第三章钢结构的连接

第三章钢结构的连接

一、焊接方法和焊接连接形式二、角焊缝的构造和计算三、对接焊缝的构造和计算四、焊接残余应力和焊接残余变形五、普通螺栓连接的构造六、普通螺栓的受力特点和设计承载力七、普通螺栓连接的计算八、高强度螺栓连接的构造九、高强度螺栓连接的计算钢结构连接的基本方式(1)铆钉连接螺栓连接焊缝连接1.1钢结构的基本连接方式钢结构连接的基本方式(2)1.焊接连接（冶金式）使金属高温融化后形成整体采用焊接材料：电弧焊、气焊、电渣焊不采用焊接材料：电阻焊2.紧固件连接（机械式）3.其他（化学式）螺栓：普通螺栓：精制螺栓(A、B级)

粗制螺栓(C级)

高强度螺栓：铆钉：钉连接：(射钉、自攻螺钉、焊钉)强力胶：直接粘合零件化学浆锚螺栓：通过结构胶将锚栓与锚固基础结合成一个整体，用于钢构件与混凝土构件的连接1.1钢结构的基本连接方式钢结构连接的基本方式(3)材质易变脆产生残余应力、残余变形、焊接缺陷对钢结构疲劳、稳定有不利影响较多地依赖焊工的技能水平质量检验要求较高时检验工作量较大缺点现代钢结构最基本的连接方式，应用最广泛优点构造简单

—任何形状的构件可直接连接，无需辅助零配件省工省料

—加工方便，不需打孔钻眼，不削弱截面施工快速

—可自动化操作连接的密闭性好，刚度大，整体性好1.2焊接的特点钢结构连接的基本方式(4)工厂构件焊接、工地节点螺栓连接钢结构发展方向优点施工简单，装拆方便，对安装工的要求高摩擦型高强度螺栓连接动力性能好耐疲劳，易阻止裂纹扩展缺点费料、开孔截面削弱螺栓孔加工精度要求高1.3螺栓连接的特点钢结构连接的基本方式(5)优点塑性、韧性好，动力性能好缺点费料、加热铆合过程极其费工目前承重钢结构连接中已很少应用1.4铆钉连接的特点钢结构连接的基本方式(6)栓钉将钢板与混凝土板连接起来栓钉承受剪力1.5栓（焊）钉连接的特点钢结构连接的基本方式(7)射钉枪用于薄壁构件（压型钢板屋面板、墙板与梁、柱）的连接可采用射枪、铆枪等专用工具安装1.6射钉、自攻螺钉的特点钢结构连接的基本方式(8)连接方法优点缺点焊接对焊件几何形体适应性强，构造简单，省材省工，工效高，连接连续性强,可达到气密和水密要求，节点刚度大对材质要求高，焊接程序严格，质量检验工作量大,要求高;存在有焊接缺陷的可能，产生焊接应力和焊接变形，导致材料脆化，对构件的疲劳强度和稳定性产生影响;一旦开裂则裂缝开展较快,对焊工技术等级要求较高铆接传力可靠，韧性和塑性好，质量易于检查，抗动力性能好费钢、费工，开孔对构件截面有一定削弱普通螺栓连接装拆便利，设备简单粗制螺栓不宜受剪，精制螺栓加工和安装难度较大，开孔对构件截面有一定削弱高强螺栓连接加工方便，可拆换，能承受动力荷载，耐疲劳，塑性、韧性好摩擦面处理及安装工艺略为复杂，造价略高，对构件截面削弱相对较小，质量检验要求高射钉、自攻螺栓连接灵活，安装方便，构件无须预先处理，适用于轻钢、薄板结构不能承受较大集中力1.7基本连接方式对比一、焊接方法和焊接连接形式1、焊接方法

电弧焊、电阻焊和气体保护焊电弧焊焊条应与焊件的金属强度相适应。对Q235钢焊件宜用E43型系列焊条，对Q345钢焊件宜用E50型系列焊条，对Q390钢焊件宜用E55型系列焊条。当不同钢种的钢材连接时，宜用与低强度钢材相适应的焊条。2、焊接连接形式焊缝连接形式可按构件相对位置、构造和施焊位置来划分3焊接连接形式及特性（1）电弧焊2.气体保护焊3.电渣焊4.气焊5.电阻焊（1）手工电弧焊（2）自动埋弧焊（3）半自动埋弧焊3.1焊接工艺3焊接连接形式及特性（2）电弧焊气焊电阻焊电渣焊利用通电后焊接材料（焊条或焊丝）和焊件之间产生电弧，熔化焊接材料形成焊缝，需要使用焊条：手工电弧焊：

