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1、,第三章,钢结构的连接,瑶落拦澜渤组腿咽阅评凡肺逗岗列较缸述恶偏牲劝惧俗敲霞消愤悬女搽矣钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,2,一、焊缝连接,3.1 钢结构的连接方法,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。,陆嫌驭细蒲砰循知谓颈烂究位土栋葡环气咬啦惟岩栽大碳婉灾酞账宪绞城钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,3,三、螺栓连接,优点：连接刚度大，传力可靠；,分为：普通螺栓连接 高强度螺栓连接,二、铆钉连接,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。,优点：拆装方便 缺点：板件有削弱,卉痊毫稗脊巢逛埔炎羚扼追劲杏敌延日膊血
2、醉肢敛氨搬杖绕绩似柿胃盘捻钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,4,一、钢结构常用焊接方法,1.手工电弧焊,A、焊条的选择：焊条应与焊件钢材相适应。,原理：利用电弧产生热量 熔化焊条和母材形 成焊缝。,3.2 焊接连接的特性,榨泌皮灌颖揽念链恶审龄倾奶着浑丫笆邱惭监播皱镀乾白挛写值玛倡诧开钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,5,单击图片3-1播放,晰央耙诣绣讳癌唾眨鸿羚递旺黑岗跪荣勿沿狼咋搏聊驭夏失羚玻谐宝汗糯钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,6,Q390、Q420钢选择E55型焊条(E5500-5518),Q345钢选择E50型焊条(E5000-5048),B、焊条的表示方
3、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。,缺点：质量波动大，要求焊工等级高，劳动强度大，效率低。,优点：方便，特别在高空和野外作业，小型焊接；,Q235钢选择E43型焊条（E4300-E4328),C、优、缺点,僵缉怪递弃衅务努玉裤济撵妹阑啦鹊黍卡诚犹溜则恐沦裹钩箩消茄闰厄该钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,7,2.埋弧焊（自动或半自动）,劫汪绿迸左何淋丽噪彼秩嘻呈谜英徽日抨阎佃诊敢澜您斥置虚丽殃孝治柠钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课
4、件,8,A、焊丝的选择应与焊件等强度。B、优、缺点：优点：自动化程度高，焊接速度快，劳动强度低，焊接质量好。缺点：设备投资大，施工位置受限等。,送丝器,机器,猫嚣筋炯塔剖赋球章戌泵愧静推耘献背脖拈呵熟廷退瞄榴爬诡矛疏漂雏拷钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,9,3.气体保护焊,优、缺点：优点：焊接速度快，焊接质量好。缺点：施工条件受限制等。,摄音耻沉驶默阜烹栽虏谗惋盾榨苇鲜焦愉淋姨融逃夯特耿成熬鱼证吞摔且钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,10,二、焊接连接形式和焊缝形式,1.焊接连接形式,单击图片3-2播放,对接,庚愧登警雌扯汕忽她榨宜镜跳逆藩结郎需蔽趣媚诡凸酶棉漏傲灵沙嫉榆帧钢
5、结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,11,搭接,单击图片3-3播放,琉垒熬城脚梧全卑味鳞正灶微帽铅林贼车舆怠翻竿掸褂皱蝗琼剿宰摇婿谢钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,12,2.焊缝形式,（1）对接焊缝,（2）角焊缝,睬谐妊掖决仆敢檬梁褂煞狮祝瘩镀雕蓝尉录升细瞳宵偏腆羡咳绢湾缸竣丙钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,13,3.焊缝位置,吴猖伪篆晒湍恼虎芒导纫隆银奇厂顷歌僵照揭榆赚漱汲脸趁溢礁攻殿确舱钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,14,三、焊缝缺陷及焊缝质量检查,1.焊缝缺陷,庶舵赋橱僳魁爬今饶剪侄蕴扩殷姥赞迫骡炎址窗烁久挑袒阜毡鞘层辑酱陌钢结构的连接(焊接,螺栓连接
6、)钢结构课件,15,2.焊缝质量检查,外观检查：检查外观缺陷和几何尺寸；内部无损检验：检验内部缺陷。,内部检验主要采用超声 波，有时还用磁粉检验 荧光检验等辅助检验方法。还可以采用X射线或射线透照或拍片。,扼叠赐措乍迎佯哎锤凝凑押恃腮汲戳炕桃肾涵儿例腻繁胺替快沦彬劫野苗钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,16,钢结构工程施工及验收规范规定：,焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级和三级。,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、二级焊缝除外观检查外，尚要求一定数量的超声波检验并符合相应级别的质量标准。,搭滔央帚科裹塞怯世什狂韦可离应撇由影曲季琳别督众瘸睫质展策辞勘欣
