第8章钢结构连接

1、第第8章钢结构的连接章钢结构的连接v8.1钢结构的连接方式钢结构的连接方式v连接的方式可分为两大类：焊缝连接和紧固件（螺栓、铆钉等）连接。v焊接，又可分为对接焊缝连接和角焊缝连接.v紧固件连接是指铆钉连接和螺栓连接，常简称栓钉连接，而螺栓连接又有普通螺栓连接和高强度螺栓连接 。v (a) 焊缝连接；(b) 铆钉连接立焊；(c) 螺栓连接 8.2焊缝连接焊缝连接 的特性的特性v8.2.1焊缝连接方法焊缝连接方法 v（1）电弧焊）电弧焊 v最常用的一种焊接方法，分为手工电弧焊和（半）自动埋弧焊. v手工电弧焊所用焊条应与焊件钢材(或称主体金属)相适应，一般为： Q235钢采用E43型焊条(E430

2、0E4328)； Q345钢采用E50型焊条(E5000E5048)；v Q390钢和Q420钢采用E55型焊条(E5500E5518)。v焊条型号中，字母E表示焊条，前两位数字为熔敷金属的最小抗拉强度最小抗拉强度(即分别为420、490、540 N/mm2)，第三、四位数字表示适用焊接位置、电流以及药皮类型等。v不同钢种的钢材相焊接时，宜采用低组配方案低组配方案，即宜采用与低强度钢材相适应的焊条。v埋弧焊所用焊丝和焊剂应与主体金属强度相适应，即要求焊缝与主体金属等强度。 v有关焊条与焊丝焊剂型号和特性见附录2. v(2)电渣焊电渣焊 v 电渣焊是利用电流通过熔渣所产生的热阻，来熔化金属，使之

3、焊合。特别适用于焊接40mm厚度以上的焊件，而且焊件可以不开坡口。v（3）电阻焊）电阻焊 v电阻焊是利用电流通过焊件接触点表面时的电阻所产生的热量，来熔化焊件金属，再利用压力使其焊合。它适用于焊接厚度为612mm的板束。v(4)气体保护焊气体保护焊 气体保护焊是用焊枪中喷出的惰性气体及自动送人焊丝代替焊剂和焊条的一种焊接方法。主要用于手工操作，与手工电弧焊相比较，速度快，焊接变形小。 v焊缝连接的优点是：构造简单，任何形式的构件都可直接相连；用料经济，不削弱截面；制作加工方便，既可手工施焊也可实现自动化操作；连接的密闭性好，结构刚度大，整体性较好。v其缺点是：在焊缝附近的热影响区内，易使局部材

4、质变脆；焊接残余应力和残余变形使构件受力时变形增加、降低了构件的稳定性；焊接结构对裂纹很敏感，局部裂纹一旦发生，就容易扩展到整体，低温冷脆问题较为突出。v8.2.2焊缝连接形式焊缝连接形式v1、按被连接钢材的相互位置分v对接（或平接）、搭接（或错接）、T形（或顶接）连接和角接等。在T形连接中也有被连接件不是垂直的情况。 v2、按构造分v分对接焊缝和角焊缝分对接焊缝和角焊缝焊缝金属填充在被连接件形成的直（斜）角区域内的焊缝称为角焊缝,广泛应用。(a)对接；(b)用拼接盖板的对接；(c)搭接；(d)、(e)T形连接；(f)、(g)角接 v在两焊件连接面的间隙内，用熔化的焊条金属填塞，并与焊件熔化部

5、分相结合，形成的焊缝称为对接焊缝。又分为全熔透和部分熔透(非熔透)两种。v3、按照焊缝的空间位置、按照焊缝的空间位置v即施焊的方位，焊缝又可分为平焊、立焊、横焊和仰焊。v8.2.3焊缝缺陷与焊接质量控制焊缝缺陷与焊接质量控制 v1、缺陷v常见的缺陷有裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、夹渣、咬边、未熔合、未焊透等，以及焊缝尺寸不符合要求、 v焊缝成形不良等。裂纹是焊缝连接中最危险的缺陷。v2、焊缝质量检验v一般采用外观检查和内部无损探伤两种方法，前者检查外观缺陷和几何尺寸，后者检查内部缺陷。 v内部无损检验目前广泛采用超声波，使用灵活、经济，对内部缺陷反应灵敏，但不易识别缺陷性质；有时还用磁粉检验、

