鋼結(jié)構(gòu)連接計算

1、第七章第七章 連連 接接Chapter 7 Connections 焊縫連接焊縫連接 螺栓連接螺栓連接鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connections7.1 7.1 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接連接的方式連接的方式焊縫連接、鉚釘連接和螺栓連接焊縫連接、鉚釘連接和螺栓連接連接的原則連接的原則安全可靠、傳力明確、構(gòu)造簡單、制造方便和節(jié)約鋼材安全可靠、傳力明確、構(gòu)造簡單、制造方便和節(jié)

2、約鋼材 圖圖7.1.1 7.1.1 連接的方式連接的方式a)NNNNc)NNb)螺栓連接螺栓連接鉚釘連接鉚釘連接焊接連接焊接連接 焊縫連接焊縫連接 螺栓連接螺栓連接鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure 優(yōu)點：優(yōu)點：構(gòu)造簡單、用料經(jīng)濟(jì)、連接的密閉性好、結(jié)構(gòu)造簡單、用料經(jīng)濟(jì)、連接的密閉性好、結(jié)構(gòu)剛度大。構(gòu)剛度大。 缺點：缺點：焊接高溫作用，材質(zhì)變脆、焊接高溫作用，材質(zhì)變脆、殘余應(yīng)力殘余變殘余應(yīng)力殘余變形。形。 優(yōu)點：優(yōu)點：連接對材質(zhì)的影響不大，連接對材質(zhì)的影響不大，連接質(zhì)量穩(wěn)定，連接連接質(zhì)量穩(wěn)定，連接的強(qiáng)度較高。的強(qiáng)度較高。 缺點：

3、缺點：截面削弱、浪費材料。截面削弱、浪費材料。第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connections第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connections（1 1）焊縫形式：分為）焊縫形式：分為對接焊縫對接焊縫和和角焊縫角焊縫。 對接焊縫按受力與焊縫方向分：對接焊縫按受力與焊縫方向分： 1 1）正對接焊縫）正對接焊縫( (a a) )：作用力方向與焊縫方向正交。：作用力方向與焊縫方向正交。 2 2）斜對接焊縫）斜對接焊縫( (b b) )：作用力方向與焊縫方向斜交。：作用力方向與焊縫方向斜交。 角焊縫按受力與焊縫方向分：角焊縫按受力與焊縫方向分： 1 1）正面角焊縫

4、）正面角焊縫( (c c) ) ：作用力方向與焊縫長度方向垂直。：作用力方向與焊縫長度方向垂直。 2 2）側(cè)面角焊縫）側(cè)面角焊縫( (c c) ) ：作用力方向與焊縫長度方向平行。：作用力方向與焊縫長度方向平行。 3 3）斜焊縫（）斜焊縫（c c）：作用力方向與焊縫方向斜交。）：作用力方向與焊縫方向斜交。7.2 焊縫連接形式及焊縫形式焊縫連接形式及焊縫形式鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connections1 1）對接焊縫）對接焊縫正對接焊縫正對接焊縫T T型對接焊縫型對接焊縫

5、 斜對接焊縫斜對接焊縫2 2）角焊縫）角焊縫圖圖7.2.6 7.2.6 焊縫分類焊縫分類鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connections平焊、立焊、橫焊和仰焊。平焊、立焊、橫焊和仰焊。 焊縫按施工位置分為：焊縫按施工位置分為： 圖圖7.2.7 7.2.7 施焊位置施焊位置a)焊條焊條平焊平焊d)仰焊仰焊b)立焊立焊c)橫焊橫焊鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 C

6、onnections3. 3. 焊縫缺陷及焊縫質(zhì)量檢驗焊縫缺陷及焊縫質(zhì)量檢驗（1 1）焊縫缺陷）焊縫缺陷 焊縫缺陷指焊接過程中產(chǎn)生于焊縫金屬或附近熱影響區(qū)鋼材表面或內(nèi)焊縫缺陷指焊接過程中產(chǎn)生于焊縫金屬或附近熱影響區(qū)鋼材表面或內(nèi)部的缺陷。部的缺陷。 常見的缺陷有常見的缺陷有裂紋、焊瘤、燒穿、弧坑、氣孔、夾渣、咬邊、未熔合、裂紋、焊瘤、燒穿、弧坑、氣孔、夾渣、咬邊、未熔合、未焊透未焊透等；以及等；以及焊縫尺寸不符合要求、焊縫成形不良焊縫尺寸不符合要求、焊縫成形不良等。等。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接

7、 Chapter 7 Connections（2 2）焊縫質(zhì)量檢驗：）焊縫質(zhì)量檢驗：外觀檢查：外觀檢查：檢查外觀缺陷和幾何尺寸；檢查外觀缺陷和幾何尺寸； 內(nèi)部無損檢驗：內(nèi)部無損檢驗：檢驗內(nèi)部缺陷。（超聲波檢驗、檢驗內(nèi)部缺陷。（超聲波檢驗、X X射線或射線或r r射射線透照或拍片）線透照或拍片）鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB50205-2001GB50205-2001規(guī)定焊縫按其規(guī)定焊縫按其檢驗方法和質(zhì)量要求分為檢驗方法和質(zhì)量要求分為一級、二級一級、二級和和三級三級。 三級焊縫只要求對全部焊縫作外觀檢查且符合三級質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；三級焊縫只要求對全部焊縫作外觀檢查且符合三級質(zhì)量

