钢结构的连接和节点构造课件

第七章

钢结构的连接和节点构造第七章

钢结构的连接和节点构造1主要内容：7.1钢结构对连接的要求及连接方法

7.2焊接连接的特性

7.3对接焊缝的构造和计算

7.4角焊缝的构造和计算

7.5焊接残余应力和残余变形

7.6普通螺栓连接的构造和计算

7.7高强螺栓连接的性能和计算

7.8焊接梁翼缘焊缝计算

7.12柱脚设计主要内容：7.1钢结构对连接的要求及连接方法

7.2焊接2﹡连接要求足够的强度、刚度和延性﹡连接方法

焊接、铆接和螺栓连接7.1钢结构对连接的要求及连接方法﹡连接要求7.1钢结构对连接的要求及连接方法3﹡

焊接，广泛采用﹡铆接，应用较少﹡螺栓连接◆普通螺栓A、B级C级◆

高强螺栓摩擦型连接承压型连接特点：﹡焊接，广泛采用特点：4电弧焊、电渣焊、气体保护焊和电阻焊等手工电弧焊焊条与焊件金属强度相适应：Q235钢用E43系列；Q345用E50系列；Q390、Q420用E55系列。﹡手工电弧焊7.2焊接连接的特性7.2.1焊接方法EXX的XX表示焊条的最低抗拉强度。电弧焊、电渣焊、气体保护焊和电阻焊等手工电弧焊5焊条和焊剂要保证熔敷金属的抗拉强度不低于相应手工焊条数值。﹡埋弧焊焊条和焊剂要保证熔敷金属的抗拉强度不低于相应手工焊6﹡电渣焊﹡气体保护焊﹡电阻焊﹡电渣焊7﹡

优点省工省材任何形状的构件均可直接连接密封性好，刚度大﹡

缺点材质劣化残余应力、残余变形一裂即坏、低温冷脆7.2.2焊接连接的优缺点﹡优点7.2.2焊接连接的优缺点87.2.3焊缝缺陷﹡焊缝缺陷裂纹、气孔、烧穿、夹渣、未焊透、咬边、焊瘤等7.2.3焊缝缺陷裂纹、气孔、烧穿、夹渣、未焊透、咬边、9钢结构的连接和节点构造课件10三级焊缝：外观检查，外观尺寸和缺陷；二级焊缝：在外观检查的基础上再做无损检验，用超声波检验每条焊缝的20％长度，且不小于200mm；一级焊缝：在外观检查的基础上用超声波检验每条焊；全部长度，以便揭示焊缝内部缺陷；对承受动力荷载的重要构件焊缝，增加伽马射线探伤。﹡焊缝等级：《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205）三级﹡强度折减：

高空安装焊缝，强度设计值乘以0.9。三级焊缝：外观检查，外观尺寸和缺陷；﹡焊缝等级：《钢结构工程117.2.4焊缝连接型式及焊缝型式﹡连接型式平接、搭接、T形连接、角接7.2.4焊缝连接型式及焊缝型式平接、12﹡焊缝型式对接焊缝和角焊缝﹡焊缝型式13按施焊位置焊缝沿长度分布情况：连续角焊缝和断续角焊缝按施焊位置焊缝沿长度分布情况：连续角焊缝和断续角焊缝14﹡作用

表明焊缝型式、尺寸和辅助要求﹡表示方法(GB324-88)

由基本符号、引出线、辅助符号、补充符号和焊缝尺寸等部分组成7.2.5焊缝代号﹡作用7.2.5焊缝代号15钢结构的连接和节点构造课件16钢结构的连接和节点构造课件17钢结构的连接和节点构造课件18分为：I形缝、V形缝、带钝边单边V形缝、带钝边V形缝（也叫Y形缝）、带钝边U形缝、带钝边单边V形缝和双Y形缝等7.3对接焊缝的构造和计算7.3.1构造要求﹡

坡口形式斜坡口为了和焊缝根部共同形成一个焊条能运转的施焊空间分为：I形缝、V形缝、带钝边单边V形缝、带钝7.319钢结构的连接和节点构造课件20﹡不同宽度和厚度的钢板拼接动载时不大于1:4，计算时取较薄焊件厚度﹡不同宽度和厚度的钢板拼接动载时不大于1:4，计算时取较薄焊21钢结构的连接和节点构造课件227.3.2对接焊缝的计算计算原则用计算焊件的方法。I、II级等强不计算，仅计算III级焊缝（1）轴心受力的对接焊缝

＝N/(lwt)≤fwt或fwc7.3.2对接焊缝的计算用计算焊件的方法。I、I23（2）受弯、受剪的对接焊缝计算＝M/Ww≤fwt＝VS/(Iwt)≤fwv（2）受弯、受剪的对接焊缝计算24（3）轴力、剪力和弯矩共同作用时，对接焊缝的最大正应力为轴力和弯矩引起的应力之和，剪力和折算应力和上面相同。（3）轴力、剪力和弯矩共同作用时，对接焊缝的最大正应力为轴力257.3.3部分焊透的对接焊缝计算原则：按角焊缝计算7.3.3部分焊透的对接焊缝267.4角焊缝的构造和计算

