鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理-總復(fù)習(xí)

1、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure題型題型1 1、單選題（、單選題（2424題，題，3636分）分）2 2、填空題（、填空題（1414分）分）3 3、簡答題（、簡答題（3 3題，題，1515分）分）4 4、計(jì)算題（、計(jì)算題（4 4題，題，3535分）分）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of S

2、teel Structure1 1、強(qiáng)度高、重量輕、強(qiáng)度高、重量輕1 1、鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure2 2、材質(zhì)均勻、可靠性高、材質(zhì)均勻、可靠性高3 3、鋼材的塑性和韌性好、鋼材的塑性和韌性好4 4、工業(yè)化程度高、工業(yè)化程度高5 5、良好的加工性能和焊接性能、良好的加工性能和焊接性能6 6、耐熱性較好，、耐熱性較好，耐火性差耐火性差7 7、耐腐蝕性差、耐腐蝕性差8 8、低溫冷脆傾向、低溫冷脆傾向鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure鋼結(jié)

3、構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法（1 1）承載能力極限狀態(tài)）承載能力極限狀態(tài) 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形，包括結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形，包括以下幾個(gè)方面：以下幾個(gè)方面：1. 1. 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)2 2、鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法、鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡（如整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡（如傾覆傾覆等）；

4、等）；結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因超過材料結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因超過材料強(qiáng)度而破壞強(qiáng)度而破壞；結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接在循環(huán)荷載作用下發(fā)生的結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接在循環(huán)荷載作用下發(fā)生的疲勞破壞疲勞破壞；結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因過度塑性變形過度塑性變形而不適于繼續(xù)承載；而不適于繼續(xù)承載；結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系機(jī)動(dòng)體系； 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定喪失穩(wěn)定（如壓屈等）。（如壓屈等）。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapt

5、er 1 Preface to Steel Structure（2 2）正常使用極限狀態(tài)）正常使用極限狀態(tài) 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定值：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定值：影響正常使用或外觀的變形；影響正常使用或外觀的變形；影響正常使用或耐久性能的局部損壞（包括裂縫）；影響正常使用或耐久性能的局部損壞（包括裂縫）；影響正常使用的振動(dòng)；影響正常使用的振動(dòng)；影響正常使用的其它特定狀態(tài)。影響正常使用的其它特定狀態(tài)。承載力極限狀態(tài)與正常使用極限狀態(tài)相比，前者可能導(dǎo)致人身傷亡承載力極限狀態(tài)與正常使用極限狀態(tài)相比，前者可能導(dǎo)致人身傷亡和大量的財(cái)產(chǎn)損失，而后者對(duì)生命的危害則較小，

6、主要是引起人們和大量的財(cái)產(chǎn)損失，而后者對(duì)生命的危害則較小，主要是引起人們的不適，所以也應(yīng)該給予足夠的重視。的不適，所以也應(yīng)該給予足夠的重視。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure 在荷載效應(yīng)的基本組合條件下，式（在荷載效應(yīng)的基本組合條件下，式（.11）可轉(zhuǎn)化為等效的）可轉(zhuǎn)化為等效的以基本變量標(biāo)準(zhǔn)值、分項(xiàng)系數(shù)和組合系數(shù)，

7、并以應(yīng)力形式表達(dá)的極以基本變量標(biāo)準(zhǔn)值、分項(xiàng)系數(shù)和組合系數(shù)，并以應(yīng)力形式表達(dá)的極限狀態(tài)公式。限狀態(tài)公式。 1012()1.3.12nGkQ kQikGQcidiQif （）1()(1.3.13)nGkQikoGQicidif 可變荷載起控制作用時(shí)：可變荷載起控制作用時(shí)：永久荷載永久荷載起控制作用時(shí)：起控制作用時(shí)：1 1）承載能力極限狀態(tài)分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)式）承載能力極限狀態(tài)分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)式 對(duì)于一般排架和框架結(jié)構(gòu)：對(duì)于一般排架和框架結(jié)構(gòu)：01()nGGkQiQikif （1.3.14）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)

8、構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structure（2 2）可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)）可變荷載的分項(xiàng)系數(shù) （ Q Q） -一般情況下應(yīng)取一般情況下應(yīng)取1.41.4； -對(duì)標(biāo)準(zhǔn)值大于對(duì)標(biāo)準(zhǔn)值大于4kN/m4kN/m2 2的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)的的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)的 活荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)取活荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)取1.31.3。（1 1）永久荷載分項(xiàng)系數(shù)）永久荷載分項(xiàng)系數(shù) （ G）當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí)當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí) -對(duì)可變荷載效應(yīng)控制的組合，應(yīng)取對(duì)可變荷載效應(yīng)控制的組合，應(yīng)取1.2;1.

