钢结构基础第7章4

第七章钢结构的连接和节点构造本章要点：了解三类连接（焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接）各自的优缺点及适用范围。了解常见的焊接方法和焊接形式，能够正确识别与标注焊缝符号。掌握对接焊缝和角焊缝的构造要求和计

算方法，并能熟练地进行设计与计算。掌握焊接残余应力和残余变形对构件工作性能的具体影响，了解减少焊接残余应力和残余变形的措施。掌握普通螺栓和高强度螺栓（摩擦型和承压型）的工作性能、破坏形式和计算方法，以及对螺栓排列的构造要求。能够根据被连接件的受力情况选用恰当的连接形式，并进行合理设计。

第一节钢结构的连接方法连接方法优点缺点焊接对几何形体适应性强;构造简单;不削弱截面,可实现自动化操作；连接的密闭性好,结构刚度大对材质要求高;热影响区内,容易导致局部材质变;焊接残余应力和残余变形使受压构件承载力降低;焊接结构对裂纹很敏感;低温冷脆问题较突出铆接传力可靠,韧性和塑性好,质量易于检查,抗动力荷载性能好构造复杂，费钢费工普通螺栓连接装卸便利，设备简单

螺栓精度低时不宜受剪;螺栓精度高时加工和安装复杂，价格较高高强螺栓连接摩擦型剪切变形小,弹性性能好,特别适用于随动荷载的结构.承压型承载力高于摩擦型，连接紧凑

摩擦面处理,安装工艺略为复杂,造价略高;承压型连接的剪切变形大,不得用于承受动力荷载的结构中。

二、焊接连接及焊接结构的特性1、焊接连接的优缺点

焊接连接与铆钉、螺栓连接比较，有以下优点：1）不需打孔，省工省时；2）任何形状的构件可直接连接，连接构造方便；3）气密性、水密性好，结构刚度较大，整体性较好。缺点：1）焊接附近有热影响区，材质变脆；2）焊接的残余应力使结构易发生脆性破坏，残余变形使结构形状、尺寸发生变化；3）焊接裂缝一经发生，便容易扩展。2、常见的焊接缺陷：

裂纹、气孔、未焊透、夹渣、咬边、烧穿、凹坑、塌陷、未焊满。3、焊接质量检查:焊缝质量检验方法:外观检查、超声波探伤检验、x射线检验.焊缝质量分级:

一级焊缝需经外观检查、超声波探伤、x射线检验都合格；二级焊缝需外观检查、超声波探伤合格；三级焊缝需外观检查合格。

三、焊缝连接型式和焊缝型式1、焊缝连接型式

按两焊件的相对位置分：平接、搭接、T（顶）接和角接。

2、焊缝型式1）、对接焊缝按受力与焊缝方向分：

a）直缝：作用力方向与焊缝方向正交

b）斜缝：作用力方向与焊缝方向斜交2）、角焊缝按受力与焊缝方向分：

a）端缝：作用力方向与焊缝长度方向垂直

b）侧缝：作用力方向与焊缝长度方向平行3）、按焊缝连续性：

a）连续焊缝：受力较好

b）断续焊缝：易发生应力集中4）、按施工位置：

俯焊、立焊、横焊、仰焊，其中以俯焊施工位置最好，所以焊缝质量也最好，仰焊最差。四、焊缝的表示方法（代号）表7-1、表7-2

第三节对接焊缝的构造和计算一、对接焊缝的构造1．对接连接的形式

为了保证焊接质量，根据被连接板的厚度，坡口型式可分为I型（垂直坡口），V型，单面V型，U型，单面U型，X型，K型，如图中(a)～(h)所示；

2.对接焊缝的优缺点

优点：用料经济、传力均匀、无明显的应力集中，利于承受动力荷载。缺点：需剖口，焊件长度要精确。3.对接焊缝的构造处理

（1）起落弧处易有焊接缺陷，所以用引弧板。但采用引弧板施工复杂，除承受动力荷载外，一般不用，计算时将焊缝长度两端各减去tmm（t为较小板件厚度）。（2）变厚度板对接，在板的一面或两面切成坡度不大于1：2.5的斜面，避免应力集中。4.对接焊缝的强度

