鋼結構專升本

1、2022-3-241.掌握鋼結構的特點和應用范圍。2.了解鋼結構的發(fā)展狀況。3.熟練掌握鋼結構的極限狀態(tài)設計方法。4.了解鋼材的疲勞破壞現(xiàn)象，掌握影響疲勞的因素和疲勞計算方法。一、鋼結構的特點1.鋼材的強度高，塑性和韌性好。2.鋼材材質均勻，和力學計算的假定比較符合。3.鋼結構的重量輕。4.鋼結構制造簡便，施工周期短。5.鋼結構密閉性好。6.鋼結構耐腐蝕性差。7.鋼結構耐熱但不耐火。8.鋼結構在低溫下可能發(fā)生脆性破壞2022-3-24 二、鋼結構的應用范圍 1.大跨結構（例如上海體育館）2022-3-24 二、鋼結構的應用范圍 2.重型廠房結構2022-3-24 二、鋼結構的應用范圍 3.高層

2、建筑結構2022-3-24 二、鋼結構的應用范圍 4.高聳結構2022-3-24 二、鋼結構的應用范圍 5.輕型鋼結構2022-3-24 二、鋼結構的應用范圍 6.受動力荷載影響的結構2022-3-24 二、鋼結構的應用范圍 7.可拆卸結構2022-3-24 二、鋼結構的應用范圍 8.容器和其他構筑物2022-3-24 三.鋼結構的發(fā)展 1.發(fā)展低合金高強度鋼材和型鋼品種 2.結構和構件設計計算方法的深入研究 3.結構形式的革新 4.結構優(yōu)化設計2022-3-24 一.概述 結構設計的基本原則：技術先進、經濟合理、安全使用、確保質量。要做到這一點，就必須有合理的設計方法。因為影響結構功能的各種

3、因素如荷載大小、材料強度、截面尺寸、計算模型、施工質量等都是不確定的隨機變量，因此，結構設計只能給出一定的概率保證。 隨著概率論在建筑結構中的廣泛應用，概率設計法在20世紀60年代末期有了重大突破，其表現(xiàn)在提出了一次二階矩法。該方法不僅有確定的極限狀態(tài)，又可給出不超過該極限狀態(tài)的概率，因而是一種較為完善的概率極限狀態(tài)設計方法。但由于該方法仍為分析中簡化了基本量關系的變化，將復雜關系線性化，仍是一種近似的概率極限狀態(tài)設計法。2022-3-24 二.概率極限狀態(tài)設計法 （一）結構的極限狀態(tài) 當整個結構或結構的某一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設計規(guī)定的某一功能要求時，此狀態(tài)為該功能的極限狀態(tài)。 極

4、限狀態(tài)分兩類： 1.承載能力極限狀態(tài)。這種極限狀態(tài)對應于結構和結構構件達到最大承載能力或出現(xiàn)不適合于繼續(xù)承載的變形，包括： (1)整個結構或結構的一部分作為剛體失去平衡(如傾覆等)；2022-3-24 (2)結構構件或連接因超過材料強度而破壞(包括疲勞破壞)，或因過度變形而不適于繼續(xù)承載; (3)結構轉變?yōu)闄C動體系； (4)結構或結構構件喪失穩(wěn)定(如壓屈等)； (5)地基喪失承載能力而破壞(如失穩(wěn)等)。 2.正常使用極限狀態(tài)。這種極限狀態(tài)對應于結構或結構構件達到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值，包括以下幾個方面： (1)影響正常使用或外觀的變形； (2)影響正常使用或耐久性能的局部損壞(包括裂

5、縫)；2022-3-24 (3)影響正常使用的振動； (4)影響正常使用的其他特定狀態(tài) 結構的工作性能可用結構的功能函數(shù)z來描述，設計結構時可取荷載效應s和結構抗力R兩個基本隨機變量來表達結構的功能函數(shù)，即 Z=g(R，s) =R -S (11) 顯然，z也是隨機變量，有以下三種情況： z0結構處于可靠狀態(tài)； z=0結構達到極限狀態(tài)； z0結構處于失效狀態(tài)。2022-3-24 可見，結構的極限狀態(tài)是結構由可靠轉變?yōu)槭У呐R界狀態(tài)。 由于尺和S受到許多隨機性因素影響而具有不確定性，z0不是必然性的事件。因此科學的設計方法是以概率為基礎來度量結構的可靠性。 （二）可靠度 按照概率極限狀態(tài)設計法，結

6、構的可靠度定義為結構在規(guī)定的時間內，規(guī)定的條件下，完成預定功能的概率。它是對結構可靠性的定量描述。這里的“完成”“預定功能”指對某項規(guī)定功能而言結構不失效。結構在規(guī)定的設計使用年限內應滿足的功能有： 。2022-3-24 (1)在正常施工和正常使用時，能承受可能出現(xiàn)的各種作用； (2)在正常使用時具有良好的工作性能； (3)在正常維護下具有足夠的耐久性能； (4)在設計規(guī)定的偶然事件發(fā)生時及發(fā)生后，仍能保持必需的整體穩(wěn)定性。 規(guī)定的設計使用年限(設計基準期)是指設計規(guī)定的結構或結構構件不需進行大修即可按其預定目的使用的年限。我國建筑結構的設計基準期為50年。2022-3-24 若以Pr表示結構

7、的可靠度，則有 Pr =P(Z0) (12) 記Pf為結構的失效概率，則有 Pf =P(Z0) (13) 顯然 Pr =1一Pf (14)2022-3-24 因此結構可靠度的計算可轉換為失效概率的計算?？煽康慕Y構設計指的是使失效概率小到可以接受程度的設計，絕對可靠的結構(失效概率等于零)是不存在的。由于與z有關的多種影響因素都是不確定的，其概率分布很難求得，目前只能用近似概率設計方法，同時采用可靠指標表示失效概率。 (三)可靠指標 為了使結構達到安全可靠與經濟上的最佳平衡，必須選擇一個結構的最優(yōu)失 效概率或目標可靠指標，但這是一個非常復雜困難的工作。目前我國與其他許多 國家一樣，采用“校準法”

8、求得。即通過對原有規(guī)范作反演分析，找出隱含在現(xiàn)2022-3-24 有工程中相應的可靠指標值，經過綜合分析，確定設計規(guī)范采用的目標可靠指標值。建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準(GB50068)規(guī)定結構構件承載能力極限狀態(tài)的可靠指標不應小于表11中的規(guī)定。鋼結構連接的承載能力極限狀態(tài)經常是 強度破壞而不是屈服，可靠指標應比構件為高，一般推薦用4.5。 結構構件承載能力極限狀態(tài)的可靠指標 表1-12022-3-24破壞類型破壞類型安全等級安全等級一級二級三級延性破壞3.73.22.7脆性破壞4.23.73.2 設計鋼結構時，應根據(jù)結構破壞可能產生的后果(危及人的生命、造成經濟損失、產生社會影響等)的嚴重性

