第三章钢结构的连接.pptx

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1、3.1焊缝连接焊缝连接什么是焊接？优点：不开孔，构造简单，施工方便；节省钢材；易予采用自动化操作，生产效率高。缺点：会使材料局部变脆；产生焊接残余应力和残余变形，焊接结构对裂纹很敏感，低温冷脆问题较突出。此外，焊缝质量易受操作人员技术熟练程度的影响。第1页/共85页3.1.1钢结构中的焊接方法和焊缝连接的形式钢结构中的焊接方法和焊缝连接的形式 一、焊接方法钢结构的焊接方法很多，如电弧焊、电渣焊和电阻焊，其中主要采用电弧焊。电弧焊又分为手工电弧焊、埋弧焊以及气体保护焊。第2页/共85页1、手工电弧焊、手工电弧焊 手工电弧焊是最常用的一种焊接方法。手工电弧焊的设备简单、操作方便，适用范围大，但其生

2、产效率低、劳动强度大，焊接质量在一定程度上取决于施焊者的熟练程度。手工电弧焊应选用选用与焊接构件钢材的强度相适应、焊缝的塑性及冲击韧性较高、抗裂性较好的焊条型号 第3页/共85页第4页/共85页2、埋弧焊、埋弧焊 埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧的一种电弧焊。自动电弧焊、半自动电弧焊。优点：工艺条件稳定、与大气隔离保护效果好、电弧热量集中；熔深大、焊缝的化学成分均匀；焊缝质量好、塑性和韧性较高，工厂生产效率高。第5页/共85页第6页/共85页3、气体保护焊、气体保护焊气体保护焊是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。优点：电弧热量集中，焊接速度快，焊件熔深大，热影响区较小，焊

3、接变形较小；由于焊缝熔化区不产生焊渣，焊接过程中能清楚地看到焊缝成型的全过程；气体保护焊所形成的焊缝强度比手工电弧焊嘉、塑性和抗腐蚀性较好，特别适用于厚钢板或厚度100mm以上的特厚钢板的连接。缺点：设备较复杂，不适用野外或有风的地方施焊 第7页/共85页第8页/共85页4、电阻焊、电阻焊第9页/共85页二、焊缝连接的形式二、焊缝连接的形式 焊缝连接接头形式及焊缝类型可按板件相对位置、构造和施焊位置来划分。按板件的相对位置可分为对接、搭接、T形连接和角部连接等类型 第10页/共85页焊缝按施焊位置可分为府焊(又称平焊)、立焊、横焊和仰焊等。第11页/共85页三、焊缝的构造三、焊缝的构造焊缝按构

4、造可分为对接焊缝和角焊缝两种形式。第12页/共85页四、焊缝连接的缺陷及质量检验四、焊缝连接的缺陷及质量检验 焊接接头产生不符合设计或工艺要求的现象称为焊缝缺陷。常见的缺陷有裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、夹渣、咬边、未熔合、未焊透以及焊缝外形尺寸不符合要求、焊缝成形不良等。第13页/共85页第14页/共85页缺陷的存在将削弱焊缝的受力面积和引起应力集中。焊缝质量检验的方法一般可采用外观检查和无损检验。前者是用肉眼或低倍放大镜肉眼或低倍放大镜等来检查焊缝的外观缺陷和几何尺寸，后者用超声探伤、射线探伤、磁粉超声探伤、射线探伤、磁粉探伤及可渗透探伤探伤及可渗透探伤等手段，焊缝的质量要求可分为一级、二

5、级和三级。一级、二级和三级。三级焊缝只要求对焊缝作外观检查并应符合三级质量标准；二级、一级焊缝则除外观检查外，还要求一定数量的无损检测。焊缝应根据结构的重要性、荷载性质、烽缝形式、工作环境以及应力状态选用不同的质量等级要求。第15页/共85页3.1.2对接焊缝的构造与计算对接焊缝的构造与计算一、对接焊缝的构造常见的坡口形式有V形、U形、X形、K形、单边V形等。第16页/共85页在每条焊缝的两端，经常因焊接时起弧、灭弧的影响而出现弧坑、未熔透等缺陷，容易引起应力集中，对承受动力作用的结构的影响不利。因此，对接焊缝应在两端设置引弧板第17页/共85页当受条件限制无法放置引弧板时，焊缝计算长度应按实

