽略腹板与翼缘的圆角，计算得到翼缘与腹板交点处的面积矩S 1=20×158×（250－10）=7.584×105mm 3。
对接焊缝受力：125V F kN ==；2250M F kN m =⨯=⋅ 焊缝应力验算：最大正应力：622325010134.5/205/1858.910w t x M N mm f N mm W σ⨯===<=⨯ 最大剪应力：33224125101084.11024.3/120/464721012w x v x w VS N mm f N mm I t τ⨯⨯⨯===<=⨯⨯ 折算应力：22127.2/205/w zs t N mm f N mm σ=<= 故焊缝满足要求。
8.5 图8-84所示的牛腿用角焊缝与柱连接。
钢材为Q235钢，焊条用E43型，手工焊，角焊缝强度设计值2f 160/w f N mm =。
T=350kN ，验算焊缝的受力。
图8-84 习题8.5 图8-84-1 焊缝截面计算简图解：（注：焊缝上下翼缘长度114mm 有些问题，应取2130210110l t mm -=-⨯=，黄钜枝06年6月19日）此注错误，应取消。
罗烈08年10月28日如图8-84-1，截面特性计算如下：2(11425242882)0.75667.2f A h mm =⨯+⨯+⨯⨯= 228820.73225.6w f A h mm =⨯⨯=32741288288[2882114(16)252()4]0.77.913101222f f I h mm =⨯⨯+⨯+⨯+⨯⨯⨯=⨯焊缝受力：247.5N kN =；247.5V kN =； 49.5M V e kN m =⋅=⋅ 应力验算：危险点为a 、b 两点，下面分别验算： 对a 点： 32247.51043.67/5667.2N aN N mm A σ⨯===62749.510160100.09/7.91310M a af My N mm I σ⨯⨯===⨯ 2243.67100.09143.76/195.2/N Mw a a f f N mm f N mm σσβ+=+=<=对b 点：32247.51076.73/3225.6V bw V N mm A τ⨯=== 243.67/N Nb a N mm σσ==62749.51014490.16/7.91310M b bf My N mm I σ⨯⨯===⨯22133.87/160/w f N mm f N mm =<=故焊缝强度满足要求。
钢构焊缝计算(受力)
《钢结构》网上辅导材料二钢结构的焊接连接钢结构的连接方法可分为焊缝连接、螺栓连接和铆钉连接三种。
焊接连接是现代钢结构最主要的连接方法。
它的优点是：（1）焊件间可直接相连，构造简单，制作加工方便；（2）不削弱截面，用料经济；（3）连接的密闭性好，结构刚度大；（4）可实现自动化操作，提高焊接结构的质量。
缺点是：（1）在焊缝附近的热影响区内，钢材的材质变脆；（2）焊接残余应力和变形使受压构件承载力降低；（3）焊接结构对裂纹很敏感，低温时冷脆的问题较为突出。
一、焊缝的形式1．角焊缝图 1 直角角焊缝截面图 2 斜角角焊缝截面角焊缝按其截面形式可分为直角角焊缝和斜角角焊缝。
两焊脚边的夹角为90°的焊缝称为直角角焊缝，直角边边长h f 称为角焊缝的焊脚尺寸，h e ＝0.7h f 为直角角焊缝的计算厚度。
斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中。
对于夹角大于135°或小于60°的斜角角焊缝，不宜用作受力焊缝（钢管结构除外）。