9、，采用不同的安全等級。其劃分應符合表12的要求。 建筑結構的安全等級 表1-22022-3-24 安全等級 破壞后果 建筑物類型 一級 很嚴重 重要的房屋 二級 嚴重 一般的房屋 三級 不嚴重 次要的房屋 三、極限狀態(tài)設計表達式 結構構件的極限狀態(tài)設計表達式，應根據(jù)各種極限狀態(tài)的設計要求，采用有關的荷載代表值、材料性能標準值、幾何參數(shù)標準值及各種分項系數(shù)表達。 (一)承載能力極限狀態(tài) 結構構件應采用荷載效應的基本組合和偶然組合進行設計。 1基本組合 (1)對于基本組合，應按下列極限狀態(tài)設計表達式中最不利值確定：2022-3-24 由可變荷載效應控制的組合 由永久荷載效應控制的組合：2022-3

10、-24 式中 0結構重要性系數(shù)，應按下列規(guī)定采用：對安全等級為一級或設計使 用年限為100年及以上的結構構件，不應小于11；對安全等級為 二級或設計使用年限為50年的結構構件，不應小于1O；對于設計 使用年限為25年的結構構件，不應小于095；對安全等級為三級 或設計使用年限為5年的結構構件，不應小于09； G永久荷載分項系數(shù)，應按下列規(guī)定采用：當永久荷載效應對結構 構件的承載能力不利時，對由可變荷載效應控制的組合應取12， 對由永久荷載效應控制的組合應取135；當永久荷載效應對結構 構件的承載能力有利時，一般情況下取10；2022-3-24 Q1， Q2第1個和第i個可變荷載分項系數(shù)，應按下

11、列規(guī)定采用：當可變荷力不利時，在一般情況下應取14，對標準值大于40kNm2的工業(yè)房屋樓面結構的活荷載取13；當可變荷載效應對結構構件的承載能力有利時，應取為0； SGK永久荷載標準值的效應； SQ1K在基本組合中起控制作用的第1個可變荷載標準值的效應； SQjK第i個可變荷載標準值的效應； 2022-3-24 ei第i個可變荷載的組合值系數(shù)，其值不應大于l； R結構構件的抗力設計值，R=RkR，Rk為結構構件抗力標準值， R為抗力分項系數(shù)，對于Q235鋼，R=1087；對于Q345、Q390 和Q420鋼，R=1111。 (2)對于一般排架、框架結構，可以采用簡化設計表達式： 由可變荷載效應

12、控制的組合：2022-3-24 式中 簡化設計表達式中采用的荷載組合系數(shù)，一般情況下可取=09 當只有一個可變荷載時，取=10。 由永久荷載效應控制的組合仍按式(16)采用。 2偶然組合 對于偶然組合，極限狀態(tài)設計表達式宜按下列原則確定：偶然作用的代表值不乘以分項系數(shù)；與偶然作用同時出現(xiàn)的可變荷載，應根據(jù)觀測資料和工作經驗采用適當?shù)拇碇怠?022-3-24 (二)正常使用極限狀態(tài) 結構構件應根據(jù)不同設計目的，分別選用荷載效應的標準組合、頻遇組合和準永久組合進行設計，使變形、裂縫等荷載效應的設計值符合下式的要求： 式中 Sd-變形、裂縫等荷載效應的設計值； C設計對變形、裂縫等規(guī)定的相應限值。

13、 鋼結構的正常使用極限狀態(tài)只涉及變形驗算，僅需考慮荷載的標準組合：2022-3-24 一、疲勞斷裂的概念 鋼結構的疲勞斷裂是裂紋在連續(xù)重復荷載作用下不斷擴展以至斷裂的脆性破壞，塑性變形極小，破壞前沒有明顯破壞預兆，危險性較大。出現(xiàn)疲勞斷裂時，截面上的應力低于材料的抗拉強度，甚至低于屈服強度。 疲勞破壞經歷三個階段：裂紋的形成、裂紋的緩慢擴展和最后迅速斷裂。對于鋼結構，實際上只有后兩個階段，因為結構中總會有內在的微小缺陷。對焊接構件，裂紋的起源常在焊接趾處或焊縫中的空洞、夾渣和欠焊處；對非焊接構件，在沖孔、剪切、氣割等處也存在微觀裂紋。2022-3-24 疲勞斷裂的斷口一般可分為光滑區(qū)和粗糙區(qū)兩

14、部分(圖11)。光滑區(qū)的形成是因為裂紋多次開合的緣故，而粗糙區(qū)是因為裂紋擴展到一定程度導致截面削弱過甚以致不足以抵抗破壞而突然斷裂形成的，類似于拉伸試件的斷口，比較粗糙。 鋼結構的疲勞破壞通常屬于高周疲勞，即結構應變小，破壞前荷載循環(huán)次數(shù)多。2022-3-24 鋼結構設計規(guī)范規(guī)定，直接承受動力荷載重復作用的鋼結構構件(如吊車梁、吊車桁架等)及其連接，當應力變化的循環(huán)次數(shù)n5104時，應進行疲勞計算。2022-3-24 二、與疲勞破壞有關的幾個概念 1應力集中 應力集中是影響疲勞性能的重要因素。應力集中越嚴重，鋼材越容易發(fā)生疲勞破壞。應力集中的程度由構造細節(jié)所決定，包括微小缺陷、孔洞、缺口、凹槽

15、及截面的厚度和寬度是否有變化等，對焊接結構表現(xiàn)為零件之間相互連接的方式和焊縫的形式。因此，對于相同的連接形式，構造細節(jié)處理的不同，也會對疲勞強度有較大的影響。根據(jù)試驗研究結果，鋼結構設計規(guī)范將構件和連接形式按應力集中的影響程度由低到高分為8類(見附表9)，第一類是沒有應力集中的主體金屬，第八類是應力集中最嚴重的角焊縫，第二至第七類則是有不同程度應力集中的主體金屬。 2應力循環(huán)特征2022-3-24 連續(xù)重復荷載作用下應力從最大到最小重復一周叫一個循環(huán)。應力循環(huán)特征常用應力比=max/min來表示，拉應力取正值，壓應力取負值，如圖12所示。當=-1時稱為完全對稱循環(huán)(圖12a)；=0時稱為脈沖循