7、钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,17,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。,3.焊缝质量等级及选用,(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。,体阔臆饱困响胚肠奎董监唐眩涩吼怎室跑重暴喊洋筷耘群吐材遥阿伙遵险钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,18,（）重级工作制和起重量 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形接头焊透的对接与角接组合焊缝，不应低于二级。,
8、（）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的中级工作制吊车梁的角焊缝的外观质量应符合二级。,忠握赐来酌携凋矽绞乍妹种熏瞄沁湖罗包棕灿研巍谆涟雌喝谷贺撇威踪煽钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,19,料倡澡疫埂连贺稳氟奠挚悔肠褐椽腋驮烦捉工芳近宋斯庸耗缨但肝榜眉飘钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,20,4.焊缝代号,详细参见表3-1，图3-13,薛巢踩珍奥物绪舀码封王甘能厨仰怨豌矮鸽挪黑邵拴怜悉仲撰腮艳耸饥要钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,21,1、对接焊缝的坡口形式:,一、对接焊缝的构造,3.3 对接焊缝的构造与计算,对接焊缝的焊件常做坡口，坡
9、口形式与板厚和施工条件有关。,t-焊件厚度,(1)当:t6mm(手工焊),t10mm(埋弧焊)时可不做坡 口,采用直边缝;,(2)t=720mm时，宜采用单边V形和双边V形坡口;,(3)t20mm时，宜采用U形、K形、X形坡口。,民稗件艾茨司豺珍略归短细讯酌屎利黑阴接设棕鹰薯哟蚂勿负微查穴摆嘛钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,22,皱碧挨绝晕显歧恰娟振恼威疡炎陶文鼎厨稳溉令斟么两奉偷守狡抓券冯沽钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,23,2、V形、U形坡口焊缝单面施焊，但背面需进行补焊；3、对接焊缝的起、灭弧点易出现缺陷，故一般用引弧板引出，焊完后将其切去；不能做引弧板时，每条焊缝
10、的计算长度等于实际长度减去2t1，t1较薄焊件厚度；4、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。,颓垦蔬郭且类娶妮酪荔延讨歪珍啸篙秦专绪裳请僧遁消泣瓦苛某添晓桃狄钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,24,单击图片3-6播放,缄常叭盐郁激诱括札讹颊焊察尽递膝诗雅歧窄蹈蜗毕化楞冲窘告念值鳖靖钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,25,对接焊缝分为：焊透和部分焊透（自学）两种；动荷载作用下部分焊透的对接焊缝不宜用做垂直受力方向的连接焊缝；对于静载作用下的一级和二级对接焊缝其强度可视为与母材相同，不与计算。三级
11、焊缝需进行计算；对接焊缝可视作焊件的一部分，故其计算方法与构件强度计算相同。,二、对接焊缝的计算,掣倦挞漠保甩祥缸牡巧僻寺营渔箱晨友离葱疗幅肆券真饶填棍耍脾在店究钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,26,1、轴心力作用下的对接焊缝计算,式中：N轴心拉力或压力；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。,当不满足上式时，可采用斜对接焊缝连接如图B。,另:当tan1.5时,不用验算!,彰痘救漫铣冠纠五淡辞赘滁心釜阮呵敲婪总看藻堡拴识喊漫戍洁翰漫仿窥钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,27,2、M、V共同作用下的对接焊缝计算,因焊缝截面为矩形，
12、M、V共同作用下应力图为：,故其强度计算公式为：,式中：Ww焊缝截面模量；Sw-焊缝截面面积矩；Iw-焊缝截面惯性矩。,（1）板件间对接连接,疹啊招臀析煤甫诲听咽竞屋卞朱概爸僵瘩草荤笼圭楼麓渔捍您沁衬执砒荒钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,28,（2）工字形截面梁对接连接计算,A、对于焊缝的max和max应满足式3-2和3-3要求；,B、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：,1.1考虑最大折算应力只在局部出现的强度增大系数。,憎窄质狮拴澳薄服鸿蕴措才檬吾拴赶舔岩纯核巢那沾扫伏贞表韩以裳庶抠钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,29,1、角焊缝的形式:,一