8、標(biāo)準(zhǔn)； 一級、二級焊縫則除外觀檢查外，還要求一定數(shù)量的超聲波探一級、二級焊縫則除外觀檢查外，還要求一定數(shù)量的超聲波探傷檢驗，超聲波探傷不能對缺陷作出判斷時，應(yīng)采用射線探傷檢驗，傷檢驗，超聲波探傷不能對缺陷作出判斷時，應(yīng)采用射線探傷檢驗，并應(yīng)符合國家相應(yīng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求。并應(yīng)符合國家相應(yīng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connections（3 3） 焊縫代號焊縫代號表表7.2.1 7.2.1 焊縫代號焊縫代號鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Princip

9、les of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connections7.3 7.3 對接焊縫的構(gòu)造和計算對接焊縫的構(gòu)造和計算7.3.1 7.3.1 對接焊縫的構(gòu)造對接焊縫的構(gòu)造1為防止熔化金屬流淌必要時可在坡口下加墊板。為防止熔化金屬流淌必要時可在坡口下加墊板。墊板墊板墊板墊板墊板墊板圖圖7.3.2 7.3.2 根部加墊板根部加墊板鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connections2. 2. 在焊縫的起滅弧處，常會出現(xiàn)弧坑等缺陷，故

10、在焊縫的起滅弧處，常會出現(xiàn)弧坑等缺陷，故焊接時可設(shè)置引弧板和引出板，焊后將它們割除。焊接時可設(shè)置引弧板和引出板，焊后將它們割除。圖圖7.3.3 7.3.3 對接焊縫的引弧板對接焊縫的引弧板引弧板引弧板對接焊縫的起弧和落弧點，常因不能熔透而出現(xiàn)焊口，對接焊縫的起弧和落弧點，常因不能熔透而出現(xiàn)焊口，形成類裂紋和應(yīng)力集中。形成類裂紋和應(yīng)力集中。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connections3.3.在對接焊縫的拼接處，當(dāng)焊件的寬度不同或厚度相差在對接焊縫的拼接處，當(dāng)焊件的寬度不同

11、或厚度相差4mm4mm以上時，以上時，應(yīng)分別在寬度方向或厚度方向從一側(cè)或兩側(cè)做成坡度不大于應(yīng)分別在寬度方向或厚度方向從一側(cè)或兩側(cè)做成坡度不大于1:2.51:2.5的斜角，以使截面過渡和緩，減小應(yīng)力集中。的斜角，以使截面過渡和緩，減小應(yīng)力集中。圖圖7.3.4 不同厚度或?qū)挾鹊匿摪迤唇硬煌穸然驅(qū)挾鹊匿摪迤唇觓) 改變厚度改變厚度b) 改變寬度改變寬度1:2.51:2.5鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connections4. 4. 對接焊縫的強(qiáng)度對接焊縫的強(qiáng)度 1 1）受壓、受剪

12、的對接焊縫與母材強(qiáng)度相等。）受壓、受剪的對接焊縫與母材強(qiáng)度相等。 2 2）三級檢驗的焊縫允許存在的缺陷較多，故其抗）三級檢驗的焊縫允許存在的缺陷較多，故其抗拉強(qiáng)度為母材強(qiáng)度的拉強(qiáng)度為母材強(qiáng)度的85%85%。 3 3）一、二級檢驗的焊縫的抗拉強(qiáng)度可認(rèn)為與母材）一、二級檢驗的焊縫的抗拉強(qiáng)度可認(rèn)為與母材強(qiáng)度相等。強(qiáng)度相等。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connections7.3.2 7.3.2 對接焊縫的計算對接焊縫的計算1. 1. 軸心受力的對接焊縫軸心受力的對接焊縫圖圖7.3.

13、5 直對接焊縫連接直對接焊縫連接wcwtwfftlN或（7.3.1）lw焊縫計算長度，焊縫計算長度，t連接件的較小厚度，對連接件的較小厚度，對T T形接頭為腹板的厚度形接頭為腹板的厚度 ; ; ftw、fcw對接焊縫的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計值；對接焊縫的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計值；（1 1）對）對lw的取值：考慮到起落弧缺陷的影響，無引弧板時，焊縫計算長度取的取值：考慮到起落弧缺陷的影響，無引弧板時，焊縫計算長度取實際長度減去實際長度減去2t；有引弧板時，取實際長度。；有引弧板時，取實際長度。（2 2）在一般加引弧板施焊的情況下，所有受壓、受剪的對接焊縫以及受拉的）在一般加引弧板施焊的情況下，所有受壓、

14、受剪的對接焊縫以及受拉的一、二級焊縫，均與母材等強(qiáng)，不用計算。一、二級焊縫，均與母材等強(qiáng)，不用計算。 （3 3）直對接焊縫需要計算焊縫強(qiáng)度的只有兩種情況。）直對接焊縫需要計算焊縫強(qiáng)度的只有兩種情況。a)a)沒有引弧板時需要計沒有引弧板時需要計算。算。b)b)受拉情況下的三級焊縫。受拉情況下的三級焊縫。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connections2. 2. 承受彎矩和剪力聯(lián)合作用的對接焊縫承受彎矩和剪力聯(lián)合作用的對接焊縫 焊縫內(nèi)應(yīng)力分布同母材。焊縫截面是矩形，正應(yīng)力與剪