6、际长度减去按实际长度减去10mm。在钢板宽度和厚度有变化的焊接中，当焊件宽度不等或厚度相差4mm以上时，为使构件受力均匀，应将较宽或较厚板的一侧或两侧做成坡度不大于1：4的斜角，形成平缓的过渡。当对接焊接的两钢板厚度之差不超过4mm时，则可采用焊缝表面斜坡来过渡。第18页/共85页二、对接焊缝的计算二、对接焊缝的计算 1、轴心拉力作用的对接焊缝当为直对接焊缝直对接焊缝时，假设对接焊缝中的应力分布与被连接构件的应力分布相同，则与轴心拉力或压力垂直的对接焊缝，应按下式计算强度：第19页/共85页当上式计算直对焊缝不满足要求时，可采用斜对焊缝斜对焊缝。一般情况下，只有三级对接焊缝才需要按上式进行强度

7、验算。第20页/共85页2、弯矩和剪力共同作用的对接焊缝计算如图所示的弯剪共同作用弯剪共同作用时 第21页/共85页3.1.3角焊缝的构造与计算角焊缝的构造与计算一、角焊缝的构造1、角焊缝的形式角焊缝是指两焊件形成一定角度相交面上的焊缝。可分为正面角焊缝、侧面角焊缝、斜向角焊缝；垂直于受力方向角焊缝和平行于受力方向角焊缝组成的周围角焊缝。按截面形式可分为直角角焊缝和斜角角焊缝（见下图）第22页/共85页焊角尺寸角焊缝有效厚度第23页/共85页2、角焊缝尺寸的构造要求、角焊缝尺寸的构造要求（1）最大焊脚尺寸 如果焊脚尺寸过大，在施焊时导致热量集中，焊缝冷却收缩时容易产生较大的焊接残余变形和三向焊

8、接残余应力，还使热影响区扩大，容易产生脆性断裂；焊脚尺寸过大还可能使较薄的焊件烧穿；并且当焊脚尺寸与板件边缘等厚时，易产生咬边现象。因此，要求最大焊脚尺寸 第24页/共85页（2）最小焊脚尺寸 焊脚尺寸太小会使焊缝存在缺陷或尺寸不足而影响承载力，同时，若焊件较厚，焊缝冷却速度快，则在焊缝内部产生淬硬组织，容易形成收缩裂纹。因此，角焊缝的最小焊脚尺寸应满足 对埋弧自动焊，可减少lmm；对T形连接的单面角焊缝应增加lmm 第25页/共85页（3）侧面角焊缝的最大计算长度 侧面角焊缝的应力沿长度分布不均匀，两端大、中间小。焊缝越长其应力分布不均匀的现象就越严重，焊缝端部的应力将首先达到极限强度而破坏

9、，此时焊缝中部尚未能充分发挥其承载力。因此规定：承受动载，计算长度取承受静载，计算长度取第26页/共85页（4）角焊缝的最小计算长度 焊缝的计算长度太小会使施焊时起弧点起弧点与灭弧点的距离太近与灭弧点的距离太近，将使焊件的局部加热严重，焊缝缺陷集中造成应力集中，使焊缝不够可靠。因此，角焊缝的最小计算长度应满足 第27页/共85页（5）搭接连接的构造要求 在搭接连接中，搭接长度应不小于 及25mm，且不应只采用一条正面角焊缝来传力，以保证更好地传力、减少焊接收缩应力和搭接接头偏心影响产生的次应力。第28页/共85页 当板件端部仅有两条侧面角焊缝连接时侧面角焊缝连接时，为了避免应力传递过分弯折而使