有引弧板的对接焊缝在抗压和一、二级抗拉时与母材等强，三级抗拉焊缝的抗拉强度为母材的85％。二、对接焊缝的计算

对接焊缝的应力分布认为与焊件原来的应力分布基本相同。计算时，焊缝中最大应力（或折算应力）不能超过焊缝的强度设计值。轴心受力的对接焊缝斜向受力的对接焊缝钢梁的对接焊缝牛腿与翼缘的对接焊缝

1、轴心受力的对接焊缝

lw——焊缝计算长度，无引弧板时，焊缝长度取实长减去10mm，有引弧板时，取实长;2、斜向受力的对接焊缝

主要用于焊缝强度设计值低于构件强度设计值的连接中.当tgq

£1.5即q

£56.3°时,可不验算焊缝强度。3、钢梁的对接焊缝焊缝内应力分布同母材。最大正应力：最大正应力：折算应力：其中s1、t1为腹板与翼缘交界点处的正应力和剪应力；

4、牛腿与翼缘的对接焊缝

牛腿和柱的对接焊缝，剪力全部由腹板承受并均匀分布，弯矩、拉力由全截面承担，与梁计算相同，截面形式和截面上各种应力分布如图。图中1、2、3、4点均需强度验算：点1：点2：点3：点4：式中：A`w——有效抗剪面积，

三、部分焊透的对接焊缝应用：当板件较厚，而板件间连接受力较小时，可以采用部分焊透的对接焊缝。当垂直于焊缝长度方向受力时，部分焊透处的应力集中会带来不利影响，对于直接承受动力荷载的连接不宜采用；但当平行于焊缝长度方向受力时，其影响较小可以采用。计算：按角焊缝的计算公式计算，取βf＝1.0，仅在垂直于焊缝长度方向的压力作用下，可取βf＝1.22。

第四节角焊缝的构造和计算一、角焊缝的构造1、截面形式（1）直角角焊缝（a）普通焊缝（b）平坡焊缝（c）深熔焊缝一般采用(a)。但(a)应力集中较严重，在承受动力荷载时采用(b)、(c)。（2）斜角角焊缝（d）斜锐角焊缝（e）斜钝角焊缝（f）斜凹面角焊缝

主要用于钢管连接中2、直角角焊缝应力分布端缝：焊缝垂直于受力方向，其特点为受力后应力状态较复杂，应力集中严重，焊缝根部形成高峰应力，易于开裂。端缝破坏强度要高一些，但塑性差。端焊缝的强度是侧焊缝强度的1.35～1.55倍。侧缝：焊缝长度方向与受力方向平行，其特点为应力分布简单些，但分布并不均匀，剪应力两端大，中间小。侧焊缝以45°“咽喉截面”破坏居多；侧缝强度低，但塑性较好。3、构造要求(1)角焊缝的尺寸限制

t2为较薄焊件厚度5t2或25mm，取两者最大值搭接最小长度搭接连接转角处焊缝须连续施焊转角处加焊一段长度2hf（两面侧缝时）或用三面围焊转角端部t为较薄焊件厚距离l0

符号见图7-29a长度lw

端部仅有两侧面角焊缝连接

8hf或40mm，取两者最大值

下限内力沿侧缝全长分布者不限60hf

上限焊缝长度lw

t2为较厚焊件厚

；当

下限t1为较薄焊件厚;对板边：

上限焊脚尺寸hf

备注构造要求项目部位（2）其它构造要求：

①在直接承受动力荷载的结构中，角焊缝表面应做成直线形或凹形，焊脚尺寸的比例：对正面角焊缝宜为1:1.5,长边顺内力方向；对侧面角焊缝可为1:1。②在次要构件或次要焊接连接中，可采用断续角焊缝。断续角焊缝之间的净距，不应大于15t（对受压构件）或30t（对受拉构件）,t为较薄焊件的厚度。4、有效厚度

二、角焊缝的计算1、角焊缝的承载力计算公式假定：所有角焊缝只承受剪应力，只区分侧焊缝和端焊缝；焊缝计算截面为450喉部截面，计算高度为0.7hf；在静力条件下，考虑端焊缝强度提高22%；动力荷载下，不考虑其强度的提高；Nx作用下：Ny作用下：Nz作用下：角焊缝有效截面上三个相互垂直的应力之间的强度条件公式：