Q235－E43系列，

Q345－E50系列Q390－E55系列不同钢种连接时，宜采用与低强度钢材相适应的焊条－－质量不易保证，用于现场焊自动（半自动）埋弧焊：Q235－H08、H08A、H08MnA焊丝，

Q345、Q390－H08A、H08E、H10Mn2

－－质量均匀，塑性、冲击韧性好，用于规则构件的工厂焊利用乙炔在氧气中燃烧形成的火焰融化焊条形成焊缝－－用于薄钢板和小型结构焊接利用电流通过待连接焊件的表面产生的热量融化金属、通过压力使之熔合－－用于厚度不超过12mm钢板和薄壁型钢焊接利用电流通过熔渣所产生的电阻热熔化填充金属和母材，凝固后形成连接气体保护焊采用CO2气体（代替焊剂）、焊丝，电弧使焊丝熔化形成焊缝CO2气体保护被焊金属与空气接触3.1焊接工艺

3焊接连接形式及特性（3）采用涂有焊药的焊条通电后，焊条与焊件之间产生电弧高热量使焊条熔化而形成焊缝设备简单，适应性强，应用最广泛质量波动大，生产率低，劳动强度大导线3.1焊接工艺－－手工电弧焊

3焊接连接形式及特性（4）采用无涂层焊药的焊丝，埋在焊剂下通电后电弧使焊丝、焊剂熔化形成焊缝熔化后的焊剂成为焊渣，浮在金属面上半自动埋弧焊焊缝质量好，生产效率高需专用焊接设备，成本高全自动埋弧焊3.1焊接工艺－－自动、半自动电弧焊

3焊接连接形式及特性（5）焊接速度快，熔化深度大可手工焊，也可自动化操作目前工厂很常用的焊接方法室外施焊要有避风措施，防止气孔、焊坑缺陷采用CO2气体（代替焊剂）、焊丝电弧使焊丝熔化形成焊缝CO2气体保护被焊金属与空气接触焊丝3.1焊接工艺－－气体保护焊

3焊接连接形式及特性（6）非消耗熔嘴式采用管状焊条(熔嘴),焊丝从管内进入电流通过熔渣产生的电阻热，熔化焊件和焊丝形成焊缝常用于高层建筑等箱形柱内部的横隔板焊接有消耗和非消耗熔嘴式电渣焊之分消耗熔嘴式3.1焊接工艺－－电渣焊3焊接连接形式及特性（7）采用乙炔在氧气中燃烧的火焰来熔化焊条适用于钢板厚度薄的连接，一般小厂家备用此焊接设备3.1焊接工艺－－气焊3焊接连接形式及特性（8）不采用焊接材料电流通过焊件表面的电阻，产生热量熔化金属，再加压力而焊合适宜板厚不大于12mm的焊接冷弯薄壁型钢连接常采用此焊接方法3.1焊接工艺－－电阻焊3焊接连接形式及特性（9）根据焊件相对位置根据焊缝构造根据焊缝连续性根据施焊位置平接搭接顶接对接焊缝（直缝和斜缝）角焊缝（侧缝和端缝）组合形式连续焊间断焊俯焊立焊横焊仰焊平接（对接焊缝）搭接（角焊缝）顶接（T型连接）对接焊缝角焊缝角接对接焊缝角焊缝3.2焊缝形式－－焊缝的不同分类3焊接连接形式及特性（9）用料经济，传力平稳，动力性能好较厚的板需开剖口，费工施工简便传力不均，应力集中严重，搭接时费料对接焊缝直焊缝斜焊缝角焊缝侧焊缝（与力平行）端焊缝（与力垂直）3.2焊缝形式－－对接焊缝与角焊缝3焊接连接形式及特性（9）间断焊缝连续焊缝不重要或受力小的构件，可采用间断焊缝连接3.2焊缝形式－－连续焊缝与间断焊缝3焊接连接形式及特性（9）俯焊横焊立焊仰焊质量好质量一般质量差3.2焊缝形式－－施焊方位3焊接连接形式及特性（9）