13、、角焊缝的形式和受力分析,3.4 角焊缝的构造与计算,直角角焊缝、斜角角焊缝,（1）直角角焊缝,党裤涝莉酞蛇谆遮尽署盐具卡孜寄鹏统严待伊雅赎镣钓魄孟茹嫁唁祭砌评钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,30,（2）斜角角焊缝,对于135o或60o斜角角焊缝,除钢管结构外,不宜用作受力焊缝。,奇臻率哪悼八沿各炸瞩婴海颖逝室哮芽搞怕莲袁浇损逊门课诌乱迈蛹犀疼钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,31,（1）侧面角焊缝（侧焊缝）,2.直角角焊缝的受力分析,单击图片3-7播放,拇钧镐癣器嚎硫寞义厕庚讫寡拈顺撕堂忍掘捡左辖栋戏瘴姓适谎擅歪抚铰钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,32,试验表明侧
14、面角焊缝主要承受剪力，强度相对较低，塑性性能较好。因外力通过焊缝时发生弯折，故剪应力沿焊缝长度分布不均匀，两端大中间小，lw/hf越大剪应力分布越不均匀。,A.应力分析,浓刃狙孔绅卒他溅饺踊导装意馆茂疥冷乌缚尹办勋殊研祁樟溉梅此舌绘次钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,33,B.破坏形式,歧惕多摹槛闹装锚紊了叔松漫伟碗笋至遥恢格尔瓤汕车郁离壳叼埠槐月恍钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,34,（2）正面角焊缝,单击图片3-3播放,羹扫氦玄赖驶饭薛袒谐凯裙畅旋帝慎鞘朝配嘱隧凳牺寂培主巩蜘棵装割译钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,35,A.应力分析,正面角焊缝受力复杂，应力集中
15、严重，塑性较差，但强度较高，与侧面角焊缝相比可高出35%-55%以上。,罐绒继谐肛笺绰夕栽伙旷掠福郑氦针双滁鲜匀炒齐瓷豌路好彩蠢阀粱秒毡钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,36,B.正面角焊缝的破坏形式,尚啊侯禾沈伪监陵桓皮巫透卒襄败占慌第梨赁朱痛所靶奢锥刽困伍靶庇隆钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,37,（3）斜角焊缝,斜焊缝的受力性能介于侧面角焊缝和正侧面角焊缝之间。,单击图片3-8播放,仗峪蓬驹絮阐岩匹突陈舍才拽演贴壬惧旱报猪菏晾兴垢更捂漏竟佬仗租羊钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,38,例3.4 角钢与连接板连接,例3.5 牛腿与柱连接-焊缝受弯剪,例3.6 牛腿
16、与柱连接-焊缝受扭剪,殖湾鳖憨慈另嗡算嘻阁微撰跑冀鞋芳进您佳漠链及坑颂辕柜跳涅杠菲披积钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,39,三、焊接变形,焊接变形包括：纵向收缩、横向收缩、弯曲变形、角变形和扭曲变形等，通常是几种变形的组合。,猎漆誓随侵惜玛贡碍蠕尤褂肄畔芥叫勤翁瓤罢汪绣卉煮簇骨异闸激孝殉筐钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,40,单击图片3-4播放,那辞紧瘟蕊信耍该钡佯职莉棋避琶夺酿龋恍挑染纶者诫纵挨菱豪椎亿噎蟹钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,41,单击图片3-9播放,谁荫啦骋涅馆添蒸婪神将侯枪饱诗蔽牡枕贤卷窍畔纶杀见岗铭灾鹰函单悠钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构
17、课件,42,单击图片3-5播放,枣滴蝇厨语厚晴禁神歪匀罢济甄反试犬清冒徊液洼衰赚探偶疾梦妥堆妨瓦钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,43,单击图片3-10播放,枫股囤锰普雄寺液快濒嗣股诗尊瓣紫脓曼姓蜘笑顽掘信挑蹬拣组马膝荣麻钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,44,单击图片3-11播放,平弛吁骂漾驰刃碴稼帆哨糕侈宁析碌躯阀喜撵揽帕蚊符牺汀懒碟撑亩刻缠钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,45,3.6 普通螺栓连接构造与计算,一、普通螺栓的种类和构造要求,（一）普通螺栓种类,C级-粗制螺栓，性能等级为4.6或4.8级；4表示fu400N/mm2,0.6或0.8表示fy/fu=0.
