第4章钢结构的连接.ppt

《第4章钢结构的连接.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第4章钢结构的连接.ppt（103页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接第4章钢结构的连接 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接4.1概概 述述Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接钢结构的连接方法钢结构的连接方法钢结构的连接

2、方法钢结构的连接方法焊缝连接焊缝连接螺栓连接螺栓连接铆钉连接铆钉连接Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接1.1.1.1.焊接连接焊接连接焊接连接焊接连接优点：不削弱截面，加工方便，焊接刚度大，连接的密封性好优点：不削弱截面，加工方便，焊接刚度大，连接的密封性好 缺点：材质易脆，存在残余应力，对裂纹敏感。缺点：材质易脆，存在残余应力，对裂纹敏感。2.2.螺栓连接螺栓连接螺栓连接螺栓连接优点：安装方便，易于拆卸优点：安装方便，易于拆卸缺点：需要开孔，对构件截面有一定的削弱，构造较繁。缺点：需要开孔，对构件截面有一定的削弱

3、，构造较繁。3.3.铆钉连接铆钉连接铆钉连接铆钉连接连接受力性能较好，但构造复杂，目前已很少采用。连接受力性能较好，但构造复杂，目前已很少采用。Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接一、钢结构常用焊接方法一、钢结构常用焊接方法4.2焊接连接的方法及特性焊接连接的方法及特性焊接连接的方法及特性焊接连接的方法及特性电弧焊电弧焊电渣焊电渣焊气体保护焊气体保护焊电阻焊电阻焊常常用用焊焊接接方方法法Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接电电电电 弧弧弧弧

4、 焊焊焊焊原原 理理 在涂有焊药的焊条和在涂有焊药的焊条和焊件间产生电弧，由电弧焊件间产生电弧，由电弧提供热源，使焊条溶化，提供热源，使焊条溶化，滴落在焊件上被电弧吹成滴落在焊件上被电弧吹成的小凹槽溶池中，并与焊的小凹槽溶池中，并与焊件溶化部分冷却后凝结成件溶化部分冷却后凝结成焊缝，把构件连接成一体。焊缝，把构件连接成一体。Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接电电电电 渣渣渣渣 焊焊焊焊原原 理理 利用电流通过熔渣时利用电流通过熔渣时所产生的热量来熔化金属所产生的热量来熔化金属的一种方法。焊丝作为电的一种方法。焊丝作

5、为电极伸入并穿过渣池，使渣极伸入并穿过渣池，使渣池产生电阻热将焊件金属池产生电阻热将焊件金属及焊丝熔化，沉积于熔池及焊丝熔化，沉积于熔池中，形成焊缝。中，形成焊缝。Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接气体保护焊气体保护焊电电 阻阻 焊焊原原 理理 利用二氧化碳气利用二氧化碳气体或其它惰性气体作体或其它惰性气体作为保护介质的一种电为保护介质的一种电弧熔焊方法。弧熔焊方法。原原 理理 电流通过焊件接头的接触电流通过焊件接头的接触面及邻近区域产生的电阻能面及邻近区域产生的电阻能热，将被焊金属加热到局部热，将被焊金属加热到局

6、部熔化或达到高温塑性状态，熔化或达到高温塑性状态，在外力的作用下形成牢固的在外力的作用下形成牢固的焊接接头。焊接接头。Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接 钢结构中常用的焊条型钢结构中常用的焊条型号有号有E43、E50和和 E55系列。系列。不同钢种的钢材焊接时，宜不同钢种的钢材焊接时，宜采用与低强度钢材相适应的采用与低强度钢材相适应的焊条。焊条。说明说明Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接二、焊缝形式二、焊缝形式T T型连接型连接角接角接