10、构件中的应力不均匀，每条侧面角焊缝的计算长度应大于两侧面焊缝之间的间距。第29页/共85页为了避免焊缝横向收缩时引起板件拱曲过大，间距b应满足当不满足此规定时，应加正面角焊缝。构件转角处截面突变，会产生应力集中。当角焊缝的端部在构件转角处时，为避免起灭弧的缺陷加剧应力集中的影响，可作长度为2hf的绕角焊，且必须连续施焊，不能断焊。同理，当采用周围角焊缝时，在转角处也必须连续施焊。第30页/共85页3、角焊缝的受力特点、角焊缝的受力特点 侧面角焊缝主要承受平行于焊缝长度方向的剪应力的作用，在弹性阶段，应力沿焊缝长度方向分布不均匀，两端大、中间小，但塑性较好，可产生应力重分布。进入弹塑性阶段后，在

11、不超过最大计算长度的规定时，应力分布可趋于均匀，破坏常由两端开始，在出现裂纹后，即很快地沿焊缝有效截面(最小截面)迅速断裂。第31页/共85页正面角焊缝内应力沿焊缝长度方向比较均匀，两端比中间略低。但应力状态比侧面角焊缝复杂，两焊脚边均有拉应力、压应力和剪应力作用，且分布不均匀。在有效截面上有垂直于焊缝长度方向的剪应力和正应力的作用。由于在焊缝根角处存在应力集中，故裂纹首先在此处产生，随即整条焊缝断裂。正面角焊缝刚度大、塑性差，破坏时变形小，但强度较高，其平均破坏强度是侧面角焊缝的强度的1.351.55倍。为了简化计算，假定应力沿焊缝计算长度线性分布，不论受到哪种应力作用，均按受剪计算，不考虑

12、正面角焊缝的强度提高。第32页/共85页二、角焊缝的计算二、角焊缝的计算 由于角焊缝的应力分布较复杂，公路桥规对角焊缝的强度计算进行了如下简化简化：无论正面角焊缝还是侧面角焊缝，均以沿角焊缝45。方向的焊缝有效截面作为计算破坏截面。角焊缝有效面积为每条角焊缝的有效厚度和有效长度的乘积，而角焊缝有效长度为每条角焊缝实际长度减去规定的减小值。角焊缝抗拉、抗压或抗剪均采用同一容许应力。在通过焊缝形心的拉力、压力和剪力作用下，假定角焊缝有效截面上均为剪应力。第33页/共85页1、轴心力作用下角焊缝的计算 根据上述简化假定，当构件承受轴心力作用时，角焊缝中的应力认为是均匀分布的，正面角焊缝和侧面角焊缝的

13、强度计算公式为：第34页/共85页2、轴心力作用下的角钢角焊缝计算 在钢桁架中，叫钢腹杆与节点板的链接一般采用两面侧焊缝，也可采用三面围焊，在特殊情况下允许采用L形围焊。腹杆受到轴力作用时，围避免焊缝偏心受力而产生附加弯矩，焊缝所传递的合力的作用线应与角钢杆件的轴线重合。如图所示：第35页/共85页 当承受轴心力的角钢用两面焊缝连接时，利用N1+N2=N和N1e1=N2e2两个平衡条件，可得到式中：k1k2角钢肢背和肢尖的焊缝分配系数 e1e2角钢肢背与肢尖到角钢构件形心的距离第36页/共85页第37页/共85页 当采用三面围焊时，可选用定端焊缝厚度hf，并计算出它能够承受的内力：再利用平衡关

14、系，可得:对L形焊缝，则不需要先选定端焊缝的厚度hf，而令 N2=0，可得到 第38页/共85页3、扭矩和剪力共同作用下角焊缝的计算、扭矩和剪力共同作用下角焊缝的计算角焊缝的破坏主要是由剪切引起的，所以在扭矩和剪力共同作用下，仍计算角焊缝有效截面上由扭矩和剪力所引起的最大剪应力。如下图表示用三面围焊缝连接的两块钢板，在焊缝平面内作用着一个不通过围焊缝形心的偏心力N。假定被连接的构件是绝对刚性的，只有焊缝是弹性的。第39页/共85页由作用于焊缝形心上的竖向力N在焊缝中产生的剪应力为：由扭矩T在焊缝中产生的最大剪应力为：将 分解成x轴和y轴上分力:第40页/共85页4、弯矩、剪力、轴力共同作用下的

