第十章 鋼結(jié)構(gòu)

第10章鋼結(jié)構(gòu)10.1鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接方法主要有：

1）鉚釘連接

2）螺栓連接（普通螺栓連接和高強(qiáng)螺栓連接）

3）焊縫連接鉚釘連接優(yōu)點(diǎn)：塑性和韌性比焊接好，工作可靠。

缺點(diǎn)：費(fèi)料費(fèi)工，使用很不方便。適用范圍：一般只用于重型和直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)。普通螺栓連接優(yōu)點(diǎn)：裝拆方便，施工簡(jiǎn)單。

適用范圍：主要用于結(jié)構(gòu)的安裝連接和臨時(shí)性結(jié)構(gòu)。高強(qiáng)螺栓連接優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高、工作可靠、安裝簡(jiǎn)便迅速、耐疲勞、可拆換等。適用范圍：廣泛應(yīng)用于永久性結(jié)構(gòu)的連接，尤其是承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)。焊接連接優(yōu)點(diǎn)：不削弱構(gòu)件截面，剛性好，構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工便捷，節(jié)約鋼材，密封性能好，易于自動(dòng)化作業(yè)等。

缺點(diǎn)：產(chǎn)生殘余應(yīng)力和殘余變形，連接處的塑性和韌性較差。

適用范圍：焊接是目前鋼結(jié)構(gòu)最主要的連接方法。10.1.1焊縫連接

1.焊接原理鋼結(jié)構(gòu)常用的焊接方法是電弧焊。（1）手工電弧焊焊條選取原則：

1）對(duì)于焊接低碳鋼的結(jié)構(gòu)，采用T426[1]和T427焊條；

2）對(duì)于焊接普通低合金鋼的結(jié)構(gòu)，則采用T506(交直流兩用)及T507(直流用)型焊條。電弧焊分為三種：手工電弧焊；埋弧焊（自動(dòng)或半自動(dòng)）；氣體保護(hù)焊。（2）埋弧焊自動(dòng)埋弧焊焊縫質(zhì)量：比手工電弧焊好。適合范圍：焊接較長(zhǎng)的直線焊縫。

半自動(dòng)埋弧焊質(zhì)量：介于自動(dòng)焊和手工焊之間。

適合范圍：可于焊接曲線或任意形狀的焊縫。（3）氣體保護(hù)焊優(yōu)點(diǎn)：焊工能夠清楚地看到焊縫成型的過(guò)程；熔滴過(guò)渡平緩；焊縫強(qiáng)度比手工電弧焊高；塑性和抗腐蝕性能好。適用范圍：全位置的焊接；不適用于野外或有風(fēng)的地方施焊。2.焊縫的構(gòu)造焊縫的型式主要：對(duì)接焊縫和貼角焊縫。焊接接頭的常用型式有3種：對(duì)接、搭接和角接（1）對(duì)接焊縫的構(gòu)造不等厚或不等寬的鋼板采用對(duì)接焊接時(shí),當(dāng)焊件寬度或厚度相差超過(guò)4mm時(shí)，應(yīng)分別在寬度方向或厚度方向?qū)宓囊粋?cè)或兩側(cè)做成坡度不大于1:4的斜角。

當(dāng)厚度（或?qū)挾龋┫嗖畈怀^(guò)4mm時(shí)，可采用焊縫表面斜度來(lái)過(guò)渡。采用手工焊時(shí)，板邊應(yīng)加工成一定形狀的坡口。采用自動(dòng)焊時(shí)，因加熱溫度高而熔深大，板邊的加工要求與手工焊不同。板厚不超過(guò)6mm，且雙面施焊，一般可不開(kāi)坡口。板厚較大時(shí)，需開(kāi)坡口，但坡度應(yīng)較手工焊略大。（2）貼角焊縫的構(gòu)造

按照焊縫與作用力的方向不同貼角焊縫分為：端貼角焊縫、側(cè)貼角焊縫、周邊環(huán)焊縫。

貼角焊縫的截面型式可分為：正常式、坦式、深熔式?！豆窐蛞?guī)》規(guī)定：貼角焊縫的焊腳尺寸hf(圖10-8)不得小于1.5，此處為較厚焊件厚度(單位mm)；同時(shí)也不得大于較薄焊件厚度的1.2倍。對(duì)于焊件邊緣的貼角焊縫，其最大焊腳尺寸:

當(dāng)t2≤6mm時(shí)，hf≤t；當(dāng)t2＞6mm時(shí)，hf≤t-（1~2）mm。其中t2為焊件邊緣的厚度。

角焊縫的焊腳邊比例一般為1:1。當(dāng)焊件厚度不等時(shí)，允許采用不等的焊腳尺寸，與較厚焊件接觸的最小焊腳尺寸和與較薄焊件接觸的最大焊腳尺寸，應(yīng)滿足上述焊腳尺寸的要求。在承受動(dòng)荷載的結(jié)構(gòu)中，角焊縫焊腳邊比例，對(duì)于正面角焊縫宜為1:1.5(長(zhǎng)邊順內(nèi)力方向)，對(duì)于側(cè)面角焊縫可為1:1。角焊縫表面應(yīng)做成凹形或直線形。當(dāng)角焊縫的端部在被焊件轉(zhuǎn)角處時(shí)，可連續(xù)地繞轉(zhuǎn)角加焊一段2hf

的長(zhǎng)度(圖10-9)?！豆窐蛞?guī)》規(guī)定：側(cè)面角焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度，當(dāng)受動(dòng)荷載時(shí)不宜大于50hf

，受靜荷載時(shí)不宜大于60hf

。如采用大于上述的數(shù)值時(shí)，其超過(guò)部分在計(jì)算中不予考慮。采用貼角焊縫時(shí)，由于兩構(gòu)件不在同一平面內(nèi)，力線之間有一些偏心，在焊縫中會(huì)產(chǎn)生附加的彎矩，焊縫太短就會(huì)降低其抗彎能力，因此焊縫不宜過(guò)短。側(cè)面角焊縫和正面角焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度不得小于8hf

。圖10-10側(cè)貼角焊縫中的應(yīng)力分布圖10-11鋼板的部側(cè)面角焊縫及其橫向收縮變形圖10-12端貼角焊縫的傳力及搭接長(zhǎng)度要求（a）端貼角焊縫的傳力；（b）搭接長(zhǎng)度要求圖10-13T形連接的坡口形式(a)不開(kāi)坡口；(b)K形坡口；(c)U形坡口（1）對(duì)接焊縫的計(jì)算當(dāng)焊條的型號(hào)符合《公路橋規(guī)》的規(guī)定，且焊接的質(zhì)量有保證時(shí)，對(duì)接焊縫的各項(xiàng)容許應(yīng)力規(guī)定與基本鋼材的容許應(yīng)力相同，故可不必進(jìn)行焊接強(qiáng)度驗(yàn)算。（2）貼角焊縫的計(jì)算對(duì)直角焊縫，不論焊腳邊比例如何，均取he=0.7hf。1)軸向力作用下貼角焊縫的計(jì)算當(dāng)構(gòu)件受軸向力且通過(guò)連接焊縫的重心時(shí)，為計(jì)算方便，假設(shè)焊縫中的應(yīng)力均勻分布，得其應(yīng)力驗(yàn)算公式為為了計(jì)算方便，對(duì)端焊縫也偏安全地按破壞時(shí)計(jì)算截面上的平均應(yīng)力來(lái)確定其強(qiáng)度，這樣不論側(cè)貼角焊縫、端貼角焊縫或由兩者組成的環(huán)焊縫，均可按同樣公式計(jì)算。貼角焊縫與側(cè)貼角焊縫的差異很大，要精確計(jì)算。N——作用于連接構(gòu)件的計(jì)算軸向力；——貼角焊縫的有效厚度；——連接各側(cè)的焊縫計(jì)算的有效長(zhǎng)度之和，采用引弧板施焊的焊縫，其計(jì)算長(zhǎng)度取焊縫的實(shí)際長(zhǎng)度；未采用引弧板時(shí)，取實(shí)際長(zhǎng)度減去