7、1.1.按构件的相对位置划分按构件的相对位置划分按构件的相对位置划分按构件的相对位置划分 对接对接搭接搭接Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接对接焊缝对接焊缝对接焊缝对接焊缝角焊缝角焊缝角焊缝角焊缝正对接焊缝正对接焊缝斜对接焊缝斜对接焊缝2.按受力特性不同按受力特性不同按受力特性不同按受力特性不同划分划分划分划分Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接3.3.按施焊的相对位置划分按施焊的相对位置划分按施焊的相对位置划分按施焊的相对位置划分Suz

8、hou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接三、焊缝缺陷及焊缝质量检查标准三、焊缝缺陷及焊缝质量检查标准1焊缝缺陷焊缝缺陷焊缝缺陷焊缝缺陷Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接2焊缝质量检查标准焊缝质量检查标准焊缝质量检查标准焊缝质量检查标准要求用超声波要求用超声波或射线或射线检检验每条焊缝全部长度验每条焊缝全部长度 要求用超声波检验每要求用超声波检验每条焊缝长度的条焊缝长度的2020 一级一级三级三级焊缝按检验焊缝按检验方法和质量方法和质量要求分三级要求

9、分三级二级二级要求通过外观检查要求通过外观检查 Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接四、焊缝表示四、焊缝表示.b指引线指引线基准线基准线基本符号基本符号Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接五、焊接残余应力和焊接残余变形五、焊接残余应力和焊接残余变形焊接残余应力产生的原因焊接残余应力产生的原因焊接残余应力产生的原因焊接残余应力产生的原因1 1焊接升温时焊缝焊接升温时焊缝附近的应力场附近的应力场焊缝冷却时，焊缝及附近焊缝冷却时，焊缝及附近金属产

10、生拉应力，距焊缝金属产生拉应力，距焊缝稍远区段内产生压应力稍远区段内产生压应力 Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接焊接残余应力焊接残余应力加热温度达到出现热塑性加热温度达到出现热塑性 钢板局部加热钢板局部加热 钢板厚度方向具有一定的刚度钢板厚度方向具有一定的刚度 焊接残余应力产生的条件焊接残余应力产生的条件Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接 纵向焊接残余应力纵向焊接残余应力沿焊缝长度方向沿焊缝长度方向 横向焊接残余应力横向焊接残余应力垂

11、直于焊缝长度方向垂直于焊缝长度方向 沿厚度方向的焊接残余应力沿厚度方向的焊接残余应力焊接残余应力是内应力，在焊件内自相平衡。焊接残余应力是内应力，在焊件内自相平衡。焊缝附近为拉应力，焊缝稍远区产生压应力。焊缝附近为拉应力，焊缝稍远区产生压应力。焊接残余应力的分类焊接残余应力的分类焊接残余应力的分类焊接残余应力的分类2Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接（1）对结构静力强度的影响）对结构静力强度的影响f f+-b bf fy y+-b bf fy yNyNyl焊接残余应力焊接残余应力对结构的静力强度没有影响。对结构的静

12、力强度没有影响。+-f fy yf fb bB Bt t焊接残余应力和残余变形对结构工作性能的影响焊接残余应力和残余变形对结构工作性能的影响焊接残余应力和残余变形对结构工作性能的影响焊接残余应力和残余变形对结构工作性能的影响44Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接（2 2）焊接残余应力低结构的刚度。）焊接残余应力低结构的刚度。）焊接残余应力低结构的刚度。）焊接残余应力低结构的刚度。f f+-b bf fy yNN+-f fy yf fNNb bB Bt t（3 3）焊接残余应力降低压杆的稳定承载力）焊接残余应力降低压

13、杆的稳定承载力）焊接残余应力降低压杆的稳定承载力）焊接残余应力降低压杆的稳定承载力Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接 对于厚板或交叉焊缝，将产生三向焊接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。残余拉应力，增加了钢材低温脆断倾向。（4 4）对低温冷脆的影响）对低温冷脆的影响）对低温冷脆的影响）对低温冷脆的影响 三向焊接残余拉应力降低材料的塑性，从三向焊接残余拉应力降低材料的塑性，从而疲劳强度降低！而疲劳强度降低！（5 5）对疲劳强度的影响）对疲劳强度的影响）对疲劳强度的影响）对疲劳强度的