6、荧光检验等较简单的方法作为辅助；此外还可采用x射线或射线透照或拍片，尤其x射线应用较广泛。v钢结构工程施工质量验收规范(GB50205)中规定焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级和三级一级、二级和三级。三级焊缝只要求对焊缝作外观检查外观检查且符合三级质量标准；一级、二级焊缝则除外观检查外观检查且符合一级、二级质量标准外，还要求超声波检验超声波检验并符合相应级别的质量标准，若超声波探伤不能对缺陷作出判断时，应采用射线探伤。外观和探伤检查的位置和数量也有专门的规定。v设计中对焊缝质量等级不应提出不恰当的要求设计中对焊缝质量等级不应提出不恰当的要求 v8.2.4焊缝图纸表示焊缝图纸表示v焊缝代号

7、由引出线、图形符号和辅助符号三部分组成。引出线由横线和带箭头的斜线组成。箭头指到图形上的相应焊缝处，横线的上面和下面用来标注图形符号和焊缝尺寸。当引出线的箭头指向焊缝所在的一面时，应将图形符号和焊缝尺寸等标注在水平横线的上面；当箭头指向对应焊缝所在的另一面时，则应将图形符号和焊缝尺寸标注在水平横线的下面。 v焊缝分布比较复杂或用上述标注方法不能表达清楚时，在标注焊缝代号的同时，可在图形上加栅线表示，甚至可加注必要的说明，直至表达清楚。v(a)正面焊缝； (b)背面埠缝； (c)安装焊缝8.3对接焊缝计算和构造对接焊缝计算和构造v8.3.1对接焊缝的构造对接焊缝的构造v对接焊缝的焊件为了保证焊透

8、常需做成坡口，故又叫坡口焊缝。坡口形式有直线形(不切坡口)、半V形(单边V形)、全V形、双V形(X形)、U形、K形。v坡口形式与焊件厚度有关。坡口形式与焊件厚度有关。(a)直边缝；(b) (g)单边V形坡口；(c)V形坡口；(d)X形坡口；(e)U形坡口；(f)K形坡口 v坡口形式和尺寸一般由施工单位根据建筑钢结构焊接技术规程的规定再结合本企业的经验确定。v对于较厚的焊件(t20mm)，则采用U形、K形和X形坡口。对于V形缝和U形缝需对焊缝根部进行补焊。v当板宽或板厚不同时，规范规定：当焊件的宽度不同或厚度在一侧相差4mm以上时，应分别在宽度或厚度方向从一侧或两侧做成坡度不大于l：25的斜角

9、. 不同宽度和厚度板件的拼接 v焊缝的起灭弧处，常会出现弧坑等缺陷，这些缺陷对承载力影响极大，故凡要求等强的对接焊缝施焊时应设置引弧板和引出板（常常简述为引弧板），焊后将它割除。v在设计中不得任意加大焊缝，避免焊缝立体交叉和在一处集中大量焊缝，同时焊缝的布置应尽可能对称于构件形心轴，以减少应力集中现象并降低残余应力的影响。v8.3.2对接焊缝的强度对接焊缝的强度v对接焊缝分焊透和部分焊透两种。v本节讲述焊透的对接焊缝。v焊缝金属的强度一般高于母材，所以对接焊缝连接的破坏通常不会在焊缝金属部位，而是在母材或焊缝附近的热影响区。但是，由于焊接技术问题，焊缝中存在缺陷 v等，试验证明，这些缺陷对受压