(7-5)式中：

——作用于焊缝有效截面上，垂直于焊缝轴线方向的正应力和剪应力；

——作用于焊缝有效截面上，平行于焊缝轴线方向的剪应力；

——角焊缝的（抗剪）强度设计值。由几何关系有：把代入式(7-5)可得：

（7-6）讨论：

1)当时，即只有平行于焊缝长度方向的轴心力作用，为侧面角焊缝受力情况。设计公式为：

:两焊件间角焊缝计算总长.每条焊缝取实际长减2hf

2)当时,即只有垂直于焊缝长度方向的轴心力作用,为正面角焊缝受力情况.设计公式为：bf——系数，对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构，bf=1.22，直接承受动力荷载bf=1.0。3)当时,即具有平行和垂直于焊缝长度方向的轴心力同时作用于角焊缝受力情况。设计公式为：

(7-9)4)当作用力不与焊缝长度方向平行或垂直时,有效截面上的应力可分解为平行和垂直于焊缝长度方向的两种应力，然后按式(7-9)计算。2、角焊缝的计算1)轴心力作用焊缝受轴心拉力（端焊缝）

焊缝受轴心剪力（侧焊缝）焊缝受轴心拉力和轴心剪力共同作用

角钢杆件与节点板焊接连接

a.角钢用两面侧焊缝与节点板连接的焊缝计算

b.角钢用三面围焊与节点板连接的焊缝计算端部正面角焊缝能传递的内力为：c.角钢用“L”型焊缝与节点板连接的焊缝计算

由N2=0得：

2)弯矩作用3)弯矩、剪力、轴力共同作用下的顶接连接角焊缝:弯矩M作用下:

剪力V作用下:轴力N作用下:M、V和N共同作用下，焊缝上或下端点最危险处应满足：其中：

如果只承受上述M、N、V的某一、两种荷载时，只取其相应的应力进行验算。

4)焊缝受扭矩作用

5)扭矩、剪力、轴力共同作用下搭接连接角焊缝:假定：①被连接件是绝对刚性的，而角焊缝是弹性的；②被连接件绕形心

O旋转，角焊缝群上任意一点处的应力方向垂直于该点与形心的连线，且应力的大小与连线距离

r成正比。扭矩T作用下(A点):剪力V作用下:

轴力N作用下:T、V和N共同作用下最危险处应满足：

其中：[例题2、3]

第五节.焊接残余应力与焊接残余变形

焊接残余应力:焊接后冷却时,焊缝与焊缝附近的钢材不能自由收缩,由此约束而产生的应力称为焊接残余应力.焊接残余变形:钢结构构件或节点在焊接过程中，局部区域受到很强的高温作用，在此不均匀的加热和冷却过程中产生的变形称为焊接残余变形。一、焊接残余应力的形成和对钢结构的影响1、形成

两块钢板上施焊时,产生不均匀的温度场，焊缝附近温度高达1600°C,其邻近区域温度较低,且冷却很快。冷却时钢材收缩,冷却慢的区域收缩受到限制,从而产生拉应力，冷却快的区域受到压应力。2、特点：自相平衡力系。3、焊接应力的分类

?纵向残余应力：沿着焊缝长度方向的应力?横向残余应力：垂直于焊缝长度方向且平行于构件表面的应力。?厚度方向残余应力：垂直于焊缝长度方向且垂直于构件表面的应力。?约束状态下产生的焊接应力：4、焊接应力的影响

?对常温下承受静力荷载结构的强度的影响：没有影响?对低温冷脆的影响：由于焊接应力使焊缝处于三向应力状态，阻碍了塑性变形，在低温下裂纹易发生和发展，加速构件的脆性破坏；?对刚度的影响：刚度降低；?降低疲劳强度；

残余应力的存在，加快了疲劳裂纹的开展速度（双向或三向拉力场），因此，疲劳强度降低。?降低压杆的稳定承载力；由于刚度降低，有效截面减小，过早地进入弹塑性区，弹性模量降低，所以稳定承载力降低。二、焊接残余变形的表现及其对构件工作的影响1、焊接残余变形的产生表现

表现主要有：纵向收缩、横向收缩、弯曲变形、角变形、波浪变形、扭曲变形等。如图2、焊接残余变形对构件工作的影响

1）构件不平整，安装困难，且产生附加应力；2）变轴心受力构件为偏心受力构件。三、保证焊接质量及减小焊接残余应力的措施

1．合理的焊缝设计

（1）避免焊缝集中、三向交叉焊缝；（2）注意施焊方便，避免仰焊；（3）合理的选择焊缝的尺寸和形式,在保证结构的承载能力的条件下,设计时应该尽量采用较小的焊缝尺寸；（4）合理地安排焊缝的位置，焊缝尽可能对称布置，连接过渡平滑，避免应力集中现象；（5）尽量防止锐角连接；（6）尽可能能减少不必要的焊缝

