《钢结构制造与安装》PPT课件.ppt

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1、 书名：钢结构制造与安装ISBN：978-7-111-23435-7作者：唐丽萍 乔志远出版社：机械工业出版社本书配有电子课件 钢结构制作与安装教案单元二 钢结构的连接 单元单元2 2 钢结构的连接钢结构的连接课题课题1 1 钢结构连接的种类、特点钢结构连接的种类、特点课题课题2 2 焊接方法、焊缝形式及标注焊接方法、焊缝形式及标注 课题课题3 3 对接焊缝连接对接焊缝连接课题课题4 4 角焊缝连接角焊缝连接课题课题5 5 螺栓连接螺栓连接小结小结本章重点本章重点 课题课题1 1 钢结构连接的种类、特点钢结构连接的种类、特点 钢钢钢钢结结结结构构构构的的的的连连连连接接接接通通通通常常常常有有

2、有有焊焊焊焊接接接接，铆铆铆铆接接接接和和和和螺螺螺螺栓栓栓栓连连连连接接接接三种方式（图三种方式（图三种方式（图三种方式（图2-12-12-12-1）。）。）。）。图图2-1 2-1 钢结构的连接方式钢结构的连接方式（a a）焊接连接；（）焊接连接；（b b）铆钉连接；（）铆钉连接；（c c）螺栓连接）螺栓连接 钢钢 结结 构构 的的 连连 接接 方方 法法连连 接接 方方 法法 优优 点点 缺缺 点点 焊焊 接接 构造简单构造简单，用料经济，用料经济，制作方便制作方便 ，密闭性好，密闭性好 焊缝附近热影响区内，易导致焊缝附近热影响区内，易导致材质变脆；焊接残余应力和残材质变脆；焊接残余应力

3、和残余变形会使构件的刚度降低；余变形会使构件的刚度降低；对裂纹敏感，一旦出现裂纹易对裂纹敏感，一旦出现裂纹易延伸到整体。延伸到整体。对材质要求高，对材质要求高，焊接程序严格，质量检验工作焊接程序严格，质量检验工作量大。量大。铆铆 接接 传力可靠，韧性和塑性好，质传力可靠，韧性和塑性好，质量易于检查，抗动力荷载好量易于检查，抗动力荷载好 构造复杂，构造复杂，既费材料又费工既费材料又费工 普通螺栓连接普通螺栓连接 装卸便利，设备简单装卸便利，设备简单 螺栓精度低时不宜受剪，螺栓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精度高时加工和安装难度较大 高强螺栓连接高强螺栓连接 加工方便，对结构

4、削弱少，可加工方便，对结构削弱少，可拆换，能承受动力荷载，耐疲拆换，能承受动力荷载，耐疲劳，塑性、韧性好劳，塑性、韧性好 摩擦面处理，安装工艺略为复摩擦面处理，安装工艺略为复杂，造价略高杂，造价略高 课题课题2 2 焊接方法、焊缝形式及标注焊接方法、焊缝形式及标注 一、钢结构的焊接方法一、钢结构的焊接方法 焊接方法很多，但在钢结构中通常采用电弧焊。电弧焊焊接方法很多，但在钢结构中通常采用电弧焊。电弧焊有手工电弧焊、埋弧焊（埋弧自动或半自动焊）以及气体保有手工电弧焊、埋弧焊（埋弧自动或半自动焊）以及气体保护焊等护焊等,具体见单元具体见单元7 7。二、焊缝连接形式二、焊缝连接形式 焊缝连接形式按被

5、连接钢材的相互位置可分为对接、搭焊缝连接形式按被连接钢材的相互位置可分为对接、搭接、接、T T形连接和角部连接四种如图形连接和角部连接四种如图2-22-2所示。这些连接所采用所示。这些连接所采用的焊缝主要有对接焊缝和角焊缝。的焊缝主要有对接焊缝和角焊缝。（a a）对接焊缝的平接连接）对接焊缝的平接连接 （b b）用拼接板和角焊缝的平接连接）用拼接板和角焊缝的平接连接（c c）用角焊缝的搭接连接）用角焊缝的搭接连接图图2-2 2-2 焊缝连接形式焊缝连接形式 （d d）用角焊缝的）用角焊缝的T T形连接形连接 （e e）焊透的）焊透的T T形连接形连接 （f f）用角焊缝的角部连接）用角焊缝的角

6、部连接 （g g）用对接焊缝的角部连接）用对接焊缝的角部连接 图图2-2 2-2 焊缝连接形式焊缝连接形式 三焊缝代号及标注方法三焊缝代号及标注方法 焊缝代号主要由引出线焊缝代号主要由引出线、图形符号、辅助符号三部分组图形符号、辅助符号三部分组成。成。引出线由横线和带箭头的斜线组成。引出线由横线和带箭头的斜线组成。图形符号用来表示焊缝的基本形式。图形符号用来表示焊缝的基本形式。辅助符号用来表示焊缝的辅助要求。辅助符号用来表示焊缝的辅助要求。焊缝代号见教材表焊缝代号见教材表2-12-1。课题课题3 3 对接焊缝连接对接焊缝连接 一、对接焊缝的形式和构造一、对接焊缝的形式和构造 1.1.对接焊缝的

