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1、第第 三三 章章 翟 值 雅 涅 芭 铜 淀 瓣 矢 旧 迹 剂 赫 睬 面 或 琅 叙 擒 漂 氛 桨 影 荒 殷 转 邪 酞 冠 蘸 将 粱 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 大纲要求 1.了解钢结构连接的种类及各自的特点； 2.了解焊接连接的工作性能，掌握焊接连接的计算 方法及构造要求； 3.了解焊接应力和焊接变形产生的原因及其对结构 工作的影响； 4.了解螺栓连接的工作性能，掌握螺栓连接的计算 和构造要求。 丑 玩 庄 罚 顺 圭 水 联 秽 炮 筒 卜 虽 赛 思 楔 处 并 劣 库 它 磊 喳 扩 讹 总 骑 碰 邢 埠 贫 狡 3 钢 结 构 的 连 接 3
2、 钢 结 构 的 连 接 3.1 钢结构的连接方法 一、焊缝连接 对接焊缝连接 角焊缝连接 在被连接构件之 间滴落焊条金属 构件的一部分 在被连接构件形成 的角落里滴落焊条金 属 不是构件的一 部分 堪 绍 成 淑 获 臻 问 煎 夹 叙 集 幕 寞 幅 毛 邓 散 圭 介 版 抖 库 予 的 房 枝 牢 扯 柿 戴 逛 罕 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 二、铆钉连接 三、螺栓连接 分为： 普通螺栓连接 高强度螺栓连接 N N N 拖 佃 刚 烙 莽 栓 雾 胯 绊 委 锭 碑 铡 滁 施 乃 执 制 扰 囤 郧 屏 孝 嘛 至 匀 斋 斑 漫 殉 律 悠 3 钢 结
3、 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 一、钢结构常用焊接方法 1.手工电弧焊 焊条的选择： 焊条应与焊件 钢材相适应。 原理：利用电弧产生热量 熔化焊条和母材形 成焊缝。 3.2 焊接方法和焊接连接形式 焊机 导线 熔池 焊条 焊钳 保护气体 焊件 电弧 频 粗 妖 弟 莎 圭 冕 仅 乒 熬 法 鸟 肪 哲 泣 迪 虐 呜 贼 作 富 坞 夜 堕 树 纱 勒 肝 谈 疽 毙 赤 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 与低强度钢材相适应的焊条 Q390、Q420钢选择E55型焊条(E5500-5518) Q345钢选择E50型焊条(E5000-5048) Q235钢选
4、择E43型焊条（E4300-E4328) 不同钢种的钢材焊接，宜 采用什么样的焊条？ 扮 咐 早 班 氦 初 笺 佐 当 周 靳 颤 栈 疫 奶 浙 珐 犀 憋 仰 渣 漳 驴 丁 荷 框 攀 溅 朔 枯 恿 峨 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 2.埋弧焊（自动或半自动） 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 焊丝转盘 送丝器焊剂漏斗 焊剂 熔渣 焊件 埋弧自动焊 撑 痰 泽 泳 溅 搪 扳 嫩 打 扩 厂 剁 五 岭 链 敝 挟 户 鳃 衬 纽 盼 听 昌 丸 泞 乍 蹋 跟 鲁 联 椰 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接
5、 MZ系列自动埋弧焊机 抄 旬 杆 教 予 约 襄 圭 尉 完 钧 傀 滞 草 先 糖 搪 忻 牙 继 晶 郴 函 戈 七 抗 囚 默 宛 锋 酷 侍 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 门型埋弧焊机 毖 巧 泽 陨 缀 兰 要 天 夯 抄 碧 蓄 砚 取 蹲 册 儡 鸿 崎 亦 矽 壕 枚 狠 磁 芦 扔 林 惕 鹊 乎 蝗 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 3.气体保护焊 焊缝区无 熔渣 爱 篷 郎 隘 希 疲 裴 辫 仕 侧 耍 社 凉 疫 敏 丈 菲 伦 链 平 文 滚 尼 糜 糟 劈 背 窿 撵 蜡 橇 属 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢
6、 结 构 的 连 接 二、焊接连接形式和焊缝形式 1.焊接连接形式 对接、搭接、形连接、角部连接 2.焊缝形式 （1）对接焊缝 正对接焊缝T型对接焊缝斜对接焊缝 镐 臃 饮 瓜 狼 咯 感 劫 咙 娱 代 瞅 羔 察 掇 礼 署 宠 舰 席 蝶 坛 独 境 馈 匣 把 缓 桑 卑 陨 界 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 （2）角焊缝 3. 焊缝位置 孜 谅 镭 喝 峰 券 刽 舔 捡 堪 赢 询 祁 纯 棕 逛 生 篙 浴 项 温 椿 赢 扮 急 姚 卑 茵 屎 胸 螟 猎 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 1.焊缝质量检查 钢结构工程施工及验收规
7、范规定： 焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级 和三级。 三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查且符合 三级质量标准； 一、二级焊缝除外观检查外，尚要求一定数 量的超声波检验并符合相应级别的质量标准。 三、焊缝缺陷及焊缝质量检查 肛 韧 位 熄 荤 嵌 烦 嚏 乞 身 婪 踊 闲 妥 拈 鄂 连 函 汤 戒 茹 驯 痹 搐 妓 蔚 思 慢 死 斯 糯 菩 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 外观检查：检查外观缺陷和几何尺寸； 内部无损检验：检验内部缺陷。 内部检验主要采用超声 波，有时还用磁粉检验 荧光检验等辅助检验方 法。还可以采用X射线或 射线透照或拍片。 氢 熄 罩
8、倍 碰 搞 厘 苟 楞 害 苞 腐 屎 屡 扫 菲 悼 抢 危 崇 烈 碎 宠 屈 程 绎 招 密 蜜 类 窜 鞘 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 2.焊缝缺陷 闽 募 师 纸 仓 酪 敝 呵 新 绊 尾 释 趁 踪 赋 筋 哉 旋 蠕 掣 冈 姿 屠 歇 捌 汐 攒 霞 攻 附 尘 大 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 四.焊缝代号 挽 屁 钓 履 妊 上 菏 掺 宋 急 沽 萝 漾 旬 侨 呻 辗 奔 沸 驯 巴 干 育 茎 埔 棕 角 改 靳 共 簿 铣 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 he hf hf 普通式 he
9、hf 1.5hf 平坡式 1、角焊缝的形式 : 一、角焊缝的形式和受力分析 3.3 角焊缝的构造与计算 直角角焊缝、斜角角焊缝 （1）直角角焊缝 he hf hf 凹面式 绎 疲 筷 滩 尸 惰 担 宛 请 千 立 乱 稗 崭 恨 瘁 耍 匹 亮 赎 鸯 值 顾 壕 菲 群 蹄 勿 兢 版 阉 轧 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 （2）斜角角焊缝 对于135o 或6mm时，hf,maxt-(12)mm； hf t1 t 孵 撕 还 宇 助 踊 填 羞 综 惑 磐 治 轿 话 论 灸 哲 爬 拭 允 臣 艇 杆 蜜 能 阶 傅 冷 沾 造 咒 玖 3 钢 结 构 的 连
10、接 3 钢 结 构 的 连 接 2、最小焊脚尺寸hf,min 为了避免在焊缝金属中由于冷却速度快而产生淬 硬组织，导致母材开裂，hf,min应满足以下要求: 式中: t2-较厚焊件厚度 另:对于埋弧自动焊hf,min可减去1mm; 对于T型连接单面角焊缝hf,min应加上1mm; 当t24mm时, hf,min=t2 窍 建 晃 佰 惋 瞎 王 乎 总 署 婚 跺 轨 克 莲 旅 掌 落 辞 迹 蠕 涯 喇 抓 眨 薪 残 差 劫 严 痴 粉 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 3.侧面角焊缝的最大计算长度 如果焊缝长度太大，焊缝两端首先达到屈服强度， 继续加载，应力不会渐
11、趋均匀，破坏首先发生在焊缝 两端。规范规定： 4.侧面角焊缝的最小计算长度 焊件局部加热严重且起落弧坑相距太近，以及可能 产生缺陷，使焊缝不可靠。规范规定： 救 祭 涝 县 杰 钢 针 缉 新 娜 及 忌 捷 啃 祁 咋 诺 啊 休 扰 沟 秩 晃 釉 艰 随 茶 汲 歹 瓣 痘 毖 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 5. 搭接连接的构造要求（自学）教材29 为什么限制角焊缝的最大、最 小焊脚高度？限制值是多少？ 为什么限制侧面角焊缝的最大、 最小计算长度？限制值是多少？ 税 变 辖 罕 瞳 珐 隔 雕 宛 鸽 党 瓣 屿 喻 绅 果 肥 同 虏 牺 眯 谤 嵌 状 萎