16、環(huán)(圖12b)；=l時為靜荷載(圖12c)；01時為同號應力循環(huán)(圖12d)； -160mm)和扁鋼(厚度460mm，寬度為12200mm)等。鋼板用“一寬厚長”或“一寬厚”表示，單位為毫米，如一45083100，一4508。 2型鋼 鋼結構常用的型鋼是角鋼、工字形鋼、槽鋼和H型鋼、鋼管等(圖211)。除H型鋼和鋼管有熱軋和焊接成型外，其余型鋼均為熱軋成型。2022-3-24 (1)角鋼 角鋼有等邊角鋼(圖211a)和不等邊角鋼(圖211 b)兩種。等邊角鋼以“L肢寬肢厚”表示，不等邊角鋼以“L長肢寬短肢寬肢厚”表示，單位為mm，如L635，L100808。2022-3-24 (2)工字鋼 工

17、字鋼(圖211 c)有普通工字鋼和輕型工字鋼兩種。普通工字鋼用“I截面高度的厘米數(shù)”表示，高度20mm以上的工字鋼，同一高度有三種腹板厚度，分別記為a、b、c，a類腹板最薄、冀緣最窄，b類腹板較厚、冀緣較寬，c類腹板最厚、冀緣最寬，如120a。同樣高度的輕型工字鋼的翼緣要比普通工字鋼的冀緣寬而薄，腹板亦薄，輕型工字鋼可用漢語拼音符號“Q”表示，如QI40等。 (3)槽鋼 槽鋼(圖211d)也分普通槽鋼和輕型槽鋼兩種，以“或Q截面高度厘米數(shù)”表示，如20 b，Q22等。2022-3-24 (4)H型鋼 H型鋼(圖211 e)分熱軋和焊接兩種。熱軋H型鋼有寬翼緣(HW)、中翼緣(HM)、窄翼緣(H

18、N)和H型鋼柱(HP)等四類。H型鋼用“高度寬度腹板厚度義 翼 緣 厚 度 ” 表 示 ， 單 位 為 毫 米 ， 如 H W 2 5 0 2 5 0 9 1 4 、HM294200812。 焊接H型鋼是由鋼板用高頻焊接組合而成，也用“高度寬度腹板厚度翼緣厚度”表示，如H3502501016。2022-3-24 (5)鋼管 鋼管(圖211f)有熱軋無縫鋼管和焊接鋼管兩種。無縫鋼管的外徑為32630mm。鋼管用“外徑壁厚”來表示，單位為毫米，如2735。 我國生產的各類型鋼規(guī)格和截面特性見附錄三。對普通鋼結構的受力構件不宜采用厚度小于5mm的鋼板、壁厚小于3mm的鋼管、截面小于L454或L563

19、64的角鋼。 3冷彎薄壁型鋼2022-3-24 3冷彎薄壁型鋼2022-3-24 冷彎薄壁型鋼(圖212)采用薄鋼板冷軋制成。其壁厚一般為1512mm，但承重結構受力構件的壁厚不宜小于2mm。薄壁型鋼能充分利用鋼材的強度以節(jié)約鋼材，在輕鋼結構中得到廣泛應用。常用冷彎薄壁型鋼截面形式有等邊角鋼(圖212a)、卷邊等邊角鋼(圖212b)、 z形鋼(圖212c)、卷邊z形鋼(圖212d)、槽鋼(圖212e)、卷邊槽鋼(C型鋼）（圖2-12f)2022-3-24 鋼管(圖212g)等，其表示方法為：按字母B、截面形狀符號和長邊寬度短邊寬度卷邊寬度壁厚的順序表示，單位為毫米，長、短邊相等時，只標一個邊寬

20、，無卷邊時不標卷邊寬度，如B1204025、 BCl6060203。 壓型鋼板(圖213)是冷彎薄壁型鋼的另一種形式，它是用厚度為042mm的鋼板、鍍鋅鋼板或彩色涂層鋼板經冷軋成的波形板。 冷彎薄壁型鋼的規(guī)格及截面特性可參考有關文獻。2022-3-242022-3-242022-3-242022-3-242022-3-242022-3-24 學 習 要 點 1了解鋼結構常用的連接方式及其特點。 2了解對接焊縫及角焊縫的構造和工作性能。熟練掌握其傳力過程和計算方法。了解焊縫缺陷對承栽能力的影響及質量檢驗方法。 3了解焊接應力和焊接變形的種類、產生原因及其對構件工作性能的不利影響，了解減小和消除其

21、影響的方法。 4了解螺栓連接排列方式和構造要求，了解普通螺栓和高強度螺栓連接的性能，熟練掌握普通螺栓和高強度螺栓連接的計算方法。2022-3-24 第一節(jié)鋼結構的連接方法 鋼結構的基本構件由鋼板、型鋼等連接而成，如梁、柱、桁架等，運到工地后通過安裝連接成整體結構，如廠房、橋梁等。因此在鋼結構中，連接占有很重要的地位，設計任何鋼結構都離不開連接問題。2022-3-24 在傳力過程中，連接部位應有足夠的強度、剛度和延性。被連接件間應保持正確的位置，以滿足傳力和使用要求。連接的加工和安裝比較復雜而且費工，因此選定連接方案是鋼結構設計的重要環(huán)節(jié)。 鋼結構的連接通常有焊接、鉚接和螺栓連接三種方式(圖3-

22、1)。2022-3-24 一.焊接連接 焊接是通過電弧產生熱量，使焊條和焊件局部熔化，然后冷卻凝結形成焊縫，使焊件連成一體。焊接連接是當前鋼結構最主要的連接方式。優(yōu)點是構造造簡單，節(jié)約鋼材，加工方便，易于采用自動化作業(yè)。焊接連接一般不需拼接材料，不需開孔，可直接連接；連接的密封性好，剛度大。目前鋼結構中焊接結構占絕對優(yōu)勢。但焊縫質量易受材料，操作的影響，因此對鋼材材性要求較高。高強度鋼更要有嚴格的焊接程序，焊縫質量要通過多種途徑的檢驗來保證。2022-3-242022-3-24 二、鉚釘連接 鉚釘連接需要先在構件上開孔，用加熱的鉚釘進行鉚合。這種連接傳力可靠，韌性和塑性較好，質量易于檢查，適用