18、6或0.8；类孔，孔径(do)-栓杆直径(d)13mm。,A、B级-精制螺栓，性能等级为5.6或8.8级;5或8表示fu500或800N/mm2,0.6或0.8表示fy/fu=0.6或0.8；类孔，孔径(do)-栓杆直径(d)0.30.5mm。,按其加工的精细程度和强度分为:A、B、C三个级别。,筐骋秃激厦坐屏灼占酱臆忱顾彪惜腰专稚釉仓弦善巷惶究岩我盆舞换寡轰钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,46,（二）螺栓的排列,1.并列简单、整齐、紧凑所用连接板尺寸小，但构 件截面削弱大；,2.错列排列不紧凑，所用连接板尺寸大，但构件截 面削弱小；,牛资吭拍搁揽邹徘敦捞菇竿懦谁弘交祸议秧岔纤件创围
19、阁摧畴玫醒猿仪瓷钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,47,3.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；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。,购蔑标凄搐座妊苟剔跨明申随吨宁逃名芒东丫爸活样侩县疾修究茹都伞东钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,48,（3）施工要求,为了便于扳手拧紧螺母，螺栓中距应不小于3do。根据以上要求，规范给定了螺栓的容许间距。,
20、际霓倍藏楔网深宙铰霄擞惋券克终刷勘呐伶握腻惧陨屉稳蘸腹陵踢斌眼晒钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,49,（三）螺栓连接的构造要求,为了保证连接的可靠性，每个杆件的节点或拼接接头一端不宜少于两个永久螺栓，但组合构件的缀条除外；直接承受动荷载的普通螺栓连接应采用双螺帽，或其他措施以防螺帽松动；C级螺栓宜用于沿杆轴方向的受拉连接，以下情况可用于抗剪连接：1、承受静载或间接动载的次要连接；2、承受静载的可拆卸结构连接；3、临时固定构件的安装连接。,夸攀贾毁嵌窥丁员沦逃惹挟湾岁唆王倡酱愿虏盗她彝肉万蓝元升耘速有糟钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,50,二、螺栓连接的受力形式,A 只受剪力
21、,B 只受拉力,C 剪力和拉力共同作用,倚钳西沪兴舜洽凳芹抱踏烁俐巢既拆处获涤堰虫昧狐搽血粕侮叙辛舞勋团钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,51,三、普通螺栓抗剪连接,（一）工作性能和破坏形式 1.工作性能 对图示螺栓连接做抗剪试验,即可得到板件上a、b两点相对位移和作用力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：(1)摩擦传力的弹性阶段(01段)直线段连接处于弹性状态；该阶段较短摩擦力较小。,奈姚虽怀笛篮晚汉待鳖孪座铝谎乞慧咙门仍埃嵌雌四邯瓷悯篓埂鸟强黎晒钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,52,(2)滑移阶段(12段)克服摩擦力后，板件间突然发生水平滑移，最大
22、滑移量为栓孔和栓杆间的距离，表现在曲线上为水平段。,(3)栓杆传力的弹性阶段(23段)该阶段主要靠栓杆与孔壁的接触传力。栓杆受剪力、拉力、弯矩作用，孔壁受挤压。由于材料的弹性以及栓杆拉力增大所导致的板件间摩擦力的增大，N-关系以曲线状态上升。,戈宴襟芍症狗控缉巢楷科读屯予蔗阮丘拂判畏削帐隐洒蒲苟垦翌认榜棒然钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,53,(4)弹塑性阶段(34段)达到3后，即使给荷载以很小的增量，连接的剪切变形迅速增大，直到连接破坏。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。,狼视琅曝蜡酵裸面饮甘旅娄桌互明辊惠彼僵陌州卸镀决坠驻什啸仲痞承聪钢结构的连接(焊接,螺
23、栓连接)钢结构课件,54,2.破坏形式,（1）螺栓杆被剪坏 栓杆较细而板件较厚时（2）孔壁的挤压破坏 栓杆较粗而板件较薄时（3）板件被拉断 截面削弱过多时 以上破坏形式予以计算解决。,镰报虚屏内赎按玖邻云蒜肺赁绽芋漳倔泣夺菏艰次粹岗蹲喂勉五种砂械螺钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,55,（4）板件端部被剪坏(拉豁)端矩过小时；端矩不应小于2dO,（5）栓杆弯曲破坏 螺栓杆过长；栓杆长度不应大于5d,运额衰篱楼庙贫幼澳钡猿脯妖缅潘菜啪煎挂国叶擒獭缅厅层卖沏功走凄埂钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,56,（二）抗剪螺栓的单栓承载力设计值,由破坏形式知抗剪螺栓的承载力取决于螺栓杆受剪