7、形式对接焊缝的形式 对接焊缝按所受力的方向分为正对接焊缝如图对接焊缝按所受力的方向分为正对接焊缝如图2-4a2-4a所所示和斜对接焊缝如图示和斜对接焊缝如图2-4b2-4b所示。所示。图图2-4 2-4 焊缝形式焊缝形式a a）正对接焊缝）正对接焊缝 b b）斜对接焊缝）斜对接焊缝 对接焊缝的坡口形式分为对接焊缝的坡口形式分为对接焊缝的坡口形式分为对接焊缝的坡口形式分为I I I I形缝、形缝、形缝、形缝、V V V V形缝、带钝边单边形缝、带钝边单边形缝、带钝边单边形缝、带钝边单边V V V V形缝、带钝边形缝、带钝边形缝、带钝边形缝、带钝边V V V V形缝（也叫形缝（也叫形缝（也叫形缝（

8、也叫Y Y Y Y形缝）、带钝边形缝）、带钝边形缝）、带钝边形缝）、带钝边U U U U形缝、带钝边双形缝、带钝边双形缝、带钝边双形缝、带钝边双单边单边单边单边V V V V形缝和双形缝和双形缝和双形缝和双Y Y Y Y形缝等。形缝等。形缝等。形缝等。（a a）I I形缝形缝 （b b）带钝边单边）带钝边单边V V形缝形缝 （c c）Y Y形缝形缝（d d）带钝边）带钝边U U形缝形缝 （e e）带钝边双单边）带钝边双单边V V形缝形缝 （f f）双）双Y Y形缝形缝 直边缝：适合板厚直边缝：适合板厚t t 10mm 10mm 单边单边V V形：适合板厚形：适合板厚t t 101020mm 2

9、0mm 双边双边V V形：适合板厚形：适合板厚t t 101020mm 20mm U U形：适合板厚形：适合板厚t 20mm t 20mm K K形：适合板厚形：适合板厚t 20mm t 20mm X X形：适合板厚形：适合板厚t 20mm t 20mm （g g）、（）、（h h）、（）、（i i）加垫板的）加垫板的I I形缝、带钝边单边形缝、带钝边单边V V形缝和形缝和Y Y形缝形缝 2.2.对接焊缝的构造处理对接焊缝的构造处理 起落弧处易有焊接缺陷，所以用引弧板。但采用引弧板起落弧处易有焊接缺陷，所以用引弧板。但采用引弧板施工复杂，除承受动力荷载外，一般不用，计算时将焊缝长施工复杂，除承

10、受动力荷载外，一般不用，计算时将焊缝长度两端各减去度两端各减去2tmm2tmm（t t为较薄焊件厚度）为较薄焊件厚度）。图图2-6 2-6 用引弧板焊接用引弧板焊接 变厚度板对接，在板的一面或两面切成坡度不大于变厚度板对接，在板的一面或两面切成坡度不大于1 1：的斜面，避免应力集中。的斜面，避免应力集中。变宽度板对接，在板的一侧或两侧切成坡度不大于变宽度板对接，在板的一侧或两侧切成坡度不大于1 1：的斜边，避免应力集中。的斜边，避免应力集中。图图2-7 2-7 变截面钢板拼接变截面钢板拼接 a a）改变宽度）改变宽度 b b）、）、c c）改变厚度）改变厚度a)a)b)b)c)c)1.1.轴心

11、受力对接焊缝的计算轴心受力对接焊缝的计算 (2-1)(2-1)式中式中 N N 轴心拉力或轴心压力的设计值；轴心拉力或轴心压力的设计值；lw w 焊缝计算长度，当未采用引弧板时，每条焊缝焊缝计算长度，当未采用引弧板时，每条焊缝取实际长度减去取实际长度减去2t2t；t t 在对接接头中为连接件的较小厚度；在在对接接头中为连接件的较小厚度；在T T形接形接头中为腹板厚度头中为腹板厚度;w wt t 、w wc c 对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值。对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值。二、对接焊缝连接计算二、对接焊缝连接计算 wt或wc 2.2.对接焊缝在弯矩和剪力共同作用下的计算对接焊缝在弯矩和剪力共同

12、作用下的计算 =w wt t (2-2)(2-2)V SV Sw w（I Iw wt t）w wV V (2-3)(2-3)图图2-9 对接焊缝受弯矩和剪力共同作用对接焊缝受弯矩和剪力共同作用式中式中W Ww w 焊缝截面抵抗矩（焊缝截面抵抗矩（mmmm3 3）；）；S Sw w 受拉部分截面到中和轴的面积矩（受拉部分截面到中和轴的面积矩（mmmm3 3）；）；I Iw w 焊缝截面惯性矩（焊缝截面惯性矩（mmmm4 4）。）。fw wv v 对接焊缝的抗剪强度设计值（对接焊缝的抗剪强度设计值（N/mmN/mm2 2）。）。w wt t (2-4)(2-4)受弯受剪的工字形截面对接连接受弯受剪