14、影响Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接包括：纵向收缩、横向收缩、弯曲变形、角变形和扭曲变形等，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。通常是几种变形的组合。焊接残余变形焊接残余变形焊接残余变形焊接残余变形5Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接减小焊接残余应力和残余变形的措施减小焊接残余应力和残余变形的措施减小焊接残余应力和残余变形的措施减小焊接残余应力和残余变形的措施36 6设计上的措施设计上的措施：

15、（1 1）焊接位置的合理安排）焊接位置的合理安排（2 2）焊缝尺寸要适当）焊缝尺寸要适当（3 3）焊缝数量要少，且不）焊缝数量要少，且不宜过分集中宜过分集中（4 4）应尽量避免两条以上）应尽量避免两条以上的焊缝垂直交叉的焊缝垂直交叉（5 5）应尽量避免母材在厚）应尽量避免母材在厚度方向的收缩应力度方向的收缩应力加工工艺上的措施加工工艺上的措施：（1 1）采用合理的施焊）采用合理的施焊顺序顺序（2 2）采用反变形处理）采用反变形处理（3 3）小尺寸焊件，应）小尺寸焊件，应焊前预热或焊后回火焊前预热或焊后回火处理处理Suzhou University of Science&Technology第第

16、4章章 钢结构的连接钢结构的连接Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接一、对接焊缝的构造要求一、对接焊缝的构造要求一、对接焊缝的构造要求一、对接焊缝的构造要求4.3对接焊缝连接的构造与计算对接焊缝连接的构造与计算对接焊缝连接的构造与计算对接焊缝连接的构造与计算 1.坡口坡口坡口坡口目目 的的 为了使焊件能够焊透。为了使焊件能够焊透。坡口形式坡口形式 根据板厚的不同采用不同根据板厚的不同采用不同 的坡口形式。

17、的坡口形式。Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接 2.引弧板引弧板引弧板引弧板目目 的：为了消除焊口的影响，可加引弧板。的：为了消除焊口的影响，可加引弧板。焊缝的计算长度取值：焊缝的计算长度取值：l 无引弧板时：每条焊缝的计算长度等于无引弧板时：每条焊缝的计算长度等于实际长度减去实际长度减去2t2t1 1，t t1 1较薄焊件厚度较薄焊件厚度l 采用引弧板时：每条焊缝的计算长度等采用引弧板时：每条焊缝的计

18、算长度等于实际长度于实际长度Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接 3.当板件厚度或宽度在一侧相差大于当板件厚度或宽度在一侧相差大于4mm时，时，应做坡度不大于应做坡度不大于1:2.5(静载静载)或或1:4(动载动载)的的斜角，以平缓过度，减小应力集中。斜角，以平缓过度，减小应力集中。1:2.51:2.5Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接二、对接焊缝的计算二、对接焊缝的计算二、对接焊缝的计算二、对接焊缝的计算对接焊缝可视作焊件截面的延续，故

19、其计算对接焊缝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。方法与构件强度计算相同。对接焊缝的抗压、抗剪强度，以及一、二级对接焊缝的抗压、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。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！只有三级焊缝受拉力作用才需进行计算！Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接（一）轴心力作用下的对接焊缝计算（一）轴心力作用下的对接焊缝计算（一）轴心力作用下的对接焊缝计算（一）轴心力作用下

20、的对接焊缝计算NNlwt N轴心拉力或压力设计值；轴心拉力或压力设计值；t 板件较小厚度；板件较小厚度；T形连接中为腹板厚度；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。对接焊缝的抗拉和抗压强度设计值。Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接NNtNsinNcoslw w当不满足上式时，可选择在受力较小的部位施当不满足上式时，可选择在受力较小的部位施焊；或者改用斜对接焊缝连接；焊；或者改用斜对接焊缝连接；当当tantan1.51.5时时,斜焊缝的强度不用验算斜焊缝的强度不用验算!Suzhou Un