10、和受剪的对接焊缝影响不大，但对受拉的对接焊缝影响却较为显著。v一、二级焊缝的一、二级焊缝的抗拉强度可与母材相等抗拉强度可与母材相等，而三级焊缝允，而三级焊缝允许存在的缺陷较多，其抗拉强度取为母材强度的许存在的缺陷较多，其抗拉强度取为母材强度的85%。v8.3.2 .对接焊缝的计算对接焊缝的计算v1.对接焊缝受轴心力作用：v式中 vN轴心拉力或压力；vlw 焊缝的计算长度。施焊时，焊缝两端设置引弧板和引出板时，取焊缝的实际长度；无引弧板和引出板时，取实际长度减去2t；vt在对接接头中连接件的较小厚度；在T形接头中为腹板厚度；wwtwfftlNc或 v 对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值。v三级焊缝的

11、抗拉强度比母材低。故当设置引弧板和引出板时，只有三级焊缝才需按上式进行抗拉强度验算。v如果用直缝不能满足抗拉强度要求时，可采用如图(b)所示的斜对接焊缝。计算表明，焊缝与作用力N的夹角满足 时，斜焊缝长度的增加能抵消抗拉强度的不足，可不再进行验算 . wwtffc、5 . 1tan(a)垂直焊缝； (b)斜向焊缝 v2. 对接焊缝承受弯矩和剪力的共同作用对接焊缝承受弯矩和剪力的共同作用v式中 v M、V焊缝截面所承受的弯矩、剪力；v Ww、Iw焊缝截面对中性轴的抗弯模量和惯性矩，注意无引弧板和引出板时，每条焊缝的计算长度等于实际长度减去2t； Sw计算剪应力处以上焊缝截面对中性轴的面积矩； v

12、 对接焊缝的抗剪强度设计值，见附录1附表1.2； wwtwffWMc或wvwwftIVSwvf v图(b)所示是工字形截面粱的对接焊缝接头，除应分别验算最大正应力和剪应力外，对于同时受有较大正应力和较大剪应力的腹板与翼缘交接点处，还应按下式验算折算应力：v式中 1、1验算点处的焊缝正应力和剪应力；v1.1考虑到最大折算应力只在局部出现，而将强度设计值适当提高的系数。wtf1 . 1321218.4角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算v8.4.1角焊缝构造角焊缝构造v角焊缝受力特点与对接焊缝完全不同，其的应力状态要复杂得多，且容易引起应力集中现象，但对被连接件加工精度要求低、施工方便而常常被采用

13、。v角焊缝一般用于搭接连接和T形连接。v焊缝长度方向垂直于力作用方向称为正面角焊缝（亦称端焊缝）、平行于力作用方向称为侧面角焊缝（亦称侧焊缝）、如图。 v1、最小焊脚尺寸：、最小焊脚尺寸：如果板件厚度较大而焊缝过小，则施焊时焊缝冷却速度过快而产生淬硬组织，易使焊缝附近主体金属产生裂纹。这种现象在低合金高强度钢中尤为严重。v要求：v式中，t为较厚板件的厚度为较厚板件的厚度，单位mm；当焊件厚度4mm时，则最小焊脚尺寸应与焊件厚度相同，即hf4mm。v2、最大焊脚尺寸：、最大焊脚尺寸：角焊缝的焊脚尺寸不能过大，否则易使母材形成“过烧”现象，而使构件产生较大的焊接残余变形和残余应力。v要求： hf1

14、.2tmin vtmin为较薄焊件的厚度。thf5 . 1 v3、不等焊脚尺寸的应用：、不等焊脚尺寸的应用：当两焊件厚度相差悬殊时(下图)，用等焊脚尺寸往往无法满足最大和最小焊脚尺寸的规定。为解决这一矛盾，规范推荐采用不等焊脚尺寸。v4、侧面角焊缝的最小长度、侧面角焊缝的最小长度 侧面角焊缝的计算长度: lf 8hf和和40mm v5.侧面角焊缝的最大计算长度侧面角焊缝的最大计算长度: lf60hfv若内力沿侧面角焊缝全长分布、以及粱的支承加劲肋与腹板连接焊缝等，计算长度可不受上述限制。v6、角焊缝的围焊和绕角焊角焊缝的围焊和绕角焊v围焊分为三面围焊和L形围焊。围焊的转角处是连接的重要部位，如