15、角焊缝计、弯矩、剪力、轴力共同作用下的角焊缝计算算 由前面公式可得：则角焊缝A点处的强度计算公式为:第41页/共85页3.1.4焊接残余应力及残余变形焊接残余应力及残余变形 钢结构在焊接过程中，在焊件上产生局部高温的不均匀温度场，将产生焊接应力和焊接变形。1、焊接残余应力、焊接残余应力 焊接残余应力是一种无荷载作用的内应力，因此会在构件内自相平衡自相平衡。焊接残余应力包括纵向应力、横向应力和构件厚度方向的应力。第42页/共85页(1)纵向焊接残余应力纵向焊接残余应力 纵向焊接残余应力是指沿焊缝长度方向的应力。(2)横向焊接残余应力横向焊接残余应力 横向焊接残余应力是指垂直于焊缝长度方向且平行于

16、构件表面的应力。(3)厚度方向焊接残余应力厚度方向焊接残余应力 厚度方向焊接残余应力是指垂直于焊缝长度方向且垂直于构件表面的应力。第43页/共85页焊接残余应力是自相平衡的内应力，其拉应力合力与压应力合力相等。因此，对于没有严重应力集中的焊接构件，在静力荷载作用下，只要钢材具有一定的塑性变形能力，焊接残余应力不会影响构件的承载能力。焊接残余应力与外荷载产生的应力组合后将使构件截面的一部分提前进入塑性状态而丧失继续承受荷载的能力，使杆件的抗弯刚度也相应减小，因此降低了压杆的稳定承载力。焊接残余应力将促使疲劳裂纹更容易形成和扩展，从而降低了构件的疲劳强度。第44页/共85页2、焊接残余变形、焊接残

17、余变形 焊接残余变形包括纵向和横向收缩、弯曲变形、角变形、波浪变形和扭曲变形等 焊接残余变形影响结构的尺寸精度和外观，并可能导致构件产生初弯曲、初扭曲以及初偏心等，从而使构件受力时产生附加弯矩、扭矩和变形，引起其承载能力降低。第45页/共85页3、减小焊接残余应力和残余变形的方法、减小焊接残余应力和残余变形的方法 减少焊接残余应力和焊接残余变形应从构造和焊接工艺两方面采取措施。(1)构造措施为避免焊接热量集中引起焊接应力过于集中；减少焊缝数量以及焊缝的厚度和长度；搭接角焊缝一般设计成焊脚尺寸适当小而焊缝长度相应长些；焊缝尽量对称布置；尽量避免焊缝过于集中或多方向焊缝相交于一点；焊缝间留一定的间

18、距；第46页/共85页为避免截面突变引起应力集中现象，连接过渡应尽量平缓；直接承受动力荷载结构的角焊缝采用凹形或平坡形角焊缝;搭接连接中搭接长度应不小于5tmin及25mm，并且不应只采用一条正面角焊缝来传力。为避免焊接缺陷引起应力集中，焊缝应布置在便于施焊的位置，并且有合适的空间和角度，尽量避免仰焊。第47页/共85页(2)焊接工艺措施采取适当的焊接顺序和方向 施加反变形施焊前预热施焊后高温回火锤击 第48页/共85页3.2普通螺栓连接普通螺栓连接 普通螺栓连接是用螺栓将构件、部件连成整体的连接方式。螺栓是由墩粗的头部头部、带螺纹的圆柱形杆身杆身、配合螺母螺母、垫圈垫圈组成并可拆卸的紧固件。

19、第49页/共85页普通螺栓分为A、B和C三级，其中A和B级为精制螺栓精制螺栓，c级为粗制螺栓粗制螺栓。A级螺栓是栓径d24mm、栓长l150mm和10d的螺栓B级螺栓是栓径d24mm、栓长l150mm和10d的螺栓。螺栓的性能统一用材料性能等级来表示。A、B级螺栓材料性能等级为5.6级或8.8级。小数点前的数字，如“5”，表示其抗拉强度不小于500N/mm2，小数点后的数字，如“0.6”表示螺栓材料的屈强比为0.6。C级粗制螺栓孔径比螺杆直径大1.53mm。其材料性能等级为4.6级或4.8级。第50页/共85页A、B级螺栓的螺杆与孔壁之间的间隙小间隙小，故受剪性能好剪性能好，连接变形小变形小，

