钢结构设计原理_ 钢结构的连接_
《钢结构设计原理》苏州科技学院教材配套第4章钢结构的连接
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第4章 钢结构的连接
Suzhou University of Science & Technology
（4）对低温冷脆的影响
对于厚板或交叉焊缝，将产生三向焊接
残余拉应力，增加了钢材低温脆断倾向。 （5）对疲劳强度的影响 三向焊接残余拉应力降低材料的塑性，从 而疲劳强度降低！
第4章 钢结构的连接
Suzhou University of Science & Technology
3.铆钉连接 连接受力性能较好，但构造复杂，目前已很少采用。
第4章 钢结构的连接
Suzhou University of Science & Technology
4.2
焊接连接的方法及特性
一、钢结构常用焊接方法 常 用 焊 接 方 法
电弧焊 电渣焊 气体保护焊 电阻焊
第4章 钢结构的连接
Suzhou University of Science & Technology
所产生的热量来熔化金属 的一种方法。焊丝作为电 极伸入并穿过渣池，使渣 池产生电阻热将焊件金属 及焊丝熔化，沉积于熔池
中，形成焊缝。
第4章 钢结构的连接
Suzhou University of Science & Technology
气体保护焊
原 理
利用二氧化碳气 体或其它惰性气体作 为保护介质的一种电 弧熔焊方法。
（一）轴心力作用下的对接焊缝计算
N
lw t
N
σ N lw t f t 或f c
w w
N—轴心拉力或压力设计值； t —板件较小厚度；T形连接中为腹板厚度； ftw、fcw —对接焊缝的抗拉和抗压强度设计值。
钢结构设计原理刘智敏第三章课后题答案
钢结构设计原理刘智敏第三章课后题答案第3章钢结构的连接12. 如图3-57所⽰的对接焊缝，钢材为Q235，焊条为E43型，采⽤焊条电弧焊，焊缝质量为三级，施焊时加引弧板和引出板。
已知，试求此连接能承受的最⼤荷载。
解：因有引弧板和引出板，故焊缝计算长度l w=500mm，则焊缝正应⼒应满⾜：其中，故有，故此连接能承受的最⼤荷载为。
13. 图3-58所⽰为⾓钢2∟140×10构件的节点⾓焊鏠连接，构件重⼼⾄⾓钢肢背距离，钢材为Q235BF，采⽤⼿⼯焊，焊条为E43型，，构件承受静⼒荷载产⽣的轴⼼拉⼒设计值为N=1100kN，若采⽤三⾯围焊，试设计此焊缝连接。
解:正⾯⾓焊缝且故可取，此时焊缝的计算长度正⾯焊缝的作⽤：则由平衡条件得：所以它们的焊缝长度为，取370mm，，取95mm。
17. 如图3-61所⽰的焊接⼯字形梁在腹板上设⼀道拼接的对接焊缝，拼接处作⽤有弯矩，剪⼒，钢材为Q235B钢，焊条⽤E43型，半⾃动焊，三级检验标准，试验算该焊缝的强度。
解：（1）确定焊缝计算截⾯的⼏何特征x轴惯性矩：中性轴以上截⾯静矩：单个翼缘截⾯静矩：（2）验算焊缝强度焊缝最⼤拉应⼒（翼缘腹板交接处）：查表知，，所以焊缝强度不满⾜要求。
19. 按⾼强度螺栓摩擦型连接和承压型连接设计习题18中的钢板的拼接，采⽤8.8级M20(=21.5mm)的⾼强度螺栓，接触⾯采⽤喷吵处理。
（1）确定连接盖板的截⾯尺⼨。
（2）计算需要的螺栓数⽬并确定如何布置。
（3）验算被连接钢板的强度。
解：（1）摩擦型设计查表得每个8.8级的M20⾼强度螺栓的预拉⼒，对于Q235钢材接触⾯做喷砂处理时。