23、于承受動力荷載、荷載較大和跨度較大的結構。但鉚釘連接費工費料，現(xiàn)在很少采用，多被焊接及高強度螺栓連接所代替。2022-3-242022-3-24 三螺栓連接 螺栓連接需要先在構件上開孔，然后通過擰緊螺栓產生緊固力將被連接板件連成一體，分為普通螺栓連接和高強度螺栓連接兩種。 1普通螺栓連接 普通螺栓的優(yōu)點是裝卸便利，不需特殊設備。普通螺栓又分為C級螺栓(又稱粗制螺栓)和A、B級螺栓(又稱精制螺栓)兩種。其中C級螺栓有46級和48級兩種，A、B級螺栓有56級和88級兩種。 C級螺栓直徑與孔徑相差1020mm。A、B級螺栓直徑與孔徑相差0305mm，A、B級螺栓間的區(qū)別只是尺寸不同，其中A級為螺栓桿

24、直徑d24mm且螺栓桿長度l150mm的螺栓，B級為d24mm或l150mm的螺栓。2022-3-24c級螺栓安裝簡單，便于拆裝，但螺桿與鋼板孔壁接觸不夠緊密，當傳遞剪力時，連接變形較大，故C級螺栓宜用于承受拉力的連接，或用于次要結構和可拆卸結構的受剪連接以及安裝時的臨時固定。A、B級螺栓的受力性能較C級螺栓好，但其加工費用較高且安裝費時費工，目前建筑結構中很少使用。 2高強度螺栓連接 高強度螺栓用高強度的鋼材制作，安裝時通過特制的扳手，以較大的扭矩擰緊螺帽，使螺栓桿產生很大的預應力，由于螺帽的擠壓力把被連接的部件夾緊，依靠接觸面間的摩擦力來阻止部件相對滑移，達到傳遞外力的目的，因而變形較小。

25、從受力特征的不同高強度螺栓連接可分為摩擦型和承壓型兩種。 摩擦型連接外力僅依靠部件接觸面間的摩擦力來傳遞?？讖奖嚷菟üQ直徑大1520mm。其特點是連接緊密，變形小，傳力可靠，疲勞性能好，主要用于直接承受動力荷載的結構、構件的連接。 承壓型連接：起初由摩擦傳力，后期同普通螺栓連接一樣，依靠桿和螺孔之間的抗剪和承壓來傳力?？讖奖嚷菟üQ直徑大1015mm。其連接承載力一般比摩擦型連接高，可節(jié)約鋼材。但在摩擦力被克服后變形較大，故僅適用于承受靜力荷載或間接承受動力荷載的結構、構件的連接。 2022-3-24除上述常用連接外，在薄壁鋼結構中還經常采用射釘、自攻螺釘和焊釘?shù)冗B接方式。射釘和自攻螺釘主要

26、用于薄板之間的連接，如壓型鋼板與檁條或墻梁的連接，具有施工簡單、操作方便的特點。焊釘用于混凝土與鋼板連接，使兩種材料能共同工作。2022-3-24 第二節(jié)焊接連接的特性 一、焊接方法 鋼結構常用的焊接方法有電弧焊、電渣焊、氣體保護焊和電阻焊等。 1電弧焊 電弧焊是通電后在涂有焊藥的焊條和焊件間產生電弧，由電弧提供熱源，使焊條溶化，滴落在焊件上被電弧吹成的小凹槽溶池中，并與焊件溶化部分冷卻后凝結成焊縫，把構件連接成一體。電弧焊的焊縫質量比較可靠，是一種最常用的焊接方法。 電弧焊分手工電弧焊(圖3-2)和自動或半自動埋弧焊(圖3-3)。2022-3-242022-3-242022-3-242022

27、-3-24 手工電弧焊在通電后，涂有焊藥的焊條與焊件之間產生電弧，熔化焊條形成焊縫。焊藥則隨焊條熔化而形成熔渣覆蓋在焊縫上，同時產生氣體，防止空氣與熔化的液體金屬接觸，保護焊縫不受空氣中有害元素影響。手工電弧焊焊條應與焊件的金屬強度相適應。對Q235鋼焊件宜用E43型焊條，對Q345鋼焊件宜用E50型焊條，對Q390和Q420鋼焊件宜用E55型焊條。當不同鋼種的鋼材連接時，宜用與強度低的鋼材相適應的焊條。 手工電弧焊具有設備簡單適應性強的優(yōu)點，適用于短焊縫或曲折焊縫的焊接，或施工現(xiàn)場的焊接。2022-3-24 自動或半自動埋弧焊：焊條采用沒有涂層的焊絲，插入從漏斗中流出的覆蓋在被焊金屬表面的焊

28、劑中，通電后由于電弧作用熔化焊條及焊劑，熔化后的焊劑浮在熔化金屬表面保護熔化金屬，使之不與外界空氣接觸，有時焊劑還可提供給焊縫必要的合金元素以改善焊縫質量。焊接進行時，焊接設備或焊體自行移動或人工操作移動，焊劑不斷由漏斗漏下，電弧完全被埋在焊劑之下。同時，繞在轉盤上的焊絲也不斷下降熔化進行焊接。自動或半自動埋弧焊所采用的焊絲和焊劑要保證其熔敷金屬的抗拉強度不低于相應手工焊焊條的數(shù)值。對Q235鋼焊件，可采用H08，H08A等焊絲；對Q345鋼焊件，可采用H08A、H08MnA和H10Mn2等焊絲；對Q390鋼焊件可采用H08MnA，H10Mn2和H08MnMoA等焊絲。 自動焊的焊縫質量均勻，

29、焊縫內部缺陷少，塑性好，沖擊韌性高，抗腐蝕性強，適用于直長焊縫。半自動焊除人工操作前進外，其余與自動焊相同。2022-3-24 2電渣焊 電渣焊是利用電流通過熔渣所產生的電阻來熔化金屬，焊絲作為電極伸入并穿過渣池，使渣池產生電阻熱將焊件金屬及焊絲熔化，沉積于熔池中，形成焊縫。電渣焊一般在立焊位置進行，目前多用熔嘴電渣焊，以管狀焊條作為熔嘴，填充絲從管內遞進。填充絲在焊接Q235鋼時用H08MnA，焊接Q345鋼時用H08MnMOA.2022-3-24 3電阻焊 電阻焊利用電流通過焊件接觸點表面的電阻產生的熱量來熔化金屬，再通過壓力使焊件焊合。薄壁型鋼焊接常采用電阻焊(圖3-4)。電阻焊適用于板

30、疊厚度不超過12mm的焊接。2022-3-24 二、焊縫連接形式 焊縫連接形式可按構件相對位置、構造和施焊位置來劃分。 1按構件的相對位置劃分 焊縫連接形式按構件的相對位置可分為平接、搭接和頂接等幾種(圖3-5)。 2按構造劃分 焊縫的連接形式按構造可分為對接焊縫和角焊縫兩種形式。圖3-5中(a)和(d)為對接焊縫；(b)和(c)為角焊縫。2022-3-24 3按施焊位置劃分2022-3-24 焊縫按施焊位置可劃分為俯焊、立焊、橫焊和仰焊幾種(圖36)。俯焊的施焊工作方便，質量易于保證。立焊和橫焊的質量及生產效率比俯焊的差一些。仰焊的操作條件最差，焊縫質量不易保證，因此應盡量避免采用仰焊焊縫。