15、在此处熄火或起落弧会加大应力集中的影响，所以所有围焊的转角处必须连续施焊。v在非围焊的情况下，角焊缝的端部正好在构件连接的转角处，如此处做长度为2hf的绕角焊，可以避免起落弧缺陷引起转角处过大的应力集中。8.4.2角焊缝的受力特点及强度角焊缝的受力特点及强度v1、受力特点、受力特点v当角焊缝两焊脚边的夹角为90时，称为直角角焊缝。v角焊缝的表面一般做成凸形，但对直接承受动力荷载结构中的角焊缝，为了减少应力集中，常将焊缝表面做成凹形。但是经验表明，由于凹形表面收缩时拉应力较大，容易在焊后产生裂纹，而凸形焊缝收缩时反而不容易开裂。 (a)等焊角（凸形）； (b) 不等焊角； (c) 等焊角（凹形）

16、 v正面角焊缝的根部(图中的“A”点)和趾部(图中的“B”点)都有很大的应力集中。应力集中系数随根部的熔深大小和焊趾处斜边与水平边夹角而变。增大熔深和减小夹角均可大大降低应力集中系数。v侧面角焊缝(图a)主要承受剪应力，塑性较好，弹性模量低，强度也较低。传力线通过侧面角焊缝时产生弯折，因而应力沿焊缝长度方向的分布不均匀，呈两端大而中间小的状态。 v2、角焊缝的强度v直角角焊缝的破坏常发生在喉部及其附近，通常认为直角角焊缝是以45方向的最小截面(即有效厚度与焊缝计算长度的乘积)作为有效截面或称计算截面。可求得作用于有效截面上的三种应力：垂直于有效截面的正应力、垂直于焊缝长度方向的剪应力、以及沿焊

17、缝长度方向的剪应力。计算有效厚度he时，不考虑熔深和凸度。而角焊缝的强度与熔深有很大的关系，尤其是埋弧自动焊的熔深较大。 v3、实用计算方法、实用计算方法v1）在通过焊缝形心的拉力、压力或剪力作用下：）在通过焊缝形心的拉力、压力或剪力作用下：v对正面角焊缝：v对侧面角焊缝：v2）f和和f 共同作用时：共同作用时：v式中vf 按焊缝有效截面（ helw ）计算，垂直于焊缝长度方向的应力；wffwefflhNwfwefflhNwfffff22 vf 按焊缝有效截面计算，沿焊缝长度方向的剪应力;vhe角焊缝的计算厚度；he=0.7hf ；vlw角焊缝的计算厚度，有引弧板为lf；无引弧板为lf 2hf

18、；vf 正面角焊缝的强度增大系数：承受静载和间接承受动载时为1.22，直接承受动载时为1.0。v8.4.3角焊缝的计算角焊缝的计算v1、承受轴心力作用时角焊缝连接计算、承受轴心力作用时角焊缝连接计算v当采用三面围焊时，拼接板v的宽度通常可根据被连接件v的宽度来确定: wefwflhfN v计算侧面角焊缝的强度（确定焊缝长度）：v承受斜向轴心力的角焊缝计算：v将力N分解为垂直于和平行于焊v缝方向的分力,利用基本公式计算。v将力N分解为垂直于和平行于焊缝方向的分力v 、 ，则wfwefflhNNweflhNsinsinNNxcosNNyweflhNcoswfwewefflhNlhN22cossin