15、應(yīng)力圖形分焊縫內(nèi)應(yīng)力分布同母材。焊縫截面是矩形，正應(yīng)力與剪應(yīng)力圖形分布分別為三角形與拋物線形，其最大值應(yīng)分別滿足下列強(qiáng)度條件。布分別為三角形與拋物線形，其最大值應(yīng)分別滿足下列強(qiáng)度條件。 wVwwwmax23ftlVtIVS（7.3.5）wmaxt2w6wMMfWl t（7.3.4）圖圖7.3.7a 彎矩和剪力共同作彎矩和剪力共同作用下的對接焊縫用下的對接焊縫M焊縫承受的彎矩；焊縫承受的彎矩；Ww焊縫截面模量。焊縫截面模量。V焊縫承受的剪力；焊縫承受的剪力；Iw焊縫計算截面慣性矩；焊縫計算截面慣性矩；Sw計算剪應(yīng)力處以上（或以下）焊縫計算截面對中和軸的面積矩。計算剪應(yīng)力處以上（或以下）焊縫計算截

16、面對中和軸的面積矩。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connections 對于工字形或?qū)τ诠ぷ中位騎 T形截面除應(yīng)分別驗算最大正應(yīng)力與最大剪應(yīng)形截面除應(yīng)分別驗算最大正應(yīng)力與最大剪應(yīng)力外，還應(yīng)驗算腹板與翼緣交接處的折算應(yīng)力力外，還應(yīng)驗算腹板與翼緣交接處的折算應(yīng)力: :wt21211 . 13f（7.3.6）式中式中 : : 1 1、 1 1為腹板與翼緣為腹板與翼緣交接處的正應(yīng)力和剪應(yīng)力。交接處的正應(yīng)力和剪應(yīng)力。 1.11.1為考慮到最大折算應(yīng)力只為考慮到最大折算應(yīng)力只在局部出現(xiàn)，

17、而將強(qiáng)度設(shè)計值適在局部出現(xiàn)，而將強(qiáng)度設(shè)計值適當(dāng)提高系數(shù)。當(dāng)提高系數(shù)。 圖圖7.3.7b 彎矩和剪力聯(lián)合作彎矩和剪力聯(lián)合作用下的對接焊縫用下的對接焊縫工字形截面梁在彎曲時，彎曲正應(yīng)力主要由上、下翼緣承擔(dān)，剪應(yīng)力主要工字形截面梁在彎曲時，彎曲正應(yīng)力主要由上、下翼緣承擔(dān)，剪應(yīng)力主要由腹板承擔(dān)，這使得截面上各處的材料能達(dá)到充分的利用。由腹板承擔(dān)，這使得截面上各處的材料能達(dá)到充分的利用。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connections3. 3. 受軸力、彎矩和剪力聯(lián)合作用的對接焊縫受

18、軸力、彎矩和剪力聯(lián)合作用的對接焊縫 軸力和彎矩作用下對接焊縫產(chǎn)生正應(yīng)力，剪力作用下產(chǎn)生剪應(yīng)軸力和彎矩作用下對接焊縫產(chǎn)生正應(yīng)力，剪力作用下產(chǎn)生剪應(yīng)力，其計算公式為：力，其計算公式為：wtwwMNmaxfWMAN（7.3.4*）wvwwmaxmaxftISV（7.3.5*） 同樣對于工字形、箱形截面，還要計算腹板與翼緣交界處的折算應(yīng)力，同樣對于工字形、箱形截面，還要計算腹板與翼緣交界處的折算應(yīng)力，其公式為其公式為 ： wt2121f1 . 13fMN（7.3.6*）tIVSw11hhWM0wM1式中式中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Struct

19、ure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connections 對接焊縫的計算除考慮焊縫長度是否減少，焊縫強(qiáng)對接焊縫的計算除考慮焊縫長度是否減少，焊縫強(qiáng)度要否折減外，對接焊縫的計算方法與母材的強(qiáng)度計算完度要否折減外，對接焊縫的計算方法與母材的強(qiáng)度計算完全相同。全相同。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connections 例例 3.13.1計算工字形截面牛腿與鋼柱連接的對接焊縫強(qiáng)度。計算工字形截面牛腿與鋼柱連接的對接焊縫強(qiáng)度。 F F=550=550kNkN( (設(shè)

20、計設(shè)計值值) )，偏心距，偏心距e e=300mm=300mm。鋼材為。鋼材為Q235BQ235B，焊條，焊條E43E43型，手型，手工焊。焊縫為三級標(biāo)準(zhǔn)，上、下翼緣加引弧板和引出板施焊。工焊。焊縫為三級標(biāo)準(zhǔn)，上、下翼緣加引弧板和引出板施焊。例例3.13.1圖圖鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connectionsa a）最大正應(yīng)力）最大正應(yīng)力 解解 ：截面幾何特征值和內(nèi)力截面幾何特征值和內(nèi)力: :324x11.2 382 1.6 26 19.838105cm12I 3x126

21、1.6 19.8824cmS550kNVF550 0.30165kN mM 62max4x165 1020689.2N/mm238105 10MhIw2t185N/mmfb b）最大剪應(yīng)力）最大剪應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connectionsc c）“1”1”點的折算應(yīng)力點的折算應(yīng)力3xmax4x550 10190(260 16 198 190 1238105 10122VSI t2w2v125.1N/mm125N/mmf21max19082.3N/mm206332x

22、114x550 10824 1099.1N/mm38105 1012VSI t2222211382.33 99.1190.4N/mm 21.1 185203.5N/mm1.1.角焊縫的形式和強(qiáng)度角焊縫的形式和強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connections7.4 7.4 角焊縫的構(gòu)造和計算角焊縫的構(gòu)造和計算7.4.1 角焊縫的構(gòu)造角焊縫的構(gòu)造角焊縫按截面形式（兩焊腳邊角焊縫按截面形式（兩焊腳邊的夾角）可分為的夾角）可分為直角角焊縫直角角焊縫和和斜角角焊縫。斜角角焊縫。