10mm；——貼角焊縫的容許剪應(yīng)力，其值等于基本鋼材的容許剪應(yīng)力。2)用側(cè)焊縫連接的不對(duì)稱構(gòu)件的計(jì)算

根據(jù)這一原則，角鋼背和角鋼尖焊縫分配的內(nèi)力可按下式計(jì)算：

N——作用于連接構(gòu)件上的軸向力；

k1、k2——角鋼背和角鋼尖的焊縫分配系數(shù)。表10-2角鋼與鋼板搭接時(shí)的焊縫分配系數(shù)若已知焊腳尺寸時(shí)，則所需的側(cè)焊縫有效長(zhǎng)度為——分別為角鋼背與角鋼尖側(cè)焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度；——分別為角鋼背與角鋼尖的焊縫厚度。3)扭矩和剪力共同作用下貼角焊縫的計(jì)算貼角焊縫的破壞主要原因：剪切引起在扭矩和剪力共同作用下，仍驗(yàn)算在焊縫直角的分角線平面上，由這些外力所引起的最大剪應(yīng)力。例題10.1：3.焊縫的疲勞強(qiáng)度應(yīng)力集中是疲勞強(qiáng)度的決定因素之一。應(yīng)力集中原因：

1）焊縫處力線發(fā)生彎折；

2）焊縫表面及兩端焊口不平；

3）焊縫中存在氣孔、裂紋、夾渣等缺陷。對(duì)接焊縫傳力平順，疲勞強(qiáng)度較高。在承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)中，除應(yīng)采取適當(dāng)措施以提高焊縫疲勞強(qiáng)度外，尚應(yīng)進(jìn)行疲勞驗(yàn)算。表10-3各種鋼構(gòu)件或連接的疲勞容許應(yīng)力在反復(fù)荷載作用下，各種焊縫的容許疲勞應(yīng)力按表10-3計(jì)算，其中容許應(yīng)力類型按附錄查取。4.焊接應(yīng)力及焊接變形

焊接應(yīng)力：鋼結(jié)構(gòu)在焊接過(guò)程中，由于構(gòu)件局部受到高溫作用，焊縫冷卻時(shí)收縮又不一致，從而在構(gòu)件內(nèi)部引起內(nèi)應(yīng)力和初變形。初變形稱為焊接變形。為了減少和限制焊接應(yīng)力和焊接變形措施：

1）構(gòu)造形式；

2）合理的焊接工藝。

構(gòu)造方式：

1）選用適宜的焊腳尺寸；

2）選用適宜的焊縫長(zhǎng)度；

3）最好采用細(xì)長(zhǎng)焊縫，不用粗短焊縫；

4）焊縫應(yīng)盡可能布置在結(jié)構(gòu)的對(duì)稱位置上；

5）對(duì)接焊縫的拼接處，應(yīng)做成平緩過(guò)渡；

6）盡量避免焊縫的交叉和集中；

7）三向焊縫相交；

8）長(zhǎng)焊縫可采用分段反向跳焊法9）厚焊縫可采用分層焊等。10.1.2普通螺栓連接1.螺栓的規(guī)格普通螺栓一般用Q235鋼制成。普通螺栓分為：

A級(jí)；

B級(jí)；

C級(jí)。其中：A、B級(jí)為精制螺栓，C級(jí)為粗制螺栓。

鋼結(jié)構(gòu)采用的螺栓為大六角頭型，其代號(hào)用字母M和公稱直徑（單位為mm）表示，常用的為M16、M18、M20、M22、M24、M27等。按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，螺栓統(tǒng)一用螺栓的性能等級(jí)來(lái)表示，如“4.6級(jí)”、“8.8級(jí)”、“10.9級(jí)”等。小數(shù)點(diǎn)前數(shù)字表示螺栓材料的最低抗拉強(qiáng)度，如“4”表示400N／mm2。小數(shù)點(diǎn)及以后數(shù)字(0.6、0.8等)表示螺栓材料的屈強(qiáng)比，即屈服點(diǎn)與最低抗拉強(qiáng)度的比值。螺栓桿的長(zhǎng)度l(mm)按下式計(jì)算：——被連接鋼板的總厚度，一般不宜大于栓孔直徑的4.5倍；H1——螺母的高度；——墊圈的厚度。2.構(gòu)造要求螺栓(鉚釘)的排列分并列和錯(cuò)列兩種形式