13、的工字形截面对接连接 3.3.对接焊缝在弯矩和剪力对接焊缝在弯矩和剪力、轴心力共同作用下的计算轴心力共同作用下的计算 +=+=+w wt t (2-7)(2-7)w wV V (2-8)(2-8)w wt t 式中式中W Ww w 焊缝截面抵抗矩（焊缝截面抵抗矩（mmmm3 3）；）；S Sw w 受拉部分截面到中和轴的面积矩（受拉部分截面到中和轴的面积矩（mmmm3 3）；）；I Iw w 焊缝截面惯性矩（焊缝截面惯性矩（mmmm4 4）。）。fw wv v 对接焊缝的抗剪强度设计值（对接焊缝的抗剪强度设计值（N/mmN/mm2 2）。）。课题课题4 4 角焊缝连接角焊缝连接 一、角焊缝的形

14、式一、角焊缝的形式 角焊缝按其与作用力的关系可分为：角焊缝按其与作用力的关系可分为：焊缝长度方向与作用力垂直的正面角焊缝；焊缝长度方向与作用力垂直的正面角焊缝；焊缝长度方向与作用力平行的侧面角焊缝以及斜焊缝焊缝长度方向与作用力平行的侧面角焊缝以及斜焊缝 角角焊焊缝缝按按沿沿长长度度方方向向的的布布置置分分为为连连续续角角焊焊缝缝和和间间断断角角焊缝。焊缝。间间断断角角焊焊缝缝的的间间断断距距离离l l不不宜宜过过长长，以以免免连连接接不不紧紧密密，潮潮气气侵侵入入引引起起构构件件锈锈蚀蚀。一一般般在在受受压压构构件件中中应应满满足足l15tl15t；在受拉构件中；在受拉构件中l30tl30t，

15、t t为较薄焊件的厚度。为较薄焊件的厚度。按施焊时焊缝在焊件之间的相对空间位置，焊缝连接按施焊时焊缝在焊件之间的相对空间位置，焊缝连接可分为俯焊（平焊）可分为俯焊（平焊）、横焊、立焊及仰焊。、横焊、立焊及仰焊。图图2-13 2-13 （a a）俯焊（平焊）俯焊（平焊）（b b）立焊（）立焊（c c）横焊（）横焊（d d）仰焊）仰焊 角焊缝按截面形式可分为直角角焊缝如图角焊缝按截面形式可分为直角角焊缝如图2-142-14所所示和斜角角焊缝如图示和斜角角焊缝如图2-152-15所示所示.图图2-15 2-15 斜角角焊缝斜角角焊缝图图2-14 2-14 直角角焊缝直角角焊缝 角焊缝两边夹角一般为角

16、焊缝两边夹角一般为9090（直角角焊缝），夹角大（直角角焊缝），夹角大于于135135或或小小于于6060的的斜斜角角角角焊焊缝缝，除除钢钢管管结结构构外外，一一般般不宜不宜用作受力焊缝。用作受力焊缝。角焊缝的有效截面为平分角焊缝夹角角焊缝的有效截面为平分角焊缝夹角 的截面，破坏的截面，破坏往往从这个截面发生。有效截面的高度（不考虑焊缝余往往从这个截面发生。有效截面的高度（不考虑焊缝余高）称为角焊缝的有效厚度高）称为角焊缝的有效厚度h he e ：当当 9090 时，时，h he e0.7 0.7 h hf f ；当当 9090 时，时，h he eh hf f cos(cos(/2)/2)。

17、二、角焊缝的构造要求二、角焊缝的构造要求 1.1.最大焊脚尺寸最大焊脚尺寸h hfmax fmax hfmaxfmaxtmin min（tminmin为较薄焊件厚度）为较薄焊件厚度）对于板件边缘的焊缝：对于板件边缘的焊缝：当当t t 6mm6mm时时，h hf f t t；当当t t 6mm6mm时时，h hf f t t(1-2)mm(1-2)mm。2.2.最小焊脚尺寸最小焊脚尺寸h hfmin fmin hfmin fmin tmaxmax（tmaxmax为较厚焊件的厚度）。为较厚焊件的厚度）。3 3.焊缝长度焊缝长度lw w 侧面角焊缝或正面角焊缝的计算长度不侧面角焊缝或正面角焊缝的计算

18、长度不宜小于宜小于8 8h hf f或或40mm 40mm，且不宜大于，且不宜大于6060h hf f 。4.4.侧面角焊缝的最大计算长度侧面角焊缝的最大计算长度 侧面角焊缝的计算长度侧面角焊缝的计算长度应满足：应满足：l lw w60 h60 hf f（承受静力荷载或间接承受动力荷载）（承受静力荷载或间接承受动力荷载）或或40h40hf f（直接承受动力荷载）。（直接承受动力荷载）。5.5.5.5.在搭接连接中，要求搭接长度在搭接连接中，要求搭接长度在搭接连接中，要求搭接长度在搭接连接中，要求搭接长度l l l l5555t t t t1 1 1 1（t t t t1 1 1 1为较薄为较薄