19、2、承受轴心力的角钢角焊缝计算承受轴心力的角钢角焊缝计算v钢桁架中，弦杆、腹杆承受中心拉力或压力，这些杆件常常采用角钢组成,焊缝所传递的合力的作用线应与角钢杆件的轴线重合 ,肢背处受力大而肢尖处受力小，可用内力分配系数量化。v对于图(a)所示角钢只用侧焊缝连接时，设N1、N2分别为角钢肢背焊缝和肢尖焊缝承担的内力，由平衡条件得：NkNeeeN12121NkNeeeN22112 v式中：K1、K2为焊缝内力分配系数，可按表查得。v对于三面围焊（图(b)），可先确定正面角焊缝所分担的轴心力：v再通过平衡关系可解得：v当杆件受力很小时，可采用L形围焊（图(c)），令，由上式得： v代入前式得：337

20、 . 0wfwfflfhN223132121NNkNNeeeN223232112NNkNNeeeNNkN232NkkN)(2113、弯矩、轴心力和剪力联合作用下的角焊缝连接计、弯矩、轴心力和剪力联合作用下的角焊缝连接计算算v3、承受偏心斜向力的角焊缝连接计算、承受偏心斜向力的角焊缝连接计算v图所示的双面角焊缝连接承受偏心斜拉力N的作用 ,图中A点应力最大、为控制设计点。此处垂直于焊缝长度方向的应力由和M产生的两部分组成：26wewexflhMlhN v平行于焊缝长度方向的应力为：v有有v4、受弯矩作用（牛腿）角焊缝连接计算、受弯矩作用（牛腿）角焊缝连接计算v翼缘焊缝最外纤维处的应力为：weyf

21、lhNwfffff22wffwffhIM21 v式中 Iw全部焊缝有效截面对其中和轴的惯性矩；vM全部焊缝所承受的弯矩；v h上下翼缘焊缝有效截面最外纤维之间的距离。v腹板焊缝承受垂直于焊缝长度方向、沿梁高度呈三角形分布的弯曲应力和平行于焊缝长度方向、且均匀分布的剪应力的作用，设计控制点为翼缘与腹板交汇点处A，其弯曲应力和剪应力分别按下式计算：v有222hIMwf22 weflhFwfffff225、T形截面牛腿角焊缝连接计算形截面牛腿角焊缝连接计算v“A点由弯矩产生的应力为：v由剪力F产生的剪应力为：v式中 IW 全部焊缝有效截面对其中和轴的惯性矩； v y2 中和轴至A点的距离。v 竖直焊

22、缝有效面积之和。2yIFewf22 weflhF22 welh v有v6、承受扭矩或扭矩与剪力联合作用的角焊缝连接计算、承受扭矩或扭矩与剪力联合作用的角焊缝连接计算v如图该连接角焊缝承受竖向剪v力VF和扭矩TFe作用。计v算角焊缝在扭矩T作用下产生v的应力时，假定被连接件是绝v对刚性的，它有绕焊缝形心ov旋转的趋势，而角焊缝本身是v弹性；角焊缝群上任一点的应v力方向垂直于该点与形心的连线，且应力大小与连线长度r成正比。wfffff22 v焊缝上任一点的应力，其方向垂直于该点与o点的连线、大小与距离r成正比。此焊缝的最危险点为A点或A点，扭矩T在此点产生的应力为：v分解为垂直于焊缝长度方向的应力

23、和沿焊缝长度方向的剪应力：v由轴心作用的剪力V=F产生的沿焊缝长度方向的应力：v有v式中：Ip-为焊缝有效截面的极惯性矩。pTITrpyyTfITrrrpxxTTITrrrweVlhFwfVTfff22yxpIII8.5焊接残余应力和焊接残余变形焊接残余应力和焊接残余变形v8.5.1焊接残余应力产生原因和对钢结构的影响焊接残余应力产生原因和对钢结构的影响v焊接应力有纵向应力、横向应力及厚度方向应力，它们都是收缩变形引起的。v1.纵向焊接残余应力纵向焊接残余应力v纵向焊接残余应力指的是沿焊缝长度方向的焊接应力 v2.横向焊接残余应力横向焊接残余应力v横向焊接残余应力是指垂直v于焊缝长度方向的焊接