7.4.1构造和强度﹡截面形状、有效截面7.4角焊缝的构造和计算﹡截面形状、有效截面27

﹡应力分布侧面角焊缝的应力分布﹡应力分布28正面角焊缝的应力分布正面角焊缝的应力分布29角焊缝的应力—位移曲线角焊缝的应力—位移曲线30

hf应与焊件的厚度相适应。对手工焊，hf应不小于，t为较厚焊件的厚度(mm)，对自动焊，可减小1mm；

hf应不大于较薄焊件厚度的1.2倍。

﹡焊脚尺寸的限制不等边角焊缝要求hf应与焊件的厚度相适应。﹡焊脚尺寸的限制31

对于板件边缘的焊缝，当t≤6mm时，hf≤t；当t>6mm时，hf＝t－(1~2)mm。焊缝长度lw

也不应太长或太短，其计算长度不宜小于8hf和40mm，且对侧面角焊缝，不宜大于60hf，超出部分不计。若内力沿侧面角焊缝全长分布，则不受此限。对于板件边缘的焊缝，当t≤6mm时，hf≤t；当t327.4.2角焊缝计算的基本公式7.4.2角焊缝计算的基本公式33则有则有34仅有平行于焊缝长度方向的轴心力时角焊缝计算的基本公式为:仅有垂直于焊缝长度方向的轴心力时

同时有平行和垂直于焊缝长度方向的轴心力时仅有平行于焊缝长度方向的轴心力时角焊缝计算的基本公式为:仅有357.4.3常用连接方式的角焊缝计算1、受轴心力作用的拼接板连接仅侧面角焊缝（图a）仅正面角焊缝（图b）7.4.3常用连接方式的角焊缝计算1、受轴心力作用的拼接板36三面围焊时（图c）

先计算计算正面角焊缝l1受力N1，剩余的N－

N1由侧面角焊缝l2承担。菱形拼接板（图d）

简化计算不计正面及斜焊缝的f：三面围焊时（图c）先计算计算正面角焊缝l1受力N1，剩372、受轴心力作用的角钢连接当用侧面角焊缝连接时（图a）肢背

N1=e2

N/(e1+e2)=K1

N

肢尖

N2=e1

N/(e1+e2)=K2

N=N–N1

2、受轴心力作用的角钢连接当用侧面角焊缝连接时（图a）肢背38钢结构的连接和节点构造课件39三面围焊时（图b）正面角焊缝承担的力为N3

=0.7hf∑lw3βf

ffw侧面角焊缝承担的力为

肢背N1

=e2

N/(e1+e2)－N3

/2=K1

N－N3

/2

肢尖N2

=e1

N/(e1+e2)－N3

/2=K2N－N3

/2三面围焊时（图b）正面角焊缝承担的力为N3=0.7hf40L形焊缝（图c）正面角焊缝承担的力为:N3

=0.7hf∑lw3βf

ffw侧面角焊缝承担的力为:N1=N－N3

L形焊缝（图c）正面角焊缝承担的力为:N3=0.7hf413、弯矩作用下的焊缝3、弯矩作用下的焊缝424、扭矩作用下的焊缝焊缝群受扭：假定:4、扭矩作用下的焊缝假定:43环焊缝受扭环焊缝受扭445、弯矩、剪力和轴心力共同作用5、弯矩、剪力和轴心力共同作用456、扭矩、剪力和轴心力共同作用6、扭矩、剪力和轴心力共同作用467、塞焊计算7、塞焊计算477.5.1焊接残余应力的分类和产生的原因﹡纵向残余应力7.5

焊接残余应力和残余变形7.5.1焊接残余应力的分类和产生的原因﹡纵向残余应力7.48﹡横向残余应力﹡横向残余应力49﹡厚度方向的残余应力﹡厚度方向的残余应力50﹡约束状态下的焊接应力﹡约束状态下的焊接应力517.5.2焊接残余应力的影响﹡对结构静力强度的影响：无影响7.5.2焊接残余应力的影响﹡对结构静力强度的影响：无影响52﹡对结构刚度的影响﹡对压杆稳定的影响：残余压应力﹡对结构刚度的影响﹡对压杆稳定的影响：残余压应力53﹡对低温冷脆的影响：三向应力﹡对疲劳强度的影响：高额残余拉应力﹡对低温冷脆的影响：三向应力﹡对疲劳强度的影响：高额残余拉应547.5.3焊接残余变形﹡残余变形形式7.5.3焊接残余变形﹡残余变形形式55﹡残余变形形式﹡残余变形形式567.5.4减小焊接残余应力和焊接残余变形的方法﹡采取合理的施焊次序7.5.4减小焊接残余应力和焊接残余变形的方法﹡采取合理的57﹡施焊前加相反的预变形（图a、b）﹡焊前预热，焊后回火（图c）﹡施焊前加相反的预变形（图a、b）587.5.5合理的焊缝设计焊接位置要应尽量对称于截面重心焊缝尺寸要适当，采用较小的焊脚尺寸焊缝不宜过分集中（图a）应尽量避免三向焊缝交叉（图b）考虑钢板分层问题（图c）焊条易达到（图d）避免仰焊7.5.5合理的焊缝设计焊接位置要应尽量对称于截面重心59钢结构的连接和节点构造课件607.6.1螺栓连接的排列和构造要求﹡排列方式：并列或错列7.6普通螺栓的构造和计算7.6.1螺栓连接的排列和构造要求﹡排列方式：并列或错列761受力要求：