19、为较薄为较薄焊件厚度），且焊件厚度），且焊件厚度），且焊件厚度），且25mm25mm25mm25mm。6.6.6.6.板件的端部仅用两侧缝连接时应使板件的端部仅用两侧缝连接时应使板件的端部仅用两侧缝连接时应使板件的端部仅用两侧缝连接时应使l l l lw w w wbbbb（b b b b为两为两为两为两侧焊缝的距离，侧焊缝的距离，侧焊缝的距离，侧焊缝的距离，l l l lw w w w为侧焊缝长度）；同时尚应使为侧焊缝长度）；同时尚应使为侧焊缝长度）；同时尚应使为侧焊缝长度）；同时尚应使b b b b16161616t t t t（当（当（当（当t t t t12mm12mm12mm12mm

20、时）或时）或时）或时）或190mm190mm190mm190mm（当（当（当（当t t t t 12mm 12mm 12mm 12mm时），时），时），时），t t t t为为为为较薄焊件厚度。若不满足此规定则应加焊端缝。较薄焊件厚度。若不满足此规定则应加焊端缝。较薄焊件厚度。若不满足此规定则应加焊端缝。较薄焊件厚度。若不满足此规定则应加焊端缝。7.7.7.7.当角焊缝的端部在构件的转角处时，宜作长度为当角焊缝的端部在构件的转角处时，宜作长度为当角焊缝的端部在构件的转角处时，宜作长度为当角焊缝的端部在构件的转角处时，宜作长度为2h2h2h2hf f f f的绕角焊，且转角处必须连续施焊，以改善

21、连接的受的绕角焊，且转角处必须连续施焊，以改善连接的受的绕角焊，且转角处必须连续施焊，以改善连接的受的绕角焊，且转角处必须连续施焊，以改善连接的受力性能。力性能。力性能。力性能。三、角焊缝连接的计算三、角焊缝连接的计算 计算角焊缝强度时，假定有效截面上的应力均匀分布，计算角焊缝强度时，假定有效截面上的应力均匀分布，并且不分抗拉，抗压或抗剪，都用同一强度设计值并且不分抗拉，抗压或抗剪，都用同一强度设计值f f w wf f。(1)(1)侧面角焊缝或作用力平行于焊缝长度方向的角焊缝：侧面角焊缝或作用力平行于焊缝长度方向的角焊缝：(2-9)(2-9)(2)(2)正面角焊缝或作用力垂直于焊缝长度方向的

22、角焊缝：正面角焊缝或作用力垂直于焊缝长度方向的角焊缝：(2-10)(2-10)式式中中 l lw w连连接接一一侧侧所所有有焊焊缝缝的的计计算算长长度度之之和和，每每条条焊缝按实际长度减去焊缝按实际长度减去2 2h hf f。1.1.角焊缝受轴心力作用时的计算角焊缝受轴心力作用时的计算 2 2、角钢连接的角焊缝受轴心力作用时的计算、角钢连接的角焊缝受轴心力作用时的计算 角钢与连接板用角焊缝连接可以采用三种形式，即采角钢与连接板用角焊缝连接可以采用三种形式，即采用两侧缝、三面围焊和用两侧缝、三面围焊和L L形围焊。为避免偏心受力，应使焊形围焊。为避免偏心受力，应使焊缝传递的合力作用线与角钢杆件的

23、轴线相重合。（具体见缝传递的合力作用线与角钢杆件的轴线相重合。（具体见教材）教材）3.3.弯弯矩矩、扭扭矩矩、轴轴心心力力共共同同作作用用时时，分分别别计计算算受受力力最最不不利利点的正应力和剪应力，按下式计算：点的正应力和剪应力，按下式计算：(2-27)(2-27)课题课题5 5 螺栓连接螺栓连接一螺栓连接的特点、类型一螺栓连接的特点、类型 螺栓连接分普通螺栓连接和高强度螺栓连接两种。螺栓连接分普通螺栓连接和高强度螺栓连接两种。普通螺栓通常采用普通螺栓通常采用Q235 Q235 钢材制成，安装时用普通扳手钢材制成，安装时用普通扳手拧紧；拧紧；高强度螺栓则用高强度钢材经热处理制成，用能控制高强

24、度螺栓则用高强度钢材经热处理制成，用能控制螺栓杆的扭矩或拉力的特制扳手，拧紧到预定的预拉力值，螺栓杆的扭矩或拉力的特制扳手，拧紧到预定的预拉力值，把被连接件高度夹紧。把被连接件高度夹紧。1.1.1.1.普通螺栓连接普通螺栓连接普通螺栓连接普通螺栓连接 普通螺栓分为普通螺栓分为普通螺栓分为普通螺栓分为A A A A、B B B B、C C C C三级。三级。三级。三级。C C C C级为粗制螺栓，由未经加工级为粗制螺栓，由未经加工级为粗制螺栓，由未经加工级为粗制螺栓，由未经加工的圆钢压制而成，制作精度差，螺栓孔的直径比螺栓杆的直径的圆钢压制而成，制作精度差，螺栓孔的直径比螺栓杆的直径的圆钢压制而