23、（a） （b） （c）圖圖7.4.1 直角角焊縫截面直角角焊縫截面（1 1）直角角焊縫）直角角焊縫通常做成表面微凸的等通常做成表面微凸的等腰直角三角形截面（腰直角三角形截面（a a）。）。對承受動力荷載的結(jié)構(gòu)對承受動力荷載的結(jié)構(gòu)中，正面角焊縫的截面中，正面角焊縫的截面通常采用（通常采用（b b）的形式，）的形式，側(cè)面角焊縫的截面則做側(cè)面角焊縫的截面則做成凹面式（成凹面式（c c）。）。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connections（2 2）斜角角焊縫）斜角角焊縫兩焊邊的夾

24、角兩焊邊的夾角a90a90或或a90a135135o o或或6060o o斜角角斜角角焊縫焊縫, ,除鋼管結(jié)構(gòu)外除鋼管結(jié)構(gòu)外, ,不宜用不宜用作受力焊縫。作受力焊縫。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connections （2 2）正面角焊縫：）正面角焊縫：焊縫垂直于受力方向焊縫垂直于受力方向，受力后應(yīng)力狀態(tài)較復(fù)雜。焊縫截面各面，受力后應(yīng)力狀態(tài)較復(fù)雜。焊縫截面各面都有正應(yīng)力和剪應(yīng)力，應(yīng)力集中嚴(yán)重，焊都有正應(yīng)力和剪應(yīng)力，應(yīng)力集中嚴(yán)重，焊縫根部形成高峰應(yīng)力，易于開裂。破壞強(qiáng)縫根部形成

25、高峰應(yīng)力，易于開裂。破壞強(qiáng)度要高一些，但塑性差，彈性模量大。度要高一些，但塑性差，彈性模量大。 （1 1）側(cè)面角焊縫）側(cè)面角焊縫：焊縫長度方向與受焊縫長度方向與受力方向平行，應(yīng)力分布簡單。主要承受力方向平行，應(yīng)力分布簡單。主要承受剪應(yīng)力，強(qiáng)度低，彈性模量低，但塑性剪應(yīng)力，強(qiáng)度低，彈性模量低，但塑性較好。彈性階段分布并不均勻，剪應(yīng)力較好。彈性階段分布并不均勻，剪應(yīng)力兩端大，中間小。兩端大，中間小。角焊縫的工作性能角焊縫的工作性能圖圖7.4.3 7.4.3 角焊縫的應(yīng)力分布角焊縫的應(yīng)力分布鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第

26、七章 連連 接接 Chapter 7 Connections2.2.構(gòu)造要求構(gòu)造要求 角焊縫構(gòu)造包括三個方面：角焊縫構(gòu)造包括三個方面：焊腳尺寸、焊縫長度和減小焊腳尺寸、焊縫長度和減小焊縫應(yīng)力集中的措施焊縫應(yīng)力集中的措施。角焊縫的焊腳尺寸是指焊縫根腳至焊縫外邊的尺寸角焊縫的焊腳尺寸是指焊縫根腳至焊縫外邊的尺寸-hf（1 1）焊腳尺寸）焊腳尺寸為了保證焊縫的最小承載能力以及防止焊縫由于冷卻速度為了保證焊縫的最小承載能力以及防止焊縫由于冷卻速度快而產(chǎn)生淬硬組織，導(dǎo)致母材開裂，快而產(chǎn)生淬硬組織，導(dǎo)致母材開裂，hf,min應(yīng)滿足以下要求應(yīng)滿足以下要求: : a) a) 最小焊腳尺寸最小焊腳尺寸( (hf

27、,min) )鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connections自動焊自動焊（溫度高而均勻）（溫度高而均勻）：thf5 .1min手工焊角焊縫：手工焊角焊縫：t較厚焊件的厚度。較厚焊件的厚度。15 . 1minfth15 . 1minfth焊件厚度焊件厚度t4mm時：取時：取hfmin= tT形連接單面角焊縫形連接單面角焊縫（冷卻快）（冷卻快）：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Ch

28、apter 7 Connectionshfmax 1.2t t較薄焊件的板厚。較薄焊件的板厚。 b) b) 最大焊腳尺寸最大焊腳尺寸(hfmax) 對板件（厚度對板件（厚度t t ）邊緣的角焊縫（貼邊焊）邊緣的角焊縫（貼邊焊）當(dāng)當(dāng)t6mm時，時，hfmaxt ；當(dāng)當(dāng)t6mm時，時，hfmaxt - (12)mm 。 為了避免焊縫局部過熱，燒穿較薄的焊件，減小焊接為了避免焊縫局部過熱，燒穿較薄的焊件，減小焊接殘余應(yīng)力和殘余變形，殘余應(yīng)力和殘余變形，hf,max應(yīng)滿足以下要求應(yīng)滿足以下要求: : 直接焊接鋼管結(jié)構(gòu)的尺寸不宜大于支管壁厚的直接焊接鋼管結(jié)構(gòu)的尺寸不宜大于支管壁厚的2 2倍。倍。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)

29、計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connections（2 2）角焊縫計算長度）角焊縫計算長度角焊縫計算長度（角焊縫計算長度（lw）取值）取值lwminlw lwmax 焊腳尺寸的取值焊腳尺寸的取值hfmin hf hfmaxa)a) 最小計算長度最小計算長度（lwmin） 為了使焊縫能有一定的承載能力，根據(jù)使用經(jīng)驗，側(cè)面角焊為了使焊縫能有一定的承載能力，根據(jù)使用經(jīng)驗，側(cè)面角焊縫和正面角焊縫的計算長度均不得小于：縫和正面角焊縫的計算長度均不得小于：lwmin8hf 和和40mm 考慮到焊