2．对接焊缝对接焊缝的焊件常需加工成坡口，故又叫坡口焊缝。
焊缝金属填充在坡口内，所以对接焊缝是被连接件的组成部分。
坡口形式与焊件厚度有关。
当焊件厚度很小（手工焊≤t 6mm ，埋弧焊≤t 10mm ）时，可用直边缝。
对于一般厚度（t=10～20mm ）的焊件可采用具有斜坡口的单边V 形或V 形焊缝。
斜坡口和离缝c 共同组成一个焊条能够运转的施焊空间，使焊缝易于焊透；钝边p 有托住熔化金属的作用。
对于较厚的焊件（t ＞20mm ），则采用U 形、K 形和X 形坡口。
对于V 形缝和U 形缝需对焊缝根部进行补焊。
对接焊缝坡口形式的选用，应根据板厚和施工条件按现行标准《建筑结构焊接规程》的要求进行。
凡T 形，十字形或角接接头的对接焊缝称之为对接与角接组合焊缝。
图3 对接焊缝的坡口形式 3．焊缝质量检验《钢结构工程施工质量验收规范》规定焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级和三级。
钢构焊缝计算(受力)
钢结构的焊接连接钢结构的连接方法可分为焊缝连接、螺栓连接和铆钉连接三种。
焊接连接是现代钢结构最主要的连接方法。
它的优点是：〔1〕焊件间可直接相连，构造简单，制作加工方便；〔2〕不削弱截面，用料经济；〔3〕连接的密闭性好，结构刚度大；〔4〕可实现自动化操作，提高焊接结构的质量。
缺点是：〔1〕在焊缝附近的热影响区内，钢材的材质变脆；〔2〕焊接残余应力和变形使受压构件承载力降低；〔3〕焊接结构对裂纹很敏感，低温时冷脆的问题较为突出。
一、焊缝的形式1．角焊缝图 1 直角角焊缝截面图 2 斜角角焊缝截面角焊缝按其截面形式可分为直角角焊缝和斜角角焊缝。
两焊脚边的夹角为90°的焊缝称为直角角焊缝，直角边边长h f 称为角焊缝的焊脚尺寸，h e h f 为直角角焊缝的计算厚度。
斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中。
对于夹角大于135°或小于60°的斜角角焊缝，不宜用作受力焊缝〔钢管结构除外〕。
2．对接焊缝对接焊缝的焊件常需加工成坡口，故又叫坡口焊缝。
焊缝金属填充在坡口内，所以对接焊缝是被连接件的组成部分。
坡口形式与焊件厚度有关。
当焊件厚度很小〔手工焊≤t 6mm ，埋弧焊≤t 10mm 〕时，可用直边缝。
对于一般厚度〔t=10～20mm 〕的焊件可采用具有斜坡口的单边V 形或V 形焊缝。
斜坡口和离缝c 共同组成一个焊条能够运转的施焊空间，使焊缝易于焊透；钝边p 有托住熔化金属的作用。
对于较厚的焊件〔t＞20mm〕，则采用U形、K形和X形坡口。
对于V形缝和U形缝需对焊缝根部进行补焊。
对接焊缝坡口形式的选用，应根据板厚和施工条件按现行标准《建筑结构焊接规程》的要求进行。
凡T形，十字形或角接接头的对接焊缝称之为对接与角接组合焊缝。
图3 对接焊缝的坡口形式3．焊缝质量检验《钢结构工程施工质量验收标准》规定焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级和三级。
三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查且符合三级质量标准；一级、二级焊缝则除外观检查外，还要求一定数量的超声波检验并符合相应级别的质量标准。
钢结构连接计算公式总汇
钢结构连接计算公式总汇1：钢结构连接计算公式总汇本旨在提供钢结构连接计算公式的总汇，以便工程师在进行钢结构计算设计时能够准确、高效地进行连接设计。