25、成，制作精度差，螺栓孔的直径比螺栓杆的直径的圆钢压制而成，制作精度差，螺栓孔的直径比螺栓杆的直径大大大大3mm3mm3mm3mm。但安装方便，且能有效的传递拉力，故可用于沿螺但安装方便，且能有效的传递拉力，故可用于沿螺但安装方便，且能有效的传递拉力，故可用于沿螺但安装方便，且能有效的传递拉力，故可用于沿螺栓杆轴心受拉的连接，以及次要结构的抗剪连接或安装时的临栓杆轴心受拉的连接，以及次要结构的抗剪连接或安装时的临栓杆轴心受拉的连接，以及次要结构的抗剪连接或安装时的临栓杆轴心受拉的连接，以及次要结构的抗剪连接或安装时的临时固定中。时固定中。时固定中。时固定中。A A A A、B B B B级精制螺

26、栓是由毛坯在车床上经过切削加工精制而成。级精制螺栓是由毛坯在车床上经过切削加工精制而成。级精制螺栓是由毛坯在车床上经过切削加工精制而成。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，螺栓直径与螺栓孔径之间的缝隙只有表面光滑，尺寸准确，螺栓直径与螺栓孔径之间的缝隙只有表面光滑，尺寸准确，螺栓直径与螺栓孔径之间的缝隙只有表面光滑，尺寸准确，螺栓直径与螺栓孔径之间的缝隙只有0.50.50.50.5。由于有较高的精度，因而受剪性能好，但制作和安装。由于有较高的精度，因而受剪性能好，但制作和安装。由于有较高的精度，因而受剪性能好，但制作和安装。由于有较高的精度，因而受剪性能好，但制

27、作和安装复杂，价格较高，已很少在钢结构中采用。复杂，价格较高，已很少在钢结构中采用。复杂，价格较高，已很少在钢结构中采用。复杂，价格较高，已很少在钢结构中采用。2.2.2.2.高强度螺栓连接高强度螺栓连接高强度螺栓连接高强度螺栓连接 高强度螺栓连接有两种类型：高强度螺栓连接有两种类型：高强度螺栓连接有两种类型：高强度螺栓连接有两种类型：一种是只依靠摩擦阻力传力，并以剪力不超过接触面一种是只依靠摩擦阻力传力，并以剪力不超过接触面一种是只依靠摩擦阻力传力，并以剪力不超过接触面一种是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的，称为摩擦型连接。摩擦力作为设计准则的，称为摩擦型连接。摩

28、擦力作为设计准则的，称为摩擦型连接。摩擦力作为设计准则的，称为摩擦型连接。另一种是允许接触面滑移，以连接达到破坏的极限承另一种是允许接触面滑移，以连接达到破坏的极限承另一种是允许接触面滑移，以连接达到破坏的极限承另一种是允许接触面滑移，以连接达到破坏的极限承载力作为设计准则的，称为承压型连接。载力作为设计准则的，称为承压型连接。载力作为设计准则的，称为承压型连接。载力作为设计准则的，称为承压型连接。二普通螺栓连接及计算二普通螺栓连接及计算二普通螺栓连接及计算二普通螺栓连接及计算1.1.1.1.螺栓的规格螺栓的规格螺栓的规格螺栓的规格 钢结构采用的普通螺栓形式为大六角头型，其代号用字钢结构采用的

29、普通螺栓形式为大六角头型，其代号用字钢结构采用的普通螺栓形式为大六角头型，其代号用字钢结构采用的普通螺栓形式为大六角头型，其代号用字母母母母M M M M和公称直径的毫米数表示。为制造方便，一般情况下，和公称直径的毫米数表示。为制造方便，一般情况下，和公称直径的毫米数表示。为制造方便，一般情况下，和公称直径的毫米数表示。为制造方便，一般情况下，同一结构中宜尽可能采用一种栓径和孔径的螺栓，需要时也同一结构中宜尽可能采用一种栓径和孔径的螺栓，需要时也同一结构中宜尽可能采用一种栓径和孔径的螺栓，需要时也同一结构中宜尽可能采用一种栓径和孔径的螺栓，需要时也可采用可采用可采用可采用2 2 2 23 3