9、2; - -對(duì)永久荷載效應(yīng)控制的組合，應(yīng)取對(duì)永久荷載效應(yīng)控制的組合，應(yīng)取1.35;1.35;當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí)當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí) -一般情況下應(yīng)取一般情況下應(yīng)取1.01.0； -對(duì)結(jié)構(gòu)的傾覆、滑移或漂浮驗(yàn)算，應(yīng)取對(duì)結(jié)構(gòu)的傾覆、滑移或漂浮驗(yàn)算，應(yīng)取0.90.9。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第一章第一章 緒緒 論論Chapter 1 Preface to Steel Structurefd 或或f鋼材或連接材料強(qiáng)度鋼材或

10、連接材料強(qiáng)度設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)值。kdRfRfAfk鋼材或連接材料強(qiáng)度鋼材或連接材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值。 R鋼材或連接材料抗力分項(xiàng)系數(shù)，對(duì)于鋼材或連接材料抗力分項(xiàng)系數(shù)，對(duì)于Q235鋼鋼 R =1.087;Q345、Q390、Q420鋼鋼 R=1.111 。第二章第二章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料 Chapter 2 Material of Steel Structure鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure1、鋼材的生產(chǎn)、鋼材的生產(chǎn)鋼材的生產(chǎn)分為鋼材的生產(chǎn)分為煉鐵煉鐵、煉鋼煉鋼和和軋制軋制三道工序。三道工序。 煉鋼有三種形式：煉鋼有三種形式：

11、轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)爐、平爐平爐和和電爐電爐。澆注是指把熔煉好的鋼液做成鋼錠或鋼坯澆注是指把熔煉好的鋼液做成鋼錠或鋼坯-連續(xù)鑄造法連續(xù)鑄造法按照鋼液脫氧的方法和程度不同，碳素結(jié)構(gòu)鋼可分為按照鋼液脫氧的方法和程度不同，碳素結(jié)構(gòu)鋼可分為沸沸騰鋼騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼半鎮(zhèn)靜鋼、鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼和和特殊鎮(zhèn)靜鋼特殊鎮(zhèn)靜鋼。 加工：加工：熱加工、熱處理熱加工、熱處理和和冷加工冷加工第二章第二章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料 Chapter 2 Material of Steel Structure鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure、鋼材的主要性能、鋼材的主要性能鋼材的

12、破壞形式：鋼材的破壞形式：塑性破壞塑性破壞和和脆性破壞脆性破壞鋼材的機(jī)械性能指標(biāo)：鋼材的機(jī)械性能指標(biāo)：屈服點(diǎn)屈服點(diǎn)fy、抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度fu、伸長率伸長率、斷面收縮率斷面收縮率 、冷彎性能冷彎性能和和沖擊韌性沖擊韌性Cv在復(fù)雜應(yīng)力作用下，鋼材由彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄誀顟B(tài)的在復(fù)雜應(yīng)力作用下，鋼材由彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄誀顟B(tài)的條件，用折算應(yīng)力和鋼材在單向應(yīng)力時(shí)的屈服點(diǎn)相比較條件，用折算應(yīng)力和鋼材在單向應(yīng)力時(shí)的屈服點(diǎn)相比較來判斷。來判斷。當(dāng)當(dāng)時(shí)鋼材處于彈性階段，時(shí)鋼材處于彈性階段，時(shí)鋼材處于塑性階段。時(shí)鋼材處于塑性階段。yeqfyeqf第二章第二章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料 Chapter 2 Materi

13、al of Steel Structure鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure3、各種因素對(duì)鋼材的影響、各種因素對(duì)鋼材的影響外因外因 鋼材在構(gòu)造和加工工程中引起的鋼材在構(gòu)造和加工工程中引起的應(yīng)力集中應(yīng)力集中、溫度影響溫度影響、動(dòng)力荷載的作用動(dòng)力荷載的作用、冷作硬化冷作硬化和和時(shí)效硬化時(shí)效硬化等等 內(nèi)因內(nèi)因 鋼材的鋼材的化學(xué)成分化學(xué)成分、組織構(gòu)造組織構(gòu)造和和缺陷缺陷等等原則：原則：合理設(shè)計(jì)、正確制造、合理使用合理設(shè)計(jì)、正確制造、合理使用第二章第二章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料 Chapter 2 Material of Steel

14、Structure鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure4、鋼材的疲勞、鋼材的疲勞定義定義：鋼材在循環(huán)荷載作用下，應(yīng)力雖然低于極限強(qiáng)度，甚至鋼材在循環(huán)荷載作用下，應(yīng)力雖然低于極限強(qiáng)度，甚至低于屈服強(qiáng)度，但仍然會(huì)發(fā)生斷裂破壞。低于屈服強(qiáng)度，但仍然會(huì)發(fā)生斷裂破壞。破壞過程破壞過程：裂紋的形成：裂紋的形成-裂紋的擴(kuò)展裂紋的擴(kuò)展-最后的迅速斷裂而最后的迅速斷裂而破壞破壞破壞的類型破壞的類型：常幅疲勞和變幅疲勞：常幅疲勞和變幅疲勞非焊接結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度與非焊接結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度與循環(huán)應(yīng)力比循環(huán)應(yīng)力比r r有關(guān)；有關(guān)；焊接結(jié)構(gòu)疲勞壽焊接結(jié)構(gòu)疲勞壽命