30、縫兩端的缺陷，其實際長度應(yīng)較前述數(shù)值還要大考慮到焊縫兩端的缺陷，其實際長度應(yīng)較前述數(shù)值還要大2hflwmax60hf 若實際長度超過以上數(shù)值，則超過部分不納入計算長度中。若實際長度超過以上數(shù)值，則超過部分不納入計算長度中。若內(nèi)力沿側(cè)焊縫全長分布時，計算長度不受此限制。若內(nèi)力沿側(cè)焊縫全長分布時，計算長度不受此限制。 b) b) 側(cè)焊縫最大計算長度側(cè)焊縫最大計算長度（lwmax）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connections 焊角尺寸焊角尺寸：hfd c b adcbahe

31、ehfhf1 1）焊縫的破壞面）焊縫的破壞面7.4.2 直角焊縫的基本計算公式直角焊縫的基本計算公式試驗表明，直角角焊縫的破壞常試驗表明，直角角焊縫的破壞常沿有效厚度方向發(fā)生。沿有效厚度方向發(fā)生。圖圖7.4.9 直角角焊縫截面直角角焊縫截面 有效厚度有效厚度：he （0.7hf） 焊縫厚度焊縫厚度：有效厚度有效厚度+熔深熔深+凸度凸度 有效截面有效截面：有效厚度有效厚度計算長度計算長度計算時假定有效截面上應(yīng)力均勻計算時假定有效截面上應(yīng)力均勻分布。分布。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter

32、7 Connections正面角焊縫正面角焊縫 力力N與焊縫長度方向垂直。與焊縫長度方向垂直。側(cè)面角焊縫側(cè)面角焊縫 力力N與焊縫長度方向平行。與焊縫長度方向平行。wffwefflhN（7.4.7）wfwefflhN（7.4.8）22wffff(3.3.6)f以上各式中：以上各式中： he=0.7hf； lw角焊縫計算長度，考慮起滅弧角焊縫計算長度，考慮起滅弧缺陷時，每條焊縫取其實際長度減去缺陷時，每條焊縫取其實際長度減去2hf。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connection

33、s7.4.3 7.4.3 角焊縫的計算角焊縫的計算1.1.軸心力（拉力、壓力和剪力）作用時角焊縫的計算軸心力（拉力、壓力和剪力）作用時角焊縫的計算 當(dāng)焊件受軸心力，且軸心力通過連接焊縫群的中心，當(dāng)焊件受軸心力，且軸心力通過連接焊縫群的中心，焊縫的應(yīng)力可認(rèn)為是均勻分布的。焊縫的應(yīng)力可認(rèn)為是均勻分布的。(1(1）用蓋板的對接連接）用蓋板的對接連接wffe wNfh lA A、僅采用側(cè)面角焊縫連接、僅采用側(cè)面角焊縫連接NNl lw wS Slw連接一側(cè)的側(cè)面角焊縫連接一側(cè)的側(cè)面角焊縫計算長度的總和計算長度的總和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Str

34、ucture第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 ConnectionswffweNfl hB B、采用三面圍焊連接、采用三面圍焊連接wffweNNfl hNNl lw wl lw w先計算正面角焊縫承擔(dān)的內(nèi)力先計算正面角焊縫承擔(dān)的內(nèi)力S Slw連接一側(cè)的正面角焊縫連接一側(cè)的正面角焊縫計算長度的總和計算長度的總和再計算側(cè)面角焊縫的強(qiáng)度再計算側(cè)面角焊縫的強(qiáng)度S Slw連接一側(cè)的側(cè)面角焊縫連接一側(cè)的側(cè)面角焊縫計算長度的總和計算長度的總和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Conn

35、ections（2 2）承受軸心力的角鋼端部連接）承受軸心力的角鋼端部連接 在鋼桁架中，角鋼腹桿與節(jié)點板的連接焊縫常用兩面?zhèn)仍阡撹旒苤校卿摳箺U與節(jié)點板的連接焊縫常用兩面?zhèn)群?，或三面圍焊，特殊情況也允許采用焊，或三面圍焊，特殊情況也允許采用L L形圍焊（如圖所形圍焊（如圖所示）。腹桿受軸心力作用，為了避免焊縫偏心受力，示）。腹桿受軸心力作用，為了避免焊縫偏心受力，焊縫所焊縫所傳遞的合力的作用線應(yīng)與角鋼桿件的軸線重合傳遞的合力的作用線應(yīng)與角鋼桿件的軸線重合。圖圖7.4.13 桁架腹桿節(jié)點板的連接桁架腹桿節(jié)點板的連接鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel

36、 Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 ConnectionsNN1N2eb角鋼的側(cè)縫連接角鋼的側(cè)縫連接 a) a) 僅用側(cè)面焊縫連接僅用側(cè)面焊縫連接NNN2112-N eNb e解上式得肢背和肢尖的受力為：解上式得肢背和肢尖的受力為：（7.4.14）11b eNNK Nb22eNNK Nb（7.4.15）（7.4.16） 在在N1、N2作用下，側(cè)縫的作用下，側(cè)縫的計算長度為：計算長度為：1w1wf1f20.7Nlhf2w 2wf 2f20.7Nlhf（7.4.17）由平衡條件得：由平衡條件得：肢背肢背肢尖肢尖K1角鋼肢背焊縫的內(nèi)力分配系數(shù)角鋼肢背焊縫的內(nèi)力分配系數(shù)K