30、3 3种螺栓直径。种螺栓直径。种螺栓直径。种螺栓直径。建筑工程中常采用建筑工程中常采用建筑工程中常采用建筑工程中常采用M16M16M16M16、M20M20M20M20和和和和M24M24M24M24等。等。等。等。图图2-25 2-25 螺栓的排列螺栓的排列a a）并列布置）并列布置 b b）错列布置）错列布置 2.2.螺栓的排列螺栓的排列 螺栓的排列有并列和错列两种基本形式。螺栓的排列有并列和错列两种基本形式。并列较简单，但对栓孔有削弱（图并列较简单，但对栓孔有削弱（图a a）；）；错列较紧凑，可减少截面削弱，但排列较繁杂（图错列较紧凑，可减少截面削弱，但排列较繁杂（图b b）。）。钢结构

31、设计规范钢结构设计规范根据螺栓孔直径、钢材边缘加根据螺栓孔直径、钢材边缘加工情况（轧制边、切割边）及受力方向，规定了螺栓中工情况（轧制边、切割边）及受力方向，规定了螺栓中心间距及边距的最大、最小限制，见教材表心间距及边距的最大、最小限制，见教材表2-52-5。3 3 3 3、普通螺栓的抗剪承载力计算、普通螺栓的抗剪承载力计算、普通螺栓的抗剪承载力计算、普通螺栓的抗剪承载力计算 普通螺栓连接按螺栓传力方式，可分为抗剪螺栓连接普通螺栓连接按螺栓传力方式，可分为抗剪螺栓连接普通螺栓连接按螺栓传力方式，可分为抗剪螺栓连接普通螺栓连接按螺栓传力方式，可分为抗剪螺栓连接和抗拉螺栓连接。和抗拉螺栓连接。和抗

32、拉螺栓连接。和抗拉螺栓连接。如图。如图。如图。如图。抗剪螺栓连接达到极限承载力时，可能的破坏形式有：抗剪螺栓连接达到极限承载力时，可能的破坏形式有：抗剪螺栓连接达到极限承载力时，可能的破坏形式有：抗剪螺栓连接达到极限承载力时，可能的破坏形式有：螺栓受剪破坏螺栓受剪破坏螺栓受剪破坏螺栓受剪破坏 孔壁挤压破坏孔壁挤压破坏孔壁挤压破坏孔壁挤压破坏 连接板净截面破坏连接板净截面破坏连接板净截面破坏连接板净截面破坏 螺栓受弯破坏螺栓受弯破坏螺栓受弯破坏螺栓受弯破坏 连接板冲剪破坏。连接板冲剪破坏。连接板冲剪破坏。连接板冲剪破坏。单个受剪螺栓的承载力计算单个受剪螺栓的承载力计算单个受剪螺栓的承载力计算单个

33、受剪螺栓的承载力计算 螺栓抗剪螺栓抗剪螺栓抗剪螺栓抗剪 （2-282-282-282-28）孔壁承压孔壁承压孔壁承压孔壁承压 （2-292-292-292-29）最大承载力最大承载力最大承载力最大承载力受剪螺栓的承载力计算受剪螺栓的承载力计算 4.4.4.4.普通螺栓的抗拉承载力计算普通螺栓的抗拉承载力计算普通螺栓的抗拉承载力计算普通螺栓的抗拉承载力计算 单个受拉螺栓的承载力设计值：单个受拉螺栓的承载力设计值：单个受拉螺栓的承载力设计值：单个受拉螺栓的承载力设计值：（2-302-302-302-30）5 5 5 5、普通螺栓群连接计算、普通螺栓群连接计算、普通螺栓群连接计算、普通螺栓群连接计算

34、 （1 1 1 1）受剪螺栓群在轴心力作用下的连接计算）受剪螺栓群在轴心力作用下的连接计算）受剪螺栓群在轴心力作用下的连接计算）受剪螺栓群在轴心力作用下的连接计算 受受受受力力力力特特特特性性性性：受受受受剪剪剪剪螺螺螺螺栓栓栓栓群群群群沿沿沿沿受受受受力力力力方方方方向向向向，受受受受力力力力分分分分配配配配不不不不均均均均，两两两两端端端端大大大大中中中中间间间间小小小小，在在在在一一一一定定定定范范范范围围围围内内内内，靠靠靠靠塑塑塑塑变变变变可可可可以以以以均均均均布布布布内内内内力力力力，过过过过大大大大时时时时，设设设设计计计计计计计计算算算算时时时时仍仍仍仍按按按按均均均均布布布

35、布，但但但但强强强强度度度度需需需需乘乘乘乘折折折折减系数减系数减系数减系数 。当连接长度当连接长度当连接长度当连接长度l 15dl 15dl 15dl 15d0 0 0 0时：时：时：时：（2-312-312-312-31）连接板净截面强度连接板净截面强度连接板净截面强度连接板净截面强度 （2-322-322-322-32）当连接长度当连接长度当连接长度当连接长度l15dl15dl15dl15d0 0 0 0时：时：时：时：连接所需螺栓数量：连接所需螺栓数量：连接所需螺栓数量：连接所需螺栓数量：（2)2)2)2)普通螺栓群轴心受拉普通螺栓群轴心受拉普通螺栓群轴心受拉普通螺栓群轴心受拉 通常假