单个螺栓的承载⼒设计值：所需螺栓数：（2）承压型设计查表知，。
单个螺栓的承载⼒设计值：所需螺栓数：螺栓排列图如下所⽰验算被连接钢板的强度a.承压型设计查表可知，当满⾜要求。
b.摩擦型设计净截⾯强度验算：满⾜要求；⽑截⾯强度验算：满⾜要求。
20. 如图3-62所⽰的连接节点，斜杆承受轴⼼拉⼒设计值，端板与柱翼缘采⽤10个8.8级摩擦型⾼强度螺栓连接，抗滑移系数，求最⼩螺栓直径。
7-钢结构连接 钢结构设计原理 教学课件
基本原理
土木工程学院
2019年——2019年第二学期
3 钢结构的连接
本章内容：(1) 钢结构的连接方法 (2) 焊接方法和焊接连接形式 (3) 角焊缝的构造与计算 (4) 对接焊缝的构造与计算 (5) 螺栓连接的构造 (6) 普通螺栓连接的工作性能和计算 (7) 高强度螺栓连接的工作性能和计算
2、高强螺栓连接
（1）性能等级 高强钢材制成：优质碳素钢：35号、45号
合 金 钢：20MnTiB、40B、35VB 性能等级：8.8级、10.9级。
小数点前8、10——螺栓材料经热加工后的最低抗拉 强度为800、1000N/mm2；
小数点后0.8、0.9——屈强比 f0.2/ fu
（2）按抗剪性能分
2
2 f
ffw
3.3.4 各种受力状态下直角角焊缝连接计算
1.承受轴心力作用时角焊缝连接计算
(1) 用盖板的对接连接承受轴心力时
①两面侧焊
由
f
N helw
f
w f
得
lw
N 0.7hf
f
w f
lw
lw 4
2hf
盖板长度： L板2lwa
(由构造确定hf )
La L
a LL
N
N
b t
N
N
N
图3.13 侧面角焊缝受力示意图
图3.14 侧焊缝的应力
侧面角焊缝强度低、塑性好；应力沿长度方向分布不均 匀，呈两端大而中间小的状态。
2、正面角焊缝—垂直于力的作用方向 正面角焊缝受力复杂，截面中的各面均存在正应力 和剪应力；强度高，塑性差。
图3.15 正面角焊缝应力状态
《钢结构设计原理》3-1 钢结构的连接-焊缝连接
3. 气体保护焊
气体保护焊是利用二氧化碳气体或其他惰性气体 作为保护介质的一种电弧熔焊方法。
直接依靠保护气体在电弧周围造成局部的保护层， 以防止有害气体的侵入并保证了焊接过程中的稳 定性。
气体保护焊的焊缝熔化区没有熔渣，焊工能够清 楚地看到焊缝成型的过程；由于保护气体是喷射 的，有助于熔滴的过渡；又由于热量集中，焊接 速度快，焊件熔深大，故所形成的焊缝强度比手 工电弧焊高，塑性和抗腐蚀性好，适用于全位置 的焊接。但不适用于在风较大的地方施焊。
3.4.1 角焊缝的构造要求
4 侧面角焊缝的最大计算长度 侧面角焊缝在弹性阶段沿长度方向受力不均匀，两端 大中间小。焊缝越长，应力集中越明显。
若焊缝长度适宜，两端点处的应力达到屈服强度后， 继续加载，应力会渐趋均匀。
若焊缝长度超过某一限值时，有可能首先在焊缝的两 端破坏，故一般规定侧面角焊缝的计算长度
A、B级精制螺栓是由毛坯在车床上经过切削加 工精制而成。表面光滑，尺寸准确，对成孔质量 要求高。有较高的精度，因而受剪性能好。制作 和安装复杂，价格较高，已很少在钢结构中采用
C级螺栓由未经加工的圆钢压制而成。螺栓表面 粗糙，一般采用在单个零件上一次冲成或不用钻 模钻成设计孔径的孔(II类孔)。
螺栓孔的直径比螺栓杆的直径大1.5~2mm。螺栓 杆与螺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。安装 方便，且能有效地传递拉力，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。