24、应力。v（a）纵向收缩引起的横向残余应力v（b）横向收缩引起的横向残余应力；v（c）横向残余应力合成 v 施焊方向对横向焊接残余应力的影响v 3.沿厚度方向的焊接残余应力沿厚度方向的焊接残余应力v厚度方向焊接残余应力指的是沿构件厚度方向的焊接应力。v4.焊接残余应力对结构性能的影响焊接残余应力对结构性能的影响 v1）对结构构件静力强度的影响：不会影响结构强度；v2）对结构构件刚度的影响：降低结构的刚度； v3）对结构构件其它方面的影响：对结构的疲劳强度有明显的不利影响 ;增加钢材在低温下的脆断倾向。 v上图是具有焊接残余应力的轴心受拉构件应力变化示意图。v设轴心受拉构件在受荷前(N=0)截面上

25、就存在纵向焊接应力，并假设其分布如图(a)所示。在轴心力N作用下，截面bt部分的焊接拉应力已达屈服点fy，应力不能再增加，如果钢材具有一定的塑性，拉力N就仅由受压的弹性区承担。两侧受压区应力由原来受压逐渐变为受拉，最后应力也达到屈服点fy，这时全截面应力都达到fy （图b）。 8.5.2焊接残余变形焊接残余变形 v8.5.3减小焊接残余应力和焊接残余变形的方法减小焊接残余应力和焊接残余变形的方法v1、设计方面、设计方面v采用适宜的焊脚尺寸和长度，搭接角焊缝宜采用细长焊缝，不用粗短焊缝；焊缝尽可能对称布置，连接尽量平 v滑；避免焊缝过分集中或多方向焊缝相交于一点，常采用使次要焊缝断开而主要焊缝连

26、续通过的构造；搭接连接中不应只采用正面角焊缝传力；焊缝应布置在焊工便于施焊的位置，尽量避免仰焊。v2、焊接工艺、焊接工艺v应采用合理的焊接顺序和方向，用对称焊、分段焊、厚度方向分层焊等；应先焊收缩量较大的焊缝，后焊收缩量较小的焊缝，先焊错开的短缝，后焊通直的长缝，；先焊使用时受力较大的主要焊缝，后焊受力较小的次要焊缝，采用预热和后热措施，即旋焊前先将构件整体或局部预热至100C300，焊后保温一段时间，从而降低焊接残余应力并减少发生裂纹的危险；采用高温回火以减小焊接残余应力；用头部带小圆弧的小锤轻击焊缝。8.6普通螺栓连接的构造和计算普通螺栓连接的构造和计算v普通螺栓分为A、B、C三个级别。A

27、、B级用于机械，建筑用C级螺栓，有“4.6级”和“4.8级”，而用于A、B级螺栓的有“5.6级”和“8.8级”。小数点前的数字“4”、“5”、“8表示螺栓材料的抗拉强度不小于400N/mm2、500 N/mm2和800 N/mm2，小数点及后面的数字“0.6”、“0.8”表示螺栓材料的屈强比。A、B级为精制螺栓,孔为I类孔。虽然精度高，受剪性能好，但制作复杂，安装困难，价格较高，很少在钢结构中采用 . vC级螺栓为粗制螺栓，由未经加工的圆钢压制而成。成孔一般采用在单个零件上一次冲成或不用钻模钻成，属类孔。螺栓孔的直径比螺栓杆的直径大23mm(螺栓杆直径小于24mm的为2mm、大于24的为3mm