热裂纹

冷裂纹气孔

烧穿

夹渣

根部未焊透边缘未熔合

焊缝层间未熔合

咬边

焊瘤

3.3焊缝缺陷3焊接连接形式及特性（9）检验标准三级肉眼外观检查二级肉眼外观检查＋超声波用于有较大拉应力的较重要连接－－不得存在裂纹、表面气孔、夹渣、电弧擦伤等缺陷一级肉眼外观检查＋超声波＋X射线用于抗动力、疲劳荷载的重要连接－－不得存在未满焊、咬边、根部收缩、裂纹、表面气孔、夹渣、电弧擦伤等缺陷用于一般连接－－所有焊缝均应作外观检验，不允许有可见裂纹等缺陷。其它缺陷如咬边、表面气孔、夹渣等按规范要求；超声波检测设备3.4焊缝质量检验无损检测：一级焊缝全数检验，二级焊缝抽检20％以上二、角焊缝的构造和计算直角焊缝斜角焊缝2.1角焊缝截面（1）按两焊角边夹角划分除钢管结构外,对于α>135o或α<60o斜角角焊缝,不宜用作受力焊缝。二、角焊缝的构造和计算普通型深熔型

平坡型适宜动力荷载，但施焊不便施焊方便，最常用2.1角焊缝截面（2）按焊缝截面形式划分在直接承受动力荷载的结构中，正面角焊缝宜采用平坦型，且长边沿内力方向；二、角焊缝的构造和计算不应太小

——否则不能焊透，导致实际承载力不足焊缝冷却太快容易开裂（1）角焊缝焊脚尺寸

hf不应太大

——否则焊缝冷却后产生较大变形较薄焊件容易烧穿具体要求详见教材2.2角焊缝截面尺寸hft1t2tt1hf焊脚尺寸是指角焊缝根角至焊缝截面外边缘（焊趾）的尺寸

二、角焊缝的构造和计算（2）最大焊脚尺寸hf,max2.2角焊缝截面尺寸

hf,max≤1.2t1式中:t1---较薄焊件厚度。对于板件边缘的角焊缝：当t≤6mm时，hf,max≤t；当t>6mm时，hf,max

≤t-(1~2)mm；钢管构件除外对圆孔或槽孔内的角焊缝，焊脚尺寸尚不宜大于圆孔直径或槽孔短径的1/3二、角焊缝的构造和计算（3）最小焊脚尺寸hf,min2.2角焊缝截面尺寸式中:t2---较厚焊件厚度。当t2≤4mm时,hf,min=t2另:对于自动埋弧焊hf,min可减去1mm;

对于T型连接单面角焊缝hf,min应加上1mm;

二、角焊缝的构造和计算（4）侧缝的最大计算长度2.2角焊缝截面尺寸当实际长度大于以上值时，计算时不考虑超过部分的强度；但当内力沿侧焊缝全长分布时，不受上式限制。（5）角焊缝的最小计算长度当焊件的焊接长度不受限制时，在满足最大焊缝长度的要求下，小而长的焊缝比大而短的焊缝好！二、角焊缝的构造和计算（6）搭接连接的构造要求2.2角焊缝截面尺寸板件与节点板的连接仅用两侧缝焊接时：A、为避免应力传递过分弯折导致应力不均：B、为避免焊缝横向收缩引起的板件拱曲太大：不满足此条件时，应加塞焊或采用三面围焊！bt1t2二、角焊缝的构造和计算（6）搭接连接的构造要求2.2角焊缝截面尺寸C、角焊缝的端部位于构件转角处时，应作2hf的绕角焊，且转角处必须连续施焊。D、在搭接连接中，搭接长度不得小于焊件较小厚度的5倍，且不得小于25mm。b2hft1t2二、角焊缝的构造和计算（7）构造要求汇总2.2角焊缝截面尺寸二、角焊缝的构造和计算2.3.1侧缝的应力状态主要受剪应力，分布不均，两头大中间小，焊缝越长应力不均匀程度越高强度相对较低，塑性较好破坏常发生在近似45°斜平面上二、角焊缝的构造和计算角焊缝应力状态远比侧焊缝复杂正、剪应力都有，且分布很不均匀根部应力集中最厉害，常常是开裂的起源点焊缝破坏强度高，但塑性差端焊缝应力分布ABCD2.3.2端缝应力状态破坏模式二、角焊缝的构造和计算θ＝90°侧焊缝θ＝0°端焊缝荷载－变形曲线2.3.3端缝与侧缝的比较端焊缝侧焊缝