3.4.1 角焊缝的构造要求
3 角焊缝的最小计算长度 焊脚尺寸大而长度较小时，焊件的局部加热严重，焊缝 起灭弧所引起的缺陷相距太近，以及焊缝中可能产生的 其他缺陷(气孔、非金属夹杂等)，使焊缝不够可靠。 搭接连接的侧面角焊缝，如果焊缝长度过小，由于力线 弯折大，会造成严重应力集中。
钢结构设计原理
钢结构设计原理
钢结构设计原理是指在钢材的力学性能和结构功能的基础上，根据力学原理和设计规范，合理选择构造方案、计算力学效应和确定材料的使用方式，从而实现结构稳定和安全的设计方法和原则。
钢结构设计的原理主要包括以下几个方面：
1. 强度原理：根据材料的受力性能和结构的要求，在计算和设计中保证结构的强度。
例如，通过计算结构的受力状态和受力部位，确定钢材的使用方式、截面尺寸和连接方式等。
2. 刚度原理：钢结构的刚度是指结构在受力作用下抵抗形变和位移的能力。
钢结构设计中应根据结构的使用要求和力学效应，合理确定构件的几何尺寸和材料的使用方式，以保证结构的刚度。
3. 稳定原理：钢结构在受力作用下必须保持稳定，不会出现整体失稳或局部失稳现象。
稳定原理包括稳定长度比、屈曲强度和支承条件等方面的分析和计算。
4. 可靠性原理：钢结构设计应具备安全性和可靠性，即在设计和施工中要保证结构在使用寿命内满足强度、刚度、稳定等要求。
设计中需要考虑荷载的不确定性、材料的不均匀性和施工质量等因素，确保结构的可靠性。
5. 简化原理：钢结构设计应尽量简化结构形式和构造方式，减
少不必要的材料和工艺，降低施工难度和成本。
通过结构的合理布置和尺寸优化，实现结构的简化设计。
总之，钢结构设计原理是根据力学原理和设计规范，保证结构的强度、刚度、稳定性和可靠性的设计方法和原则。
在设计中，需要综合考虑材料的力学性能、结构的使用要求和施工条件等因素，通过合理的计算和选择方案，实现结构的稳定和安全。
钢结构的基本原理
钢结构的基本原理钢结构是一种广泛应用于建筑和工程领域的结构形式，它的设计和施工基于一系列的基本原理。
本文将介绍钢结构的基本原理，并探讨其在建筑和工程中的应用。
一、材料特性与力学行为钢材是钢结构的主要构造材料，其特性对结构的性能至关重要。
钢材具有高强度、良好的延性和可塑性等特点，能够承受较大的荷载并保持稳定。
其力学行为可通过应力-应变关系来描述。
钢材在受力时会发生弹性变形和塑性变形，弹性变形在荷载去除后恢复原状，而塑性变形则是指钢材在超过弹性阈值后无法完全恢复的变形。
通过了解钢材的力学性质，可以确定合适的断面尺寸和材料强度，确保结构的稳定性和安全性。
二、静力学平衡原理静力学平衡原理是钢结构设计中的基本原理之一。
据此原理，结构在静力平衡状态下，受力部分的合力为零，力矩亦为零。
根据这一原理，可以确定结构各个部分的受力情况，并进行设计计算。
在设计钢结构时，需要考虑荷载的作用以及结构各个部分的反力传递和平衡关系，以确保整个结构的稳定性和承载能力。
三、构件设计原理构件设计是钢结构设计的重要环节。
钢结构中的构件包括梁、柱、桁架等，其设计原理主要包括强度设计和稳定性设计。
强度设计是根据结构所受荷载的大小和方向，确定构件断面尺寸和钢材强度，以确保构件在正常使用和极限荷载情况下的强度满足要求。
稳定性设计是考虑构件在受外力作用下的稳定性问题，通过选择适当的截面形状和施加支撑以增加构件的稳定性。