21、iversity of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接（二）（二）（二）（二）MM、V V共同作用下的对接焊缝计算共同作用下的对接焊缝计算共同作用下的对接焊缝计算共同作用下的对接焊缝计算lwt MV1.1.矩形截面矩形截面矩形截面矩形截面 Ww 焊缝截面模量；焊缝截面模量；Sw 焊缝截面面矩积；焊缝截面面矩积；Iw 焊缝截面惯性矩。焊缝截面惯性矩。Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接2 2、工字形截面、工字形截面、工字形截面、工字形截面 对于焊缝的对于焊缝的max 和和max

22、 应满足的条件：应满足的条件：Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接1.1 考虑最大折算应力只在局部出现的强考虑最大折算应力只在局部出现的强 度增大系数。度增大系数。对于翼缘与腹板交接点（对于翼缘与腹板交接点（对于翼缘与腹板交接点（对于翼缘与腹板交接点（1 1 1 1点）焊缝，其点）焊缝，其点）焊缝，其点）焊缝，其折算应力尚应满足下式要求：折算应力尚应满足下式要求：折算应力尚应满足下式要求：折算应力尚应满足下式要求：Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢

23、结构的连接 角焊缝两边夹角角焊缝两边夹角9090，称，称为直角角焊缝，直角边长为直角角焊缝，直角边长hf称称为焊脚尺寸。为焊脚尺寸。hehfhf 1.1.角焊缝的形式角焊缝的形式4.4角焊缝连接的构造与计算角焊缝连接的构造与计算角焊缝连接的构造与计算角焊缝连接的构造与计算角焊缝的构造和受力性能角焊缝的构造和受力性能角焊缝的构造和受力性能角焊缝的构造和受力性能角焊缝的构造和受力性能角焊缝的构造和受力性能一一一一Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接 夹角大于夹角大于135135或小于或小于6060的称为斜角角焊缝，除钢管

24、结构外，的称为斜角角焊缝，除钢管结构外，一般不宜用作受力焊缝。一般不宜用作受力焊缝。直角角焊缝截面形式有普通焊缝、平坡焊缝、凹焊缝等几种。直角角焊缝截面形式有普通焊缝、平坡焊缝、凹焊缝等几种。Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接2.2.角焊缝的构造要求角焊缝的构造要求焊缝长度焊缝长度 焊脚尺寸焊脚尺寸a.a.焊脚尺寸焊脚尺寸焊脚尺寸焊脚尺寸 h hf f 最大值最大值最大值最大值 hf,max1.2t1 t1较薄焊件的厚度。较薄焊件的厚度。Suzhou University of Science&Technology

25、第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接 当当t t2 2 4mm 4mm 时,h hf,minf,min =t t2 2对于对于T T型连接单面角焊缝型连接单面角焊缝hf,min hf,min 应加上应加上1mm;1mm;b.b.焊脚尺寸焊脚尺寸焊脚尺寸焊脚尺寸 h hf f 最小值最小值最小值最小值t2 较厚焊件厚度。较厚焊件厚度。说明说明说明说明:l 对于埋弧自动焊对于埋弧自动焊 hf,min 可减去可减去1mm;l对于对于T形连接的单面角焊缝：形连接的单面角焊缝：hf ；l 当焊件厚度等于或小于当焊件厚度等于或小于4mm时，则时，则hf 应与焊件应与焊件 厚度相同。厚度相同。Suzhou

26、University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接t t1hf当当 t6mm时，hf,max t 当当 t 6mm时，hf,max t-(12)mm l 对于板件边缘的角焊缝：对于板件边缘的角焊缝：c.c.角焊缝计算长度的最大值角焊缝计算长度的最大值角焊缝计算长度的最大值角焊缝计算长度的最大值d.d.角焊缝计算长度的最小值角焊缝计算长度的最小值角焊缝计算长度的最小值角焊缝计算长度的最小值Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接t1t2be.e.搭接连接的构造要求搭接连接的