二、角焊缝的构造和计算计算截面均取焊缝45°喉部为有效截面（假定破坏截面）有效焊缝高度he＝0.7hf

(焊缝高度)hfhfhe有效截面计算焊缝长度lw＝每条连续焊缝的长度－2hf（每端扣hf

）2.3.4角焊缝的计算截面hfhehfh1h2deh---焊缝厚度、h1—熔深h2—凸度、d—焊趾、e—焊根二、角焊缝的构造和计算破坏面试验公式2.3.5角焊缝的计算应力NyNxσ┻τ┻τ∥=τfhelw45O45Ohf二、角焊缝的构造和计算简化公式f—端焊缝强度增大系数

f直角焊缝斜角焊缝＝1.0＝1.22静载、间接动载＝1.0直接动载f当＝0时＝0时式中：—

平行焊缝长度方向的计算应力

—垂直焊缝长度方向的计算应力

—

角焊缝强度设计值

危险点2.3.5角焊缝的计算应力┻┻∥二、角焊缝的构造和计算2.3.6角焊缝强度设计值二、角焊缝的构造和计算2.4.1计算步骤轴力、剪力及联合作用弯矩及与轴力、剪力的共同作用扭矩及与轴力、剪力的共同作用焊缝群截面特性计算计算长度：非连续焊缝计算长度Lw=L-n×hf

连续焊缝只考虑起弧和落弧处的扣除hf焊缝群形心轴确定、有效截面积、截面模量计算等

应力计算强度校核确定焊缝（焊缝群）内力分析二、角焊缝的构造和计算两边侧焊两边端焊验算－端焊缝强度提高系数验算认为焊缝有效截面上应力均匀分布一条单独的焊缝，每端扣除hf2.4.2典型节点（1）－－拼接板连接－－承受轴力N作用二、角焊缝的构造和计算验算四周围焊当焊缝受直接动力荷载时：由端焊缝1N11N1lw1N2，lw2减小拼接板角部应力集中四周菱形围焊简化验算－无论静载、动载2.4.2典型节点（1）－－拼接板连接－－承受轴力N作用22再验算侧焊缝二、角焊缝的构造和计算肢背焊缝肢尖焊缝blw2lw1两边侧焊由平衡条件N1、N2不均匀分配2.4.3典型节点（2）－－角钢与拼接板连接－－承受轴力N作用二、角焊缝的构造和计算角钢类型连接形式内力分配系数肢背K1肢尖K2等肢角钢0.700.30不等肢角钢短肢连接0.750.25不等肢角钢长肢连接0.650.352.4.3典型节点（2）－－角钢与拼接板连接－－承受轴力N作用二、角焊缝的构造和计算blw2lw1三面围焊由端焊缝强度验算确定由平衡2.4.3典型节点（2）－－角钢与拼接板连接－－承受轴力N作用二、角焊缝的构造和计算梁柱连接－受弯矩M、剪力V、轴力N作用危险点a：验算危险点b：仅腹板焊缝截面梁柱连接整个焊缝截面焊缝应力分布

弯矩轴力剪力

加劲肋整个截面Aw,Iw2.4.4典型节点（3）－－梁柱连接－－弯矩、剪力、轴力作用焊缝截面＝V(a+e)二、角焊缝的构造和计算轴力N产生A点的应力剪力V产生的A点应力X方向合应力：Y方向合应力：验算：扭矩T产生的应力：焊缝为弹性体，板为刚性体，绕形心o旋转A点：极惯性矩