四、连接设计原理连接是钢结构中各个构件之间的连接点，其设计原理主要包括刚度设计和强度设计。
刚度设计是保证连接点的刚度和变形能力，以确保结构在受力时不会出现过大的变形和位移。
强度设计是保证连接点的强度和承载能力，以防止连接点在荷载作用下发生破坏。
连接的设计包括连接件的选择和连接方式的确定，选用合适的连接件和合理的连接方式可以提高钢结构的整体性能。
五、施工与监测原理钢结构的施工和监测原理是确保结构质量和安全的关键。
在施工过程中，需要遵循正确的工艺和操作规范，保证每个构件的安装精度和加固措施的有效性。
钢结构基本原理总结
钢结构基本原理总结钢结构是指由钢材构成的建筑结构。
其基本原理是通过将不同形状、尺寸和材质的钢构件通过连接件连接在一起，形成一个稳定的结构体系，用以承载和传递荷载。
钢结构具有强度高、刚度好、抗震性能好等优点，因此在建筑领域得到广泛应用。
1.荷载传递原理：钢结构的荷载可以分为静载和动载。
静载是指施加在结构上的固定的荷载，如自重、活载和附加荷载等。
动载是指施加在结构上的可变荷载，如风荷载和地震荷载等。
钢结构通过其成员和节点之间的连接来传递这些荷载。
荷载传递的路径应当尽量直接，以确保荷载能够有效地传递到基础上。
2.梁的受力原理：钢梁是钢结构的主要受力构件之一，其受力原理是通过梁上的截面形状、尺寸和材质来承担荷载。
梁在受到荷载作用时，产生弯曲变形，其中上部受压，下部受拉。
为了提高梁的承载能力，可以在梁的形状上进行优化设计，如增加剪力板、加强型钢等。
3.柱的受力原理：钢柱是钢结构的主要受力构件之一，其受力原理是通过柱的截面形状、尺寸和材质来承担荷载。
柱在受到荷载作用时，产生压力和弯矩，其中上部受压，下部受拉。
为了提高柱的承载能力，可以在柱的形状上进行优化设计，如增加加强筋、加强型钢组合等。
4.连接的设计原理：钢结构的连接件起着连接和传递力的作用。
连接是钢结构设计中的一个重要环节，直接关系到结构的安全性和稳定性。
连接的设计原则是保证连接的强度、刚度和稳定性。
常见的连接方式有焊接、螺栓连接和铆接等。
连接的设计应根据受力特点和要求，选择合适的连接方式和连接尺寸。
5.抗震设计原理：钢结构由于其材料的高强度和刚度，具有良好的抗震性能。
抗震设计原理是通过在结构中设置剪力墙、抗侧撑、斜撑等抗震构件，提高结构的抗震能力。
此外，抗震设计还包括结构的形式选择、受力构件的尺寸和材质选取、节点的设计等。
总之，钢结构的基本原理包括荷载传递、梁的受力原理、柱的受力原理、连接的设计原理和抗震设计原理等。
这些原理相互关联，共同保证了钢结构的安全性和稳定性。
钢结构设计原理第章 连接(张耀春版)
hf 普通式
1.5hf 平坡式
hf 凹面式
28
29
（2）斜角角焊缝
hf
按 h e= 0 .7 h f α hf
按 h e= 0 .7 h f α hf
hf
hf
按
he= hf
cos
α 2
α hf
按
he= hf
cos
α 2
α hf
hf
(a)
(b )
斜角角焊缝 a） 锐 角 角 焊 缝 ； b） 钝 角 角 焊 缝
四、各种受力状态下的直角角焊缝连接计算
1、轴心力作用下
(1)轴心力作用下的盖板对接连接:
A、仅采用侧面角焊缝连接：
对于正面角焊缝，τf=0，由3—6式得：
f N lw hef ffw
(37)
对于侧面角焊缝，σf=0，由3—6式得：
f N lw heffw
(38)
以上lhwe各—=0式角.7中 焊h：f缝ff；计2算长2度f ，考ff虑w起灭弧缺陷(3时，6每)条焊缝取其