20、抗疲劳抗疲劳性能较好性能较好，但制造与安装都较费工费工，价格较贵价格较贵，故较少采用。C级螺栓受剪性能较差，剪切滑移变形较大，但安装方便，且能有效地传递拉力，故一般用于承受拉力的螺栓连接、次要结构次要结构或安装时的临时连接临时连接。第51页/共85页3.2.1螺栓的排列和构造要求螺栓的排列和构造要求 螺栓的排列应简单紧凑，构造合理，安装方便，通常采用并列并列和错列错列两种形式。并列较简单，错列较紧凑。第52页/共85页螺栓的中距不应过小中距不应过小；螺栓应有足够的端距足够的端距；螺栓间应保持足够的距离，以便用扳手拧螺母时有必要的操作空间。螺栓排列应符合最大距离要求最大距离要求。角钢上设置螺栓时

21、，螺栓(孔)直径不能太大。同样，在普通工字钢或槽钢上设置螺栓时，亦有相应要求。（相关要求见P401）第53页/共85页3.2.2普通螺栓连接的计算普通螺栓连接的计算 普通螺栓按受力情况可以分为受剪螺栓连接、受拉螺栓连接、受剪与受拉螺栓连接三种。第54页/共85页1、受剪螺栓连接、受剪螺栓连接 当外力不大时，由被连接件之间的摩擦力来传递外力。出现相对滑移，螺栓杆受剪，孔壁受压螺栓群中各螺栓受力不同塑性后受力相同第55页/共85页受剪普通螺栓连接有受剪普通螺栓连接有五种可能的破坏形式五种可能的破坏形式：当螺栓直径较小而板件相对较厚时可能发生螺栓剪断破剪断破坏坏；当螺栓直径较大而板件相对较薄时可能发

22、生孔壁挤压破挤压破坏坏；当板件因螺孔削弱太多，可能沿开孔截面发生钢板拉断钢板拉断破坏破坏；当沿受力方向的端距过小时可能发生端部钢板剪切破坏钢板剪切破坏；当螺栓过长时可能发生螺栓受弯破坏螺栓受弯破坏。第56页/共85页 上述五种破坏形式的后两种，可采取构造措施加以防止，如规定端距大于2d0可防止端部钢板剪切破坏；限制螺栓长度l15do时，螺栓的受力很不均匀，端部螺栓受力最大，往往首先破坏，然后依次向内逐个破坏。因此可将螺栓的容许承载力Nbv和Nbc乘以下列折减系数()第59页/共85页 由于螺栓孔削弱了构件的截面，因此在排列好所需的螺栓后，还需按下式验算构件的净截面强度净截面强度：An的取法见下

23、图：第60页/共85页2、受拉螺栓连接、受拉螺栓连接 假定拉应力在螺栓螺纹处截面上均匀分均匀分布布，因此，一个受拉螺栓的容许承载力Nbt按下式计算：第61页/共85页 当外力作用在螺栓群形心时，假定每个螺栓所受拉力相等，则轴心拉力作用下受拉螺栓连接所需要的螺栓数目为：第62页/共85页3、受剪力螺栓连接在力矩、剪力和轴力共同作、受剪力螺栓连接在力矩、剪力和轴力共同作用下的计算用下的计算 在梁与粱或梁与柱的连接处，以及在钢板梁腹板的接头处，往往同时承受力弯矩M和剪力V，有时还要承受轴向力N的作用。在进行连接设计时，应首先分别计算各种内力对螺栓所产生的剪力值，而后再按矢量叠加求出同一螺栓在几种内力

24、共同作用下所承受的合力，并使其不超过螺栓的容许承载能力。第63页/共85页 如图所示螺栓连接(螺栓群)，将V力向螺栓群形心简化后，螺栓群承受力矩T=Ve、竖向力V和水平力N。假定连接的钢板是绝对刚性的，在力矩T单独作用下，连接钢板只发生绕螺栓群的形心o点的相对转动。第64页/共85页根据平衡条件M0=0，并将上式代人，可得到 距形心0点最远的螺栓“1”受力最大，其值为 由力矩T产生的剪力NT1的水平分力NT1x及垂直分力NT1y分别为 第65页/共85页由竖向力V产生的螺栓“1”的剪力为由水平力N产生的螺栓“1”的剪力为 最不利螺栓“1”的合成剪力应不超过其容许承载力，即第66页/共85页4、