36、定每个螺栓平均受力，则连接所需螺栓数通常假定每个螺栓平均受力，则连接所需螺栓数通常假定每个螺栓平均受力，则连接所需螺栓数通常假定每个螺栓平均受力，则连接所需螺栓数为：为：为：为：（2-352-352-352-35）式中式中式中式中 N N N N b b b bt t t t单个螺栓的抗拉承载力设计值，按式单个螺栓的抗拉承载力设计值，按式单个螺栓的抗拉承载力设计值，按式单个螺栓的抗拉承载力设计值，按式(2-(2-(2-(2-30)30)30)30)计算。计算。计算。计算。（3 3 3 3）螺栓群在弯矩作用受拉）螺栓群在弯矩作用受拉）螺栓群在弯矩作用受拉）螺栓群在弯矩作用受拉（2-37）二、高强

37、度螺栓连接二、高强度螺栓连接二、高强度螺栓连接二、高强度螺栓连接 1.1.1.1.按受力特性分：摩擦型高强螺栓与承压型螺栓按受力特性分：摩擦型高强螺栓与承压型螺栓按受力特性分：摩擦型高强螺栓与承压型螺栓按受力特性分：摩擦型高强螺栓与承压型螺栓;摩擦型螺栓摩擦型螺栓摩擦型螺栓摩擦型螺栓:抗剪连接时摩擦型以板件间最大摩擦力抗剪连接时摩擦型以板件间最大摩擦力抗剪连接时摩擦型以板件间最大摩擦力抗剪连接时摩擦型以板件间最大摩擦力为承载力极限状态；为承载力极限状态；为承载力极限状态；为承载力极限状态；承压型螺栓承压型螺栓承压型螺栓承压型螺栓:允许克服最大摩擦力后，以螺杆抗剪与允许克服最大摩擦力后，以螺杆抗

38、剪与允许克服最大摩擦力后，以螺杆抗剪与允许克服最大摩擦力后，以螺杆抗剪与孔壁承压破坏为承载力极限状态（同普通螺栓）。受拉时孔壁承压破坏为承载力极限状态（同普通螺栓）。受拉时孔壁承压破坏为承载力极限状态（同普通螺栓）。受拉时孔壁承压破坏为承载力极限状态（同普通螺栓）。受拉时两者无区别。两者无区别。两者无区别。两者无区别。高强螺栓采用高强螺栓采用高强螺栓采用高强螺栓采用级孔，便于施工。级孔，便于施工。级孔，便于施工。级孔，便于施工。受传力机理的要求，构造上除连接板的边、端距受传力机理的要求，构造上除连接板的边、端距受传力机理的要求，构造上除连接板的边、端距受传力机理的要求，构造上除连接板的边、端距

39、0 0 0 0外其它同普通螺栓。外其它同普通螺栓。外其它同普通螺栓。外其它同普通螺栓。2.2.高强螺栓的材料与强度等级高强螺栓的材料与强度等级 由高强材料经热处理制成，按强度等级分与级。由高强材料经热处理制成，按强度等级分与级。级一般为级一般为20MnTiB20MnTiB、40Cr40Cr等材料，等材料，f fu u1000N/mm1000N/mm2 2，；，；级一般为级一般为4545号钢制成，号钢制成，f fu u800N/mm800N/mm2 2，。，。3.3.高强螺栓的预拉力高强螺栓的预拉力 （2-382-38）4.4.4.4.高强度螺栓的紧固法高强度螺栓的紧固法高强度螺栓的紧固法高强度

40、螺栓的紧固法 我国现有大六角头型和扭剪型两种型式的高强度螺我国现有大六角头型和扭剪型两种型式的高强度螺我国现有大六角头型和扭剪型两种型式的高强度螺我国现有大六角头型和扭剪型两种型式的高强度螺栓。它们的预拉力是安装螺栓时通过紧固螺帽来实现的，栓。它们的预拉力是安装螺栓时通过紧固螺帽来实现的，栓。它们的预拉力是安装螺栓时通过紧固螺帽来实现的，栓。它们的预拉力是安装螺栓时通过紧固螺帽来实现的，为确保其数值准确，施工时应严格控制螺母的紧固程度。为确保其数值准确，施工时应严格控制螺母的紧固程度。为确保其数值准确，施工时应严格控制螺母的紧固程度。为确保其数值准确，施工时应严格控制螺母的紧固程度。通常有转角

41、法、力矩法和扭掉螺栓尾部的梅花卡头三种紧通常有转角法、力矩法和扭掉螺栓尾部的梅花卡头三种紧通常有转角法、力矩法和扭掉螺栓尾部的梅花卡头三种紧通常有转角法、力矩法和扭掉螺栓尾部的梅花卡头三种紧固方法。大六角头型用前两种，扭剪型用后者。固方法。大六角头型用前两种，扭剪型用后者。固方法。大六角头型用前两种，扭剪型用后者。固方法。大六角头型用前两种，扭剪型用后者。5.5.5.5.高强螺栓连接计算高强螺栓连接计算高强螺栓连接计算高强螺栓连接计算 （1 1 1 1）摩擦型高强螺栓受剪连接计算）摩擦型高强螺栓受剪连接计算）摩擦型高强螺栓受剪连接计算）摩擦型高强螺栓受剪连接计算 一个螺栓抗剪承载力一个螺栓抗剪