实际长度减去2hf。
46
二、角焊缝的构造
1、最大焊脚尺寸hf,max 为了避免焊缝处局部过热，减小焊件的焊接残余应
力和残余变形，hf,max应满足以下要求: hf,max≤1.2t1（钢管结构除外）
式中: t1---较薄焊件厚度。 对于板件边缘的角焊缝,尚应满足以下要求：
当 t≤6mm时，hf,max≤t； 当 t>6mm时，hf,max≤t-(1~2)mm；
N
lw
lN wtftw或 fcw (32)8
t
式中：
N—轴心拉力或压力；
A
t—板件较小厚度；T形连接中为腹板厚度；
第三章 钢结构的连接-普通螺栓连接
公式的两点说明：
（1）螺栓的有效截面面积 因栓杆上的螺纹为斜方向的，所以抗拉时公式取的是有效
直径de而不是净直径dn，现行国家标准取：
ded1 23 43t (t螺)距
dn de dm d
(2）螺栓垂直连接件的刚度对螺栓抗拉承载力的影响
A、螺栓受拉时，一般是通过
与螺杆垂直的板件传递，即螺 杆并非轴心受拉，当连接板件 发生变形时，螺栓有被撬开的 趋势（杠杆作用），使螺杆中 的拉力增加（撬力Q）并产生 弯曲现象。连接件刚度越小撬 力越大。试验证明影响撬力的 因素较多，其大小难以确定， 规范采取简化计算的方法，取 ftb=0.8f（f—螺栓钢材的抗 拉强度设计值）来考虑其影响。
由假定‘(2)’得
y1 r1
N1Tx N1T
x N1Ty
T
N 1 TN 2 TN 3 T N nT
r1 r2 r3
rn
由上式得:
N 2 TN r1 1 Tr2 ； N 3 TN r1 1 Tr3 ； N nT N r1 1 Trn
得:
T N r 1 1 Tr 1 2 r 2 2 r n 2N r 1 1 Ti n 1r i2
简化计算： 令:xi=0，则NiTy=0
N 1Tx T ny r1 i2y r1 1T ny y1 i2
y 1 N1Tx
y1
r1
N1T
x N1Ty
i 1
i 1
x1
N 1 2 T x N 1 F 2 N m b in
三、普通螺栓的抗拉连接
（一）普通螺栓抗拉连接的工作性能
N 1 TT nr1n
Tr1
n
ri2
xi2 yi2
钢结构设计原理课后习题答案
钢结构设计原理课后习题答案钢结构设计原理课后习题是帮助学生巩固课堂知识，提高问题解决能力的重要环节。
下面是一份含有答案的钢结构设计原理课后习题答案，供参考。
1. 什么是钢结构设计原理？
答案：钢结构设计原理是指在钢结构设计过程中，基于力学原理和结构力学的基本原理，根据结构的受力状态和要求，确定结构的材料、形状和尺寸等参数，以保证结构的安全、经济和合理。
2. 钢结构设计原理的基本步骤是什么？
答案：钢结构设计原理的基本步骤包括结构计算、材料选择、构件设计、连接设计和整体设计。
3. 钢结构中常见的受力形式有哪些？
答案：钢结构中常见的受力形式有拉力、压力、弯矩、剪力和扭矩等。
4. 什么是结构的安全性？
答案：结构的安全性是指结构在正常使用和预定荷载下，不发生破坏和失效的能力。
5. 结构的安全系数是什么？
答案：结构的安全系数是指结构的承载能力与设计荷载的比值，用于保证结构在设计荷载下的安全性。
6. 钢结构的设计荷载包括哪些？
答案：钢结构的设计荷载包括常规荷载、可变荷载、特殊荷载和地震荷载等。
7. 钢结构的构件设计需要考虑哪些因素？
答案：钢结构的构件设计需要考虑构件的受力状态、截面形状和尺寸、材料强度和连接方式等因素。