25、受拉螺栓连接在弯矩作用下的计算、受拉螺栓连接在弯矩作用下的计算 受拉力的大小与其到旋转中心的距离M成正比，因此，最上一排螺栓所受拉力最大。第67页/共85页由平衡条件可得到由于 ，故螺栓“1”所受到的拉力应满足：式中n为每列螺栓数目；m为螺栓列数。第68页/共85页5、受拉螺栓连接在弯矩和轴力共同作用下的计、受拉螺栓连接在弯矩和轴力共同作用下的计算算 由于剪力V由焊在柱上的支托承受，故螺栓群连接接头只承受弯矩M和水平力N。当螺检群所受的力矩M较小时，力矩M使上部螺栓受拉，下部螺栓受压，中和轴与形心轴重合。第69页/共85页 设n为每列螺栓数目，m为螺栓的列数，当时，受力最大的螺栓的拉力应满足：

26、当螺栓群所受力矩M较大、轴力N较小时，螺栓也全部受拉，但端板与柱有分离的趋势，偏于安全地假定中和轴位于最下排螺栓处，即端板绕最下排螺栓转动。因此，当 时，对0点取矩，受力最大的螺栓的拉力应满足：第70页/共85页3.3高强度螺栓连接高强度螺栓连接 高强螺栓连接是用高强度螺栓将构件，部件或板件连成整体的连接方式。高强度螺栓连接与普通螺栓连接的主要区别主要区别是：普通螺栓连接在抗剪时依靠杆身承压和螺栓抗剪来传递剪力，在扭紧螺帽时螺栓产生的预拉力很小，其影响可以忽略；而高强度螺栓连接除了材料强度高之外，还要求在扭紧螺帽时给螺栓施加很大的预拉力，使被连接构件的接触面之间产生挤压力，从而沿接触面上产生很

27、大的摩擦力，这种摩擦力对外力的传递有很大的影响。第71页/共85页高强度螺栓连接按传力特征可分为摩擦型高强度螺摩擦型高强度螺栓连接栓连接和承压型高强度螺栓连接承压型高强度螺栓连接两种。摩擦型高强度螺栓连接摩擦型高强度螺栓连接依靠高强度螺栓的紧固，在被连接件间产生摩擦阻力摩擦阻力传递剪力，在受剪设计时以剪力达到摩擦力为承载能力的极限状态剪力达到摩擦力为承载能力的极限状态。承压型高强度螺栓连接依靠螺栓杆抗剪和螺杆与孔壁承压来传递剪力，受剪时，允许板件间发生相对允许板件间发生相对滑移滑移，然后外力可以继续增加并以螺栓受剪或孔壁以螺栓受剪或孔壁承压破坏为极限状态承压破坏为极限状态。可见预拉力、抗滑移系

28、数和钢材种类直接影响到高强度螺栓连接的承载力。第72页/共85页摩擦型高强度螺栓连接和承压型连接在受拉时没有区别，二者在钢材选用、预拉力施加和构件接触面处理等技术要求上完全相同，只是判断受剪承载力所取的极限状态不同，承压型连接的抗剪承载力高于摩擦型连接。高强度螺栓、螺母和垫圈均采用高强度钢材(10.9级)。高强度螺栓分两种，一种是头部六角形的高强度螺栓，另一种是扭剪型高强度螺栓，螺栓尾部带有扭剪装置，在承受规定的扭矩时能自动剪断的高强度螺栓。第73页/共85页摩擦型高强度螺栓连接的孔径比螺拴大1.52mm，承压型高强度螺栓连接的孔径比螺栓大11.5mm。摩擦型高强度螺栓连接因不发生相对滑移，因