31、2022-3-24 焊縫的施焊位置由連接構造決定，在設計時應盡量采用便于俯焊的焊接構造。要避免焊縫立體交叉和在一處集中大量焊縫，同時焊縫的布置要盡量對稱于構件形心。 三、焊接連接的優(yōu)缺點 焊接連接與鉚釘、螺栓連接比較有下列優(yōu)點： 1不需要在鋼材上打孔鉆眼，既省工省時，又不使材料的截面積受到減損，使材料得到充分利用。 2任何形狀的構件都可以直接連接，一般不需要輔助零件。連接構造簡單，傳力路線短，適用面廣。 3焊接連接的氣密性和水密性都較好，結構剛性也較大，結構的整體性好。 2022-3-24 但是，焊縫連接也存在下列問題： 1由于高溫作用在焊縫附近形成熱影響區(qū)，鋼材的金相組織和機械性能發(fā)生變化，

32、材質變脆。 2焊接殘余應力使結構發(fā)生脆性破壞的可能性增大，并降低壓桿穩(wěn)定承載力，同時殘余變形還會使構件尺寸和形狀發(fā)生變化，矯正費工。 3焊接結構具有連續(xù)性，局部裂縫一經產生便很容易擴展到整體。 設計焊接結構時，應考慮焊接連接的上述特點，揚長避短。遇到重要的焊接結構，結構設計與焊接工藝要密切配合，取得一個完滿的設計和施工方案。2022-3-24 四、焊縫缺陷和焊縫等級 1焊縫缺陷 焊縫中可能存在裂紋、氣孔、燒穿等缺陷(圖37a、b、c、d)。其中裂紋是焊縫中最危險的缺陷，分為熱裂紋和冷裂紋，前者是在焊接時產生的，后者是在焊縫冷卻的過程中產生的。焊縫的其它缺陷有夾渣、未焊透、咬邊、焊瘤等(圖37e

33、、f、g 、h、i、j)。這些缺陷的存在，削弱了焊縫的截面面積，不同程度地降低了焊縫強度。在缺陷處容易形成應力集中，對結構和構件的工作性能不利，成為連接破壞的隱患和根源。因此施工時應引起足夠的重視。 2焊縫質量檢驗 為了避免并減少上述缺陷的影響，保證焊縫連接的可靠工作，對焊縫進行質量檢查極為重要。鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范(GB50205)規(guī)定，焊縫依其2022-3-242022-3-24 質量檢查標準分為三級，其中三級焊縫只要求通過外觀檢查，即檢查焊縫實際尺寸是否符合設計要求和有無看得見的裂紋、咬邊等缺陷。對于重要結構或要求焊縫金屬強度等于被焊金屬強度的對接焊縫，必須進行一級或二級質量檢驗，

34、即在外觀檢查的基礎上再做無損檢驗。其中二級要求用超聲波檢驗每條焊縫的20長度，且不小于200mm；一級要求用超聲波檢驗每條焊縫全部長度，以便揭示焊縫內部缺陷。當超聲波探傷不能對缺陷作出判斷時，應采用射線探傷，探傷比例與超聲波檢驗的比例相同。 2022-3-24 鋼結構中一般采用三級焊縫，可滿足通常要求；但對接焊縫的抗拉強度有較大的變異性，鋼結構工程施工質量驗收標準規(guī)定其強度設計值取主體金屬的85左右。因此，對有較大拉應力的對接焊縫以及直接受動力荷載的較重要的對接焊縫，宜采用二級焊縫；對抵抗動力和疲勞性能有較高要求的部位可采用一級焊縫。對于重要連接部位的角焊縫，要求其外觀質量等級為二級。 焊縫質

35、量與施焊條件有關，對于施焊條件較差的高空安裝焊縫，其強度設計值應乘以09的折減系數(shù)。2022-3-24 五、焊縫代號及標注方法 在鋼結構施工圖上要用焊縫代號表明焊縫形式、尺寸和輔助要求。焊縫符號主要由圖形符號、輔助符號和引出線等部分組成。引出線有橫線和帶箭頭的斜線組成。箭頭指到圖形上相應的焊縫處，橫線的上、下用來標注圖形符號和焊縫尺寸。當引出線的箭頭指向焊縫所在的一面時，應將圖形符號和焊縫尺寸等標注在水平橫線的上面；當引出線的箭頭指向焊縫所在的另一面時，應將圖形符號和焊縫尺寸等標注在水平橫線的下面。必要時，可在水平橫線的末端加一尾部作其他輔助說明。表31中列出了一些常用焊絳代號。2022-3-

36、242022-3-24 當焊縫分布比較復雜或用上述標注方法不能表達清楚時，在標注焊縫代號的同時，宜在焊縫處加中實線表示可見焊縫(圖38a)，或在圖形上加細柵線表示不可見焊縫(圖38b)。2022-3-24 第三節(jié)對接焊縫的構造和計算 一、對接焊縫的構造要求 對接焊縫按坡口形式分為I形縫、V形縫、帶鈍邊單邊V形縫、帶鈍邊V形縫(也叫Y形縫)、帶鈍邊u形縫、帶鈍邊雙單邊V形縫和雙Y形縫等(圖3-9)。2022-3-242022-3-24 當焊件厚度較小(t10mm)，可采用不切坡口的直邊I形縫。對于一般厚度(t=1020mm)的焊件，可采用有斜坡口的帶鈍邊單邊V形縫或Y形縫，以便斜坡口和焊縫跟部共

37、同形成一個能夠運轉焊條的施焊空間，使焊縫易于焊透。 對于較厚的焊件(t20mm)應采用帶鈍邊u形縫、帶鈍邊雙單邊V形縫或雙Y形縫。為保證焊縫質量，對于帶鈍邊u形縫和Y形縫，焊縫根部需要清除焊根并進行補焊。對于沒有條件清根和補焊者，要事先加墊板(圖3-9中g、h、i)，以保證焊透。當焊件可隨意翻轉施焊時，使用帶鈍邊雙單邊V形縫或雙Y形縫較好。焊縫的坡口形式和尺寸可參看行業(yè)標準建筑鋼結構焊接技術規(guī)程(JGJ81)。2022-3-242022-3-24在鋼板寬度或厚度有變化的連接中，為了減少應力集中，應從板的一側或兩側做成圖310所示的坡度不大于1：25的斜坡(當需要進行疲勞計算時，坡度不大于1：4