15、與命與應(yīng)力幅應(yīng)力幅DD有關(guān)有關(guān)規(guī)范將不同構(gòu)造和受力特點(diǎn)的鋼構(gòu)件和連接，按其疲勞性能的高規(guī)范將不同構(gòu)造和受力特點(diǎn)的鋼構(gòu)件和連接，按其疲勞性能的高低歸并劃分為低歸并劃分為8 8個(gè)疲勞計(jì)算類別個(gè)疲勞計(jì)算類別，并對(duì)每個(gè)類別規(guī)定了相應(yīng)的參，并對(duì)每個(gè)類別規(guī)定了相應(yīng)的參數(shù)取值。數(shù)取值。第二章第二章 鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的材料 Chapter 2 Material of Steel Structure鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure5、鋼材的種類、規(guī)格和選用、鋼材的種類、規(guī)格和選用建筑用鋼的種類：建筑用鋼的種類：碳素結(jié)構(gòu)鋼（碳素結(jié)構(gòu)鋼（GB/

16、T 700GB/T 700）、低合金高強(qiáng)）、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼度結(jié)構(gòu)鋼(GB/T1591)(GB/T1591)、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼(GB/T699)(GB/T699)鋼結(jié)構(gòu)所用的鋼材規(guī)格：鋼結(jié)構(gòu)所用的鋼材規(guī)格：熱軋成型的鋼板和型鋼熱軋成型的鋼板和型鋼，以及，以及冷加冷加工成型的冷扎薄鋼板工成型的冷扎薄鋼板和和冷彎薄壁型鋼冷彎薄壁型鋼。 鋼材選擇的原則：鋼材選擇的原則：安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理為了保證承重結(jié)構(gòu)的承載能力，防止出現(xiàn)脆性破壞，在選擇為了保證承重結(jié)構(gòu)的承載能力，防止出現(xiàn)脆性破壞，在選擇鋼材時(shí)應(yīng)具體考慮以下因素：鋼材時(shí)應(yīng)具體考慮以下因素：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的重要性、荷載特

17、結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的重要性、荷載特征、連接方式、工作環(huán)境、結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)、鋼材的厚度。征、連接方式、工作環(huán)境、結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)、鋼材的厚度。 第三章第三章 連連 接接Chapter 3 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(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections3.1 3.1 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

18、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)約鋼材 圖圖3.1.1 3.1.1 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鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections（2 2）焊縫形式：分為）焊縫形式：分為對(duì)接焊縫對(duì)接焊縫和和角焊縫角焊縫。 對(duì)接焊縫按受力與焊縫方向分：對(duì)接焊縫按受力與焊縫方向分： 1 1）正對(duì)接焊縫）正對(duì)接焊縫( (

19、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(duì)接焊縫）斜對(duì)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）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。圖圖3.1.5 3.1.5 焊縫形式焊縫形式鋼

20、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections2. 2. 焊縫連接形式及焊縫形式焊縫連接形式及焊縫形式（1 1）焊縫連接形式：分為）焊縫連接形式：分為對(duì)接、搭接、對(duì)接、搭接、T T形連接形連接和和角部連接角部連接。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections角焊縫沿長度方向的布置角焊縫沿長度方向的布置 1 1）連續(xù)角焊縫：受力性能較好，為主要的角焊縫

21、形式）連續(xù)角焊縫：受力性能較好，為主要的角焊縫形式。 2 2）間斷角焊縫：在起、滅弧處容易引起應(yīng)力集中。）間斷角焊縫：在起、滅弧處容易引起應(yīng)力集中。 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3.1.6 3.1.6 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(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections3.2 3.2 對(duì)接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算對(duì)接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算3.2.1 3.2.1 對(duì)接焊縫

22、的構(gòu)造對(duì)接焊縫的構(gòu)造1. 1. 對(duì)接焊縫的坡口形式對(duì)接焊縫的坡口形式對(duì)接焊縫的焊件常需做成坡口，又叫坡口焊縫。坡口形式與焊件厚度有關(guān)。對(duì)接焊縫的焊件常需做成坡口，又叫坡口焊縫。坡口形式與焊件厚度有關(guān)。 圖圖3.2.1 對(duì)接焊縫的坡口形式對(duì)接焊縫的坡口形式a a）直邊縫：適合板厚）直邊縫：適合板厚t t 10mm 10mm b b）單邊）單邊V V形、形、c c）雙邊）雙邊V V形：適合板厚形：適合板厚t t 101020mm 20mm d d）U U形、形、e e）K K形、形、f f）X X形：適合板厚形：適合板厚t t 20mm 20mm 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Pri