钢板端部不剪断，端距不应小于2d0;受拉时，栓距和线距不应过小；受压时，沿作用力方向的栓距不宜过大构造要求：栓距和线距不宜过大施工要求：有一定的施工空间﹡排列要求受力要求：﹡排列要求62钢结构的连接和节点构造课件63﹡孔、螺栓图例

﹡孔、螺栓图例647.6.2普通螺栓连接受剪、受拉时的性能﹡传力方式：抗剪螺栓和抗拉螺栓7.6.2普通螺栓连接受剪、受拉时的性能﹡传力方式：抗剪螺651、抗剪螺栓连接﹡破坏形式：螺栓杆剪断；孔壁压坏；板被拉断；板端被剪断；螺栓杆弯曲

1、抗剪螺栓连接﹡破坏形式：螺栓杆剪断；孔壁压坏；板被拉断；66﹡受力状态：弹性时两端大而中间小，进入塑性阶段后，因内力重分布使各螺栓受力趋于均匀。﹡受力状态：弹性时两端大而中间小，进入塑性阶段后，因内力重分67为防止“解纽扣”破坏，当连接长度l1

较大时，应将螺栓的承载力乘以折减系数：当l1≤15d0时，=1.0当15d0＜l1≤60d0时，=1.1－l1/150d0

当l1＞60d0时，=0.7为防止“解纽扣”破坏，当连接长度l1较大时，应将螺栓的承载68﹡一个抗剪螺栓的设计承载力计算抗剪承载力设计值：

承压承载力设计值：

一个抗剪螺栓的承载力设计值应取上面两式的较小值。

﹡一个抗剪螺栓的设计承载力计算抗剪承载力设计值：承压承载力692、抗拉螺栓连接﹡破坏形式：螺栓杆拉断为考虑撬力的影响，规范规定普通螺栓抗拉强度设计值ftb取同样钢号钢材抗拉强度设计值f的0.8倍(即ftb=0.8f)2、抗拉螺栓连接﹡破坏形式：螺栓杆拉断为考虑撬力的影707.6.3螺栓群的计算﹡螺栓数目﹡板件净截面强度

﹡净截面面积和受力

并列（图a）N1=N；N2

=N－(n1/n)N；N3=N－(n1+n2)/n

N

对被连接板：An=t(b－n1d0)对拼接板：An=2t1(b－n3d0)1、螺栓在轴心力作用下的抗剪计算7.6.3螺栓群的计算﹡螺栓数目﹡板件净截面强度﹡净截面71错列（图b）除考虑1-1截面破坏外，还要考虑2-2截面的破坏，净截面面积为

错列（图b）72①被连接构件是绝对刚性的，而螺栓则是弹性的；②各螺栓绕螺栓群形心o旋转，其受力大小与其至螺栓群2、螺栓群在扭矩作用下的抗剪计算

基本假定形心o的距离r成正比，力的方向与其至螺栓群形心的连线相垂直。①被连接构件是绝对刚性的，而螺栓则是弹性的；2、螺栓群在扭73平衡条件：

根据螺栓受力大小与其至形心o的距离r成正比条件

则或验算

平衡条件：根据螺栓受力大小与其至形心o的距离r成正比条件743、螺栓群在扭矩、剪力和轴心力作用下的抗剪计算3、螺栓群在扭矩、剪力和轴心力作用下的抗剪计算754、螺栓群在轴心力作用下的抗拉计算5、螺栓群在弯矩作用下的抗拉计算假定：中和轴在最下排螺栓处

则4、螺栓群在轴心力作用下的抗拉计算5、螺栓群在弯矩作用下的抗766、螺栓群同时受剪力和拉力的计算支托仅起安装作用：螺栓群受力为M=Ve和剪力V，则6、螺栓群同时受剪力和拉力的计算支托仅起安装作用：77螺栓不发生拉剪破坏：

板不发生承压破坏：

支托承受剪力：

螺栓群只承受弯矩M=Ve作用，则支托和柱翼缘的角焊缝验算：

为考虑剪力V偏心对角焊缝的影响，取1.25~1.35螺栓不发生拉剪破坏：板不发生承压破坏：支托承受剪力：支托787.7.1高强度螺栓连接的性能

级别：10.9级和8.8级（小数点前为螺栓热处理后的最低抗拉强度，小数点后的数字是屈强比）

栓孔：钻成孔

按受力特征分类：摩擦型连接、承压型连接和承受拉力的连接

影响承载力的因素：栓杆预拉力、连接表面抗滑移系数和钢材种类7.7高强度螺栓连接的性能和计算7.7.1高强度螺栓连接的性能级别：10.9级和8.8级791、高强螺栓连接的预拉力﹡施加方法：◆扭矩法