38、)，形成平緩過渡。當板厚相差不大于4mm時，可不做斜坡，焊縫的計算厚度取較薄板件的厚度。2022-3-24 對接焊縫的優(yōu)點是用料經濟，傳力平順均勻，沒有明顯的應力集中，對于承受動力荷載作用的焊接結構，采用對接焊縫最為有利。但對接焊縫的焊件邊緣需要進行剖口加工，焊件長度必須準確，施焊時焊件要保持一定的間隙。對接焊縫的起弧和落弧點，常因不能熔透而出現(xiàn)焊口，形成裂紋和應力集中。為消除焊口影響，焊接時可將焊縫的起點和終點延伸至引弧板(圖311)上，焊后將引弧板多余的部分割掉，并用砂輪將表面磨平。采用引弧板很麻煩，在工廠焊接時可采用引弧板，在工地焊接時，除了受動力荷載的結構外，一般不用引弧板，而是在計算

39、時扣除焊縫兩端各一個板厚的長度。2022-3-242022-3-24 二、對接焊縫的計算 對接焊縫的應力分布情況基本上與焊件相同，可用計算焊件的方法計算對接焊縫。對于重要的構件，按一、二級標準檢驗焊縫質量，焊縫和構件等強，不必另行計算，只有對三級焊縫，才需要按下列要求計算： 1軸心受力的對接焊縫(圖3-12)，應按式(3-1)計算：2022-3-242022-3-24 當正對接焊縫(圖3-12a)連接的強度低于焊件的強度時，為了提高連接承 載力，可改用斜對接焊縫(圖3126)，但較費材料。規(guī)范規(guī)定：當tg15時， 焊縫強度不必計算。 2受彎、受剪的對接焊縫計算 對接焊縫應根據(jù)焊縫截面的應力分布

40、，計算其危險點處的應力狀態(tài)。如矩形截面的對接焊縫，其正應力與剪應力的分布分別為三角形與拋物線形(圖3-13a)，應分別計算最大正應力(式3-2)和最大剪應力(式3-3)；工字形截面的對接焊縫，其正應力與剪應力的分布較復雜(圖3-13b)，除計算A點的正應力和C點的正應力外還應計算B點的折算應力(式3-4)。2022-3-242022-3-242022-3-24 例題3-l 驗算圖3-13(b)所示由三塊鋼板焊接的工字形截面的對接焊縫。鋼材為Q345。手工焊接，焊條為E50型，加引弧板，焊縫質量為三級。已知截面尺寸為：翼緣板：2-10012： 腹板：1-20010。作用在焊縫上的彎矩設計值M=7

41、5kNm，剪力設計值V=250kN。 【解】 焊縫受力見圖314。2022-3-242022-3-242022-3-24 第四節(jié)角焊縫的構造和計算 一、角焊縫的構造 1角焊縫的分類 角焊縫按其受力的方向和位置可分為垂直于力作用方向的正面角焊縫和平行于力作用方向的側面角焊縫，見圖3-15。2022-3-242022-3-24 應力集中現(xiàn)象較嚴重，在焊趾上形成高峰應力，容易開裂。因此在承受動力荷載的連接中，宜采用平坡或凹焊縫。2022-3-24 受動力荷載的結構中，正面角焊縫最好采用圖3-17(b)所示邊長比為1：1.5的平坡焊縫；側面角焊縫可用邊長比為1：l的普通焊縫(圖3-17a)。直角角焊縫

42、最好做成直線形或凹形。凹形焊縫(圖3-17c)有較好的動力性能。2022-3-242022-3-242022-3-242022-3-242022-3-242022-3-242022-3-242022-3-242022-3-24 Ff-角焊縫的強度設計值。把它看為剪切強度，因而乘以3。 為了便于計算，不計諸力的偏心作用，并認為有效截面上諸應力都是均勻分布的。通過與外力方向一致的焊縫應力(圖3-21 b)與焊縫有效截面上的應力(圖3-21。)間的轉換關系，并帶入式(3-9)整理后可得到角焊縫的計算公式如下2022-3-24 上述計算方法雖然與實際情況有一定出入，但通過大量試驗證明是可以保證安全的，

43、已為大多數(shù)國家所采用。 三、角焊縫連接計算 1軸心力作用下角焊縫的計算2022-3-24 (1)鋼板連接 當焊件受軸心力，且軸心力通過連接焊縫形心時，焊縫的應力可認為是均勻分布的。下面給出了幾種典型角焊縫的計算公式。2022-3-24 式中 lw角焊縫計算長度，每條焊縫取實際長度扣除2hf(每端扣除hf)。 若某端為連續(xù)焊縫，則該端不用扣除。 2)軸力與焊縫相平行側面角焊縫(圖3-22b)2022-3-242022-3-24 3)軸力與焊縫成一夾角(圖3-22c)2022-3-24 (2)角鋼連接 當角鋼用角焊縫連接時(圖3-23)，雖然軸心力通過截面形心，但由于截面形心到角鋼肢背和肢尖的距離

44、不等，肢背焊縫和肢尖焊縫受力也不相等。由力的平衡關系(M=O；N=0)可求出各焊縫的受力。2022-3-242022-3-24 【例題3-2】 一雙蓋板的拼接連接(圖3-24)，鋼材為Q235A-F，采用E43型焊條，手工焊。已知鋼板截面為-12300mm，承受軸心力設計值N=650kN(靜力荷載)。試按(a)用側面角焊縫；(b)用三面圍焊，設計拼接板尺寸。2022-3-242022-3-242022-3-242022-3-242022-3-242022-3-24 肢尖焊縫受力2022-3-242022-3-242022-3-242022-3-242022-3-24 【例題3-4】 試設計圖3

45、-28所示牛腿與鋼柱的角焊縫連接。已知鋼材為Q235-B；焊條為E43型，手工電弧焊。構件上所受設計荷載值為F=217kN，偏心矩為e=300mm(至柱邊緣的距離)。搭接尺寸l1=400mm，l2=300mm。 【解】(1)幾何特性：設三邊圍焊的角焊縫尺寸相同，hf=8mm2022-3-242022-3-242022-3-242022-3-242022-3-24 不均勻的溫度場產生不均勻的膨脹，高溫處的鋼材膨脹最大，但受到兩側溫度較低、膨脹較小的鋼材的限制，產生了熱狀態(tài)塑性壓縮。焊縫冷卻時，被塑性壓縮的焊縫區(qū)趨向于縮得比原始長度稍短，這種縮短變形受到兩側鋼材的限制，使焊縫區(qū)產生縱向拉應力。在低