各螺栓(鉚釘)的連線稱為釘線。釘線應(yīng)按直線布置，以便于施工制作。螺栓(鉚釘)的間距應(yīng)根據(jù)以下要求確定：

(1)受力要求：從受力的角度考慮，螺栓間的距離及螺栓至構(gòu)件邊緣的距離不宜過(guò)大或過(guò)小。

1）受壓構(gòu)件螺栓間距過(guò)大時(shí)，容易引起鋼板鼓屈；

2）間距過(guò)小時(shí)，釘孔對(duì)截面削弱過(guò)大，而使構(gòu)件應(yīng)力過(guò)于集中，容易產(chǎn)生熱鉚松動(dòng)，孔前鋼板可能沿作用力方向被剪斷。

(2)構(gòu)造要求：螺栓間距過(guò)大時(shí)：連接鋼板不宜夾緊，潮氣容易侵入縫隙引起鋼板銹蝕。

(3)施工要求：螺栓間距過(guò)小時(shí)：不利于扳手操作。10-5螺栓和鉚釘?shù)娜菰S距離

注：

1）角鋼兩肢上的螺栓(鉚釘)位置，一般宜互相錯(cuò)開(kāi)布置。

2）肢寬小于125mm時(shí)按單排布置，肢寬在125mm以上時(shí)須排成雙行并列或雙行錯(cuò)列。

3）對(duì)于主要受力構(gòu)件，螺栓(鉚釘)的數(shù)量除應(yīng)滿足計(jì)算的要求外，還應(yīng)滿足構(gòu)造上的要求。

4）為了保證連接受力構(gòu)件的螺栓(鉚釘)群承受可能產(chǎn)生的局部撓曲并滿足裝配工藝上的要求。《公路橋規(guī)》規(guī)定：在構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)上連接的螺栓(或鉚釘)或接頭一邊的螺栓(或鉚釘)，其最少數(shù)量為：

1）一排螺栓時(shí)2個(gè)，一排鉚釘時(shí)3個(gè)；

2）二排及二排以上螺栓(或鉚釘)時(shí)，每排2個(gè)；

3）角鋼在連接或接頭處采用交叉布置的螺栓(或鉚釘)時(shí)，第一個(gè)螺栓(或鉚釘)應(yīng)排在靠近角鋼背處。3.普通螺栓連接計(jì)算普通螺栓連接的受力形式可分為三類：外力與栓桿垂直的受剪螺栓連接；外力與栓桿平行的受拉螺栓連接；同時(shí)受剪和受拉的螺栓連接。圖10-20剪力螺栓與拉力螺栓（a）剪力螺栓；（b）拉力螺栓；（c）同時(shí)受剪和受拉的螺栓連接（1）單個(gè)螺栓的承載力

1）剪力螺栓連接圖10-21螺栓群的不均勻受力狀態(tài)(a)彈性階段受力狀態(tài)；(b)塑性階段受力狀態(tài)一種是螺栓直徑較小，而鋼板厚度較大時(shí)，螺桿被剪斷。剪力螺栓可能的破壞情況有兩種：可通過(guò)計(jì)算單個(gè)螺栓的承載力來(lái)控制。當(dāng)螺栓直徑較大，而鋼板相對(duì)較薄時(shí)，連接會(huì)由于孔壁壓壞產(chǎn)生塑性變形而喪失承載能力?？赏ㄟ^(guò)計(jì)算單個(gè)螺栓的承載力來(lái)控制。構(gòu)件本身也有可能由于截面削弱過(guò)多而被拉斷。通過(guò)驗(yàn)算構(gòu)件凈截面強(qiáng)度來(lái)控制。鋼板端部螺孔端距太小而被剪壞。通過(guò)構(gòu)造措施來(lái)避免。由于連接鋼板太厚，桿身受彎而破壞。通過(guò)構(gòu)造措施來(lái)避免。單個(gè)剪力螺栓的承載力按下列兩式計(jì)算：按受剪計(jì)算的容許承載力按承壓計(jì)算的容許承載力