2．合理的工艺措施

（1）采用适当的焊接程序，如分段焊、分层焊；（2）尽可能采用对称焊缝，使其变形相反而抵消；（3）施焊前使结构有一个和焊接变形相反的预变形；（4）对于小构件焊前预热、焊后回火，然后慢慢冷却，以消除焊接应力。

第六节普通螺栓连接的构造和计算

一、螺栓的排列和构造要求1、螺栓排列需满足的要求

1）受力要求：在受力方向螺栓的端距过小时,钢材有剪断或撕裂的可能(端距≥2d0).各排螺栓距和线距太小时,构件有沿折线或直线破坏的可能。对受压构件，当沿作用方向螺栓距过大时，被连板间易发生鼓曲和张口现象。

2）构造要求：防止板翘曲后浸入潮气而腐蚀，限制螺孔中矩最大值；3）施工要求：为便于拧紧螺栓，留适当间距（不同的工具有不同要求）。2、螺栓的排列

具体要求见课本表7-5,对型钢还需满足表格7-6～7-8的要求。二、普通螺栓的计算1、螺栓的工作性能

按受力性能分类：抗剪螺栓、抗拉螺栓和拉剪螺栓。

抗剪螺栓：靠孔壁承压、螺杆抗剪传力；

抗拉螺栓：靠螺栓受拉；

拉剪螺栓：同时靠螺栓受剪、受拉传力。2．抗剪螺栓的计算

(1)单个螺栓的受剪工作性能

当外力不大时，由构件间的摩擦力来传递外力。当外力增大超过极限摩擦力后,构件间相对滑移，螺杆开始接触构件的孔壁而受剪，孔壁则受压。当沿受力方向连接长度l1<15d0时：螺栓受力均匀；当沿受力方向连接长度l1>15d0时,应对其承载力折减:

当l1>15d0时：当l1>60d0时：其中：d0为螺栓孔径（2）螺栓破坏形式a）螺栓剪断；b）钢板孔壁挤压破坏；c）钢板由于螺孔削弱而净截面拉断；d）钢板因螺孔端距或螺孔中距太小而剪坏（端距e3≥2d0）；e）螺杆因太长或螺孔大于螺杆直径而产生弯、剪破坏（板叠厚度≤5d）；其中：后两种破坏通过构造保证，前三种需计算保证。（3）单个螺栓的承载力设计值

单个螺栓的抗剪承载力：

单个螺栓的承压承载力：

（4）、螺栓群的计算轴心力作用时所需螺栓数目：净截面强度验算：当螺栓并列布置时：当螺栓错列布置（图）时：

构件有可能沿I－I或Ⅱ－Ⅱ截面破坏。Ⅱ－Ⅱ截面的净截面积可近似地取为：

取I－I、Ⅱ－Ⅱ净截面的较小者来验算钢板净截面强度。

【例7－9】扭矩作用时基本假定：

(a)被连接板是刚性的；

(b)螺栓是弹性的；

(c)在扭矩作用下,绕螺栓群中心旋转，每个螺栓受力大小与其到形心的距离成正比，方向垂直于矢径。

扭矩、剪力和轴力共同作用时N作用：V作用：T作用：

(如果x1>3y1,则可假定y=0;反之,如果y1>3x1,则可假定x=0)。T、V、N作用下：【例7－10】

2．抗拉螺栓的计算（1）受拉螺栓的工作特点

杠杆效应——由于被连接件的刚度不够,在螺栓中会产生附加应力.规范中考虑杠杆效应，降低了螺栓的抗拉强度，同时要求设计中应采取构造措施提高被连接件的刚度以减少不利影响。（2）螺栓破坏形式一般表现为沿螺纹截面拉断。（3）单个螺栓的承载力设计值ftb：——抗拉强度设计值规范中考虑杠杆效应的不利影响，取（4）螺栓群的计算螺栓受轴心拉力