23、nciples of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections2.2.對(duì)接焊縫的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)接焊縫的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：用料經(jīng)濟(jì)、傳力均勻、無明顯的應(yīng)力集中，用料經(jīng)濟(jì)、傳力均勻、無明顯的應(yīng)力集中，利于承受動(dòng)力荷載。利于承受動(dòng)力荷載。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：需剖口，焊件長度要求精確。需剖口，焊件長度要求精確。 3.3.對(duì)接焊縫的構(gòu)造處理對(duì)接焊縫的構(gòu)造處理墊板墊板墊板墊板墊板墊板圖圖3.2.2 3.2.2 根部加墊板根部加墊板圖圖3.2.3 3.2.3 對(duì)接焊縫的引弧板對(duì)接焊縫的引弧板引弧板引弧板鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principle

24、s of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections1 1）為防止熔化金屬流淌必要時(shí)可在坡口下加墊板。）為防止熔化金屬流淌必要時(shí)可在坡口下加墊板。2 2）在焊縫的起滅弧處，常會(huì)出現(xiàn)弧坑等缺陷，故焊接時(shí)可設(shè)置引）在焊縫的起滅弧處，常會(huì)出現(xiàn)弧坑等缺陷，故焊接時(shí)可設(shè)置引弧板和引出板，焊后將它們割除?；“搴鸵霭?，焊后將它們割除。3 3）在對(duì)接焊縫的拼接處，當(dāng)焊件的寬度不同或厚度相差）在對(duì)接焊縫的拼接處，當(dāng)焊件的寬度不同或厚度相差4mm4mm以上以上時(shí)，應(yīng)分別在寬度方向或厚度方向從一側(cè)或兩側(cè)做成坡度不大于時(shí)，應(yīng)分別在寬度方向或厚度方向從一側(cè)或兩側(cè)

25、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3.2.4 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(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections4. 4. 對(duì)接焊縫的強(qiáng)度對(duì)接焊縫的強(qiáng)度 1 1）受壓、受剪的對(duì)接焊縫與母材強(qiáng)度相等。）受壓、受剪的對(duì)接焊縫與母材強(qiáng)度相等。 2 2）三級(jí)檢驗(yàn)的焊縫允許存在的缺陷較多，故其抗）三級(jí)檢驗(yàn)的焊

26、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(jí)檢驗(yàn)的焊縫的抗拉強(qiáng)度可認(rèn)為與母材）一、二級(jí)檢驗(yàn)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。對(duì)接焊縫計(jì)算步驟對(duì)接焊縫計(jì)算步驟1. 確定荷載；確定荷載；2. 進(jìn)行截面應(yīng)力狀態(tài)分析；進(jìn)行截面應(yīng)力狀態(tài)分析；3. 計(jì)算截面幾何特征值；計(jì)算截面幾何特征值；4. 強(qiáng)度驗(yàn)算。強(qiáng)度驗(yàn)算。確定最不利位置；確定最不利位置；第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接3.2.2 對(duì)接焊縫計(jì)算wVwwwftIVS max wteqf11322. wcwtwwNorffANtlN wcwtwwMorffIyMWM maxmax, wcwtworf

27、ftlN 1. N1. N作用作用 maxtwlNNl矩形、工字形截面max 1 max 1 VVMM1wteqf1 . 132121 2. M,V2. M,V作用作用hh0max1 wwwtISV 11wtwfWM maxwVwwftIVS max第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接3.2.2 對(duì)接焊縫計(jì)算N,M,VN,M,V作用小結(jié)作用小結(jié)M max wVwwftIVS max矩形截面VVMMNNN wcwtMNorff maxwcwtwworffWMAN wtNeqf1 . 132max2 N N M VVMMNN工字形（T形）截面第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接3.2.2 對(duì)接焊縫計(jì)算M 1M max 1 1wt

28、MNeqf11321211.)( N N N wVwwwftIVS maxwcwtMNorff maxwtNeqf113222.max hhMM01 wwwtISV 11第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接3.3 角焊縫計(jì)算3.3 角焊縫計(jì)算 焊縫形式焊縫形式焊縫焊縫夾角夾角 直角焊縫，斜角焊縫直角焊縫，斜角焊縫凸型，凹型，等邊，不等邊凸型，凹型，等邊，不等邊截面形式截面形式鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles o

29、f Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 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。力方向平行，應(yīng)力分布簡單。主要承受主要承受剪應(yīng)

30、力剪應(yīng)力，強(qiáng)度低，彈性模量低，但塑性，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3.3.3 3.3.3 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(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections2

31、.2.構(gòu)造要求構(gòu)造要求 角焊縫構(gòu)造包括三個(gè)方面：角焊縫構(gòu)造包括三個(gè)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,min) )鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Pr