42、承载力一个螺栓抗剪承载力一个螺栓抗剪承载力:（2-392-392-392-39）连接所需螺栓数连接所需螺栓数连接所需螺栓数连接所需螺栓数:（2-402-402-402-40）净截面强度：考虑净截面强度：考虑净截面强度：考虑净截面强度：考虑50505050孔前传力孔前传力孔前传力孔前传力 （2-422-422-422-42）（2)2)2)2)高强度螺栓承压型连接抗剪连接的计算高强度螺栓承压型连接抗剪连接的计算高强度螺栓承压型连接抗剪连接的计算高强度螺栓承压型连接抗剪连接的计算 高高高高强强强强度度度度螺螺螺螺栓栓栓栓承承承承压压压压型型型型连连连连接接接接受受受受剪剪剪剪时时时时，极极极极限限限

43、限承承承承载载载载力力力力由由由由螺螺螺螺栓栓栓栓杆杆杆杆抗抗抗抗剪剪剪剪和和和和孔孔孔孔壁壁壁壁承承承承压压压压决决决决定定定定，摩摩摩摩擦擦擦擦力力力力仅仅仅仅起起起起延延延延缓缓缓缓滑滑滑滑移移移移的的的的作作作作用用用用。因因因因此此此此，计计计计算算算算和和和和普普普普通通通通螺螺螺螺栓栓栓栓相相相相同同同同。单单单单个个个个受受受受剪剪剪剪高高高高强强强强度度度度螺螺螺螺栓栓栓栓承承承承压压压压型型型型连连连连接接接接的的的的承承承承载载载载力力力力设设设设计计计计值值值值按按按按式式式式(2-28)(2-28)(2-28)(2-28)和和和和式式式式（2-2-2-2-292929

44、29）计算）计算）计算）计算 3)3)高强度螺栓群抗剪连接的计算。高强度螺栓群抗剪连接的计算。高强度螺栓连接所需螺栓数目应由下式确定高强度螺栓连接所需螺栓数目应由下式确定 对高强度螺栓摩擦型连接，对高强度螺栓摩擦型连接，N Nb bminmin按式（按式（2-392-39）计算，）计算，对高强度螺栓承压型连接，对高强度螺栓承压型连接，N Nb bminmin取取N N b bV V和和N N b bc c中的较小中的较小值，即分别按式值，即分别按式(2-28)(2-28)与式（与式（2-292-29）4)4)高强度螺栓群在轴心力作用时的抗拉计算。高强度螺栓群在轴心力作用时的抗拉计算。高强度螺栓

45、群连接所需螺栓数目高强度螺栓群连接所需螺栓数目 n n =式中式中 N N b bt t在杆轴方向受拉力时，一个高强度螺在杆轴方向受拉力时，一个高强度螺栓（摩擦型和承压型）的承载力设计值，栓（摩擦型和承压型）的承载力设计值，N N b bt tP P。单单 元元 小小 结结 本本本本单单单单元元元元讲讲讲讲述述述述了了了了钢钢钢钢结结结结构构构构连连连连接接接接的的的的种种种种类类类类、特特特特点点点点；对对对对接接接接焊焊焊焊缝缝缝缝连连连连接接接接的的的的构构构构造造造造和和和和计计计计算算算算；角角角角焊焊焊焊缝缝缝缝连连连连接接接接的的的的构构构构造造造造和和和和计计计计算算算算；普普

46、普普通通通通螺螺螺螺栓栓栓栓连连连连接接接接的的的的构构构构造造造造和和和和计计计计算算算算；高高高高强强强强度度度度螺螺螺螺栓栓栓栓连连连连接接接接的的的的构构构构造造造造和和和和计计计计算算算算。通通通通过过过过本本本本单单单单元元元元的的的的学学学学习习习习，学学学学生生生生应应应应熟熟熟熟悉悉悉悉焊焊焊焊缝缝缝缝连连连连接接接接的的的的构构构构造造造造要要要要求求求求；掌掌掌掌握握握握焊焊焊焊缝缝缝缝连连连连接接接接计计计计算算算算方方方方法法法法；熟熟熟熟悉悉悉悉螺螺螺螺栓栓栓栓连接的构造要求；掌握螺栓连接的计算方法连接的构造要求；掌握螺栓连接的计算方法连接的构造要求；掌握螺栓连接的计算方法连接的构造要求；掌握螺栓连接的计算方法。本本 章章 重重 点点1 1、对接焊缝、角焊缝的构造与计算；、对接焊缝、角焊缝的构造与计算；2 2、普通螺栓受剪连接的破坏形式与机理；、普通螺栓受剪连接的破坏形式与机理；3、高强螺栓连接的构造与计算、高强螺栓连接的构造与计算