受弯矩作用基本假定：

①在弯矩作用下，板件绕最边缘的螺栓旋转

②每个螺栓受力大小与其到旋转中心的距离成正比。偏心受拉（1）小偏心受拉

当偏心较小时，所有螺栓均承受拉力作用，端板与柱翼缘有分离趋势，故在计算时轴心拉力N由各螺栓均匀承受；弯矩M则引起以螺栓群形心O为中和轴的三角形内力分布（图a、b）,使上部螺栓受拉，下部螺栓受压；叠加后全部螺栓均受拉。可推出最大、最小受力螺栓的拉力和满足设计要求的公式如下（yi均自O点算起）：

（2）大偏心受拉

当偏心距较大时,在端部底板将出现受压区,此时偏于安全取中和轴位于最下排螺栓O`处。书中不分大小偏心统一按大偏心考虑，这是偏于保守的。

2．拉剪螺栓的计算1)支托仅起固定安装作用M作用下：V作用下：M、V作用下：2)支托承担剪力V验算支托与柱翼缘的连接焊缝：

其中α为考虑V对焊缝偏心的影响，取1.25～1.35。【例7－11】

第七节高强度螺栓连接的性能和计算一、高强度螺栓连接的性能1、性能等级和材料

性能等级:高强度螺栓性能等级有有8.8级和10.9级。材料:8.8级采用的钢材有40B钢、45号钢和35号钢，10.9级采用的钢材有20MnTiB钢和35VB钢。级别划分的小数点前数字是螺栓热处理后的最低抗拉强度，小数点后的数字是屈强比。如8.8级钢材的最低抗拉强度为fu=800N/mm2，fy/fu=0.8；10.9级为fu=1000N/mm2，fy/fu=0.9。采用的孔洞为Ⅱ类孔2、受力性能

高强螺栓连接按受力特征分高强螺栓摩擦型连接、高强螺栓承压型连接和承受拉力的高强度螺栓连接。其螺栓构造、安装基本相同。摩擦型高强螺栓:靠摩擦力传递荷载，以剪力等于摩擦力为承载力极限状态，所以螺杆与螺孔之差可达1.5～2.0mm.摩擦型高强螺栓的连接较承压型高强螺栓的变形小，承载力低，耐疲劳、抗动力荷载性能好。承压型高强螺栓:连接依靠螺杆抗剪和孔壁承压来传力,以螺栓或钢板破坏为承载力极限状态，可能的破坏形式与普通受剪螺栓相同，所以螺杆与螺孔之差略小些，为1.0～1.5mm。承压型高强螺栓连接承载力高，但抗剪变形大，所以一般仅用于承受静力荷载和间接承受动力荷载结构中的连接。承受拉力的高强度螺栓:连接靠螺栓受拉力来承担外力,应保证板叠始终受挤压而不被拉开为承载力极限状态.

3、高强度螺栓的预拉力预拉力施加方法：扭矩法、转角法和扭剪法.转角法：通过工艺试验，确定满足预拉力要求所需角度，在实际工程中采用固定转角，不精确；扭矩法：通过工艺试验，确定满足预拉力要求所需扭矩，制做特殊扳手，如机械扳手，光电扳手等等；扭剪法：一种特制螺栓，用特殊扳手，拧断为止——预拉力建立完成。比较准确，且施工简便。

2)预拉力大小：

对以上系数的说明：①拧紧螺帽时栓杆除受拉外尚有剪力作用，因而对材料抗拉强度除以1.2。②考虑材质的不均匀性乘以系数0.9③施工时为补偿预拉力的松弛而超张拉5－10％，故乘以系数0.9④由于以极限抗拉强度为准，引进一附加安全系数0.9

高强螺栓设计预拉力P值见表7-104、高强螺栓连接摩擦面抗滑移系数摩擦面抗滑移系数与接触面处理方法有关，见表7-115、高强螺栓的排列:

同普通螺栓排列。二、单个高强度螺栓的承载力设计值

1.高强度螺栓摩擦型连接：

单个摩擦型高强度螺栓的抗剪承载力设计值：

α——抗力分项系数的倒数，一般取0.9

2.高强度螺栓承压型连接：承压型高强度螺栓的抗剪承载力设计值与普通螺栓计算相同,分螺栓杆抗剪和孔壁承压两部分。只是用承压型高强度螺栓的强度设计值。3.高强度螺栓的抗拉连接连接受力之前：C=P