d——螺栓桿直徑；——在同一受力方向的承壓構(gòu)件較小總厚度；——分別為螺栓抗剪和承壓容許應(yīng)力值。2）拉力螺栓連接在受拉螺栓連接中，外力會(huì)使被連接構(gòu)件的接觸面互相脫開(kāi)而使螺栓受拉，最后螺桿被拉斷而破壞。表10-8粗制螺栓、鉚釘容許應(yīng)力（MPa）單個(gè)受拉螺栓的承載力按下式計(jì)算：——螺栓螺紋處的有效直徑(螺栓內(nèi)徑)；——螺栓的抗拉容許應(yīng)力，按表10-8采用。（2）螺栓群的計(jì)算在軸向力作用下的螺栓群，不論是剪力螺栓或拉力螺栓，均假定所有螺栓受力相等。

在軸向力作用下已知一只螺栓的抗剪容許承載力和承壓容許承載力，或已知一只螺栓的抗拉容許承載力：即可計(jì)算出該連接所需要的螺栓數(shù)目，并取整數(shù)進(jìn)行排列。在力矩作用下或軸向力和力矩共同作用下的螺栓群：需先選定螺栓數(shù)目并進(jìn)行排列，然后進(jìn)行驗(yàn)算。對(duì)于軸心受拉的連接，還需驗(yàn)算其構(gòu)件凈截面的強(qiáng)度。N——連接承受的軸心拉力或軸心壓力；——單個(gè)剪力螺栓的容許承載能力計(jì)算值。由于螺栓孔削弱了構(gòu)件的截面，因此在排列好所需的螺栓后，還需驗(yàn)算構(gòu)件的凈截面強(qiáng)度：1)剪力螺栓群在軸向力作用下的計(jì)算剪力螺栓群在軸向力作用下所需螺栓數(shù)目為：圖10-24構(gòu)件凈截面當(dāng)螺栓并列布置（圖10-24a）時(shí)當(dāng)螺栓錯(cuò)列布置（圖10-24b）時(shí)Ⅱ—Ⅱ截面的凈截面面積可近似地取為圖10-24構(gòu)件凈截面

2)剪力螺栓群在力矩、剪力和軸力共同作用下的計(jì)算發(fā)生位置：在梁與梁或梁與柱的連接處，以及鋼板梁腹板的接頭處。計(jì)算步驟:1）首先分別計(jì)算各種內(nèi)力對(duì)螺栓所產(chǎn)生的剪力值；

2）再按矢量疊加求出同一螺栓在所有內(nèi)作用下的合力；

3）合力不超過(guò)螺栓的容許承載能力。.3)拉力螺栓群在軸力作用下的計(jì)算當(dāng)外力通過(guò)螺栓群形心時(shí)，所需要的螺栓數(shù)目n為：4)拉力螺栓群在力矩和軸力共同作用下的計(jì)算

圖10-25表示在力矩M和軸力N共同作用下的螺栓群受偏心力(圖中M、V、N)作用。由于有焊在柱上的支托承受剪力V，故螺栓群只承受由M和N產(chǎn)生的拉力。

計(jì)算方法：利用疊加法。求出最不利的螺栓——最上一排螺栓所受的合力，并使其不超過(guò)螺栓的容許承載能力。例題10.210.1.3鉚釘連接鉚釘連接是先將鉚釘燒紅到1000℃左右后，即將釘桿插入直徑比釘桿大1~1.5mm左右的被連接構(gòu)件的釘孔中，然后用風(fēng)動(dòng)鉚釘槍或油壓鉚釘機(jī)趁熱先鐓粗桿身，填滿釘孔，再將桿端鍛打成半球形封閉釘頭。

1.鉚接的構(gòu)造（1）鉚釘?shù)囊?guī)格鉚釘一般采用塑性性能良好的鉚螺2號(hào)鋼(ML2)制成。

圖10-27鉚釘?shù)男褪?a)半圓頭；(b)高頭；(c)平頭按用途的不同，鉚釘有半圓頭、高頭和平頭三種形式：

鋼結(jié)構(gòu)中常用的鉚釘，其釘桿直徑有16mm、20mm、22mm、25mm等幾種，相應(yīng)的釘孔直徑則為17mm、21mm、23mm及26mm。