T=KdP◆转角法初拧终拧◆扭剪法扭断螺栓尾部梅花头1、高强螺栓连接的预拉力﹡施加方法：80预拉力设计值：高强度螺栓预拉力设计值按材料强度和螺栓有效截面积确定，取值时考虑：①在扭紧螺栓时，扭矩使螺栓产生的剪应力将降低螺栓的抗拉承载力，对抗拉强度引入折减系数1/1.2；②施加预应力时为补偿预拉力损失超张拉5%~10%，引入折减系数0.9；③螺栓材料抗力的变异性，引入折减系数0.9；④钢材由于以抗拉强度为准，引入附加安全系数0.9。预拉力设计值：高强度螺栓预拉力设计值按材料强度和螺栓有效截面81钢结构的连接和节点构造课件822、高强螺栓连接摩擦面抗滑移系数对于承压型连接，只要求清除油污及浮锈；对于摩擦型连接，要求见下表：2、高强螺栓连接摩擦面抗滑移系数83排列构造要求同普通螺栓。沿受力方向的连接长度l1，也要考虑l1>15d0时对承载力的折减。当l1≤15d0时，=1.0当15d0＜l1≤60d0时，=1.1－l1/150d0

当l1＞60d0时，=0.73、高强螺栓的排列排列构造要求同普通螺栓。当l1≤15d0时，847.7.2高强度螺栓的抗剪承载力设计值1、高强螺栓摩擦型连接R为抗力分项系数R的倒数，一般取0.9，最小板厚t6mm的冷弯薄壁型钢结构取0.8

7.7.2高强度螺栓的抗剪承载力设计值1、高强螺栓摩擦型连85破坏状态同普通螺栓，极限承载力由杆身抗剪和孔壁承压决定，摩擦力只起延缓滑动作用，计算方法和普通螺栓相同。2、高强螺栓承压型连接破坏状态同普通螺栓，极限承载力由杆身抗剪和孔867.7.3高强度螺栓群的抗剪计算﹡螺栓数：﹡构件净截面强度：

对于承压型连接，验算与普通螺栓相同；对于摩擦型连接，要考虑孔前传力的影响（占螺栓传力的50%）1、轴心力作用时7.7.3高强度螺栓群的抗剪计算﹡螺栓数：1、轴心力作用时87

螺栓群受扭矩T、剪力V和轴心力N共同作用的高强度螺栓连接的抗剪计算与普通螺栓相同，只是用高强度螺栓的承载力设计值。2、扭矩作用时，及扭矩、剪力和轴心力共同时螺栓群受扭矩T、剪力V和轴心力N共同作用的2、扭887.7.4高强度螺栓的抗拉计算1、高强度螺栓的抗拉连接性能7.7.4高强度螺栓的抗拉计算1、高强度螺栓的抗拉连接性能89当Nt=0.8P时，Pf=1.07P。可认为螺栓中的预拉力基本不变。当Nt=0.8P时，Pf=1.07P。可认为螺栓中的预拉力基90撬力的影响：限制抗拉承载力在0.8P以内撬力的影响：限制抗拉承载力在0.8P以内912、高强度螺栓的抗拉连接计算﹡抗拉承载力:﹡轴心拉力的螺栓数：﹡弯矩作用时：(c)2、高强度螺栓的抗拉连接计算﹡抗拉承载力:﹡轴心拉力的螺栓92板不被拉开时，中和轴在螺栓群形心处；板可被拉开时，与普通螺栓一样，中和轴在最外排受压螺栓形心处﹡承载力极限状态板不被拉开时，中和轴在螺栓群形心处；﹡承载力极限状态937.7.5同时承受剪力和拉力的高强度螺栓连接计算由于外拉力的作用，板件间的挤压力降低;每个螺栓的抗剪承载力也随之减少；抗滑移系数随板件间的挤压力的减小而降低。

2、高强度螺栓承压型连接且

当剪切面在螺纹处时，取

1、高强度螺栓摩擦型连接7.7.5同时承受剪力和拉力的高强度螺栓连接计算由于外拉力94﹡叠放板材的弯曲变形7.8焊接梁翼缘焊缝的计算﹡叠放板材的弯曲变形7.8焊接梁翼缘焊缝的计算95﹡无局部压应力时的梁翼缘焊缝受力﹡无局部压应力时的梁翼缘焊缝受力96焊缝受力：焊脚尺寸：

﹡双层翼缘板时的焊缝受力焊缝受力：焊脚尺寸：﹡双层翼缘板时的焊缝受力97﹡有局部压应力时的梁翼缘焊缝受力则

焊脚尺寸为：

﹡有局部压应力时的梁翼缘焊缝受力则焊脚尺寸为：98﹡功能：将柱子内力可靠地传给基础；和基础有牢固连接；尽可能符合计算简图。﹡连接方式：铰接：支承式刚接：支承式(外露式)埋入式(插入式外包式7.12柱脚设计﹡功能：7.12柱脚设计997.12.1轴心受压柱的柱脚1、柱脚的型式和构造：铰接和刚接7.12.1轴心受压柱的柱脚1、柱脚的型式和构造：铰接和刚100钢结构的连接和节点构造课件101内容：确定底板的尺寸、靴梁的尺寸及它们之间的连接焊缝。(1)底板计算﹡底板平面尺寸A=N/fcc底板中如有锚栓孔，A中应包含锚栓孔面积A0。

B=b+2t+2cc取2~10cm，且使B为整数。

L=A/Bq=N/(BL-A0)<fcc2、轴心受压柱脚的计算内容：确定底板的尺寸、靴梁的尺寸及它们之间的连接焊缝。2、轴102﹡底板厚度

底板厚度由板的抗弯强度决定。底板被分为四边支承板、三边支承板和悬臂板。M4=qa2b/a1.01.11.21.31.41.51.60.0480.0550.0630.0690.0750.0810.086b/a1.71.81.92.03.04.00.0910.0950.0990.1010.1190.125M3=qa12b1/a10.30.40.50.60.70.80.91.01.21.40.0260.0420.0580.0720.0850.0920.1040.1110.1250.125四边简支板的弯矩系数﹡底板厚度b/a1.01.11.21.31.41.51.103M1=qc2/2,