32、inciples of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections自動(dòng)焊自動(dòng)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(shí)：取時(shí)：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(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

33、原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 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(duì)板件（厚度對(duì)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(shí)，時(shí)，hfmaxt ；當(dāng)當(dāng)t6mm時(shí)，時(shí)，hfmaxt - (12)mm 。 為了

34、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。對(duì)于圓孔或槽孔內(nèi)的角焊縫尺寸不宜大于圓孔直徑對(duì)于圓孔或槽孔內(nèi)的角焊縫尺寸不宜大于圓孔直徑或槽孔短徑的或槽孔短徑的1/31/3。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 De

35、sign Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections（2 2）角焊縫計(jì)算長度）角焊縫計(jì)算長度角焊縫計(jì)算長度（角焊縫計(jì)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(jì)算長度最小計(jì)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(yàn)，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(yàn)，側(cè)面角焊縫和正面角焊縫的計(jì)算長度均不得小于：縫和正面角焊縫的計(jì)算長度均不得小于：lwmin8hf 和和40mm lwmax60hf 若實(shí)際長度超過

36、以上數(shù)值，則超過部分不納入計(jì)算長度中。若實(shí)際長度超過以上數(shù)值，則超過部分不納入計(jì)算長度中。若內(nèi)力沿側(cè)焊縫全長分布時(shí)，計(jì)算長度不受此限制。若內(nèi)力沿側(cè)焊縫全長分布時(shí)，計(jì)算長度不受此限制。 b) b) 側(cè)焊縫最大計(jì)算長度側(cè)焊縫最大計(jì)算長度（lwmax）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections正面角焊縫正面

37、角焊縫 f0，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 f0，力力N與焊縫長度方向平行。與焊縫長度方向平行。wffwefflhN（3.3.7）wfwefflhN（3.3.8）以上各式中：以上各式中： he=0.7hf； lw角焊縫計(jì)算長度，考慮起滅弧角焊縫計(jì)算長度，考慮起滅弧缺陷時(shí)，每條焊縫取其實(shí)際長度減去缺陷時(shí)，每條焊縫取其實(shí)際長度減去2hf?！緩?fù)習(xí)】wfffff 22 wffflhN70.）（ 焊角尺寸、有效厚度、計(jì)算長度焊角尺寸、有效厚度、計(jì)算長度NzNxNy側(cè)面焊縫側(cè)面焊縫正面焊縫正面焊縫兩向綜合兩向綜合wffff wfwffflhN 70. 三向圍焊三向圍焊

38、第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接3.3 角焊縫計(jì)算2. 2. 角鋼連接計(jì)算角鋼連接計(jì)算a. a. 兩面?zhèn)群竷擅鎮(zhèn)群窴 K1 1、K K2 2 焊縫內(nèi)力分配系數(shù)；焊縫內(nèi)力分配系數(shù)；N N1 1、N N2 2 分別為角鋼肢背和肢尖傳遞的內(nèi)力。分別為角鋼肢背和肢尖傳遞的內(nèi)力。 NKNbeNNKNbeN21212112Ne1e2blw1lw2N1N2wffwfhNl22270. wffwfhNl11170. Ne1e2blw1lw2第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接3.3 角焊縫計(jì)算b.b.三面圍焊三面圍焊側(cè)面角焊縫內(nèi)力為：側(cè)面角焊縫內(nèi)力為：wffffbhN 7023. 3223112121NNKNNNKN端部正面角焊縫內(nèi)力為

39、：端部正面角焊縫內(nèi)力為：N1N2N3wffwfhNl22270. wffwfhNl11170. 第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接3.3 角焊縫計(jì)算c.“Lc.“L”型焊縫型焊縫 由由 N2 = 0： Ne1e2blw1N1N3021322 NNKNNKN232 NKKN）（211 31121NNKN wffwfhNl33370. wffwfhNl11170. 第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接3.3 角焊縫計(jì)算3. M3. M、V V、N N共同作用下角焊縫計(jì)算共同作用下角焊縫計(jì)算 M M作用下，作用下，x方向應(yīng)力：方向應(yīng)力：V V作用下，作用下，y y方向應(yīng)力：方向應(yīng)力：N N作用下作用下x x方向應(yīng)力：方向應(yīng)力：折

40、算應(yīng)力：折算應(yīng)力：37026wfwMfxlhMWM. wfwVflhVAV702. wfwNfxlhNAN702. wfffff 22 NfxMfxf Vff 第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接3.3 角焊縫計(jì)算4. 4. 牛腿在牛腿在M M、V V同作用下計(jì)算同作用下計(jì)算 假定：全部剪力由豎向焊縫承受；彎矩由翼緣與腹板焊縫共同承受。假定：全部剪力由豎向焊縫承受；彎矩由翼緣與腹板焊縫共同承受。1 1點(diǎn)：點(diǎn)：2 2點(diǎn)：點(diǎn)：3 3點(diǎn)：點(diǎn)： wfVffMff 222 wfMff 1 wfVffMff 223 最危險(xiǎn)點(diǎn)：最危險(xiǎn)點(diǎn)：第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接3.3 角焊縫計(jì)算5. T5. T、V V、N N共同作用下計(jì)算共