以下是各类常用的钢结构连接计算公式详细细化。
1. 强度计算公式1.1 焊缝强度计算公式在焊缝连接设计中，可以使用以下强度计算公式：σ = k1 × k2 × k3 × α × A其中，σ为焊缝的强度；k1为材料强度的修正系数；k2为焊缝形状的修正系数；k3为焊缝质量的修正系数；α为焊缝强度的系数；A为焊缝的有效截面积。
1.2 螺栓强度计算公式在螺栓连接设计中，可以使用以下强度计算公式：σ = k1 × k2 × α × A其中，σ为螺栓的强度；k1为材料强度的修正系数；k2为螺栓形状的修正系数；α为螺栓强度的系数；A为螺栓的有效截面积。
2. 刚度计算公式2.1 焊缝刚度计算公式焊缝连接的刚度计算可以使用以下公式：k = k1 × k2 × k3 × α × E × I / L 其中，k为焊缝的刚度；k1为材料刚度的修正系数；k2为焊缝形状的修正系数；k3为焊缝质量的修正系数；α为焊缝刚度的系数；E为材料的弹性模量；I为焊缝截面惯性矩；L为焊缝的长度。
2.2 螺栓刚度计算公式螺栓连接的刚度计算可以使用以下公式：k = k1 × k2 × α × E × A / L其中，k为螺栓的刚度；k1为材料刚度的修正系数；k2为螺栓形状的修正系数；α为螺栓刚度的系数；E为材料的弹性模量；A为螺栓的截面积；L为螺栓的长度。
附件：1. 强度计算公式表格2. 刚度计算公式表格法律名词及注释：1. 材料强度的修正系数：根据不同材料的特性，经过实验和理论分析得出的修正系数，用于修正材料在实际工程中的强度。
2. 焊缝形状的修正系数：根据焊缝的形状特征，经过实验和理论分析得出的修正系数，用于修正焊缝在实际工程中的强度。
焊缝受力计算公式
焊缝受力计算公式
焊缝的受力计算涉及多个因素，包括焊缝类型、焊接材料、应力类型、应力分布等。
以下是一些常见的焊缝受力计算公式：
1. 焊缝强度计算（剪切强度）：
-对于螺栓连接中的剪切焊缝，可以使用以下公式计算其强度：
τ= F / (l * s)
其中，τ表示焊缝的剪切强度，F表示应用在焊缝上的剪切力，l表示焊缝的有效长度，s表示焊缝的有效截面面积。
2. 焊缝强度计算（拉伸强度）：
-对于焊缝的拉伸强度计算，常使用以下公式：
σ= F / (l * h)
其中，σ表示焊缝的拉伸强度，F表示应用在焊缝上的拉伸力，l表示焊缝的有效长度，h表示焊缝的有效截面高度。
3. 焊缝应力计算（弯曲应力）：
-对于焊缝在弯曲加载下的应力计算，可以使用以下公式：σ= M / (W * y)
其中，σ表示焊缝的应力，M表示作用在焊缝上的弯矩，W表示焊缝的截面模量，y表示焊缝截面的垂直距离。
需要注意的是，上述公式仅提供了一些常见的焊缝受力计算公式，实际应用中需要根据具体情况选择合适的公式，并考虑材料的强度特性、几何形状以及设计标准等因素。
在进行焊缝受力计算时，建议参考相关的焊接规范、材料手册或专业工程师的建议，以确保计算结果准确可靠，并满足设计和安全要求。
钢结构螺栓连接计算例题
290
225
190
155
100
10.9
280
230
175
150
125
80
8.8
M30
M27
M24
M22
M20
M16
螺 栓 公 称 直 径（mm）
螺栓的性能 等 级
一个高强螺栓设计预拉力P值（kN）
表3-10
4、高强度螺栓摩擦面抗滑移系数
连接板接触面之间摩擦力的大小与摩擦系数有关，称为抗滑移系数，与表面处理方式有关。
图示连接受偏拉及剪力作用，由于没有支托板，剪力由螺栓本身承担即要承担拉力，同时要承担剪力，即螺栓受剪和拉。
或
对于螺栓受拉剪同时作用的承载能力，按实验结果可用相关关系计算：