37、2角鋼肢尖焊縫的內(nèi)力分配系數(shù)角鋼肢尖焊縫的內(nèi)力分配系數(shù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connections表表7.4.1 角鋼角焊縫內(nèi)力分配系數(shù)角鋼角焊縫內(nèi)力分配系數(shù)K鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connections b) b) 角鋼用三面圍焊時角鋼用三面圍焊時，可減小角鋼的搭接長度?？上燃俣ㄕ?，可減小角鋼的搭接長度?？上燃俣ㄕ娼呛缚p的焊腳尺寸面角焊縫的焊

38、腳尺寸hf3 ，并算出它所能承受的內(nèi)力并算出它所能承受的內(nèi)力N3 ：wfff337 . 02fbhN（7.4.11）11312NK NN（7.4.12）通過平衡關(guān)系得肢背和肢尖側(cè)焊縫受力為通過平衡關(guān)系得肢背和肢尖側(cè)焊縫受力為: :22312NK NN（7.4.13） 角鋼角焊縫圍焊的計算角鋼角焊縫圍焊的計算NN1N2ebN3lw2lw1在在N1、N2作用下，側(cè)焊縫的長作用下，側(cè)焊縫的長度用公式度用公式（7.4.16、7.4.17）。）。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connec

39、tionsNeNx xNy y2wl2wlMANxNxM MNyNyh he eh he et t（1）受彎矩）受彎矩M 、剪力、剪力V 、軸力、軸力N聯(lián)合作用時角焊縫的計算聯(lián)合作用時角焊縫的計算xxNee w2NNAh l由軸心拉力由軸心拉力Nx產(chǎn)生的應(yīng)力：產(chǎn)生的應(yīng)力：由彎矩由彎矩M產(chǎn)生的最大應(yīng)力：產(chǎn)生的最大應(yīng)力：M2ee w62MMWh l2.復(fù)雜受力時角焊縫連接計算復(fù)雜受力時角焊縫連接計算鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 ConnectionsA點產(chǎn)生的剪應(yīng)力：點產(chǎn)生的剪應(yīng)力

40、：yfweNl hxf2e we w6NMh lh lA點控制應(yīng)力最大為控制設(shè)計點點控制應(yīng)力最大為控制設(shè)計點A點產(chǎn)生的正應(yīng)力由兩部分組成：軸心拉力點產(chǎn)生的正應(yīng)力由兩部分組成：軸心拉力Nx和彎矩和彎矩M產(chǎn)產(chǎn)生的正應(yīng)力。直接疊加得：生的正應(yīng)力。直接疊加得：22wfffff代入角焊縫實用計算公式：代入角焊縫實用計算公式：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connections精制螺栓精制螺栓粗制螺栓粗制螺栓代號代號A A級和級和B B級級C C級級強(qiáng)度等級強(qiáng)度等級5.65.6級和級和8.

41、88.8級級4.64.6級和級和4.84.8級級加工方式加工方式車床上經(jīng)過切削而成車床上經(jīng)過切削而成單個零件上一次沖成單個零件上一次沖成加工精度加工精度螺桿與栓孔直徑之差為螺桿與栓孔直徑之差為mm0.5mm螺桿與栓孔直徑之差為螺桿與栓孔直徑之差為1.51.53mm3mm抗剪性能抗剪性能好好較差較差經(jīng)濟(jì)性能經(jīng)濟(jì)性能價格高價格高價格經(jīng)濟(jì)價格經(jīng)濟(jì)用途用途構(gòu)件精度很高的結(jié)構(gòu)（機(jī)械構(gòu)件精度很高的結(jié)構(gòu)（機(jī)械結(jié)構(gòu)）；在鋼結(jié)構(gòu)中很少采結(jié)構(gòu)）；在鋼結(jié)構(gòu)中很少采用用沿螺栓桿軸受拉的連接；次沿螺栓桿軸受拉的連接；次要的抗剪連接；安裝的臨時要的抗剪連接；安裝的臨時固定固定7.5 7.5 螺栓連接

42、螺栓連接1. 1. 普通螺栓連接普通螺栓連接鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connections2. 2. 高強(qiáng)度螺栓連接高強(qiáng)度螺栓連接 高強(qiáng)度螺栓是高強(qiáng)螺桿和配套螺母的合稱。高強(qiáng)度螺栓是高強(qiáng)螺桿和配套螺母的合稱。由由4545號、號、40B40B和和20MnTiB20MnTiB鋼經(jīng)過熱處理加工而成。鋼經(jīng)過熱處理加工而成。 4545號號8.88.8級；級；40B40B和和20MnTiB20MnTiB10.910.9級級 （a）大六角頭螺栓大六角頭螺栓 （b）扭剪型螺栓扭剪型螺栓鋼

43、結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connections高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接高強(qiáng)度螺栓承壓型連接高強(qiáng)度螺栓承壓型連接傳力機(jī)理傳力機(jī)理利用預(yù)拉力把被連接的部利用預(yù)拉力把被連接的部件夾緊，使部件的接觸面件夾緊，使部件的接觸面間產(chǎn)生很大的摩擦力，外間產(chǎn)生很大的摩擦力，外力通過摩擦力來傳遞力通過摩擦力來傳遞允許接觸面滑移，依靠螺栓桿允許接觸面滑移，依靠螺栓桿和螺孔之間的承壓來傳力和螺孔之間的承壓來傳力栓孔直徑栓孔直徑螺桿的公稱直徑螺桿的公稱直徑+1.5+1.52.0mm2