8. 钢结构的连接设计需要考虑哪些因素？
答案：钢结构的连接设计需要考虑连接的刚度、强度、可拆卸性和耐久性等因素。
9. 钢结构的整体设计需要考虑哪些因素？
答案：钢结构的整体设计需要考虑结构的稳定性、刚度和振动等因素。
10. 钢结构设计中常用的计算方法有哪些？
答案：钢结构设计中常用的计算方法有弹性计算、塑性计算、稳定性计算和疲劳计算等。
钢结构设计原理 第2版课件第3章
lw
;
N A
he
N
lw
;
T A
T ry J
;
T A
T
rx J
由剪力V引起的应力均匀分布，A点处应力垂直于焊缝长度方
向，属于正面角焊缝受力性质，可计算出：
V A
he
V
lw
;
N A
he
N
lw
;
T A
பைடு நூலகம்
T ry J
;
T A
T
rx J
由轴力N引起的应力在A点处平行于焊缝长度方向，属侧面
气体保护焊：
是利用惰性气体或 CO2气体作为保护介 质，在电弧周围形成 保护层，使被融化的 金属不与空气接触， 而形成的火焰来熔化 焊条，形成焊缝。
电弧加热集中，熔化 深度大，焊接速度快， 焊缝强度高，塑性好， 其效率是手工电弧焊 的3~4倍。
可以手工操作或自动 操作。
3.1.2 焊缝连接型式
lw —两焊件间角焊缝计算长度总和。每条焊缝取实际长度
减去 2h f 。
f
w f
—角焊缝的强度设计值，参见附表1-2。
圆钢与平板、圆钢与圆钢之间的焊缝的有效厚度：
圆钢与平板： he 0.7hf
圆钢与圆钢： he 0.1d1 2d2 a
式中：
d1、d2 —大、小圆钢直径。
a —焊缝表面至两个圆钢公切线距离。
按被连接构件的相对位置分：平接；T 形连接；搭接；角接；
按焊缝本身构造分：对接焊缝；角焊缝 按施焊位置分：俯焊（平焊）、立焊、
横焊和仰焊；
1. 焊缝连接形式
对接连接（用盖板的对接）、搭接连接、T形连接、 角部连接
对接焊缝
角焊缝
钢结构设计原理钢结构的连接试卷(练习题库)(2023版)
钢结构设计原理钢结构的连接试卷(练习题库)1、 T形连接中直角角焊缝的最小焊脚尺寸，最小焊脚尺寸，式中（）。
2、单个普通螺栓的抗剪承载力由（）确定。
3、当沿受力方向的连接长度（孔径）时，螺栓的抗剪和承压设计承载力均应降低，以防止（）。
4、焊缝类型分为（）和（），施焊方法根据焊工与焊缝的相对位置分为（）、（）、（）、（），其中以（）施工位5、规范规定在静力荷载下，侧焊缝的计算长度不宜大于（）；动力荷载时，不宜大于（）。
6、焊接残余应力将（）构件的强度，（）构件的刚度，（）构件的稳定承载力。
7、如何区分脚焊缝是受弯还是受扭。
8、焊脚尺寸是否选用大的比小的好？9、在受剪连接开孔对构件截面的削弱影响时，为什么摩擦型高强度螺栓的较普通螺栓的小？10、钢结构连接设计应符合的原则是什么？11、钢结构的连接方法分哪几种？12、焊缝连接的优点是什么？13、焊缝连接的缺点是什么？14、螺栓连接可分为几类？15、螺栓连接的优点是什么？16、螺栓连接的缺点是什么？17、螺栓连接方式可分为几类？18、 C级螺栓连接的优缺点各是什么？19、为什么C级螺栓连接的受剪性能较差？20、 A、B级普通螺栓连接有何优缺点？一般用于何种受力连接？21、高强度螺栓分为几类？各有什么优缺点？22、铆钉连接的优缺点是什么？23、焊缝等级及检验24、焊接残余应力对结构有什么影响？三个方向？25、减小焊接残余应力和残余变形的方法26、焊缝布置应在焊工便于施焊位置，尽量避免仰焊27、减少焊接残余应力和变形的方法28、现代钢结构最主要最常用的连接方法是（）。