27、构造要求搭接连接的构造要求搭接连接的构造要求 为避免应力传递过分弯折为避免应力传递过分弯折,导致导致应力不均：应力不均：blw 为避免焊缝横向收缩引起的板为避免焊缝横向收缩引起的板件拱曲太大：件拱曲太大：）（或）（mmtmmmmttb111122001216Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接b2hflwt1t2f.f.角焊缝的端部位于构件转角处时角焊缝的端部位于构件转角处时角焊缝的端部位于构件转角处时角焊缝的端部位于构件转角处时 ，应作，应作，应作，应作2 2h hf f 的的的的 绕角焊，且转角处必须连续施焊。绕

28、角焊，且转角处必须连续施焊。绕角焊，且转角处必须连续施焊。绕角焊，且转角处必须连续施焊。g.g.在搭接连接中，搭接长度不得小于焊件较小厚在搭接连接中，搭接长度不得小于焊件较小厚在搭接连接中，搭接长度不得小于焊件较小厚在搭接连接中，搭接长度不得小于焊件较小厚 度的度的度的度的5 5倍，且不得小于倍，且不得小于倍，且不得小于倍，且不得小于25mm25mm。Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接3.3.角焊缝的受力性能角焊缝的受力性能 焊缝长度方向与作用力垂直焊缝长度方向与作用力垂直 正面角焊缝正面角焊缝N 焊缝长度方向与作

29、用力平行焊缝长度方向与作用力平行侧面角焊缝侧面角焊缝N NSuzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接p 侧面角焊缝承受剪力，强度较低，塑性较好。侧面角焊缝承受剪力，强度较低，塑性较好。p 剪应力沿焊缝长度分布不均剪应力沿焊缝长度分布不均 匀，两端大中间小，匀，两端大中间小，lw/hf 越大越大 剪应力分布越不均匀。剪应力分布越不均匀。剪应力剪应力fNlwNp破坏形式破坏形式l 侧面角焊缝受力性能侧面角焊缝受力性能Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连

30、接p 正面角焊缝受力复杂，应力集中严重，塑性正面角焊缝受力复杂，应力集中严重，塑性较差，但强度较侧面角焊缝高。较差，但强度较侧面角焊缝高。l 正面角焊缝受力性能正面角焊缝受力性能Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接直角角焊缝的基本计算公式直角角焊缝的基本计算公式直角角焊缝的基本计算公式直角角焊缝的基本计算公式直角角焊缝的基本计算公式直角角焊缝的基本计算公式二二二二 有效截面为平分角焊缝夹角有效截面为平分角焊缝夹角 的截面，破坏往往从这个截面的截面，破坏往往从这个截面发生。发生。有效截面的高度有效截面的高度有效截面的高

31、度有效截面的高度he 也称角焊缝有效厚度，也称角焊缝有效厚度，he 0.7 hf角焊缝的有效截面角焊缝的有效截面 1.1.hehf hf Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接NyNx角焊缝基本计算公式角焊缝基本计算公式2.2.lwhfhe=ff450450 Nx Ny Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接 f 正面角焊缝的强度设计值增大系数；正面角焊缝的强度设计值增大系数；按角焊缝有效截面计算，垂直焊缝长度方向的正应力；按角焊缝有效截面计算

32、，垂直焊缝长度方向的正应力；按角焊缝有效截面计算，沿焊缝长度方向的剪应力；按角焊缝有效截面计算，沿焊缝长度方向的剪应力；ffw角焊缝的强度设计值。角焊缝的强度设计值。Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接NNNNlwNNNNlwl仅仅采用侧面角焊缝连接采用侧面角焊缝连接 l仅仅采用正面角焊缝连接采用正面角焊缝连接f=0f=0说明说明说明说明Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接常用连接方式的角焊缝计算常用连接方式的角焊缝计算常用连接方式的角焊缝