Izw=Ixw+Iyw2.4.5典型节点（4）－－牛腿焊接－－扭矩、剪力、轴力作用三、对接焊缝的构造和计算直边缝单边V形缝双边V形缝板厚t<10mm板厚t=10~20mmU形缝K形缝X形缝板厚t>20mm3.1坡口形式三、对接焊缝的构造和计算不同宽度不同厚度可不设斜坡引弧板3.2其它构造三、对接焊缝的构造和计算3.3焊缝截面焊缝截面厚度－－焊缝所连接板件的较薄厚度；焊缝截面计算长度－－采用引弧板时，焊缝全长有效；未采用引弧板时，计算焊缝长度=焊缝长度减去2t3.4传力特性（1）焊缝传递焊件拼接处所承受的构件内力（2）力线没有转折（或基本没有转折）三、对接焊缝的构造和计算3.5焊缝强度设计值三、对接焊缝的构造和计算确定计算截面上的内力（荷载效应）－－

注意点：防止内力漏项2.确定焊缝质量检验等级－－

根据结构重要性、荷载特性、焊缝形式、工作环境以及应力状态等－－对接焊缝一般均有全熔透要求，等级为二级或一级

3.确定焊缝强度设计值

抗拉强度抗压强度抗剪强度

4.计算焊缝截面特性

截面面积A、惯性矩I、截面模量W、面积矩S等5.应力计算6.强度校核3.6.1计算步骤三、对接焊缝的构造和计算直焊缝引弧板N—轴心拉力或压力tw—焊缝厚度（不同板连接时为较小板厚）lw—焊缝计算长度，有引弧板lw＝L，无引弧板lw＝L－2t（较小板厚）

—对接焊缝抗拉或抗压设计强度强度焊缝应力验算式中：3.6.2典型节点（1）－－焊缝轴心受力－－直缝直缝三、对接焊缝的构造和计算斜焊缝焊缝应力简化验算lw—斜焊缝计算长度，—对接焊缝抗剪设计强度强度规范规定当，可不验算。斜缝3.6.2典型节点（1）－－焊缝轴心受力－－斜缝三、对接焊缝的构造和计算弯矩M剪力V平板梁工字形梁应力分布应力分布弯矩M剪力V轴力N应力分布3.6.3典型节点（2）－－梁的拼接－－弯矩、剪力、轴力作用三、对接焊缝的构造和计算弯矩M剪力V梁柱连接处柱牛腿处atw焊缝截面应力分布与一般梁中连接计算不同：剪力仅由梁或牛腿腹板承受3.6.4典型节点（3）－－牛腿焊接－－弯矩、剪力作用三、对接焊缝的构造和计算——焊缝有效抗剪面积，——整个焊缝截面的面积；

3.6.5典型节点（4）－－牛腿焊接－－弯矩、剪力、轴力作用焊缝周围温度场四、焊接残余应力与残余焊接变形产生原因焊接残余变形

—由焊缝及其周围不均匀热胀冷缩引起焊接残余应力

—由焊缝冷却收缩受到阻碍引起压住内应力焊缝θ变形4.1焊接应力四、焊接残余应力与残余焊接变形1.纵向焊接应力－－沿焊缝方向

两板焊接－－焊缝区受拉、两侧受压焊接工字钢－－腹板中央受压，两端受拉翼缘中央受拉，两端受压2.横向焊接应力－－垂直焊缝方向

A.焊缝纵向收缩导致两块板反向弯曲－－中间横向受拉，两端受压B.施焊先后不同，则冷却时间不同，导致后焊部分收缩受拉，先冷部分受杠杆作用也受拉，中间部分受压

A和B两种作用叠加3.厚度方向焊接应力－－表面受压，中央受拉4.焊接应力的影响－－

A.由于承载时可扩展塑性区，常温下受静载不影响强度，但会影响刚度B.焊缝中的三向应力阻碍塑性变形的发展，导致开裂，降低疲劳强度

C.降低构件稳定性，和使构件提前进入塑性工作阶段

4.1焊接应力四、焊接残余应力与残余焊接变形X(横向焊接应力)Y(纵向焊接应力)Z(厚度方向焊接应力)焊缝纵向焊接应力平板工字形截面4.1焊接应力四、焊接残余应力与残余焊接变形第一部分施焊方向收缩横向焊接应力应力分布