29、而剪切变形小，刚度和整体性好，传力可靠，耐疲劳，特别适用于承受动力荷载的结构。承压型高强度螺栓连接的承载力高于摩擦型连接，连接紧凑，但剪切变形大，故不适用于承受动力荷载的结构中。因此，在桥梁钢结构中一般只使用摩擦型高强度螺栓连接。第74页/共85页3.3.1高强度螺栓连接的施工高强度螺栓连接的施工一、高强度螺栓的预拉力与施拧方法 高强度螺栓预拉力值按下式确定：第75页/共85页拧紧大六角头高强度螺栓的常用方法有扭矩法扭矩法、转转角法角法和张拉法张拉法等。扭矩法是根据扭矩与预拉力成正比的关系。从中间螺栓开始向外进行，初拧完后，按原顺序复拧，最后终拧。转角法是根据在板层间紧密接触后，螺母的旋转角度

30、与螺栓预拉力成正比的关系确定的一种方法。转角法分三步进行，即初拧、复拧和终拧。张拉法是用张拉器直接张拉螺栓，使其达到规定的预拉力，然后上紧螺帽加以固定。这种方法控制螺栓的预拉力比较准确，在张拉器上直接可以显示螺栓的拉力。因直接张拉螺栓无扭剪应力影响，因此可提高螺栓的设计拉力，充分利用钢材。但这种方法施工速度慢，且螺栓要增加一定的长度而浪费钢材。第76页/共85页二、构件的表面处理二、构件的表面处理 采用高强度螺栓连接时，构件的接触面要经过特殊处理，使其净洁并粗糙，以提高其抗滑移系数。详见（P412）第77页/共85页3.3.2单个摩擦型高强度螺栓的容许承载力单个摩擦型高强度螺栓的容许承载力 一

31、、单个摩擦型高强度螺栓的抗剪容许承载力第78页/共85页二、单个摩擦型高强度螺栓的抗拉容许承载力二、单个摩擦型高强度螺栓的抗拉容许承载力 试验证明，若在螺栓轴向施加外拉力Nt，当Nt0.9P时，螺栓可能屈服或连接出现松弛现象；当Nt0.9P时，不会出现上述现象，且在卸荷后螺栓的预拉力基本不变。由于高强度螺栓连接受拉时，疲劳强度降低，为安全起见，桥梁结构中单个摩擦型连接高强度螺栓的抗拉容许承载力可取为：第79页/共85页三、单个摩擦型高强度螺栓同时承受剪力和拉力三、单个摩擦型高强度螺栓同时承受剪力和拉力时的容许承载力时的容许承载力 当螺栓沿轴向施加有外拉力Nt时，构件接触面上的压紧力减小到(P-

32、Nt)。根据试验研究，此时接触面上的抗滑移系数口也随之降低。为计算简便，假定值不变，而将螺栓所受外力加大(即进一步减小压紧力)来补偿值不变所带来的误差。由此，单个螺栓的容许承载力为 式中Nt 应满足Nt0.6P；抗剪螺栓所受剪力NvNbv第80页/共85页3.3.3摩擦型高强度螺栓连接的计算摩擦型高强度螺栓连接的计算一、摩擦型高强度螺栓连接受轴心力作用时的计算 螺栓数目计算：假设每个高强度螺栓受力相同，则连接所需的螺栓数目为：第81页/共85页截面强度验算：对高强度螺栓摩擦型连接的构件，除按上式验算净截面强度外，尚应验算构件的毛截面强度。第82页/共85页二、摩擦型连接高强度连接螺栓群在扭矩、剪力 和轴力共同作用时的计算 这种受力情况和普通螺栓连接一样，可先计算受剪高强螺栓所承受的合力，此合力应不大于摩擦型连接高强螺栓抗剪容许承载力第83页/共85页三、摩擦型连接高强度螺栓群受拉力作用时的计算三、摩擦型连接高强度螺栓群受拉力作用时的计算 高强度螺栓群承受螺栓轴向拉力作用时，和普通螺栓一样，只需将式中单个螺栓的容许承载力按Nbt=0.6P替代即可。在弯矩作用下，摩擦型连接高强度螺栓群的计算方法与普通螺栓稍有不同。高强度螺栓连接的特点是在弯矩M作用下，构件的接触面一直保持密合，其旋转中心始终与螺栓群的形心轴重合。第84页/共85页感谢您的观看！第85页/共85页