46、碳鋼和低合金鋼中，這種拉應力經常會達到鋼材的屈服強度。 焊接殘余應力是一種在沒有外荷載作用下的內應力，因此會在焊件內部自相平衡。這就必然在距焊縫稍遠區(qū)段內產生壓應力。如用三塊板焊成的工字形截面，焊接殘余應力的分布如圖3-30所示。2022-3-242橫向焊接殘余應力 橫向焊接殘余應力產生的原因有二：一是由于焊縫縱向收縮，兩塊鋼板趨向于形成反方向的彎曲變形，但實際上焊縫將兩塊鋼板連成整體，不能分開，于是在焊縫中部產生橫向拉應力，而在兩端產生橫向壓應力(圖3-31a）。二是焊縫在施焊過程中，先后冷卻的時間不同，先焊的焊縫已經凝固，且具有一定的強度，會阻止后焊焊縫在橫向的自由膨脹，使其發(fā)生橫向的塑性

47、壓縮變形。當先焊部分冷卻時，中間焊縫部分逐漸冷卻，后焊部分開始冷卻。后焊焊縫的收縮受到已凝固的焊縫限制而產生橫向拉應力，同時在先焊部分的焊縫內產生橫向壓應力。由杠桿原理可知，橫向殘余應力分布如圖3-31(b)所示。2022-3-242022-3-24 橫向收縮引起的橫向應力與施焊方向和先后次序有關(圖3-32)。焊縫的橫向殘余應力是上述兩種原因產生的應力合成的結果，如圖3-32(d)就是圖331(a)和331(6)應力合成的結果。2022-3-24 3沿焊縫厚度方向的殘余應力 在厚鋼板的連接中，焊縫需要多層施焊。因此，除有縱向和橫向焊接殘余應力x、y外，還存在著沿鋼板厚度方向的焊接殘余應力z(

48、圖3-33)。這三種應力形成比較嚴重的同號三軸應力，大大降低結構連接的塑性。2022-3-24 二、焊接殘余應力的影響2022-3-24 當構件無殘余應力時，由圖3-34(a)知其承載力為N=htfy；當構件有殘余應力時，圖3-34(b)給出了縱向殘余應力的分布情況。當施加軸心拉力時，板中殘余應力已達屈服強度工的塑性區(qū)域內的應力不再增大，外力N僅由彈性區(qū)域承擔，焊縫兩側受壓區(qū)的應力由原來的受壓逐漸變?yōu)槭芾詈髴σ策_到fy。由于焊接殘余應力在焊件內部自相平衡，殘余壓應力的合力必然等于殘余拉應力的合力，其承載力仍為N=htfy。所以，有殘余應力焊件的承載能力和沒有殘余應力者完全相同，可見殘余應

49、力不影響結構的靜力強度。 2.對結構剛度的影響：焊接殘余應力會降低結構的剛度。對無殘余應力的軸心拉桿（圖3-34a），在拉力N的作用下的應變?yōu)?=N/（htE）2022-3-24 對于有殘余力的軸心拉桿(圖3-34b)，截面中部塑性區(qū)僅發(fā)生變形而不再承擔外力，外力由兩側的彈性區(qū)承擔(寬度60。，即殘余應力使構件的變形增大，剛度降低。2022-3-242022-3-24 另外，也可采用機械方法或氧乙炔局部加熱反彎(圖3-37c)以消除焊接變形。2022-3-242022-3-24 第六節(jié)螺栓連接的排列和構造要求 螺栓在構件上的排列可以是并列或錯列，排列時應考慮下列要求: 1受力要求 對于受拉構件

50、，螺栓的栓距和線距不應過小，否則對鋼板截面削弱太多，構件有可能沿直線或折線發(fā)生凈截面破壞。對于受壓構件，沿作用力方向螺栓間距不應過大，否則被連接的板件間容易發(fā)生凸曲現(xiàn)象。因此，從受力角度應規(guī)定螺栓的最大和最小容許間距。2022-3-24 2構造要求：若栓距和線距過大，則構件接觸面不夠緊密，潮氣易于侵入縫隙而產生腐蝕，所以，構造上要規(guī)定螺栓的最大容許間距。 3施工要求：為便于轉動螺栓扳手，就要保證一定的作業(yè)空間。所以，施工上要規(guī)定螺栓的最小容許間距。 根據(jù)以上要求，鋼板上螺栓的排列見圖3-38和表3-3。 型鋼上螺栓的排列見圖3-39和表3-4、3-5、3-6。2022-3-242022-3-2

51、42022-3-242022-3-24 在鋼結構施工圖上需要將螺栓孔的施工要求用圖形表示出來，常用的圖例見表3-7。2022-3-24 第七節(jié)、普通螺栓連接的性能和計算 普通螺拴連接按螺栓傳力方式，可分為抗剪螺栓連接和抗拉螺栓連接。當外力垂直于螺栓桿時，此螺栓為抗剪螺栓；當外力平行于螺栓桿時，此螺栓為抗拉螺栓。圖3-40中的螺栓2為抗剪螺栓。當采用支托板承受剪力時，圖3-40中的螺栓1為抗拉螺栓連接；當支托板僅起臨時安裝作用或不設支托板時，圖3-40中的螺栓1兼承受剪力和拉力。2022-3-24 一、抗剪螺栓連接 抗剪螺栓連接在受力以后，當外力不大時，首先由構件間的摩擦力抵抗外力。不過摩擦力很

52、小，隨著外力的增大，構件就很快出現(xiàn)滑移使螺桿和孔壁間接觸，使螺桿受剪，同時孔壁受壓。 當連接處于彈性階段時，螺栓群中各螺栓受力并不相等，兩端大而中間小(圖3-41a)；當螺栓群連接長度l1不太大時，隨著外力增加連接超過彈性變形而進入塑性階段后，因內力重分布使各螺栓受力趨于均勻(圖3-41b)。但當構件的節(jié)點處或拼接縫的一側螺栓很多，且沿受力方向的連接長度l1過大時，端部的螺栓會因受力過大而首先發(fā)生破壞，隨后依次向內逐排破壞(即所謂解鈕扣現(xiàn)象)。因此規(guī)范規(guī)定當連接長度l1較大時，應將螺栓的承載力乘以折減系數(shù)。因此，當外力通過螺栓群中心時，可認為所有的螺栓受力相同。2022-3-242022-3-