则底板的厚度一般在20mm~40mm之间，不宜小于14mm。(2)靴梁计算厚度与被连接的柱子翼缘大致相同，高度由连接柱所需要的焊缝确定。二块靴梁板承受的最大弯矩：M=qBl2/2二块靴梁板承受的最大剪力：V=qBl(3)隔板计算厚度不小于长度的1/50，受力取阴影部分基础反力。M1=qc2/2,则底板的厚度一般在20mm~1047.12.2压弯构件的柱脚﹡柱脚的型式：铰接：构造和计算与轴心受压柱基本相同刚接：﹡传力：轴力或轴力和弯矩，剪力

V≤0.4N

设置抗剪键7.12.2压弯构件的柱脚﹡柱脚的型式：105﹡刚接柱脚的型式：

※压力和弯矩都较小时，底板和基础之间为不均匀压力﹡刚接柱脚的型式：106

按构造确定底板宽度B，其中C不宜超过2~3cm按下式确定底板长度L：按构造确定底板宽度B，其中C不宜超过2~3cm107※压力和弯矩都较大时，带靴梁的构造方案当锚栓的拉力不很大时：※压力和弯矩都较大时，带靴梁的构造方案108

由R=N+T，计算最大应力max，由max≤fcc确定L。两式确定的锚栓拉力都偏大，最大应力都偏小。由R=N+T，计算最大应力max，由max≤fcc确定109当锚栓的拉力很大时，需要的锚栓直径过大。当d≥60mm时，可按钢筋混凝土受弯构件的算法：当锚栓的拉力很大时，需要的锚栓直径过大。110底板厚度：原则：和轴心受压柱脚一样简化：各区格按最大压应力计算弯矩底板厚度：111﹡

对于格构式柱，采用分离式柱脚：﹡对于格构式柱，采用分离式柱脚：112第七章

钢结构的连接和节点构造第七章

钢结构的连接和节点构造113主要内容：7.1钢结构对连接的要求及连接方法

7.2焊接连接的特性

7.3对接焊缝的构造和计算

7.4角焊缝的构造和计算

7.5焊接残余应力和残余变形

7.6普通螺栓连接的构造和计算

7.7高强螺栓连接的性能和计算

7.8焊接梁翼缘焊缝计算

7.12柱脚设计主要内容：7.1钢结构对连接的要求及连接方法

7.2焊接114﹡连接要求足够的强度、刚度和延性﹡连接方法

焊接、铆接和螺栓连接7.1钢结构对连接的要求及连接方法﹡连接要求7.1钢结构对连接的要求及连接方法115﹡

焊接，广泛采用﹡铆接，应用较少﹡螺栓连接◆普通螺栓A、B级C级◆

高强螺栓摩擦型连接承压型连接特点：﹡焊接，广泛采用特点：116电弧焊、电渣焊、气体保护焊和电阻焊等手工电弧焊焊条与焊件金属强度相适应：Q235钢用E43系列；Q345用E50系列；Q390、Q420用E55系列。﹡手工电弧焊7.2焊接连接的特性7.2.1焊接方法EXX的XX表示焊条的最低抗拉强度。电弧焊、电渣焊、气体保护焊和电阻焊等手工电弧焊117焊条和焊剂要保证熔敷金属的抗拉强度不低于相应手工焊条数值。﹡埋弧焊焊条和焊剂要保证熔敷金属的抗拉强度不低于相应手工焊118﹡电渣焊﹡气体保护焊﹡电阻焊﹡电渣焊119﹡

优点省工省材任何形状的构件均可直接连接密封性好，刚度大﹡

缺点材质劣化残余应力、残余变形一裂即坏、低温冷脆7.2.2焊接连接的优缺点﹡优点7.2.2焊接连接的优缺点1207.2.3焊缝缺陷﹡焊缝缺陷裂纹、气孔、烧穿、夹渣、未焊透、咬边、焊瘤等7.2.3焊缝缺陷裂纹、气孔、烧穿、夹渣、未焊透、咬边、121钢结构的连接和节点构造课件122三级焊缝：外观检查，外观尺寸和缺陷；二级焊缝：在外观检查的基础上再做无损检验，用超声波检验每条焊缝的20％长度，且不小于200mm；一级焊缝：在外观检查的基础上用超声波检验每条焊；全部长度，以便揭示焊缝内部缺陷；对承受动力荷载的重要构件焊缝，增加伽马射线探伤。﹡焊缝等级：《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205）三级﹡强度折减：

高空安装焊缝，强度设计值乘以0.9。三级焊缝：外观检查，外观尺寸和缺陷；﹡焊缝等级：《钢结构工程1237.2.4焊缝连接型式及焊缝型式﹡连接型式平接、搭接、T形连接、角接7.2.4焊缝连接型式及焊缝型式平接、124﹡焊缝型式对接焊缝和角焊缝﹡焊缝型式125按施焊位置焊缝沿长度分布情况：连续角焊缝和断续角焊缝按施焊位置焊缝沿长度分布情况：连续角焊缝和断续角焊缝126﹡作用