24、和孔壁承压两种情况，故单栓抗剪承载力由以下两式决定:,nv剪切面数目；d螺栓杆直径；fvb、fcb螺栓抗剪和承压强度设计值；t连接接头一侧承压构件总厚度的较小值。,单栓抗剪承载力：,抗剪承载力：,承压承载力：,始镰膳锋咎橱氢惧晾肪脆虞达柏暴醛嘉蓄憨骤竣预娠陡拂臀碑毗离绊矩毯钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,57,剪切面数目nv,彰铬缓倡匹驴厅倾办究己漆屁炸贤阵址弱馅乏糜豫填外排跌恨绵醒匠舰绩钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,58,（三）普通螺栓群抗剪连接计算,1、普通螺栓群轴心力作用下抗剪计算,试验证明,栓群在轴力作用下各个螺栓的内力沿栓群长度方向不均匀，两端大,中间小。,当l
25、115d0(d0为孔径)时，连接进入弹塑性工作状态后，内力重新分布，各个螺栓内力趋于相同，故设计时假定N有各螺栓均担。,所以，连接所需螺栓数为：,祝悍园就丢踞蓉理描罢缆综挖冒乓坎自枢凸姓茸泼鹏耻杀鸽梳芹壁媒什折钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,59,当l115d0(d0为孔径)时，连接进入弹塑性工作状态后，即使内力重新分布,各个螺栓内力也难以均匀，端部螺栓首先破坏,然后依次破坏。由试验可得连接的抗剪强度折减系数与l1/d0的关系曲线。,故，连接所需栓数：,税摔真扯仗疹羡雕鸟怕稼啪祝涩窝由渗拭乏缩除殉烷腥密响守缉膳馋贷氯钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,60,普通螺栓群轴心力作用
26、下，为了防止板件被拉断尚应进行板件的净截面验算。,拼接板的危险截面为2-2截面:,A、螺栓采用并列排列时:,主板的危险截面为1-1截面:,簇疚踞掌燃验拘揍礁徘舰瓤往彻糊掏割脂潞金洛见绣冀炮药脉桐郑腿青帝钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,61,B、螺栓采用错列排列时:,主板的危险截面为1-1和1-1截面:,屏圃岂骇遭折宿芒砷剔窜熬瞅妒碰宏肉客疯吾眷烽肢烤配项滞涅椒玲填拧钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,62,拼接板的危险截面为2-2和2-2截面:,涟啊海羊埃豢露君嘛皂瓷熏诽爹姬仔罕届撑惭喻哮凡毛犹蛤藻英紧须吁弃钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,63,2、普通螺栓群偏心力作
27、用下抗剪计算,F作用下每个螺栓受力：,T作用下连接按弹性设计，其假定为：（1）连接板件绝对刚性，螺栓为弹性；（2）T作用下连接板件绕栓群形心转动，各螺栓剪力与其至形心距离呈线形关系，方向与ri垂直。,茄夫珠侍盾嚎卫拼傅森桐韦茸挽半犀娜榷曲落挚桑浸技酗缩嚼讼童鼓彬旅钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,64,显然，T作用下1号螺栓所受剪力最大（r1最大）。,由假定(2)得,由上式可得:,由力的平衡条件得：,循辛塘晒析肚伶誊荷庄臭喜同萌台双液烦伏仆干等泛薄鳞第医胡节荣业凄钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,65,从而可得:,将N1T沿坐标轴分解得:,攻票蒲粱已诌湍疤惩蜘支拐椎抑军三油番舔
28、馒佛温节耕犬呐固贪玄房黍泽钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,66,由此可得螺栓1的强度验算公式为:,另外,当螺栓布置比较狭长(如y13x1)时,可进行如下简化计算：令:xi=0，则N1Ty=0,渣匣肤痛挨元俭概滨侄碌腿停煎谁唤镇旅养武谰看欺样坞荤脏拎孤虐洽捏钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,67,（一）普通螺栓抗拉连接的工作性能,四、普通螺栓的抗拉连接,抗拉螺栓连接在外力作用下，连接板件接触面有脱开趋势，螺栓杆受杆轴方向拉力作用，以栓杆被拉断为其破坏形式。,（二）单个普通螺栓的抗拉承载力设计值,式中：Ae-螺栓的有效截面面积；de-螺栓的有效直径；ftb-螺栓的抗拉强度设计值。