连接受力之后：螺栓杆中的拉力由原来的P增加到

Pf

，螺栓杆伸长Δt板件间的压力就由原来的C降为Cf

，板件相应地有一个压缩恢复量，假定外加拉力为N0t，根据平衡条件有：在板厚范围内螺栓杆与板的变形相同：设螺栓杆的截面面积为Ab

，摩擦面面积为Au

，则：将C=P、Cf=Pf－N0t

代入整理后得,如取Au/Ab=10，当板件刚好被拉开时，Pf＝N0t。代入上式得：

三、高强度螺栓群的抗剪、抗拉计算

各种高强度螺栓群承受各种荷载时，其中受力最大的螺栓承受的或基本上与普通螺栓群计算相同。但有两点不同之处需注意：

可见，当外力把连接构件拉开时，螺栓杆拉力增量为其预拉力的10％，为了避免外力太大时使卸荷后产生松弛现象，规范规定每个高强度抗拉螺栓的设计承载力不得大于0.8P（此时Pf＝1.07P)，即：

当加于螺栓连接的外拉力不超过P

时，高强度螺栓杆内的拉力增加得不多，可以认为螺栓杆内的原预拉力基本不变。1）承受剪力的摩擦型的高强度螺栓群的连接板净截面强度验算时需考虑孔前传递部分荷载。如图，第一排螺栓孔处传递的荷载：净截面强度验算

:2）拉力螺栓群在拉力、弯矩作用下受拉力最大的螺栓强度计算(如图)：

受拉力最大的螺栓计算无需判断绕哪根轴旋转。因为对于高强度螺栓总是绕螺栓群形心轴旋转。螺栓中受到的最大拉力计算如下：【例7-12】四、高强度螺栓群的拉剪计算1.高强度螺栓摩擦型连接：

(老规范)2.高强度承压型螺栓连接：【例7－13】

第八节翼缘焊缝的计算一、水平剪力作用沿梁腹板边缘的剪应力为：

在沿梁轴的单位长度上的水平剪力Th为：采用双面角焊缝时：

二、竖向剪力作用

上翼缘有移动荷载或有固定集中荷载而无支承加劲肋时，翼缘焊缝还受到由局部压力产生的竖向剪力Tv的作用，沿梁单位长度的竖向剪力为：在Tv的作用下焊缝强度应满足：三、水平和竖向剪力共同作用在Th和Tv共同作用下，应满足：把σf,τf代入得：设计时可先假定一焊脚尺寸，然后验算。【例7－14】

第九节构件的拼接一、等截面拉、压杆拼接1、工厂拼接①拉杆：可以采用直接对焊（图a）或拼接板加角焊缝(图b)。直接对焊时焊缝质量必须达到一、二级质量标准，否则要采用拼接板加角焊缝。②压杆：可以采用直接对焊（图a）或拼接板加角焊缝(图b)。

采用拼接板加角焊缝时，构件的翼缘和腹板都应有各自的拼接板和焊缝，使传力尽量直接、均匀，避免应力过分集中。确定腹板拼接板宽度时，要留够施焊纵焊缝时操作焊条所需的空间。

2、工地拼接①拉杆：可以用拼接板加高强螺栓(图c)或端板加高强螺栓(图d)。②压杆：可以采用焊接(图e、f)或上、下段接触面刨平顶紧直接承压传力(图g、h)。用焊接时，上段构件要事先在工厂做好坡口，下段(或上、下两段)带有定位零件(槽钢或角钢)，保证施焊时位置正确。上、下段接触面刨平顶紧直接承压传力时应辅以少量焊缝和螺栓，使不能错动。