44、.0mm螺桿的公稱直徑螺桿的公稱直徑+1.0+1.01.5mm1.5mm特點特點剪切變形小，彈性性能好，剪切變形小，彈性性能好，特別適用于承受動力荷載特別適用于承受動力荷載的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)連接緊湊，但剪切變形大，不連接緊湊，但剪切變形大，不得用于承受動力荷載的結(jié)構(gòu)得用于承受動力荷載的結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接和承壓型連接比較高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接和承壓型連接比較鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connections7.6.1 7.6.1 螺栓的排列和構(gòu)造要求螺栓的排列和構(gòu)造要求 螺栓的排

45、列應(yīng)簡單、統(tǒng)一而緊湊，滿足受力要求，構(gòu)造合理螺栓的排列應(yīng)簡單、統(tǒng)一而緊湊，滿足受力要求，構(gòu)造合理又便于安裝。排列的方式有并列排列和錯列排列兩種。又便于安裝。排列的方式有并列排列和錯列排列兩種。圖圖7.6.1 螺栓的排列方式螺栓的排列方式1.1.螺栓的排列螺栓的排列并列比較簡單整齊，所用連接板尺寸小，但由于螺栓孔的存在，對構(gòu)件并列比較簡單整齊，所用連接板尺寸小，但由于螺栓孔的存在，對構(gòu)件截面的削弱較大；錯列可以減小螺栓孔對截面的削弱，但螺栓空排列不截面的削弱較大；錯列可以減小螺栓孔對截面的削弱，但螺栓空排列不如并列緊湊，連接板尺寸較大。如并列緊湊，連接板尺寸較大。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 D

46、esign Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connections(1)(1)受力要求受力要求 因此規(guī)范從受力的角度規(guī)定了最大和最小容許間距因此規(guī)范從受力的角度規(guī)定了最大和最小容許間距下限：下限：防止孔間板破裂防止孔間板破裂3d0上限：上限：防止板間張口和鼓曲防止板間張口和鼓曲。b）螺孔中心距限制螺孔中心距限制a）端距限制端距限制防止孔端鋼板剪斷防止孔端鋼板剪斷，2d0 （順力方向）（順力方向）；中心距太大中心距太大15d0(d0為孔徑為孔徑)時，連接進(jìn)入彈塑性工作狀態(tài)后，即使時，連接進(jìn)入彈塑性工作狀態(tài)后，即使內(nèi)力重新分布

47、內(nèi)力重新分布, ,各個螺栓內(nèi)力也難以均勻，端部螺栓首先破各個螺栓內(nèi)力也難以均勻，端部螺栓首先破壞，然后依次破壞。由試驗可得連接的壞，然后依次破壞。由試驗可得連接的抗剪強(qiáng)度折減系數(shù)抗剪強(qiáng)度折減系數(shù)與與l1/d0的關(guān)系曲線。的關(guān)系曲線。*)4.6.3(1501.1601501010dldld時：當(dāng)7 .06001 時時：當(dāng)當(dāng)dl連接所需栓數(shù)：連接所需栓數(shù)：bminNNn(7.6.5)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 ConnectionsFeFTTxyN1TN1TxN1Tyr11F1N

48、1F（2 2）普通螺栓群偏心受剪普通螺栓群偏心受剪F F作用下每個螺栓受力：作用下每個螺栓受力：)6 . 6 . 3(1nFNF基本假設(shè)基本假設(shè) 連接件絕對剛性連接件絕對剛性, , 螺栓彈性；螺栓彈性； T作用下連接板件繞栓群形心轉(zhuǎn)動，各螺栓剪力大小與作用下連接板件繞栓群形心轉(zhuǎn)動，各螺栓剪力大小與螺栓至形心的距離螺栓至形心的距離ri成正比，方向與它和形心的連線垂直。成正比，方向與它和形心的連線垂直。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connections剪力計算公式剪力計算公式 設(shè)

49、各螺栓至螺栓群形心設(shè)各螺栓至螺栓群形心O O的距離為的距離為r1 、r2 、r3 ，rn，各螺栓承受的分力分別各螺栓承受的分力分別為為N1T、 N2T、N3T ， NnT，根據(jù)平衡條根據(jù)平衡條件得：件得：TrNrNrNrNiin33T22T11T（a）TxyN1TN1TxN1Tyr11顯然，顯然，T作用下作用下1號螺栓所受剪力最大（號螺栓所受剪力最大（r1最大）。最大）。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connections1T1nnT1T133T1T122T,NrrNNrrNN

50、rrN（c） 將將（c）式代入式代入（a），），得用得用N1T表達(dá)的表達(dá)的T式：式： TrrNrrrrrNnii12i11T223222111T221211iiiTyxTrrTrN由假設(shè)由假設(shè)得到，得到，nnT3322T11TrNrTNrNrN（b）螺栓螺栓1離形心最遠(yuǎn)是危險螺栓離形心最遠(yuǎn)是危險螺栓, ,最大剪力最大剪力N1T鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connections將將N1T它分解為水平和豎直分力：它分解為水平和豎直分力：221111T1TxiiyxTyryNN（3