33、计算常用连接方式的角焊缝计算常用连接方式的角焊缝计算常用连接方式的角焊缝计算三三三三1.角钢与节点板连接受轴心力作用角钢与节点板连接受轴心力作用 a.仅采用侧面角焊缝连接仅采用侧面角焊缝连接 Nlw1lw2Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接由力的平衡关系可求出各条焊缝的受力：由力的平衡关系可求出各条焊缝的受力：Nlw1lw2N1N2Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接l对于验算的问题对于验算的问题验算肢背：验算肢背：验算肢尖：验算肢尖：l

34、对于设计的问题对于设计的问题肢背所需焊缝长度：肢背所需焊缝长度：肢尖所需焊缝长度：肢尖所需焊缝长度：Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接端焊缝受力：端焊缝受力：肢背受力：肢背受力：肢尖受力：肢尖受力：b.b.采用三面围焊连接采用三面围焊连接采用三面围焊连接采用三面围焊连接 Nlw1lw2N1N2N3bSuzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接肢尖受力：肢尖受力：端焊缝受力：端焊缝受力：肢背受力：肢背受力：C.C.采用采用采用采用L L形围焊形围焊

35、形围焊形围焊 Nlw1N1N3bSuzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接2.拼接盖板的设计问题拼接盖板的设计问题NN盖板尺寸的盖板尺寸的设计应满设计应满足：足：l 材料与主板相同；材料与主板相同；l 盖板的盖板的总总截面截面积积不不应应小于被小于被连连接接钢钢板的截面板的截面积积；l 同同时满时满足构造要求足构造要求。Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接a.采用侧面角焊缝连接采用侧面角焊缝连接NNlwLn 盖板的长度则由侧面焊缝的长度确定。盖板

36、的长度则由侧面焊缝的长度确定。每条侧面角焊缝的计算长度每条侧面角焊缝的计算长度 Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接b.b.采用正面角焊缝连接采用正面角焊缝连接采用正面角焊缝连接采用正面角焊缝连接NNlwLSuzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接C.C.采用三面围焊连接采用三面围焊连接采用三面围焊连接采用三面围焊连接NNLwLlw正面角焊缝承担的力为：正面角焊缝承担的力为：侧面角焊缝承担的力为：侧面角焊缝承担的力为：Suzhou Univers

37、ity of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接3.3.承受弯矩承受弯矩承受弯矩承受弯矩MM作用作用作用作用 hehet t最危险点最危险点A A的应力计算：的应力计算：A MSuzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接4.4.承受扭矩承受扭矩承受扭矩承受扭矩T T 作用作用作用作用 yxx0yT 讨论：讨论：1)判定危险点判定危险点 2)T和和M的区别的区别假定假定假定假定:1 1、T T作用下焊缝群上任作用下焊缝群上任意点的应力方向垂直于意点的应力方向垂直于该点与焊缝形心的连线；该点

38、与焊缝形心的连线；2 2、应力的大小与该点、应力的大小与该点到焊缝形心到焊缝形心0 0的距离的距离r r成成正比。正比。Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接xxyy.oA代入角焊缝通用公式中得：代入角焊缝通用公式中得：Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接5.5.承受承受承受承受MM、V V共同作用共同作用共同作用共同作用Ahehet tl最危险点最危险点最危险点最危险点A A A A：VM.Suzhou University of Scie