表明焊缝型式、尺寸和辅助要求﹡表示方法(GB324-88)

由基本符号、引出线、辅助符号、补充符号和焊缝尺寸等部分组成7.2.5焊缝代号﹡作用7.2.5焊缝代号127钢结构的连接和节点构造课件128钢结构的连接和节点构造课件129钢结构的连接和节点构造课件130分为：I形缝、V形缝、带钝边单边V形缝、带钝边V形缝（也叫Y形缝）、带钝边U形缝、带钝边单边V形缝和双Y形缝等7.3对接焊缝的构造和计算7.3.1构造要求﹡

坡口形式斜坡口为了和焊缝根部共同形成一个焊条能运转的施焊空间分为：I形缝、V形缝、带钝边单边V形缝、带钝7.3131钢结构的连接和节点构造课件132﹡不同宽度和厚度的钢板拼接动载时不大于1:4，计算时取较薄焊件厚度﹡不同宽度和厚度的钢板拼接动载时不大于1:4，计算时取较薄焊133钢结构的连接和节点构造课件1347.3.2对接焊缝的计算计算原则用计算焊件的方法。I、II级等强不计算，仅计算III级焊缝（1）轴心受力的对接焊缝

＝N/(lwt)≤fwt或fwc7.3.2对接焊缝的计算用计算焊件的方法。I、I135（2）受弯、受剪的对接焊缝计算＝M/Ww≤fwt＝VS/(Iwt)≤fwv（2）受弯、受剪的对接焊缝计算136（3）轴力、剪力和弯矩共同作用时，对接焊缝的最大正应力为轴力和弯矩引起的应力之和，剪力和折算应力和上面相同。（3）轴力、剪力和弯矩共同作用时，对接焊缝的最大正应力为轴力1377.3.3部分焊透的对接焊缝计算原则：按角焊缝计算7.3.3部分焊透的对接焊缝1387.4角焊缝的构造和计算

7.4.1构造和强度﹡截面形状、有效截面7.4角焊缝的构造和计算﹡截面形状、有效截面139

﹡应力分布侧面角焊缝的应力分布﹡应力分布140正面角焊缝的应力分布正面角焊缝的应力分布141角焊缝的应力—位移曲线角焊缝的应力—位移曲线142

hf应与焊件的厚度相适应。对手工焊，hf应不小于，t为较厚焊件的厚度(mm)，对自动焊，可减小1mm；

hf应不大于较薄焊件厚度的1.2倍。

﹡焊脚尺寸的限制不等边角焊缝要求hf应与焊件的厚度相适应。﹡焊脚尺寸的限制143

对于板件边缘的焊缝，当t≤6mm时，hf≤t；当t>6mm时，hf＝t－(1~2)mm。焊缝长度lw

也不应太长或太短，其计算长度不宜小于8hf和40mm，且对侧面角焊缝，不宜大于60hf，超出部分不计。若内力沿侧面角焊缝全长分布，则不受此限。对于板件边缘的焊缝，当t≤6mm时，hf≤t；当t1447.4.2角焊缝计算的基本公式7.4.2角焊缝计算的基本公式145则有则有146仅有平行于焊缝长度方向的轴心力时角焊缝计算的基本公式为:仅有垂直于焊缝长度方向的轴心力时

同时有平行和垂直于焊缝长度方向的轴心力时仅有平行于焊缝长度方向的轴心力时角焊缝计算的基本公式为:仅有1477.4.3常用连接方式的角焊缝计算1、受轴心力作用的拼接板连接仅侧面角焊缝（图a）仅正面角焊缝（图b）7.4.3常用连接方式的角焊缝计算1、受轴心力作用的拼接板148三面围焊时（图c）

先计算计算正面角焊缝l1受力N1，剩余的N－

N1由侧面角焊缝l2承担。菱形拼接板（图d）

简化计算不计正面及斜焊缝的f：三面围焊时（图c）先计算计算正面角焊缝l1受力N1，剩1492、受轴心力作用的角钢连接当用侧面角焊缝连接时（图a）肢背

N1=e2

N/(e1+e2)=K1

N

肢尖

N2=e1

N/(e1+e2)=K2

N=N–N1

2、受轴心力作用的角钢连接当用侧面角焊缝连接时（图a）肢背150钢结构的连接和节点构造课件151三面围焊时（图b）正面角焊缝承担的力为N3

=0.7hf∑lw3βf

ffw侧面角焊缝承担的力为

肢背N1

=e2

N/(e1+e2)－N3

/2=K1

N－N3

/2

肢尖N2

=e1

N/(e1+e2)－N3

/2=K2N－N3

/2三面围焊时（图b）正面角焊缝承担的力为N3=0.7hf152L形焊缝（图c）正面角焊缝承担的力为:N3

=0.7hf∑lw3βf

ffw侧面角焊缝承担的力为:N1=N－N3

L形焊缝（图c）正面角焊缝承担的力为:N3=0.7hf1533、弯矩作用下的焊缝3、弯矩作用下的焊缝1544、扭矩作用下的焊缝焊缝群受扭：假定:4、扭矩作用下的焊缝假定:155环焊缝受扭环焊缝受扭1565、弯矩、剪力和轴心力共同作用5、弯矩、剪力和轴心力共同作用1576、扭矩、剪力和轴心力共同作用6、扭矩、剪力和轴心力共同作用1587、塞焊计算7、塞焊计算1597.5.1焊接残余应力的分类和产生的原因﹡纵向残余应力7.5