41、同作用下計(jì)算 T T作用下各點(diǎn)應(yīng)力計(jì)算：作用下各點(diǎn)應(yīng)力計(jì)算：折算應(yīng)力：折算應(yīng)力：N N作用下應(yīng)力計(jì)算：作用下應(yīng)力計(jì)算：V V作用下應(yīng)力計(jì)算：作用下應(yīng)力計(jì)算：wfffff 22 VfyTfyf NfxTfxf wfNfxlhN70. yxxTfyyxyTfxIIrTIIrT , wfVfylhV70. 【小結(jié)】2. 2. 角鋼連接計(jì)算角鋼連接計(jì)算1. 1. 軸力作用下計(jì)算軸力作用下計(jì)算3. M3. M、V V、N N共同作用下角焊縫計(jì)算共同作用下角焊縫計(jì)算 4. 4. 牛腿在牛腿在M M、V V同作用下計(jì)算同作用下計(jì)算 5. T5. T、V V、N N共同作用下計(jì)算共同作用下計(jì)算 NKNbeNN

42、KNbeN212121wMfWM wfwVflhVAV70. wfwNflhNAN70. wfffff 22 yxxTfyyxyTfxIIrTIIrT ,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections（1 1）對(duì)結(jié)構(gòu)靜力強(qiáng)度的影響）對(duì)結(jié)構(gòu)靜力強(qiáng)度的影響+-b bf fy y+-b bf fy yNyNy因

43、焊接殘余應(yīng)力自相平衡，故：因焊接殘余應(yīng)力自相平衡，故： yytyftBftbBNN 當(dāng)板件全截面達(dá)到當(dāng)板件全截面達(dá)到fy，即即N=Ny時(shí)：時(shí)：結(jié)論：結(jié)論：焊接殘余應(yīng)力焊接殘余應(yīng)力不會(huì)不會(huì)影響影響結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的靜力強(qiáng)度的靜力強(qiáng)度+-f fy yb bB Bt ttbBNftbN)(cyt3.4.2 3.4.2 焊接應(yīng)力和變形對(duì)結(jié)構(gòu)工作性能的影響焊接應(yīng)力和變形對(duì)結(jié)構(gòu)工作性能的影響1.1.焊接殘余應(yīng)力的影響焊接殘余應(yīng)力的影響鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原

44、理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections（2 2）對(duì)結(jié)構(gòu)剛度的影響）對(duì)結(jié)構(gòu)剛度的影響當(dāng)焊接殘余應(yīng)力存在時(shí)，因截面的當(dāng)焊接殘余應(yīng)力存在時(shí)，因截面的bt部分拉應(yīng)力已經(jīng)達(dá)到部分拉應(yīng)力已經(jīng)達(dá)到fy ，故該故該部分剛度為零（屈服），這時(shí)在部分剛度為零（屈服），這時(shí)在N作用下應(yīng)變?cè)隽繛椋鹤饔孟聭?yīng)變?cè)隽繛椋?EtbBN DD1 +-b bf fy yNN+-f fy yNNb bB Bt t1 2EtBN DD2 當(dāng)截面上沒有焊接殘余應(yīng)力時(shí)，在當(dāng)截面上沒有焊接殘余應(yīng)力時(shí)，在N作用下應(yīng)變?cè)隽繛?/p>

45、：作用下應(yīng)變?cè)隽繛椋航Y(jié)論：焊接殘余結(jié)論：焊接殘余應(yīng)力使結(jié)構(gòu)變形應(yīng)力使結(jié)構(gòu)變形增大，即增大，即降低了降低了結(jié)構(gòu)的剛度結(jié)構(gòu)的剛度。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections（3 3）對(duì)低溫冷脆的影響）對(duì)低溫冷脆的影響（4 4）對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響）對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響 對(duì)于厚板或交叉焊縫，將產(chǎn)生三向焊接殘余拉應(yīng)力

46、，阻礙塑對(duì)于厚板或交叉焊縫，將產(chǎn)生三向焊接殘余拉應(yīng)力，阻礙塑性的發(fā)展，使裂縫容易發(fā)生和發(fā)展，增加了鋼材低溫脆斷傾向。性的發(fā)展，使裂縫容易發(fā)生和發(fā)展，增加了鋼材低溫脆斷傾向。所以，所以，降低或消除焊接殘余應(yīng)力降低或消除焊接殘余應(yīng)力是改善結(jié)構(gòu)低溫冷脆性能的重要是改善結(jié)構(gòu)低溫冷脆性能的重要措施。措施。 在焊縫及其附近主體金屬焊接殘余拉應(yīng)力通常達(dá)到鋼材的屈在焊縫及其附近主體金屬焊接殘余拉應(yīng)力通常達(dá)到鋼材的屈服強(qiáng)度，此部位是形成和發(fā)展疲勞裂紋的敏感區(qū)域。因此焊接殘服強(qiáng)度，此部位是形成和發(fā)展疲勞裂紋的敏感區(qū)域。因此焊接殘余應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度有明顯的余應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度有明顯的不利影響不利影響。 對(duì)于軸