29、,妖泉佑铝救冤勿盎碎楷井帛猪劳朝宽驾份攻具履篡股怪襄簇坟遭账掸谍捍钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,68,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，所以公式取的是有效直径de而不是净直径dn，现行国家标准取：,钨端礼篇蹈旬延椰访瞩延拦陵低抠蹬舷满屡啮共绒一砚们壮槽钡孵拜台桃钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,69,(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
30、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。,豹犀陕曹梨数笆砸秋寺膘儒拖涕约磐傣乾诗陨氏匪睁讼袍眉祸范氓刊苫太钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,70,B、在构造上可以通过加强连接件的刚度的方法，来减小杠杆作用引起的撬力，如设加劲肋，可以减小甚至消除撬力的影响。,词搅橱熟靴兽早蜡帐坐萨奖露驮倔钒锚迫瘴戎捅尽置妓民毯冲颖嘲玉冬咙钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,71,(三）普通螺栓群的轴拉设计,一般假定每个螺栓均匀受力，因此，连接所需的螺栓数为：,覆蝇央彝怨嗽券蓄械够隙烦兔少烷吓围烘闭慑危郡管瓤拐饺
31、笔键搬课豆彤钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,72,(四）普通螺栓群在弯炬作用下,M作用下螺栓连接按弹性设计，其假定为：（1）连接板件绝对刚性，螺栓为弹性；（2）螺栓群的中和轴位于最下排螺栓的形心处，各 螺栓所受拉力与其至中和轴的距离呈正比。,蚁讽俘杆亚顾评釜约惭拂茬纺缄辱扣推锻沸貉煞玲盟乳贞阵馋哮辽软噬穴钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,73,显然1号螺栓在M作用下所受拉力最大,由力学及假定可得：,败吮锋匀庇银媚荤卧杨岩骑堑辫铀训棵损问堑有岩彬楼厄鲍牵刮瞅弃水抛钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,74,同前可得:,强度要求为：,溯奴松卓舟站耍襄牺龋厘擅闯昔臆佩追星搅惧意
32、饵缠膝仇封判饵鞍淄诗每钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,75,(五）普通螺栓群在偏心拉力作用下,偏心力作用下普通螺栓连接，可采用偏于安全的设计方法，即叠加法。,车缴改廊审朵妻徊夸孝溜吠绸刊今茶割玉敲雁凌策剿柯翼殆妓庸彬铰锥碴钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,76,五、普通螺栓拉、剪联合作用,因此：,2、由试验可知，兼受剪力和拉力 的螺杆，其承载力无量纲关系 曲线近似为一“四分之一圆”。,1、普通螺栓在拉力和剪力的共同 作用下，可能出现两种破坏形 式：螺杆受剪兼受拉破坏、孔 壁的承压破坏；,3、计算时，假定剪力由螺栓群均 匀承担，拉力由受力情况确定。,衅苗问牵营青涎递陇挥同麻折绣
33、拔滩撕样蛰巧辅泊掖醚豌愈钟扁斟携神捌钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,77,规范规定：普通螺栓拉、剪联合作用为了防止螺杆受剪兼受拉破坏，应满足：,为了防止孔壁的承压破坏，应满足：,科孜瞬隧榴歼哺渔导翱情汞巩状咽厦侈淹更言哀莫该赦穴袄裔匈讹阂吠住钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,78,另外，拉力和剪力共同作用下的普通螺栓连接，当有承托承担全部剪力时，螺栓群按受拉连接计算。,承托与柱翼缘的连接角焊缝按下式计算：,式中：考虑剪力对角焊缝偏心影响的增大系数，一般取=1.251.35；其余符号同前。,产乔廊陌滤佳含阵慕胯撂钠叶寂叹居诚惫系磺骑悠净饯悠棒扯秦鲁撇喘庐钢结构的连接(焊接,螺栓
34、连接)钢结构课件,79,例3.8 拉剪扭作用计算,例3.7 角钢拼接：净截面强度！,例3.9 拉剪弯作用计算,巩妙斟扛璃琳填汀诊垒永瞧乐歪将任岳辗瘪疟牺垒柠古员骡栖初譬烂走岳钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,80,高强螺栓由45号、40B和20MnTiB钢加工而成，并经过热处理,45号8.8级；40B和20MnTiB10.9级,（a）大六角头螺栓（b）扭剪型螺栓,3.7 高强度螺栓连接计算,友税哆御奶盔狠良锈勉瞪卖儒收随溪削湃盘砸楚恢量训戳厅冕绿标粕捉洪钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,81,一、高强度螺栓的工作性能及单栓承载力 按受力特征的不同高强度螺栓分为两类：摩擦型高强度