焊接残余应力和残余变形7.5.1焊接残余应力的分类和产生的原因﹡纵向残余应力7.160﹡横向残余应力﹡横向残余应力161﹡厚度方向的残余应力﹡厚度方向的残余应力162﹡约束状态下的焊接应力﹡约束状态下的焊接应力1637.5.2焊接残余应力的影响﹡对结构静力强度的影响：无影响7.5.2焊接残余应力的影响﹡对结构静力强度的影响：无影响164﹡对结构刚度的影响﹡对压杆稳定的影响：残余压应力﹡对结构刚度的影响﹡对压杆稳定的影响：残余压应力165﹡对低温冷脆的影响：三向应力﹡对疲劳强度的影响：高额残余拉应力﹡对低温冷脆的影响：三向应力﹡对疲劳强度的影响：高额残余拉应1667.5.3焊接残余变形﹡残余变形形式7.5.3焊接残余变形﹡残余变形形式167﹡残余变形形式﹡残余变形形式1687.5.4减小焊接残余应力和焊接残余变形的方法﹡采取合理的施焊次序7.5.4减小焊接残余应力和焊接残余变形的方法﹡采取合理的169﹡施焊前加相反的预变形（图a、b）﹡焊前预热，焊后回火（图c）﹡施焊前加相反的预变形（图a、b）1707.5.5合理的焊缝设计焊接位置要应尽量对称于截面重心焊缝尺寸要适当，采用较小的焊脚尺寸焊缝不宜过分集中（图a）应尽量避免三向焊缝交叉（图b）考虑钢板分层问题（图c）焊条易达到（图d）避免仰焊7.5.5合理的焊缝设计焊接位置要应尽量对称于截面重心171钢结构的连接和节点构造课件1727.6.1螺栓连接的排列和构造要求﹡排列方式：并列或错列7.6普通螺栓的构造和计算7.6.1螺栓连接的排列和构造要求﹡排列方式：并列或错列7173受力要求：

钢板端部不剪断，端距不应小于2d0;受拉时，栓距和线距不应过小；受压时，沿作用力方向的栓距不宜过大构造要求：栓距和线距不宜过大施工要求：有一定的施工空间﹡排列要求受力要求：﹡排列要求174钢结构的连接和节点构造课件175﹡孔、螺栓图例

﹡孔、螺栓图例1767.6.2普通螺栓连接受剪、受拉时的性能﹡传力方式：抗剪螺栓和抗拉螺栓7.6.2普通螺栓连接受剪、受拉时的性能﹡传力方式：抗剪螺1771、抗剪螺栓连接﹡破坏形式：螺栓杆剪断；孔壁压坏；板被拉断；板端被剪断；螺栓杆弯曲

1、抗剪螺栓连接﹡破坏形式：螺栓杆剪断；孔壁压坏；板被拉断；178﹡受力状态：弹性时两端大而中间小，进入塑性阶段后，因内力重分布使各螺栓受力趋于均匀。﹡受力状态：弹性时两端大而中间小，进入塑性阶段后，因内力重分179为防止“解纽扣”破坏，当连接长度l1

较大时，应将螺栓的承载力乘以折减系数：当l1≤15d0时，=1.0当15d0＜l1≤60d0时，=1.1－l1/150d0

当l1＞60d0时，=0.7为防止“解纽扣”破坏，当连接长度l1较大时，应将螺栓的承载180﹡一个抗剪螺栓的设计承载力计算抗剪承载力设计值：

承压承载力设计值：

一个抗剪螺栓的承载力设计值应取上面两式的较小值。

﹡一个抗剪螺栓的设计承载力计算抗剪承载力设计值：承压承载力1812、抗拉螺栓连接﹡破坏形式：螺栓杆拉断为考虑撬力的影响，规范规定普通螺栓抗拉强度设计值ftb取同样钢号钢材抗拉强度设计值f的0.8倍(即ftb=0.8f)2、抗拉螺栓连接﹡破坏形式：螺栓杆拉断为考虑撬力的影1827.6.3螺栓群的计算﹡螺栓数目﹡板件净截面强度

﹡净截面面积和受力

并列（图a）N1=N；N2

=N－(n1/n)N；N3=N－(n1+n2)/n

N

对被连接板：An=t(b－n1d0)对拼接板：An=2t1(b－n3d0)1、螺栓在轴心力作用下的抗剪计算7.6.3螺栓群的计算﹡螺栓数目﹡板件净截面强度﹡净截面183错列（图b）除考虑1-1截面破坏外，还要考虑2-2截面的破坏，净截面面积为

错列（图b）184①被连接构件是绝对刚性的，而螺栓则是弹性的；②各螺栓绕螺栓群形心o旋转，其受力大小与其至螺栓群2、螺栓群在扭矩作用下的抗剪计算

基本假定形心o的距离r成正比，力的方向与其至螺栓群形心的连线相垂直。①被连接构件是绝对刚性的，而螺栓则是弹性的；2、螺栓群在扭185平衡条件：

根据螺栓受力大小与其至形心o的距离r成正比条件

则或验算

平衡条件：根据螺栓受力大小与其至形心o的距离r成正比条件1863、螺栓群在扭矩、剪力和轴心力作用下的抗剪计算3、螺栓群在扭矩、剪力和轴心力作用下的抗剪计算1874、螺栓群在轴心力作用下的抗拉计算5、螺栓群在弯矩作用下的抗拉计算假定：中和轴在最下排螺栓处