或者，螺栓的破坏是拉和剪共同作用下的破坏。另外螺栓的对孔壁的挤压破坏同时可能出现。
解： （1）承托承受全部剪力
先计算单个螺栓所能承受的拉力设计值。
查p276附表8和p249附表1-3：Ae=245mm2，ftb=170N/mm2
V
e
4×100
50
50
1
5
180
M
N1
N2
N3
N5
N4
y1
y2
y3
y4
这时，螺栓群只承受剪力所产生的弯矩 M=Ve=250×0.14=35kNm。 这时应当按螺栓的抵抗弯矩绕最下边一排螺栓转动。设螺栓为M20,螺栓为5排2列，共10个。
在式中各个系数的含义：使螺栓中的拉应力接近于所用材料的屈服点（f0.2）,考虑材料不均匀系数0.9、超张拉系数0.9和剪应力（拧螺母时产生）引起的承载力降低系数1.2,按5kN的模数，予拉力计算列表
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栓连接 韧性好
杂，造价略高
第二节 焊缝连接形式
一、焊接方法
➢ 分类：电弧焊、气焊和电阻焊等 ➢ 原理：利用电弧产生的热能使连接处的焊件钢材局部熔 化，并添加焊接时由焊条或焊丝熔化的钢液，冷却后共同 形成焊缝使两焊件连成一体。 ➢ 焊缝与空气的隔离：焊接过程中如果焊缝直接与空气接 触，那么空气中的氧、氮等气体会进入焊缝而使焊缝变脆。
a) 普通焊缝 b）平坡焊缝 c）深熔焊缝
➢ 有效截面、有效厚度
（四）应力分布
1、侧面角焊缝：应力分布不均匀，两端大中间小，焊缝越长， 不均匀分布越显著；由于塑性变形，破坏前趋于均匀。
2、正面角焊缝：截面受力状态较为复杂；
3、正面角焊缝与侧面角焊缝力学性能比较
（1）正面角焊缝强度和刚 度都高于侧面角焊缝；
（2）侧面角焊缝塑性性能 较正面角焊缝好。
（五）角焊缝构造要求
1、焊脚尺寸hf 最小焊脚尺寸：对手工焊，hf应不小于 1.5 tmax ， tmax为较厚焊件的厚度；对自动焊，可减小1mm；
最大焊脚尺寸：不大于较薄焊件厚度的1.2倍。
板件边缘的焊缝，当t ≤6mm 时，hf ≤t；当t>6mm时，hf ＝t －(1～2)mm。
（一）角焊缝强度计算公式
角焊缝承受三个方向力：Nfx fx Ae, Vfy fy Ae, Vfz fz Ae
2）引弧板的设置： 消除焊口引起的应力集中现象； 3）厚度或者宽度不同时：一定坡度使截面平缓过渡；
二、角焊缝
（一） 特点：无需坡口，构造较对接焊缝简单 （二）按受力与焊缝方向分：
1）端缝：作用力方向与焊缝长度方向垂直 2）侧缝：作用力方向与焊缝长度方向平行
（三）截面形式: 直角角焊缝 斜角角焊缝
第三章 连 接
第一节 钢结构的连接方法
➢ 连接要求 力学方面：安全可靠，具有足够强度、刚度和延性； 施工方面：构造简单，制造方便 ➢ 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
表1 三种连接方法优缺点
连接方法
优点
缺点
焊接
（1）对几何形体适应性强；（2） （1）热影响区，材质劣化；（2）
不同强度钢材焊接的焊条选择？
2、自动（半自动）埋弧焊：
特点：效率高，熔化深度大、质量好，塑性韧性好， 焊接变形小，热影响区范围小；适用于长而直的焊缝
焊剂层：
图 7-2 手工电弧焊
1— 电 源 ； 2— 导 线 ； 3— 夹 具 ； 4— 焊 条 ； 5— 药 皮 ； 6— 焊 件
图 7-3 自动埋弧焊
2、焊缝长度 lw
太短：使焊缝起弧点和落弧点太近， 焊缝端部易坍塌；
不宜小于8hf或40 mm