第二部分厚度方向焊接应力＋=合成应力4.1焊接应力四、焊接残余应力与残余焊接变形与焊接应力同时产生，由焊区收缩变形导致4.2焊接变形波浪变形纵向收缩横向收缩弯曲角变形波浪变形扭曲变形四、焊接残余应力与残余焊接变形4.3降低焊接应力和焊接变形的措施选择合理的施焊顺序(分段、分层、分块等)；2．采用合理的焊缝设计：（1）尽量避免三向焊缝汇交；（2）控制焊缝厚度不要过大；（3）尽量对称布置焊缝；（4）不宜单独使用端缝。3．施焊前使构件有一个和焊接变形相反的预变形；4．对小尺寸构件可在焊前预热，或在焊后回火加热至600℃左右，然后缓慢冷却；5．采用机械方法校正焊接变形。四、焊接残余应力与残余焊接变形设计措施合理安排焊缝位置焊缝不宜过分集中，避免焊缝立体交错差好差好差好加劲板开孔，让主要焊缝通过，次要焊缝中断4.3降低焊接应力和焊接变形的措施四、焊接残余应力与残余焊接变形加工措施合理安排焊接次序，拆分多道焊缝。施焊前，预加反向变形。焊接次序交替进行

分多道焊缝

预加反变形4.3降低焊接应力和焊接变形的措施五、普通螺栓连接的构造5.1普通螺栓的分类五、普通螺栓连接的构造A级B级区别：仅尺寸不同，A级d≤24，L≤150mm；B级d＞24，L＞150mm分类钢材强度等级孔径d0与栓径d之差(mm)加工受力特点安装应用C级粗制螺栓普通碳素钢Q2354.64.81.0~1.5粗糙尺寸不准成本低抗剪差抗拉好方便承拉应用多临时固定A级B级精制螺栓优质碳素钢45号钢35号钢8.80.3~0.5精度高尺寸准确成本高抗剪抗拉均好精度要求高目前应用减少I类孔：孔壁粗糙度小，孔径偏差允许+0.25mm，对应A、B级螺栓II类孔：孔壁粗糙度大，孔径偏差允许+1mm，对应C级螺栓5.1普通螺栓的分类五、普通螺栓连接的构造钢板上螺栓排列角钢上螺栓排列并列螺栓错列螺栓螺栓容许间距5.2螺栓群的排列五、普通螺栓连接的构造受力要求——

螺距过小：钢板剪坏。螺距过大：受压时钢板张开。构造要求——

螺距过大：连接不紧密，潮气侵入腐蚀。施工要求——

螺距过小：施工时转动扳手困难。螺栓间距布置要求5.2螺栓群的排列五、普通螺栓连接的构造螺栓最大和最小容许间距5.2螺栓群的排列六、普通螺栓受力特点和设计承载力剪力螺栓——

受力垂直螺杆，螺杆承剪、孔壁承压。连接件有错动趋势拉力螺栓——

受力平行螺杆，螺杆承拉。连接件有脱开趋势。依据受力方式剪力螺栓拉力螺栓6.1普通螺栓的受力六、普通螺栓受力特点和设计承载力（1）螺栓剪断（板较厚，螺栓较细）（2）钢板孔壁挤压破坏（板较薄，螺栓较粗）6.2普通受剪螺栓的传力机理

螺栓安装拧紧后，在工作荷载的作用下，被夹紧的板件相对滑动，在相反的方向螺杆靠紧孔壁，导致螺杆受剪切作用，孔壁受压力作用，直至螺杆剪断或孔壁受压破坏六、普通螺栓受力特点和设计承载力（1）螺栓剪断（板较厚，螺栓较细）（2）钢板孔壁挤压破坏（板较薄，螺栓较粗）（3）钢板拉断（板开孔，截面削弱）（4）钢板剪坏（螺栓端距过小）（5）螺栓弯曲破坏（板过厚，螺栓细长）防止螺栓破坏措施(1)(2)(3)通过计算解决(4)(5)通过构造解决端距≥2d。螺杆长度≤5d6.3普通受剪螺栓的破坏模式六、普通螺栓受力特点和设计承载力6.4受拉螺栓的破坏模式

螺杆净截面达到设计承载力而被拉坏－－计算控制螺纹滑牙破坏－－构造控制六、普通螺栓受力特点和设计承载力产生撬力的原因——

角钢抗弯刚度不足，水平肢有较大变形对螺栓受力影响——

使螺栓拉力增大减小撬力的措施——

增强角钢抗弯刚度，加大厚度或增设加劲肋螺栓拉力：Pf=N/2+V刚度越小，V越大NN撬力加劲肋6.5拉力螺栓撬力的概念六、普通螺栓受力特点和设计承载力6.6螺栓连接的强度设计值六、普通螺栓受力特点和设计承载力单剪面nv=1四剪面nv=4