29、在下列四种施焊方位中，（）的施焊质量最难保证。
30、在下列四种施焊方位中，（）的施焊质量最易保证。
31、当Q235钢与Q345钢手工焊接时，宜选用（）型焊条。
32、角焊缝搭接接头的优点是（）。
33、在直接动荷载作用下，采用自动焊的结构（）。
34、在直接动荷载作用下，角焊缝采用平坦型或凹面型为了（）。
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max
VSw I wt
3V
2 lwt
fVw
Ww—焊缝截面模量；Sw--焊缝截面面积矩； Iw--焊缝截面惯性矩。
第3章 钢结构的连接
2.工字形截面
3.2 对接焊缝的构造与计算
VM
1 σ1
焊缝截面 σmax
τmax τ1
(1)对于焊缝的σmax和τmax应满足如前要求；
(2)对于翼缘与腹板交接点焊缝（1点）， 其折算应力尚应满足下式要求：
3.2 对接焊缝的构造与计算
N
Nsinθ
Ncosθ
θ
B
lw
N
t
当不满足上式时，可选择在受力较
小的部位施焊；
或者改用斜对接焊缝连接如图B，
当tanθ≤1.5时,不用验算。
第3章 钢结构的连接
二、M、V共同作用下的对接焊缝计算
3.2 对接焊缝的构造与计算
lw
V M
t
στ
max
M
Ww
6M
lw2t
ftw
第3章 钢结构的连接
根据上述三方面的要求，规范规定：
3.4 普通螺栓连接的构造和计算
第3章 钢结构的连接
3.4 普通螺栓连接的构造和计算
3.4.2 普通螺栓连接的受力性能和计算
一、螺栓连接的受力形式
F
F
N
A 只受剪力
B 只受拉力
C 剪力和拉力 共同作用
第3章 钢结构的连接
二、普通螺栓抗剪连接
3.4 普通螺栓连接的构造和计算
当 l1≤15d0 时，
当 15d0＜l1≤60d0 时， 当 l1＞60d0 时，
=1.0
=1.1－l1/150d0 =0.7
N
第3章 钢结构的连接
3.破坏形式
N/2 N/2
N
N
3.4 普通螺栓连接的构造和计算
（1）螺栓杆被剪坏
N
（2）孔壁的挤压破坏
N
以上三种破坏形式 通过强度计算避免。
（3）板件被拉断
N
N
1.工作性能
N/2 通过抗剪试验,即可得到板件 N/2 a 上a、b两点相对位移δ和作用力 N的关系曲线,该曲线清楚的揭示 了抗剪螺栓受力的四个阶段,即： N
(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。
2 1 O
N b
4 3
δ
第3章 钢结构的连接
3.4 普通螺栓连接的构造和计算
N
第3章 钢结构的连接
N
3.4 普通螺栓连接的构造和计算
要求：端矩不 应小于2dO。
（4）板件端部被剪坏(拉豁)
N
N / 2要求：栓杆长度
N/2 不应大于5d。
（5）栓杆弯曲破坏
这两种破坏 构造解决
第3章 钢结构的连接
2.C级--粗制螺栓
性能等级为4.6、4.8级， 一般由45号或35号钢制成。
Ⅱ类孔，孔径(do)比栓杆直径(d)大1.5～3mm。
第3章 钢结构的连接
二、螺栓的排列和构造要求
端距 中距
3.4 普通螺栓连接的构造和计算
边距 中距 边距
A 并列 螺栓的排列应满足： 受力要求
构造要求 施工要求
B 错列
第3章 钢结构的连接
3. 2 对接焊缝的构造与计算
3.2.1对接焊缝的构造要求
一、设置引弧板
起、灭弧点易出现缺陷，故一般用引弧板 引出，焊完后将其切去。