51、.5.7） 221111T1TyiiyxTxrxNN（7.6.8）得受力最大螺栓所承受的合力為得受力最大螺栓所承受的合力為: :bmin21F1Ty21Tx1NNNNN（7.6.9）xi第第i個螺栓中心的個螺栓中心的x坐標(biāo)坐標(biāo)yi第第i個螺栓中心的個螺栓中心的y坐標(biāo)坐標(biāo)y1TNoxx11TxN1TyN1r1y11FN如果如果y13x1，則可假定，則可假定xi=0 。 由此得由此得N1Ty=0，11Tx2iTyNy則計算式為：則計算式為：bmin22211NnFyTyNi（7.6.10）（7.6.7）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Struct

52、ure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connections加勁肋加勁肋圖圖7.6.7 翼緣加強(qiáng)的措施翼緣加強(qiáng)的措施 1.1.單個普通螺栓受拉承載力單個普通螺栓受拉承載力bt2ebtebt4fdfAN（7.6.11）Ntb單個螺栓抗拉承載力；單個螺栓抗拉承載力；Ae 螺栓螺紋處的有效面積；螺栓螺紋處的有效面積；de 螺栓有效直徑；附表螺栓有效直徑；附表9.2 (P455) ftb 螺栓的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值。螺栓的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值。 ftb 0.8f 假定拉應(yīng)力在螺栓螺紋處截面上均假定拉應(yīng)力在螺栓螺紋處截面上均勻分布，則一個拉力螺栓的承載力勻分布，則一個拉力螺栓的承載力設(shè)計值：設(shè)計值：7

53、.6.3 7.6.3 普通螺栓的受拉連接普通螺栓的受拉連接鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connections（1 1）栓群軸心受拉）栓群軸心受拉 當(dāng)外力通過螺栓群形心時，當(dāng)外力通過螺栓群形心時，一般假定每個螺栓均勻受一般假定每個螺栓均勻受力，力，因此連接所需的螺栓數(shù)目為：因此連接所需的螺栓數(shù)目為：btNNn （ 7.6.13）bt2ebtebt4fdfAN（7.6.11）3. 3. 普通螺栓群受拉普通螺栓群受拉N鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles

54、 of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 ConnectionsM刨平頂緊刨平頂緊承托承托(板板)M1 2 3 4受壓區(qū)受壓區(qū)y1y2y3N1N2N3N4中和軸中和軸(2(2）栓群承受彎矩作用）栓群承受彎矩作用M作用下螺栓連接按彈性設(shè)計，其假定為：作用下螺栓連接按彈性設(shè)計，其假定為： 連接板件絕對剛性，螺栓為彈性；連接板件絕對剛性，螺栓為彈性； 螺栓群的中和軸位于最下排螺栓的形心處，各螺栓所受螺栓群的中和軸位于最下排螺栓的形心處，各螺栓所受拉力與其至中和軸的距離成正比。拉力與其至中和軸的距離成正比。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Princ

55、iples of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 ConnectionsM刨平頂緊刨平頂緊承托承托(板板)M1 2 3 4受壓區(qū)受壓區(qū)y1y2y3N1N2N3N4中和軸中和軸顯然顯然1號螺栓在號螺栓在M作用下所受拉力最大作用下所受拉力最大)(2211byNyNyNMnn由力學(xué)及假定可得：由力學(xué)及假定可得：)(332211ayNyNyNyNnn鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 3 Connections將式將式(c)代入式代入式(b)得得: :

56、)(1131132112cyyNNyyNNyyNNnn；)(12112222111dyyNyyyyNMniin由式由式(a)得得: :)(12eyyMNniiii因此，設(shè)計時只要滿足下式即可：因此，設(shè)計時只要滿足下式即可：)14. 6 . 3(bt211NyMyNi螺栓螺栓i 的拉力的拉力: : 即受力最大的最外排螺即受力最大的最外排螺栓栓1 1的拉力不超過一個螺栓的拉力不超過一個螺栓的抗拉承載力設(shè)計值的抗拉承載力設(shè)計值鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 3 Connections7.6

57、.4 7.6.4 剪拉螺栓群的計算剪拉螺栓群的計算同時承受剪力和拉力作用的普通螺栓有兩種可能破壞形式：同時承受剪力和拉力作用的普通螺栓有兩種可能破壞形式：一是螺栓桿受剪受拉破壞；二是孔壁承壓破壞。一是螺栓桿受剪受拉破壞；二是孔壁承壓破壞。試驗研究結(jié)果表明，兼受剪力和拉力的螺桿分別除以各自單試驗研究結(jié)果表明，兼受剪力和拉力的螺桿分別除以各自單獨作用的承載力，所得的相關(guān)關(guān)系近似為圓曲線。獨作用的承載力，所得的相關(guān)關(guān)系近似為圓曲線。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 Design Principles of Steel Structure第七章第七章 連連 接接 Chapter 7 Connections規(guī)范規(guī)定：同時承受剪力和桿軸方向拉力的普通螺栓，應(yīng)分別規(guī)范規(guī)定：同時承受剪力和桿軸方向拉力的普通螺栓，應(yīng)分別符合下列公式的要求：符合下列公式的要求： 驗算剪驗算剪- -拉聯(lián)合作用：拉聯(lián)合作用：12btt2bvvNNNN（7.6.17）bvcVNNn（7.6.18）驗算孔壁承壓：驗算孔壁承壓：NVb單個螺栓抗剪承載力設(shè)計值；單個螺栓抗剪承載力設(shè)計值；Ncb單個螺栓承壓承載力設(shè)計值單個螺栓承壓承載力設(shè)計值Ntb單個螺栓抗拉承載力設(shè)計值；單個螺栓抗拉承載力設(shè)計值；Nv 、Nt單個螺栓承受的最大剪力和拉力設(shè)計值。單個螺栓承受的最大剪力和拉力設(shè)計值。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理