拉压杆的拼接宜按等强度原则来计算，亦即拼接材料和连接件都能传递断开截面的最大内力。二、变截面柱的拼接（略）

三、梁的拼接梁的拼接施工条件的不同分为车间（工厂）拼接和工地拼接两种。1、工厂拼接1）翼缘和腹板的工厂拼接位置最好错开，以避免焊缝集中。2）翼缘和腹板的拼接焊缝一般采用对接焊缝。3）对于满足1、2级焊缝质量检验级别的焊缝不需要进行验算。4)对于满足3级焊缝质量检验级别的焊缝需要进行验算.当焊缝强度不足时可采用斜焊缝。当θ满足tgθ≤1.5时，可以不必验算。2、工地拼接的构造1）工地拼接一般应使翼缘和腹板在同一截面处断开，以便于分段运输（图a）。为了使翼缘板在焊接过程中有一定地伸缩余地，以减少焊接残余应力，可在工厂预留约500mm长度不焊。2)图b将翼缘和腹板的拼接位置适当错开的方式，可以避免焊缝集中在同一截面，但运输有一定困难。3）对于铆接梁和较重要的或受动力荷载作用的焊接大型梁，其工地拼接常采用高强螺栓连接。3、工地拼接的计算翼缘板：翼缘拼接以及每侧的高强度螺栓，通常由等强度条件决定，拼接板的净截面积应不小于翼缘的净截面积，高强度螺栓能承受按翼缘净截面面积N=Anf计算的轴向力。腹板：腹板的拼接通常先进行螺栓布置，然后验算。腹板拼接板及每侧的高强度螺栓，主要承受拼接截面的全部剪力V及按刚度分配到截面上的弯矩Mw。受力最大的螺栓应满足：其中：，为使腹板上的螺栓和翼缘上的螺栓受力协调：腹板拼接板的净截面强度验算：【例7－15】

第十节主次梁的连接一．次梁为简支梁1、叠接构造：在主梁上的相应位置应设置支承加劲肋，以免主梁腹板承受过大的局部压力。特点：构造简单，次梁安装方便，但主、次梁体系所占的净空大。计算：一般不用计算，螺栓只是起到安装固定作用。

2、侧面连接：构造:次梁连于主梁的侧面,可以直接连在主梁的加劲肋上（图a、b）或连于短角钢上（图c）。特点：

图a:为用螺栓连于劲肋上,构造简单，安装方便，但须将次梁的上翼缘和下翼缘的一侧切除；

图b:为采用工地焊缝连接，此时螺栓仅起临时固定作用，但次梁腹板端部焊缝焊接不太方便；

图c、d:为用短角钢角钢连接主次梁的螺栓连接或安装焊缝，需要将上翼缘局部切去。计算：

图a、b：连接需要的焊缝或螺栓应按次梁的反力计算，考虑到并非理想铰接，故计算时，宜将次梁反力增加20~30%。图c：当计算螺栓①时可将短角钢视为与次梁为一体。因此，螺栓①应承担次梁支反力R和力矩M=Re的共同作用，而螺栓②则只承受R的作用。反过来，也可以将短角钢视为与主梁为一体。则螺栓①只承受反力R的作用，而螺栓②则应承担次梁支反力R和力矩M=Re的共同作用。图d:计算方法与图c类似。即焊缝①和焊缝②也分别承担R或R和M=Re的共同作用。二、次梁为连续梁1、叠接与前面叠接相同,只是次梁连续通过,不在主梁上断开.当次梁需要拼接时,拼接位置可设在弯矩小处.主、次梁之间只要用螺栓或焊缝固定它们的相互位置即可。2、侧面连接：构造：为了保证两跨次梁在主梁处的连续性，必须在上、下翼缘处设置连接板。图a：用高强螺栓连接，次梁的腹板连接在主梁的加劲肋上,下翼缘的连接板分成两块,焊在主梁腹板的两侧。图b：用工地安装焊缝连接，次梁支承在主梁的支托上，在次梁的上翼缘设有连接板，而下翼缘的连接板则.由支托的平板代替。计算：

支座反力由支托传至主梁，端部的负弯矩，则由上下，翼缘承受，连接、盖板和顶板传递M分解的水平力，F=M/h（h次梁高）其截面尺寸和焊缝螺栓的连接计算均用F，为避免仰焊，连接盖板比上翼缘窄，拉板比下翼缘宽。

第十一节梁与柱的连接处理连接节点时，要求遵循下列基本原则：安全可靠。应尽可能使受力分析接近于实际工作状况，采用和构件实际连接状况相符或相接近的计算简图；连接处应有明确的传力路线和可靠的构造保证。便于制作、运输、安装。减少节点类型；拼接的尺寸应留有调节的余地；尽量方便施工时的操作，如：避免工地焊缝的仰焊、设置安装支托等。经济合理。对于用材、制作、施工等综合考虑后确定最经济的方法，而不应单纯理解为用钢量的节省。梁柱连接按转动刚度的不同可分为柔性连接(铰接)、刚接、半刚接三类。一、梁柱的柔性连接(轴压柱与梁的连接一般均用铰接)1、梁支承于柱顶图a:梁的支承反力直接传递给柱的翼缘。相邻梁之间留一空隙，以便安装时有调节余地。传力明确，构造简单，施工方便，但当两相邻梁反力不等时即引起柱的偏心受压，一侧梁传递的反力很大时，还可能引起柱翼缘的局部屈曲。图b:即使两相邻梁反力不等，柱仍接近轴心受压。突缘加劲肋底部应刨平顶紧于柱顶板；柱腹板是主要受力部分，其厚度不能太薄；在柱顶板之下，应设置加劲肋，加劲肋要有足够的长度，以满足焊缝长度的要求和应力均匀扩散的要求；