第3章 钢结构的连接
二、设置变截面过渡段
3.2 对接焊缝的构造与计算
当板件厚度或宽度在一侧相差大于4mm 时，应做坡度不大于1:2.5(静载)或1:4(动 载)的斜角，以平缓过度，减小应力集中。
第3章 钢结构的连接
3.4 普通螺栓连接的构造和计算
3.4.1 螺栓的排列和构造要求
一、普通螺栓的种类 1.A、B级--精制螺栓
性能等级为5.6或8.8级， 一般由Q235BF钢制成。
Ⅰ类孔，孔径(do)比栓杆直径(d)大0.3～0.5mm。 注： 5或8表示fu≥500或800N/mm2, 0.6或0.8表示 fy/fu=0.6或0.8；
等于实际长度减去2t1，t1—较薄焊件厚度。
第3章 钢结构的连接
一、轴心力作用下的对接焊缝计算
N
lw
N
3.2 对接焊缝的构造与计算
t
A
N lwt
f
t
w
或f
w c
N —轴心拉力或压力设计值；
t—板件较小厚度；T 形连接中为腹板厚度；
ftw、fcw —对接焊缝的抗拉和抗压强度设计值。
第3章 钢结构的连接
第3章 钢结构的连接
3.2.2 对接焊缝的计算
3.2 对接焊缝的构造与计算
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；
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；
不采用引弧板时，每条焊缝的计算长度
第3章 钢结构的连接
3.4 普通螺栓连接的构造和计算
1.受力要求
受拉时，中距、边距和端距不能过小， 以防止钢板截面过度削弱而承载力不足；
对于受压构件，中距不能太大，以防 止连接板件发生鼓曲。
2.构造要求
螺栓的边距和中距不宜太大，以免板件 间贴合不密，潮气侵入腐蚀钢材。
3.施工要求
为了便于扳手拧紧螺母，螺栓中距应不小于3do。
2 1
3 2 1
1.1
f
w t
1.1—考虑最大折算应力只在局部出
现的强度增大系数。
Hale Waihona Puke 第3章 钢结构的连接3.2 对接焊缝的构造与计算
本节小结
一、构造要求
1.引弧板的设置 2.变截面过渡段设置
二、计算：材料力学应力计算方法的延续
1.轴力作用下的计算 2.弯矩、剪力共同作用下的计算 3.轴力、弯矩、剪力共同作用下的计算
(2)滑移阶段(1~2段)
N/2
克服摩擦力后，板件间突然发生 N/2 a
水平滑移，最大滑移量为栓孔和
N b
栓杆间的距离，表现在曲线上为 N
4
水平段。
3
(3)栓杆传力的弹性阶段(2~3段)
主要靠栓杆与孔壁的接触传力。栓
2
杆受剪力、拉力、弯矩作用，孔壁 O 1 受挤压。由于材料的弹性以及栓杆
δ
拉力增大所导致的板件间摩擦力的
增大，N-δ关系以曲线状态上升。
第3章 钢结构的连接
(4)弹塑性阶段(3~4段) N/2 达到‘3’后，即使给荷 N/2 a
载以很小的增量，连接的剪 N
切变形迅速增大，直到连接 Nu 破坏。
‘4’点（曲线的最高点） 即为普通螺栓抗剪连接的极 限承载力Nu。
2 1 O
3.4 普通螺栓连接的构造和计算
N b
4 3
δ
第3章 钢结构的连接
2.剪力螺栓受力情况
3.4 普通螺栓连接的构造和计算
弹性阶段时两端大而中间小，进入 弹塑性阶段后，因内力重分布使各螺 栓受力趋于均匀。
第3章 钢结构的连接
3.4 普通螺栓连接的构造和计算
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 ：