《公路橋規(guī)》規(guī)定：

1）位于主要構(gòu)件上的鉚釘直徑，不宜大于角鋼肢寬的1/4。

2）只有在條件所限或在次要構(gòu)件上，d/b允許放寬到1/3～l/4之間，即對(duì)于肢寬75mm的角鋼可采用直徑為22mm的鉚釘；對(duì)于肢寬90mm的角鋼可用直徑為25mm的鉚釘。常用的半圓頭鉚釘所需要的釘桿長(zhǎng)度按下式計(jì)算——被連接構(gòu)件的總厚度；——鉚釘桿的直徑。（2）鉚接的形式鉚釘連接的形式有對(duì)接、搭接和角接三種。圖10-28鉚釘連接的形式（a）單蓋板對(duì)接接頭；（b）雙蓋板對(duì)接接頭；(c)搭接接頭；(d)角接連接2.鉚釘連接計(jì)算要點(diǎn)鉚釘連接的計(jì)算方法和普通螺栓基本相同，不同之處是：（1）由于鉚釘在鉚合時(shí)釘孔填塞得很密實(shí)，因此計(jì)算鉚釘?shù)娜菰S承載力時(shí)應(yīng)采用鉚釘孔的直徑，而不采用鉚釘桿的直徑；（2）鉚釘沒(méi)有螺紋的削弱，因此計(jì)算鉚釘?shù)目估菰S承載力時(shí)采用鉚釘孔直徑，而不采用有效直徑。10.1.4高強(qiáng)螺栓連接1.高強(qiáng)螺栓連接的工作原理高強(qiáng)螺栓受力特點(diǎn)：

1）與普通螺栓和鉚釘一樣，能傳遞剪力和拉力。

2）高強(qiáng)螺栓主要是靠被連接構(gòu)件接觸面之間的摩擦力來(lái)傳遞內(nèi)力。高強(qiáng)螺栓連接有兩種類型：

1)摩擦型高強(qiáng)螺栓，

2)是承壓型高強(qiáng)螺栓，

摩擦型高強(qiáng)螺栓：特點(diǎn)：只靠摩擦力傳力。適用范圍：適應(yīng)于承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)及需保證連接變形小的結(jié)構(gòu)。目前我國(guó)橋梁結(jié)構(gòu)上使用的高強(qiáng)螺栓只限于摩擦型。承壓型高強(qiáng)螺栓：特點(diǎn)：

1）靠摩擦力；

2）還依靠桿身的承壓和抗剪傳力。適用范圍：它適應(yīng)于承受靜力荷載。2.高強(qiáng)螺栓連接的構(gòu)造

(1)高強(qiáng)螺栓的規(guī)格高強(qiáng)螺栓的桿身、螺母和墊圈都需要用抗拉強(qiáng)度很高的鋼材來(lái)制造。高強(qiáng)螺栓的栓桿直徑比栓孔小1mm，最大可達(dá)1.5mm。

螺栓桿的長(zhǎng)度l(mm)按下式計(jì)算：——被連接鋼板的總厚度，按鉚接的規(guī)定采用，一般不宜大于栓孔直徑的4.5倍；——螺母高度；——墊圈厚度；(2)其他構(gòu)造

《公路橋規(guī)》規(guī)定：

1）高強(qiáng)螺栓中心至構(gòu)件邊緣的最小距離較鉚釘連接?。?/p>

2）順作用力方向?yàn)?d0(鉚釘2d0)，垂直于作用力方向?yàn)?.3d0(鉚釘為1.5d0)。

3）連接處的各接觸面必須互相緊密貼合。在節(jié)點(diǎn)上連接構(gòu)件的高強(qiáng)螺栓數(shù)，或接頭一邊的高強(qiáng)螺栓數(shù)：當(dāng)一排時(shí)，應(yīng)不少于2個(gè)；當(dāng)二排或二排以上時(shí)，每排也不應(yīng)少于2個(gè)。4）在栓孔加工中應(yīng)采用沖孔后擴(kuò)鉆或鉆孔法，不準(zhǔn)用沖孔法。3.高強(qiáng)螺栓連接的計(jì)算（1）單個(gè)高強(qiáng)螺栓承載能力的計(jì)算高強(qiáng)螺栓承受剪力時(shí)的計(jì)算原則：