则4、螺栓群在轴心力作用下的抗拉计算5、螺栓群在弯矩作用下的抗1886、螺栓群同时受剪力和拉力的计算支托仅起安装作用：螺栓群受力为M=Ve和剪力V，则6、螺栓群同时受剪力和拉力的计算支托仅起安装作用：189螺栓不发生拉剪破坏：

板不发生承压破坏：

支托承受剪力：

螺栓群只承受弯矩M=Ve作用，则支托和柱翼缘的角焊缝验算：

为考虑剪力V偏心对角焊缝的影响，取1.25~1.35螺栓不发生拉剪破坏：板不发生承压破坏：支托承受剪力：支托1907.7.1高强度螺栓连接的性能

级别：10.9级和8.8级（小数点前为螺栓热处理后的最低抗拉强度，小数点后的数字是屈强比）

栓孔：钻成孔

按受力特征分类：摩擦型连接、承压型连接和承受拉力的连接

影响承载力的因素：栓杆预拉力、连接表面抗滑移系数和钢材种类7.7高强度螺栓连接的性能和计算7.7.1高强度螺栓连接的性能级别：10.9级和8.8级1911、高强螺栓连接的预拉力﹡施加方法：◆扭矩法

T=KdP◆转角法初拧终拧◆扭剪法扭断螺栓尾部梅花头1、高强螺栓连接的预拉力﹡施加方法：192预拉力设计值：高强度螺栓预拉力设计值按材料强度和螺栓有效截面积确定，取值时考虑：①在扭紧螺栓时，扭矩使螺栓产生的剪应力将降低螺栓的抗拉承载力，对抗拉强度引入折减系数1/1.2；②施加预应力时为补偿预拉力损失超张拉5%~10%，引入折减系数0.9；③螺栓材料抗力的变异性，引入折减系数0.9；④钢材由于以抗拉强度为准，引入附加安全系数0.9。预拉力设计值：高强度螺栓预拉力设计值按材料强度和螺栓有效截面193钢结构的连接和节点构造课件1942、高强螺栓连接摩擦面抗滑移系数对于承压型连接，只要求清除油污及浮锈；对于摩擦型连接，要求见下表：2、高强螺栓连接摩擦面抗滑移系数195排列构造要求同普通螺栓。沿受力方向的连接长度l1，也要考虑l1>15d0时对承载力的折减。当l1≤15d0时，=1.0当15d0＜l1≤60d0时，=1.1－l1/150d0

当l1＞60d0时，=0.73、高强螺栓的排列排列构造要求同普通螺栓。当l1≤15d0时，1967.7.2高强度螺栓的抗剪承载力设计值1、高强螺栓摩擦型连接R为抗力分项系数R的倒数，一般取0.9，最小板厚t6mm的冷弯薄壁型钢结构取0.8

7.7.2高强度螺栓的抗剪承载力设计值1、高强螺栓摩擦型连197破坏状态同普通螺栓，极限承载力由杆身抗剪和孔壁承压决定，摩擦力只起延缓滑动作用，计算方法和普通螺栓相同。2、高强螺栓承压型连接破坏状态同普通螺栓，极限承载力由杆身抗剪和孔1987.7.3高强度螺栓群的抗剪计算﹡螺栓数：﹡构件净截面强度：

对于承压型连接，验算与普通螺栓相同；对于摩擦型连接，要考虑孔前传力的影响（占螺栓传力的50%）1、轴心力作用时7.7.3高强度螺栓群的抗剪计算﹡螺栓数：1、轴心力作用时199

螺栓群受扭矩T、剪力V和轴心力N共同作用的高强度螺栓连接的抗剪计算与普通螺栓相同，只是用高强度螺栓的承载力设计值。2、扭矩作用时，及扭矩、剪力和轴心力共同时螺栓群受扭矩T、剪力V和轴心力N共同作用的2、扭2007.7.4高强度螺栓的抗拉计算1、高强度螺栓的抗拉连接性能7.7.4高强度螺栓的抗拉计算1、高强度螺栓的抗拉连接性能201当Nt=0.8P时，Pf=1.07P。可认为螺栓中的预拉力基本不变。当Nt=0.8P时，Pf=1.07P。可认为螺栓中的预拉力基202撬力的影响：限制抗拉承载力在0.8P以内撬力的影响：限制抗拉承载力在0.8P以内2032、高强度螺栓的抗拉连接计算﹡抗拉承载力:﹡轴心拉力的螺栓数：﹡弯矩作用时：(c)2、高强度螺栓的抗拉连接计算﹡抗拉承载力:﹡轴心拉力的螺栓204板不被拉开时，中和轴在螺栓群形心处；板可被拉开时，与普通螺栓一样，中和轴在最外排受压螺栓形心处﹡承载力极限状态板不被拉开时，中和轴在螺栓群形心处；﹡承载力极限状态2057.7.5同时承受剪力和拉力的高强度螺栓连接计算由于外拉力的作用，板件间的挤压力降