2、梁支承于柱侧图a:梁的反力较小时，梁可不设支承加劲肋，直接搁置在柱的牛腿上，用普通螺栓相连；构造比较简单，施工方便。图b:梁反力较大时采用。梁的反力由端加劲肋传给支托；支托采用厚钢板（其厚度应大于加劲肋的厚度）或加劲后的角钢，与柱侧用焊缝相连。图c:两邻梁反力相差较大时采用。梁的反力通过柱的腹板传递，使柱仍接近轴心受力状态。二、梁柱的刚性连接（框架梁、柱一般采用刚性连接）

需满足以下几个要求：保证将梁段的弯矩和剪力可靠地传到柱子；保证节点刚性，使连接不至产生明显的相对转角；构造简单，便于施工；图a、b:通过焊缝将弯矩和剪力直接传给柱子.可以认为梁端弯矩全部由翼缘连接焊缝传给柱子，而剪力由腹板焊缝传给柱子。

为使翼缘连接焊缝能在平焊位置施焊，要在柱侧焊上衬板，同时在梁腹板端部预先留出槽口，上槽口是让出衬板位置，下槽口是为了满足施焊要求。图c、d:通过高强螺栓和焊缝将梁端弯矩和剪力传给柱子。由于要通过连接板和角钢才能将力传给柱子，故属于间接传力的构造。

梁在和柱连接的范围内可以设置横向加劲肋如图b、d所示，也可不设如图a、c所示，后一情况需对柱腹板和翼缘的强度和稳定作出验算。

三、无加劲肋柱节点的计算1.破坏形式:腹板在梁翼缘传来的压力作用下屈服或屈曲;翼缘在梁翼缘传来的拉力作用下弯曲而出现塑性铰或连接焊缝被拉开。2.柱腹板的厚度梁端弯矩可转化成一对力偶，上翼缘的拉力将使柱翼缘弯曲及与腹板的连接拉脱，下翼缘的压力使柱腹板受到挤压。

梁受压翼缘传来的力是否足以使柱腹板屈服，要在柱腹板与翼缘连接焊缝(或轧制H型钢圆角)的边缘处计算。当梁翼缘与柱翼缘采用坡口焊缝对接时，柱腹板承压的有效宽度是:

在梁的受压翼缘处，柱腹板厚度应同时满足：（强度）（局稳）式中：――梁受压翼缘的截面积

――柱钢材屈服点。3.柱翼缘板的厚度

在梁的受拉翼缘处，柱翼缘板厚度应满足：（强度）式中：――梁受拉翼缘的截面积

如果以上关于压力或拉力作用的计算不能满足，就需要对柱腹板设置横向加劲肋。加劲肋既加强腹板也加强翼缘。

4.梁翼缘与柱翼缘的焊缝

考虑应力的不均匀性（图7-105），计算焊缝时应该用下列有效长度代替实际长度:式中：――柱腹板厚度和翼缘厚度；

――系数，对Q235和Q345钢分别取7和5.

柱翼缘和梁受压翼缘的连接焊缝也同样受力不均匀,不过不会在压力作用下断裂。计算时也用上式确定其有效长度，只是对Q235和Q345钢分别取10和7。

四、有加劲肋柱节点域计算

1、抗剪强度计算其中：

――为节点两侧梁端弯矩设计值；

――节点域腹板的体积：

H形截面柱:

箱形截面柱:说明：①上述分析中没有考虑节点腹板域的周边柱翼缘和加劲肋提供约束的有利影响，也没有考虑柱腹板轴压力的不利影响。

②当柱腹板节点域不满足时，则需要局部加厚腹板或采用另外的措施来加强它。图7-109给出了两种可行的方案，其一是加设斜向加劲肋，其二是在腹板两侧或一侧焊上补强板来加厚。2、腹板厚度（局部稳定）

第十二节柱脚设计柱脚的作用:把柱下端固定并将其内力可靠地传给基础.柱脚的分类:按