47、心受壓構(gòu)件，焊接殘余應(yīng)力使其撓曲剛度減小，對(duì)于軸心受壓構(gòu)件，焊接殘余應(yīng)力使其撓曲剛度減小，降低降低壓壓桿的穩(wěn)定承載力。桿的穩(wěn)定承載力。（5 5）對(duì)壓桿穩(wěn)定的影響）對(duì)壓桿穩(wěn)定的影響鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections3.5 普通螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算普通螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算普通螺栓種類普通螺栓種類C

48、級(jí)級(jí)-粗制螺栓粗制螺栓，性能等級(jí)為，性能等級(jí)為4.6或或4.8級(jí)；級(jí)；4表示表示f fu u400N/mm400N/mm2 2, , 0.6或或0.8表示表示f fy y/f/fu u=0.6=0.6或或0.80.8；類孔類孔，孔徑，孔徑(d(do o)-)-栓桿直徑栓桿直徑(d) (d) 1 13mm3mm。A、B級(jí)級(jí)-精制螺栓精制螺栓，性能等級(jí)為，性能等級(jí)為5.6或或8.8級(jí)級(jí); ;5或或8表示表示f fu u500500或或800800N/mmN/mm2 2, , 0.6或或0.8表示表示f fy y/f/fu u=0.6=0.6或或0.80.8；類孔類孔，孔徑，孔徑(d(do o)-)

49、-栓桿直徑栓桿直徑(d)(d)mm0.5mm。按其加工的精細(xì)程度和強(qiáng)度分為按其加工的精細(xì)程度和強(qiáng)度分為: :A、B、C三個(gè)級(jí)別。三個(gè)級(jí)別。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections3.5.1 3.5.1 螺栓的排列和構(gòu)造要求螺栓的排列和構(gòu)造要求 螺栓的排列應(yīng)簡單、統(tǒng)一而緊湊，滿足受力

50、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。排列的方式有又便于安裝。排列的方式有并列并列排列和排列和錯(cuò)列錯(cuò)列排列兩種。排列兩種。圖圖3.5.1 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(duì)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(duì)構(gòu)件截面的削弱較大；錯(cuò)列可以減小螺栓孔對(duì)截面的削弱，但螺栓空排列不截面的削弱較大；錯(cuò)列可以減小螺栓孔對(duì)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(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principle

51、s of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections(1)(1)受力要求（受力要求（P61P61表表3-53-5） 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

52、端鋼板剪斷，2d0 ；中心距太大中心距太大0 ，e 則表示所有則表示所有螺栓受拉，螺栓群繞形心軸螺栓受拉，螺栓群繞形心軸旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)。大偏心受拉大偏心受拉當(dāng)當(dāng)Nmin ，構(gòu)件構(gòu)件B繞繞A點(diǎn)點(diǎn)（底排螺栓）旋轉(zhuǎn)趨勢，偏于安全（底排螺栓）旋轉(zhuǎn)趨勢，偏于安全取中和軸位于最下排螺栓取中和軸位于最下排螺栓O處，受處，受拉力最大的螺栓要求滿足：拉力最大的螺栓要求滿足：b1t2iiNe yNNy （3.5.16）y1y2y3N1N2N3N4中和軸中和軸鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connect

53、ions鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections3.5.4 3.5.4 剪拉螺栓群的計(jì)算剪拉螺栓群的計(jì)算同時(shí)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(shí)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(yàn)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(yàn)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(dú)作用的承載力，所得的相關(guān)關(guān)系近似為圓曲線。獨(dú)作用的承載力，所得的相關(guān)關(guān)系

54、近似為圓曲線。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections規(guī)范規(guī)定：同時(shí)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(shí)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(yàn)算剪驗(yàn)算剪- -拉聯(lián)合作用：拉聯(lián)合作用：12btt2bvvNNNN（3.5.17）bvcVNN

55、n（3.5.18）驗(yàn)算孔壁承壓：驗(yàn)算孔壁承壓：NVb單個(gè)螺栓抗剪承載力設(shè)計(jì)值；單個(gè)螺栓抗剪承載力設(shè)計(jì)值；Ncb單個(gè)螺栓承壓承載力設(shè)計(jì)值單個(gè)螺栓承壓承載力設(shè)計(jì)值Ntb單個(gè)螺栓抗拉承載力設(shè)計(jì)值；單個(gè)螺栓抗拉承載力設(shè)計(jì)值；Nv 、Nt單個(gè)螺栓承受的最大剪力和拉力設(shè)計(jì)值。單個(gè)螺栓承受的最大剪力和拉力設(shè)計(jì)值。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接