1）剪力不超過(guò)摩擦力；

2）不考慮螺栓桿的受剪和承壓作用。單個(gè)高強(qiáng)螺栓的容許承載力為：P——高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力，M20、M22、M24高強(qiáng)度螺栓分別為155、190、225kN；

nm——傳力摩擦面數(shù)目；

k——安全系數(shù)，采用1.70?！Σ料禂?shù)，按表10-11采用；表10-11摩擦系數(shù)0.350.30軋制表面、鋼絲刷清理浮銹（或未經(jīng)處理，但軋制表面干凈）0.400.35噴砂（或酸洗）后涂無(wú)機(jī)富鋅漆0.550.45噴砂Q345Q235桿件鋼號(hào)在連接處桿件接觸面的處理方法（2）螺栓數(shù)量的計(jì)算高強(qiáng)螺栓連接的計(jì)算與鉚釘一樣，假定連接處的內(nèi)力均勻分配于各個(gè)螺栓上，故連接的承載力就等于單個(gè)螺栓的承載力乘以螺栓數(shù)。

1）對(duì)于次要構(gòu)件，按最大內(nèi)力法計(jì)算，所需高強(qiáng)螺栓數(shù)為:2）對(duì)于主要受力構(gòu)件，則按等強(qiáng)度法進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)被連接構(gòu)件為拉桿時(shí)當(dāng)被連接構(gòu)件為壓桿時(shí)——單個(gè)高強(qiáng)螺栓的容許承載力；——構(gòu)件鋼材的容許應(yīng)力?！獦?gòu)件的毛截面面積；——所需高強(qiáng)螺栓數(shù)；——在連接處構(gòu)件所承受的最大內(nèi)力；——構(gòu)件鋼材的疲勞容許應(yīng)力；——構(gòu)件受壓縱向彎曲系數(shù)；例題10-3：10.2軸向受力構(gòu)件計(jì)算10.2.1概述學(xué)習(xí)目標(biāo)：掌握軸向受力構(gòu)件的計(jì)算和構(gòu)造。

按受力特點(diǎn)不同，軸向受力構(gòu)件可分為：軸心受拉構(gòu)件；軸心受壓構(gòu)件；偏心受拉構(gòu)件；偏心受壓構(gòu)件。

按連接方法的不同，可分為：焊接構(gòu)件、鉚接構(gòu)件和螺栓連接構(gòu)件。按結(jié)構(gòu)型式的不同，可分為：實(shí)腹式構(gòu)件和空格式組合構(gòu)件。圖10-30構(gòu)件的截面型式注：圖中虛線表示綴板或綴條1.軸向受力構(gòu)件的截面型式

《公路橋規(guī)》規(guī)定：

鋼板厚度(除次要構(gòu)件、綴板和填板外)不得小于8mm；

主梁?jiǎn)螇K節(jié)點(diǎn)板厚度和焊接梁腹板厚度不得小于10mm；

填板厚度不小于4mm；

縱梁與橫梁間及橫梁與主梁間的連接角鋼不得小于∟100×100×10；

主梁、行車系、聯(lián)結(jié)系、加勁角鋼及隔板中的角鋼都不得小于∟75×75×8；

綴條角鋼不小于∟45×45×5。2.組合構(gòu)件綴板是用鋼板在沿構(gòu)件的長(zhǎng)度上分段設(shè)置，施工較綴條簡(jiǎn)單。綴板的尺寸一般由構(gòu)造要求來(lái)確定。圖10-33隔板的構(gòu)造（a）鉚接；（b）焊接1—隔板；2—綴條或綴板；3—綴板《公路橋規(guī)》規(guī)定的綴板最小尺寸見(jiàn)表10-12。表10-12綴板的尺寸10.2.2軸心受拉構(gòu)件