太长：侧面角焊缝沿长度方向应力分布不均，两端大中 间小，过长则可能使两端先破坏；
不宜大于60hf
3、其他构造要求：P42-43
第四节 焊缝强度计算 角焊缝强度计算 对接焊缝强度计算
一、角焊缝强度计算
构造简单，省材省工；（3）易于 残余应力和残余变形；（3）缺
自动化，工效高；（4）密封性好， 陷、裂纹，易产生应力集中；
刚度和整体性好
铆接
传力可靠，韧性和塑性好，质量 构造复杂、费钢费工
易于检查，抗动力荷载好
普通螺栓 装卸便利，设备简单
连接
螺栓精度低时不宜受剪；螺栓精 度高时加工和安装难度较大
高 强 度 螺 能承受动力荷载，耐疲劳，塑性、 摩擦面处理，安装工艺略为复
1— 焊 丝 转 盘 ； 2— 转 动 焊 丝 的 电 动 机 ； 3— 焊 剂 漏 斗 ； 4— 电 源 ； 5—熔 化 的 焊 剂 ； 6— 焊 缝 金 属 ； 7— 焊 件 ； 8— 移 动 方 向
3、气体保护焊： 原理同埋弧焊，只是改用利用CO2作为保护介质； 速度快，焊件熔深大、焊接质量好； 周围风速不能太大。
常用焊缝基本符号
第三节 焊缝类别及其构造要求
对接焊缝 焊缝类别
角焊缝
一、对接焊缝：
（一）特点：传力直接、焊缝受力明确，不产生应力集中； （二）分类：
1）直缝：作用力方向与焊缝方向正交 2）斜缝：作用力方向与焊缝方向斜交
（三）构造要求
1）坡口形式：根据板厚和施工条件选择
板厚 （1）t<=10mm：I形; （2）t=10～20mm：单边V、V形； （3）t>20mm：U、K、X形；
工位复
杂，形状 复杂之焊
比自动焊略差
缝
长而简单 质量均匀、塑性韧
的焊缝 性好，效率高
连续焊 半自动焊
丝
人工操作
质量均匀、塑性、
焊剂
简单焊缝
前进
韧性
无
薄板点焊 用作构造焊缝
压、机械
气体焊
连续焊 CO2 等 手工、自
质量均匀、塑性、
简单焊缝
丝
气体
动
韧性好，效率高
二、焊缝连接形式 ➢ 连接形式：按照被连接焊件的相互位置：
（a）I形缝； （b）带钝边单边V形缝； （c）V形缝
（d）U形；
（e）K形缝；
（f）X形缝
施工条件： 为保证施工质量，当一侧施焊完毕后，常需翻过来在反
面清除根部后进行一次补焊，如无条件，则应在正面施焊时 在焊缝的根部加设临时垫板；
g）加垫板的I形缝 h）加垫板的带钝边单边V形缝 i）加垫板的V形缝
平接（对接）
搭接 T形连接 角部连接
三、焊接位置
根据所持焊条与焊缝的相对位置： a）俯焊（平焊）、b)立焊、c)横焊、d）仰焊；
其中以俯焊施工位置最好，所以焊缝质量也最好； 仰焊最难操作、质量不易保证；
四、焊缝符号
➢ 作用：表明焊缝形式、尺寸和辅助要求
➢ 表示方法：指引线、基本符号，必要时加上辅助符号、 补充符号和焊缝尺寸； 指引线：基准线（一实一虚）和箭头线； 基本符号：表示焊缝的形状
4、电阻焊： 原理：利用电流通过焊件接触点表面的电阻产生的热量 来熔化金属，再通过压力使其熔合。 焊接厚度<12mm
表2 各种焊接方法的特点
焊接方法
焊 条 焊 剂 操作方式 适应范围
质量状况
手工焊
电 弧 焊 自动焊
短焊条 附于焊 (350－ 条之药 400mm) 皮
连续焊 丝
焊剂
全手动 全自动
1、手工电弧焊：
原理： 特点：适用于各种焊接位置
图 7-2 手工电弧焊
1— 电 源 ； 2— 导 线 ； 3— 夹 具 ； 4— 焊 条 ； 5— 药 皮 ； 6— 焊 件
药皮：
焊条型号与焊件母材钢号的匹配：
Q235（E43型焊条）
Q345（E50型焊条）
Q390和Q420（E55型焊条）；