56、Chapter 3 Connections3.6 高強(qiáng)度螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算高強(qiáng)度螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算材料材料 高強(qiáng)度螺栓是高強(qiáng)螺桿和配套螺母、墊圈的合稱。高高強(qiáng)度螺栓是高強(qiáng)螺桿和配套螺母、墊圈的合稱。高強(qiáng)度螺栓常用鋼材有優(yōu)質(zhì)碳素鋼中的強(qiáng)度螺栓常用鋼材有優(yōu)質(zhì)碳素鋼中的4545號(hào)鋼，合金鋼中的號(hào)鋼，合金鋼中的2020錳鈦硼鋼等。制成的螺栓有錳鈦硼鋼等。制成的螺栓有8.88.8級(jí)和級(jí)和10.910.9級(jí)。級(jí)。3.6.1 高強(qiáng)度螺栓的工作性能和構(gòu)造要求高強(qiáng)度螺栓的工作性能和構(gòu)造要求分類分類按受力特征的不同高強(qiáng)度螺栓分為兩類，按受力特征的不同高強(qiáng)度螺栓分為兩類，摩擦型高強(qiáng)摩擦型高強(qiáng)度螺栓度螺栓通過板件

57、間摩擦力傳遞內(nèi)力，破壞準(zhǔn)則為克服摩擦通過板件間摩擦力傳遞內(nèi)力，破壞準(zhǔn)則為克服摩擦力；力；承壓型高強(qiáng)度螺栓承壓型高強(qiáng)度螺栓受力特征與普通螺栓類似。在外力受力特征與普通螺栓類似。在外力的作用下螺栓承受剪力和拉力。的作用下螺栓承受剪力和拉力。高強(qiáng)度螺栓安裝時(shí)將螺帽擰緊，使螺桿產(chǎn)生預(yù)拉力而壓緊構(gòu)高強(qiáng)度螺栓安裝時(shí)將螺帽擰緊，使螺桿產(chǎn)生預(yù)拉力而壓緊構(gòu)件接觸面，靠接觸面的摩擦來阻止連接板相互滑移，以達(dá)到件接觸面，靠接觸面的摩擦來阻止連接板相互滑移，以達(dá)到傳遞外力的目的。傳遞外力的目的。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接

58、接 Chapter 3 Connections鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections3.6.2 3.6.2 高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接計(jì)算高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接計(jì)算1.受剪連接承載力受剪連接承載力 單個(gè)高強(qiáng)度螺栓抗剪承載力設(shè)計(jì)值單個(gè)高強(qiáng)度螺栓抗剪承載力設(shè)計(jì)值: :0.90.9抗力分項(xiàng)系數(shù)抗力分項(xiàng)系數(shù) R R的倒數(shù)的倒數(shù)( ( R R=1.111);=1.111); nf f傳力摩擦面數(shù)目傳力摩擦面數(shù)目; ; 摩擦面抗滑移系數(shù)摩擦面抗滑移系數(shù); ; P P預(yù)拉力設(shè)計(jì)值預(yù)拉力

59、設(shè)計(jì)值. .)4 . 6 . 3(9 . 0PnNfbv2.受拉連接承載力受拉連接承載力)5 . 6 . 3(8 . 0 PN bt 單個(gè)高強(qiáng)度螺栓抗拉承載力設(shè)計(jì)值單個(gè)高強(qiáng)度螺栓抗拉承載力設(shè)計(jì)值: :鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections)6 . 6 . 3(1bvvbttNNNN和和抗抗剪剪承承

60、載載力力設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)值值。單單個(gè)個(gè)高高強(qiáng)強(qiáng)度度螺螺栓栓的的抗抗拉拉、；擔(dān)擔(dān)的的拉拉力力和和剪剪力力設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)值值外外力力作作用用下下每每個(gè)個(gè)螺螺栓栓承承、 bvbtvtNNNN3.3.同時(shí)承受剪力和拉力連接的承載力同時(shí)承受剪力和拉力連接的承載力盡管當(dāng)盡管當(dāng)NtP 時(shí)，栓桿的預(yù)拉力變化不大，但由于時(shí)，栓桿的預(yù)拉力變化不大，但由于隨隨N Nt t的增的增大而減小，大而減小，且隨且隨Nt的增大板件間的擠壓力減小，故連接的抗的增大板件間的擠壓力減小，故連接的抗剪能力下降。剪能力下降。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，外加剪力和拉力與高強(qiáng)螺栓的受拉、受剪承實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，外加剪力和拉力與高強(qiáng)螺栓的受拉、受剪承載力設(shè)計(jì)值之間為線性關(guān)