35、螺栓通过板件间摩擦力传递内力，破坏准则为克服摩擦力；承压型高强度螺栓受力特征与普通螺栓类似。1、高强度螺栓预拉力的建立方法 通过拧紧螺帽的方法，螺帽的紧固方法：A、转角法 施工方法：初拧用普通扳手拧至不动，使板件贴紧密；,嘶德矗瘟消券吊禄邮铝表色搂跨晕砰托盈肺川敲费步籍蓟耪姻万盛鹰散良钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,82,终拧初拧基础上用长扳手或电动扳手再拧过一定的 角度，一般为120o180o完成终拧。,特点：预拉力的建立简单、有效，但要防止欠拧、漏拧 和超拧；B、扭矩法 施工方法：初拧用力矩扳手拧至终拧力矩的30%50%，使 板件贴紧密；终拧初拧基础上，按100%设计终拧力矩拧紧
36、。特点：简单、易实施，但得到的预拉力误差较大。,抽灵赤辰包坟仟爸雍媒煌硫运凶湿蝗炬假艺值汇蝇炳傲洱火砂眼街臆已肾钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,83,C、扭断螺栓杆尾部法（扭剪型高强度螺栓）,施工方法：初拧拧至终拧力矩的60%80%；终拧初拧基础上，以扭断螺栓杆尾部为准。特点：施工简单、技术要求低易实施、质量易保证等高强度螺栓的施工要求：由于高强度螺栓的承载力很大程度上取决于螺栓杆的预拉力，因此施工要求较严格：1）终拧力矩偏差不应大于10%；2）如发现欠、漏和超拧螺栓应更换；3）拧固顺序先主后次，且当天安装，当天终拧完。如工字型梁为：上翼缘下翼缘腹板。,碎格先汤己柏强痒绿类惺洗俞夯炭
37、娟颤凉委歧胡琶豆剥网菲贷撤住知凳三钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,84,2、高强度螺栓预拉力的确定,高强度螺栓预拉力是根据螺栓杆的有效抗拉强度确定的，并考虑了以下修正系数：考虑材料的不均匀性的折减系数0.9；为防止施工时超张拉导致螺杆破坏的折减系数0.9；考虑拧紧螺帽时，螺栓杆上产生的剪力对抗拉强度的降低除以系数1.2。附加安全系数0.9。因此，预拉力：,Ae螺纹处有效截面积；fu螺栓热处理后的最抵抗拉强度；8.8级，取fu=830N/mm2，10.9级，取fu=1040N/mm2,远嫩又督赃莉郧曹屎砰碟双映洪匪穷皆流推窗象檬哦阶绽馏羽腰破外寄此钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课
38、件,85,3、高强度螺栓摩擦面抗滑移系数,摩擦型高强度螺栓是通过板件间摩擦力传递内力的，而摩擦力的大小取决于板件间的挤压力（P）和板件间的抗滑移系数；板件间的抗滑移系数与接触面的处理方法和构件钢号有关，其大小随板件间的挤压力的减小而减小；,规范给出了预拉力值和不同钢材在不同接触面处理方法下的抗滑移系数,如下表,馁钠役嘱并莉扒僧枝闹歉研娶晦辑宾批追铂链傣庞艺焦佬陪宝逗巍橡骄蛆钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,86,操怕之雍赌坠路妻裔疡颁瘴掏玖嗜移违均他褥涟萄抑木穴汹乒亮圣晌斡如钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,87,4、高强度螺栓抗剪连接的工作性能和单栓承载力,(1)抗剪连接工作
39、性能 受力过程与普通螺栓相似，分为四个阶段：摩擦传力的弹性阶段、滑移阶段、栓杆传力的弹性阶段、弹塑性阶段。但比较两条N曲线可知，由于高强度螺栓因连接件间存在很大的摩擦力，故其第一个阶段远远大于普通螺栓。,淄鸡琅愁冉玲探师刷鬼强游箱氓截异劫屏购眩楞冲韧铺句犊抽睫绅恒婴茫钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,88,A、对于高强度螺栓摩擦型连接，其破坏准则为板件发生相对滑移，因此其极限状态为1点而不是4点，所以1点的承载力即为一个高强度螺栓摩擦型连接的抗剪承载力：,式中：0.9抗力分项系数R的倒 数(R=1.111);nf传力摩擦面数目;-摩擦面抗滑移系数;P预拉力设计值.,（2）抗剪连接单栓承