1.軸心受拉構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算軸心受拉構(gòu)件的強(qiáng)度按下式驗(yàn)算：圖10-34角鋼的凈截面面積計(jì)算圖10-34所示的角鋼，可假想將角鋼展開(kāi)成寬度等于角鋼兩肢寬之和（圖10-34b)，厚度等于角鋼肢厚的板狀?？梢钥闯鲅亟孛鍵I—II破壞的可能性較大。摩擦型高強(qiáng)螺栓連接的軸心受拉構(gòu)件，驗(yàn)算凈截面強(qiáng)度時(shí):——扣除孔前傳力后的軸心拉力，

摩擦型高強(qiáng)螺栓連接的拉桿，除按上式驗(yàn)算凈截面強(qiáng)度外，還應(yīng)按全部拉力N驗(yàn)算構(gòu)件的全截面強(qiáng)度，即——構(gòu)件的毛截面面積。2.軸心受拉構(gòu)件的剛度計(jì)算軸心受拉構(gòu)件的剛度不便直接進(jìn)行計(jì)算，《公路橋規(guī)》采用限制拉桿長(zhǎng)細(xì)比的辦法來(lái)保證其剛度：——桿件的自由長(zhǎng)度，對(duì)于受拉構(gòu)件一般均取桿件的幾何長(zhǎng)度，即桿端節(jié)點(diǎn)中心之間的距離；——桿件全截面的回轉(zhuǎn)半徑；——桿件的計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比；——容許長(zhǎng)細(xì)比，見(jiàn)表10-13。表10-13鋼桿件容許最大長(zhǎng)細(xì)比例題10.4：10.2.3軸心受壓構(gòu)件

1.軸心受壓構(gòu)件的承載能力計(jì)算軸心受壓構(gòu)件的承載能力應(yīng)符合下式要求：——軸心受壓構(gòu)件的縱向彎曲系數(shù)，按構(gòu)件的最大長(zhǎng)細(xì)比由表10-11查得。壓桿的長(zhǎng)細(xì)比2.軸心受壓構(gòu)件的剛度驗(yàn)算3.軸心受壓構(gòu)件的總體穩(wěn)定計(jì)算軸心受壓構(gòu)件的截面往往由其穩(wěn)定性控制。3.軸心受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定計(jì)算圖10-36壓桿的局部失穩(wěn)——容許的板件寬厚比，見(jiàn)表10-14。表10-14鋼壓桿單板（或板束）的寬度與其厚度之比《公路橋規(guī)》通過(guò)控制單板（或板束）的寬度b與其厚度的比值，來(lái)保證壓桿的局部穩(wěn)定，即d10.2.4偏心受力構(gòu)件1.偏心受拉構(gòu)件偏心受拉構(gòu)件的計(jì)算內(nèi)容：

1）靜力強(qiáng)度；

2）疲勞強(qiáng)度；

3）剛度三個(gè)方面。

強(qiáng)度計(jì)算由于軸向拉力會(huì)使彎矩所產(chǎn)生的撓曲變形減小，使構(gòu)件截面承受的彎矩減少，因此，可偏于安全地采用簡(jiǎn)單的疊加公式進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。偏心受拉構(gòu)件按下式驗(yàn)算強(qiáng)度：或

受拉并在一個(gè)主平面內(nèi)受彎曲或與此相當(dāng)?shù)钠氖芾瓨?gòu)件，其疲勞強(qiáng)度按下式驗(yàn)算：容許應(yīng)力取軸向應(yīng)力容許應(yīng)力取彎曲應(yīng)力——結(jié)構(gòu)構(gòu)件的疲勞容許應(yīng)力；

穩(wěn)定性不需計(jì)算：因?yàn)槠氖芾瓨?gòu)件的撓度及受壓邊緣的最大應(yīng)力均小于純彎曲，因此，偏心受拉構(gòu)件的穩(wěn)定性一般不需要進(jìn)行驗(yàn)算。剛度要求：偏心受拉構(gòu)件的剛度要求與軸心受拉構(gòu)件相同。2.偏心受壓構(gòu)件