53、24 式中d0螺栓孔徑。2022-3-24 抗剪螺栓連接可能的破壞形式有五種，見圖342。其中螺栓桿剪斷、孔壁壓壞和鋼板被拉斷需要通過計算來保證連接安全，后兩種破壞形式通過構造要求來保證，即通過限制端距e2d0避免板端被剪斷，通過限制板疊厚度5d避免螺栓桿彎曲。2022-3-24 單個抗剪螺栓的承載力設計值為： (1)抗剪承載力設計值 (2)承壓承載力設計值2022-3-24 (3)一個抗剪螺栓的承載力設計值應取上面兩式算得的較小值2022-3-242022-3-24 二、抗拉螺栓連接 在抗拉螺栓連接中，外力趨向于將被連接構件拉開而使螺栓受拉，最后導致 螺栓被拉斷而破壞。在T形連接中，必需借助

54、附件(角鋼)才能實現(xiàn)(圖3- 44a)。通常角鋼的剛度不大，受拉后，垂直于拉力作用方向的角鋼肢會發(fā)生較大的變形，并起杠桿作用，在該肢外側端部產生撬力Q。因此，螺栓實際所受拉力為Pf=N+Q。角鋼的剛度越小，產生的撬力就越大。由于確定撬力Q比較復雜，為了簡化計算，對普通螺栓連接，規(guī)范采用降低螺栓強度設計值的方法來考慮撬力的影響，規(guī)定普通螺栓抗拉強度設計值 取同樣牌號鋼材抗拉強度 設計值f的o8倍（即 =08f)。2022-3-24 如果在構造上采取一些措施加強角鋼的剛度，可使其不致產生撬力Q，或 產生撬力甚小，例如在角鋼兩肢間設置加勁肋(圖3-44b)，就是增大剛度的一種有效辦法2022-3-2

55、4 單個螺栓抗拉承載力設計值為：2022-3-242022-3-24 三、螺栓群抗剪連接計算 1.螺栓群在軸心力作用下的抗剪計算 (1)螺栓數(shù)目 當外力通過螺栓群形心時，在連接長度范圍內，計算時假定所有螺栓受力相等按式3-27計算所需螺栓數(shù)目。 式中 N作用于螺栓群的軸心力設計值。2022-3-24 (2)構件(板件)凈截面強度 式中A。構件凈截面面積(圖3-45)。 構件凈截面面積A。計算方法如下(t1t2)：2022-3-24 1)并列(圖3-45a)2022-3-242022-3-24 2螺檢群在扭矩作用下的抗剪計算 承受扭矩的螺栓群的連接，可先按構造要求布置螺栓群，然后計算受力最大的螺

56、栓所承受的剪力，并與一個螺栓的抗剪承載力設計值進行比較。 分析螺栓群受扭矩作用時采用下列計算假定： 1)被連接構件是絕對剛性的，而螺栓則是彈性的； 2)各螺栓繞螺栓群形心。旋轉(圖346)，其受力大小與其至螺栓群形心。的距離r成正比，力的方向與其至螺栓群形心的連線相垂直。2022-3-242022-3-242022-3-242022-3-24 3螺栓群在扭矩、剪力和軸心力作用下的抗剪計算 在螺栓群受扭矩T、剪力V和軸心力N共同作用的連接中(圖3-47)，首先進行受力分析，判斷受力最不利的螺栓，然后對此螺栓求矢量合力，要求此合剪2022-3-24 四、螺栓群抗拉連接計算 1螺栓群在軸心力作用下的

57、抗拉連接計算 當外力通過螺栓群形心時，假定所有螺栓受力相等，所需的螺栓數(shù)目為：2022-3-24 2彎矩和軸力作用于抗拉螺栓群 螺栓群在彎矩作用下上部螺栓受拉，因而有使連接上部分離的趨勢，使螺栓群形心下移。與螺栓群拉力相平衡的壓力產生于下部的接觸面上，精確確定中和軸的位置比較復雜。為便于計算，通常假定中和軸在最下排螺栓處(圖348c)。因此，彎矩作用下螺栓的最大拉力為：2022-3-242022-3-242022-3-24 2假定支托承受剪力，螺栓僅承受彎矩 對于粗制螺栓，一般不宜受剪(承受靜力荷載的次要連接或臨時安裝連接除外)。此時可設置支托承受剪力，螺栓只承受拉力作用2022-3-2420

58、22-3-24(1)支托焊縫計算 式中 為考慮對焊縫的偏心影響系數(shù)，可取1251352022-3-24(3-39) (2)螺栓受拉按式(3-36)計算。 【例題3-5】 圖3-50所示的梁柱連接，采用普通c級螺栓，梁端支座板下設有支托，試設計此連接。已知：鋼材為Q235A，螺栓直徑為20mm，焊條為E43型，手工焊。此連接承受的靜力荷載設計值為：V=277kN，M=387kNm 【解】 ，=305Nmm2， =170Nmm2。 (1)假定支托板僅起安裝作用2022-3-242022-3-24 1)單個普通螺栓的承載力 抗剪 抗壓2022-3-24 抗拉 2)按構造要求選定螺栓數(shù)目并排列 假定用

59、10個螺栓，布置成5排2列，排間距80mm，見圖3-50(b)。 3)連接驗算 螺栓既受剪又受拉，受力最大的螺栓為“1”，其受力為：2022-3-24 驗算“1”螺栓受力2022-3-24 (2)假定支托板起承受剪力的作用 1)單個螺栓承載力同(1) 2)按構造要求選定螺栓數(shù)目并排列 支托承受剪力作用，螺栓數(shù)目可以減少，假定用8個螺栓，布置成4排2列，排間距100mm，見圖3-50(c)。 3)連接驗算 螺栓僅受拉力，支托板承受剪力。 (a)螺栓驗算2022-3-24 可見，當利用支托傳遞剪力時，需要的螺栓數(shù)目減少。 (6)支托板焊縫驗算 取偏心影響系數(shù)a=135，焊角尺寸為 =10mm。20

60、22-3-24 第八節(jié)高強度螺栓連接的性能和計算 一、高強度螺栓連接的性能 普通螺栓連接在抗剪時依靠桿身承壓和螺栓抗剪來傳遞剪力，扭緊螺帽時螺栓產生的預拉力很小，其影響可以忽略。高強度螺栓除了材料強度高外還給螺栓施加很大的預拉力，使被連接構件的接觸面之間產生較大擠壓力，因而當構件有相對滑動趨勢時會在接觸面產生垂直于螺栓桿方向的摩擦力。這種擠壓力和摩擦力對外力的傳遞有很大影響。 高強度螺栓連接，從受力特征分為高強度螺栓摩擦型連接和高強度螺栓承壓型連接。2022-3-24 1高強度螺栓材料 高強度螺栓的桿身、螺帽和墊圈都要用抗拉強度很高的鋼材制作。高強度螺栓的性能等級有88級(有40B鋼、45號鋼