39、nce&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接斜角角焊缝及部分焊透的对接焊缝的计算斜角角焊缝及部分焊透的对接焊缝的计算斜角角焊缝及部分焊透的对接焊缝的计算斜角角焊缝及部分焊透的对接焊缝的计算斜角角焊缝及部分焊透的对接焊缝的计算斜角角焊缝及部分焊透的对接焊缝的计算 四四四四1.1.斜角角焊缝的计算斜角角焊缝的计算斜角角焊缝的计算斜角角焊缝的计算1 12 2h hf1f1h hf1f1h hf2f2h hf2f2h he2e2h he1e1b b1 1b b2 2为简化计算，规范规定：为简化计算，规范规定：对于两焊脚边夹角对于两焊脚边夹角6060o o135135o o的斜的斜T

40、 T形连接，其斜角角焊缝采形连接，其斜角角焊缝采用与直角角焊缝相同的计算公用与直角角焊缝相同的计算公式，且统一取式，且统一取f=1.0。Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接2.2.斜角角焊缝的计算厚度斜角角焊缝的计算厚度斜角角焊缝的计算厚度斜角角焊缝的计算厚度h he e1 12 2h hf1f1h hf1f1h hf2f2h hf2f2h he2e2h he1e1b b1 1b b2 2图图A A1 12 2h hf1f1h hf1f1h hf2f2h hf2f2h he2e2h he1e1b b图图B BSuzh

41、ou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接式中：式中：b、b1和和b25mm说明：说明：nb1和和b21.5mm时时,可取可取b1、b2=0;nb1和和b2 5mm时时,应如图应如图“B”方式处理，方式处理，且使且使b5mm。Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接2.2.部分焊透的对接焊缝计算部分焊透的对接焊缝计算部分焊透的对接焊缝计算部分焊透的对接焊缝计算 Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的

42、连接钢结构的连接一、螺栓连接的形式及特点一、螺栓连接的形式及特点一、螺栓连接的形式及特点一、螺栓连接的形式及特点类孔，孔径类孔，孔径do比栓杆直径比栓杆直径d大大0.30.5mm；受；受力性能较好，受剪工作时变形小；费用较高。力性能较好，受剪工作时变形小；费用较高。类孔，孔径比栓杆直径大类孔，孔径比栓杆直径大1.53mm；传递剪；传递剪力时，变形较大；传递拉力的性能较好。力时，变形较大；传递拉力的性能较好。4.5螺栓连接的形式和构造要求螺栓连接的形式和构造要求螺栓连接的形式和构造要求螺栓连接的形式和构造要求 普通螺栓普通螺栓普通螺栓普通螺栓A、B级（精制螺栓）级（精制螺栓）C级（粗制螺栓）级（

43、粗制螺栓）Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接高强度螺栓摩擦型连接高强度螺栓摩擦型连接靠板件间摩擦力传递剪力；靠板件间摩擦力传递剪力；摩擦型连接的剪切变形小，适用于动荷载的结构。摩擦型连接的剪切变形小，适用于动荷载的结构。高强度螺栓承压型连接高强度螺栓承压型连接允许允许板件间板件间摩擦力被克服，出摩擦力被克服，出现相对滑移后，依靠螺栓杆的抗剪和孔壁承压传递剪力；现相对滑移后，依靠螺栓杆的抗剪和孔壁承压传递剪力；承压型连接的承载力高于摩擦型，但剪切变形大，不适承压型连接的承载力高于摩擦型，但剪切变形大，不适用于承受动力

44、荷载的结构中。用于承受动力荷载的结构中。高强度螺栓高强度螺栓高强度螺栓高强度螺栓Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接螺栓性能等级的含义螺栓性能等级的含义是小数点前的数字是小数点前的数字表示螺栓热处理后的最低抗拉强度；小表示螺栓热处理后的最低抗拉强度；小数点及小数点后面的数字表示其屈强比。数点及小数点后面的数字表示其屈强比。以以10.9级为例：级为例：小数点前的数字小数点前的数字“10”表示螺栓热处理表示螺栓热处理后的最低抗拉强度为后的最低抗拉强度为 ，“.9”表示其屈强比（屈服强度与抗拉强度之表示其屈强比（屈服强度与