28、、)。常作为安装螺栓使用。 8.6.1普通螺栓排列和构造普通螺栓排列和构造v1.最少螺栓数要求最少螺栓数要求 每一杆件在节点上以及拼接接头一端，螺栓数目不宜少于2个。v2.螺栓排列螺栓排列v螺栓的排列应尽量简单、统一、紧凑 ,常用的螺栓布置有并列和错列两种(图，中距有时也称线距、栓距)。 v螺栓的布置和排列应满足下列要求：v1）受力要求：）受力要求：从受力的角度以构造要求的形式规定了最大和最小的螺栓容许距离。v2)构造要求：构造要求：当螺栓之间的距离过大时，被连接的构件接触面就不够紧密，潮气容易浸入缝隙而造成腐蚀，所以要规定螺栓的最大容许距离。v3）施工要求：）施工要求：要保证一定的空间，便于

29、转动螺栓扳手，因此规定了螺栓的最小容许间距。 v 螺栓的最小和最大容许间距 8.6.2普通螺栓的工作性能普通螺栓的工作性能v普通螺栓连接按受力情况可分为三类：螺栓只承受剪力；螺栓只承受拉力。v1、受剪螺栓的工作性能v主要通过栓杆受剪和板件承压来传力。v破坏类型有：破坏类型有：v(1)栓钉杆被剪断；栓钉杆被剪断；(2)较薄的连接板被挤压破坏较薄的连接板被挤压破坏；通常又把这种破坏称为螺栓承压破坏； (3)板被拉板被拉(压压)坏；坏； (4)板件端部被剪坏；板件端部被剪坏；当栓钉孔距板端太近时，可能出现这种破坏。 (5)螺栓杆受弯破坏。螺栓杆受弯破坏。 v单个普通螺栓的抗剪承载力计算单个普通螺栓的

30、抗剪承载力计算v受剪承载力受剪承载力v承压承载承压承载v单个普通螺栓的承载力单个普通螺栓的承载力v式中 nv受剪面数目，常见的搭接为单剪nv1、加上下盖板的为双剪nv2； d螺杆直径；bVVbVfdnN42bcbctfdN,minminbvbcbVNNN v 螺杆抗剪强度设计值， vt同一受力方向的承压构件的较小总厚度；v 承压强度设计值，v 一个螺栓抗剪承载力设计值与承压承载力设计值的较小值。v2、受拉螺栓的工作性能、受拉螺栓的工作性能v如图螺栓受拉的T形连接。bcfbVfbcfbVNmin v当构件刚度不足够大时，由于杠杆作用，在构件外侧要产生撬力，螺栓受到的拉力要大于外拉力。v因此普通螺

31、栓抗拉强度设计值只取为螺栓钢材抗拉强度螺栓钢材抗拉强度设计值的设计值的0.8倍倍.以考虑以考虑撬力的影响。v单个抗拉螺栓的承载力设计值为:v式中 vde、Ae螺栓的有效直径和有效截面面积，要考虑螺纹的 影响，P250表8-6。 v 螺栓抗拉强度设计值。v8.6.3受剪螺栓群的计算受剪螺栓群的计算v 1、轴心受剪btebtebtfdfAN42btf v -一个螺栓抗剪承载力设计值与承压承载力设计值的较小值。v解扣现象，解扣现象，因而螺栓群承载力较单个螺栓承载力之和低，计算时应考虑折减。v当连接长度l115d0时，考虑将螺栓的抗剪承载力设计值折减降低、仍按平均值计算。此折减系数可归纳为：bVNNn

32、minbVNmin v则对长连接，所需抗剪螺栓数为：v同时要验算构件净截面强度：v式中vAn构件的净截面面积；v如图按1-1或2-2截面计算。7 . 01501 . 101dlbVNNnminfANn2、偏心受剪、偏心受剪v如图螺栓群偏心受剪力F，向螺栓群形心简化，可得通过其形心的剪力F和扭矩（弯矩）T=Fe,在通过其形心的剪力作用下，每个螺栓受力相等：nFNF1 v在扭矩作用下，每个螺栓受剪，假定连接构件是绝对刚性，螺栓在扭矩作用下绕螺栓群形心旋转，其受力大小与到螺栓群形心的距离成正比，方向垂直于螺栓与形心的连线。v由内外力矩平衡可得：v栓钉受力大小与其到形心的距离成正比，则：nTnTTrN