双剪面nv=2

一个螺栓受剪承载力设计值剪面数螺杆直径螺栓抗剪设计强度一个螺栓承压承载力设计值同一受力方向的承压构件的较小总厚度螺栓承压设计强度一个剪力螺栓的设计承载力一个螺栓所受剪力验算NvNv公式条件：各剪面上剪力相同6.7剪力螺栓的设计承载力六、普通螺栓受力特点和设计承载力弹性阶段受力状态l1塑性阶段受力状态当l1≥15d时，采用承载力折减系数考虑螺栓群受力不均6.8剪力螺栓群的不均匀受力六、普通螺栓受力特点和设计承载力一个螺栓的抗拉承载力设计值抗拉验算一个螺栓所受的拉力螺栓有效直径螺栓抗拉设计强度

考虑撬力的影响6.9拉力螺栓的设计承载力六、普通螺栓受力特点和设计承载力一个螺栓受的剪力一个螺栓受的拉力单个螺栓受拉承载力设计值单个螺栓受剪承载力设计值单个螺栓承压承载力设计值同时满足6.10承受剪拉作用普通螺栓的承载力验算一个螺栓受的剪力七、普通螺栓群连接的计算螺栓总数n（1）螺栓抗剪计算求n时，取整数（2）钢板强度计算钢材抗拉或抗压设计强度钢板净截面积bI截面AnI螺栓并列布置螺栓错列布置a螺栓并列布置螺栓错列布置II截面AnII7.1典型节点（1）－－受螺栓群分布平面内轴力的剪切作用

轴力N七、普通螺栓群连接的计算受扭矩T螺栓受力分析假定（1）板件为刚体，螺栓为弹性体（2）各螺栓绕螺栓群形心旋转（3）产生的剪力与形心距离正比力矩平衡：(a)各螺栓剪力与r正比：各剪力都用N1表示：(b)(b)代入(a)得：验算剪力最大的螺栓：7.2典型节点（2）－－受螺栓群分布平面内扭矩的剪切作用

七、普通螺栓群连接的计算剪力V轴力N扭矩T剪力V轴力N扭矩T螺栓所受的最大合剪力1234567891017.3典型节点（3）－－受螺栓群分布平面内N、V、T剪切作用

七、普通螺栓群连接的计算螺栓的最大拉力验算123452列5排螺栓群绕最低排螺栓轴线旋转7.4典型节点（4）－－螺栓群受弯矩M的作用

构件A构件B七、普通螺栓群连接的计算螺栓群绕形心线旋转时内力分布螺栓群绕最低排螺栓旋转时内力分布形心线最低排螺栓线先假定：螺栓群绕形心线转动（1）当，螺栓都受拉，原假定正确，验算：要求（2）当，最低排螺栓受压，则螺栓群绕最低排螺栓中心转动重新计算螺栓的最大拉力验算：要求6543217.5典型节点（5）－－螺栓群受弯矩M和轴拉力N的作用

七、普通螺栓群连接的计算(1)采用支托承剪C级螺栓承拉弯剪力V

→

支托焊缝承受进行焊缝验算弯矩M、轴拉力N

→

螺栓承受进行螺栓验算方法同前剪力V

→

Nv=V/n弯矩M、轴拉力N

→

Nt,max

计算方法同前验算(2)采用A、B级螺栓承受拉弯剪7.6典型节点（6）－－螺栓群受弯矩M、剪力V和轴拉力N的作用

八、高强度螺栓连接的构造螺栓强度等级螺栓采用钢材8.8级45号钢，40B钢10.9级20MnTiB钢，35VB钢按材质分类受力特征承载力极限状态安装孔孔径d0（mm)应用特点摩擦型连接外力达到最大摩擦力，有相对滑移的趋势d0＝d＋1.5~2.0剪切变形小，耐疲劳，动载下不易松动承压型连接外力超过最大静摩擦力，螺栓承剪，孔壁承压，发生相对滑移d0＝d＋1.0~1.5承载力比摩擦型大，剪切变形大，一般不用于直接动载情况按受力状况分类8.1高强度螺栓的分类八、高强度螺栓连接的构造螺栓高强度螺栓