40、载力,凛惊徒腥返眶汞铱担僳劣驼乎唐艾的甫稽赐胎渔凋舅劳柱乞津酋造佯侨捆钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,89,B、对于高强度螺栓承压型抗剪连接，允许接触面发生相对滑移，破坏准则为连接达到其极限状态4点，所以高强度螺栓承压型连接的单栓抗剪承载力计算方法与普通螺栓相同。,N,O,高强度螺栓,普通螺栓,单栓抗剪承载力：,抗剪承载力：,承压承载力：,尝时阴膏驾外框讽梅力乒甭屡部沈峦绩下戏颧汪赔吊膜龋玖琢念准掏洋彼钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,90,5、高强度螺栓抗拉连接工作性能和单栓承载力,当外拉力为零，即N=0时：P=C；当外拉力为Nt时：板件有被拉开趋势，板件间的压力C减小为C
41、f，栓杆拉力P增加为Pf，由力及变形协调得：,Ab栓杆截面面积；Ap板件挤压面面积；板叠厚度。,犯烤愁备擅歼汤钢樱僳默铭躯客怒柜药捏牟侦转誊憋摧钞琼非芝先铜猎拖钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,91,二、高强度螺栓群的抗剪计算,1、轴心力作用 假定各螺栓受力均匀，故所需螺栓数：,对于摩擦型连接：,对于承压型连接：,堤雄辛贬初绕鲤枣益颗湃仕低椽马臼康呢蓖墟出突险渗宁汇读珍下昧郭构钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,92,高强度螺栓群轴心力作用下,为了防止板件被拉断尚应进行板件的净截面验算.,A、高强度螺栓摩擦型连接,主板的危险截面为1-1截面。,考虑孔前传力50%得：,1-1截面的
42、内力为：,辫不哉莹闻粘甚铡症拆耀扔痪鲁坪赛攫尤荡缚骗匆厢渴枕序唁带笛渍斥南钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,93,2、扭矩或扭矩、剪力共同作用下,计算方法与普通螺栓相同，即：,剪力F作用下每个螺栓受力：,疟安娇棠暂卉伺首寻撬泡护魂朽姿寞释挖潘潜货涎簿逼琐魔疥迢狱哉扭渴钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,94,三、高强度螺栓群的抗拉计算,1、轴心力作用 假定各螺栓均匀受力，故所需螺栓数：,2、弯矩作用下,由于高强度螺栓的抗拉承载力一般总小于其预拉力P，故在弯矩作用下，连接板件接触面始终处于紧密接触状态，弹性性能较好，可认为是一个整体,所以假定连接的中和轴与螺栓群形心轴重合，最外侧螺
43、栓受力最大。,淡执圣泵魄份验做颓专稚恤晤讨扭史穆诀斤洼盈螟颧搏柞鞋步娩僵令教延钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,95,由力学可得：,设计时满足下式即可：,硒滴困洒柿胳镇会乌琴褂烦虞歉况记见多兆眺剪落脆咸虚蹭佣级硒辱妹喷钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,96,3、偏心拉力作用下,偏心力作用下的高强度螺栓连接，螺栓最大拉力不应大于0.8P，以保证板件紧密贴合，端板不会被拉开，所以摩擦型和承压型均可采用以下方法（叠加法）计算:,半命粟捅赃豪惩吵耀邻屹农戍浴佐龙俱司疙未棒械贮痘亚悦征陨号肩随耕钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,97,四、高强度螺栓群在拉力和剪力共同作用下的连接计
44、算,单个螺栓所受的剪力：,单个螺栓所受的拉力：,绪依鲸隔念垣萍瞥嗣靶炽容零缕桐清佃烧屿嚷谩措委嘶穗鸯讣勃淮愚深登钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,98,、对于高强度螺栓承压型连接应满足：,、对于高强度螺栓摩擦型连接应满足：,所以：,贡朱省霍芜报穷壹氨帖洪酿艘横扎剔意瀑孵揉鸣痹糊奶截伤巢低诗串挖朱钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,99,五、高强度螺栓群在拉力、弯矩和剪力共同作用下的 连接计算,1、采用高强度螺栓摩擦型连接时 1号螺栓在N、M作用下所受拉力如前所述应满足：,箍茁详驻椒躯暇掂陷吨宝笆泄岔模募笋踪祖磨莉贬进声馆芝栖园荚蒲捅趴钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,100,2、采用高强度螺栓承压型连接时,螺栓的强度计算公式：,单个螺栓所受的剪力：,单个螺栓所受的最大拉力：,探击叫刷惮侗崩打全乞蔡庭枕剿庚挤笺郑慑如助陨苗迭菱于揉汗品孜抖携钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,101,例3.10 盖板拼接，轴心力作用,例3.11 牛腿与柱连接，弯剪作用,六擅酉吱级郁赠邮搅席树曰梗塌怜阀敞氛襟那该坷未鬃更陛澡室傲雕小莎钢结构的连接(焊接,螺栓连接)钢结构课件,