33、rNrNT2211nTnTTrNrNrN22112222222111)()()()(iiTinnTnTTrrNrrNrrNrrNT v故得螺栓i因力矩T而产生的剪力为：v在扭矩T作用下的剪力在x、y轴方向的分量：v螺栓群偏心受剪时，受力最大的螺栓1所受的合力为：222iiiiiTiyxTrrTrN22iiiiiTiTixyxTyryNN22iiiiiTiTiyyxyxrxNNbVTyFTxNNNNNmin2112118.6.4螺栓群受拉力作用螺栓群受拉力作用v1、轴心受拉计算、轴心受拉计算v连接所需螺栓数为:v2、轴心力和弯矩共同作用下的计算轴心力和弯矩共同作用下的计算btNNn v剪力V直接

34、通过承托板传递，螺栓受轴心力和弯矩作用。v在弯矩作用下，每个受力的大小与其到螺栓群形心轴的距离成正比，有v所以 .v内外力矩平衡可得:v即v所以KyNyNyNyNnMniMiMM221111KyNM22KyNMnMnKyNnMniMiMMyNyNyNyNM22112122221niKyKyKyKyM2iyKM2iyMK v底排与顶排螺栓受力分别为最小和最大：v式中 n连接中螺栓总个数；v y1“1”号即顶排螺栓到旋转轴的距离；v yn“n”号即底排螺栓到旋转轴的距离； vyi“i”号螺栓到旋转轴的距离；v当由上式算得的Nmin0时，说明所有螺栓均受拉，构件绕栓钉群形心轴旋转，此时应验算满足条件

35、： 2mininyMynNN21maxiyMynNNbtNNmax v计算时会出现Nmin0的情况，表示该连接的下部螺栓受压，而这是不可能的。v因此这时应按构件绕底排螺栓连线轴z一z转动：ve轴心力N到底排螺栓连线轴的距离；vy1顶排螺栓到底排螺栓连线轴的距离，v 连接中所有螺栓到旋转轴(底排螺栓连线轴)的距离平方和; v当无轴心力N而只有弯矩M作用时，是这种连接的一个特例。 btiNyyNeN12 max2 iy8.6.5普通螺栓受剪力和拉力联合作用的计算普通螺栓受剪力和拉力联合作用的计算v兼受剪力和拉力的普通螺栓 (图), 应考虑两种可能的破坏形式：一是螺杆受剪 受拉破坏；二是孔壁承压破坏

36、。v如图，不设支托时，螺栓v受到拉力和剪力的作用。v按下式计算：v同时要求vNv,Nb-一个螺栓所承受的剪力和拉力设计值；v 一个螺栓的螺杆抗剪和抗拉承载力设计值。v 一个螺栓孔壁承压承载力设计值。 122bttbVVNNNNbcVNN bVNbtNbcN8.7高强度螺栓连接的构造和计算高强度螺栓连接的构造和计算v8.7.1工作性能工作性能v高强度螺栓采用高强度钢材制成。分8.8级、10.9级 ，螺母和垫圈也采用经过热处理 的45号和35号钢 制成。v高强度螺栓连接分为摩擦型高强度螺栓连接和承压型高强度螺栓连接。孔一般采用类钻孔，孔径比螺栓杆公称直径大1.52mm(摩擦型)或11.5mm(承压型)。v摩擦型高强度螺栓连接的剪切变形小，弹性性能好，抗疲劳性能好，特别适用于承受动力荷载的结构。v承压型高强度螺栓连接的承载力比摩擦型的高，可节约螺栓，但剪切变形稍大，一般用于承受静力荷载。v通常对连接板件的接触面进行处理 ,以提高摩擦阻力. v1、高强螺栓、高强螺栓摩擦型连接的抗剪工作性能摩擦型连接的抗剪工作性能 v靠压紧的构件接触面的摩擦力来传递外力。v2、承压型高强度螺栓连接的工作性能