45、抗拉强度之比）为比）为0.9。螺螺栓栓性性能能等等级级Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接二、螺栓的排列二、螺栓的排列二、螺栓的排列二、螺栓的排列n 螺栓的表示螺栓的表示 螺栓用螺栓用M表示，例如表示，例如M20，工程中，工程中常用的螺栓直径有常用的螺栓直径有16、20、22、24等。等。B 错列错列A 并列并列中距中距中距中距 边距边距边距边距端距端距Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接螺螺栓栓的的排排列列应应满满足足l构造要求构造要求l

46、施工要求施工要求l受力要求受力要求螺栓端距过小，钢板有剪断的可能；钢板螺栓端距过小，钢板有剪断的可能；钢板截面过度削弱，板件承载力不足；防止连截面过度削弱，板件承载力不足；防止连接板件发生鼓曲接板件发生鼓曲。以免板件间贴合不密，潮气侵入腐蚀钢材。以免板件间贴合不密，潮气侵入腐蚀钢材。为了便于扳手拧紧螺母，螺栓中距应不为了便于扳手拧紧螺母，螺栓中距应不小于小于3do3do。Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接螺栓的最大、最小容许距离螺栓的最大、最小容许距离Suzhou University of Science&Tec

47、hnology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接一、普通螺栓连接计算一、普通螺栓连接计算一、普通螺栓连接计算一、普通螺栓连接计算l按受力情况可分为螺栓受剪、螺栓受拉和螺栓同时受剪受拉按受力情况可分为螺栓受剪、螺栓受拉和螺栓同时受剪受拉 N螺栓受拉螺栓受拉F螺栓同时受剪受拉螺栓同时受剪受拉螺栓受剪螺栓受剪NN4.6螺栓连接的计算螺栓连接的计算螺栓连接的计算螺栓连接的计算 Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接 1.1.普通螺栓受剪时的工作性能普通螺栓受剪时的工作性能普通螺栓受剪时的工作性能普通螺栓受剪时的工作性能NO1

48、234NNabNN/2N/21）摩擦传力的弹性阶段（）摩擦传力的弹性阶段（01段）段）2）滑移阶段（）滑移阶段（12段）段）3）栓杆传力的阶段（栓杆传力的阶段（23段）段）4）破坏阶段（破坏阶段（34段）段）Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接N/2Nl1N/2l当当l115d0时，假定时，假定N由各螺栓均匀承担。由各螺栓均匀承担。l当当 l1 15d0 时，时，螺栓螺栓受受力不均，将螺栓的承载力不均，将螺栓的承载力设计值折减。力设计值折减。当当15d0l160d0 时，时，=1.1l1/（150d0）当当 l160

49、d0 时，时，=0.7Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接N/2NN/2NN螺栓杆被剪坏螺栓杆被剪坏孔壁的挤压破坏孔壁的挤压破坏板件被拉断板件被拉断板件端部被剪坏板件端部被剪坏NN栓杆弯曲破坏栓杆弯曲破坏N/2NN/2 2.2.普通螺栓受剪时的破坏形式普通螺栓受剪时的破坏形式普通螺栓受剪时的破坏形式普通螺栓受剪时的破坏形式NNSuzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接端矩不应小于端矩不应小于2d0栓杆长度不应大于栓杆长度不应大于5d以上以上1、2

50、、3三种破坏形式通过计算避免。三种破坏形式通过计算避免。4、5破坏由构造解决。破坏由构造解决。Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接3.3.单个普通螺栓的承载力设计值单个普通螺栓的承载力设计值单个普通螺栓的承载力设计值单个普通螺栓的承载力设计值公式中：公式中：nv 剪切面数目；剪切面数目；d 螺栓杆直径；螺栓杆直径；fvb 螺栓抗剪强度设计值。螺栓抗剪强度设计值。抗剪承载力设计值抗剪承载力设计值Suzhou University of Science&Technology第第4章章 钢结构的连接钢结构的连接剪切面数目剪