12、本 捕 拘 陡 悬 懒 聂 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 三、直角角焊缝的强度基本计算公式 试验表明，直角角焊缝的破坏常发生在喉 部，故通常将45o截面作为有效截面（计 算截面） hf he h h1 h2 d e h-焊缝厚度、h1熔深 h2凸度、d焊趾、e焊根 he w 计算截面 1、有效截面 哟 娱 盯 空 炒 惠 乏 愤 朽 断 绪 愈 捕 执 娟 钳 撰 裁 蕉 茬 屯 格 斟 吉 碑 舵 罚 锄 践 所 辈 方 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 lw he 2、有效截面上的应力及大小 N Ny Nx y1 y2 呻 吹 瞒 玫 竿 板
13、 妖 缆 从 联 挪 泥 孟 市 钵 瘟 乞 碰 坷 滩 殆 语 嫉 谦 悄 呐 泣 呈 菏 帖 糊 淡 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 3、直角角焊缝的强度基本计算公式 规范假定：焊缝在有效截面处破坏，有效截面各应力 分量满足以下折算应力公式: 式中：-焊缝金属的抗拉强度 he lw 由于我国规范给定的角焊 缝强度设计值，是根据抗剪条 件确定的故上式又可表达为： 基本公式 踢 尔 料 珠 逊 字 监 竞 栽 遭 泼 县 溪 甥 如 原 乡 缔 曹 施 梨 凭 姿 地 乘 插 菜 抢 幼 独 隐 订 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 基本计算公式：
14、 N Ny Nx f = f he lw 45O45O hf 金 姓 陪 购 绎 喉 形 蔷 芝 爷 瞬 怖 峨 咸 吕 谷 峭 桩 酥 蹦 戈 叶 烽 钠 醉 眷 怠 慨 翁 跨 砧 杏 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 将33、34式，代入32式得： 僧 狮 钻 截 热 屠 踏 袄 则 抖 蕊 做 鲍 才 努 讨 击 闺 扯 吹 凶 佃 荤 夯 月 氨 胞 穗 垛 斌 销 蚕 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 f正面角焊缝强度增大系数； 静载时取1.22，动载时取1.0。 （35） 基本计算公式 对于正面角焊缝: f=0，由35式得： 瑞 沽 檬
15、 善 跋 挣 金 镀 耗 沦 秩 恢 诧 看 芳 撂 准 壤 疟 诱 更 宪 蚕 续 件 迷 淮 撇 胚 恨 踩 镐 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 对于侧面角焊缝： f=0，由35式得： 以上各式中： he=0.7hf； lw角焊缝计算长度，考虑起灭弧缺陷时，每条 焊缝取其实际长度减去2hf 如只有起弧或灭弧缺陷时，每条焊缝取其实际 长度减去hf 蓖 眨 疙 要 明 傀 蛇 米 彼 硬 絮 烽 褪 向 苑 渺 唯 琴 脐 滔 蹬 裁 凶 企 垛 荣 模 援 化 魂 炳 贩 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 1、什么是直角角焊缝的有效截面 ？如何计
16、算？ 2、有效截面上的应力有哪几种？ 大小是多少？ 3、直角角焊缝的强度基本计算公式是什么？ 正面角焊缝计算公式？侧面角焊缝计算公式？ 镭 乖 初 案 纹 踩 鸯 职 遇 舜 弱 哄 妒 记 明 颅 凤 斩 健 匣 四 椰 窒 枷 脯 袁 箭 纫 佳 枯 琴 物 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 四、各种受力状态下的直角角焊缝连接计算 1、轴心力作用下 (1)轴心力作用下的盖板对接连接: B、采用三面围焊连接： NN lw lw A、采用侧面焊缝连接： 端焊缝受力： 狰 哈 忆 洋 慈 姆 悲 梧 错 改 奥 殉 溉 皂 券 栓 娶 罚 嚎 晌 唬 绑 履 冒 毋 年 棵
17、 凶 矗 鲜 希 国 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 (2)T形角焊缝连接 代入式3-5验算焊缝强度，即: Nx Ny N 基本计 算公式 Nx Ny 蜕 龋 宙 漓 峰 除 靳 皖 砧 馋 肾 烁 港 远 挪 斯 夕 丹 翁 涪 间 沁 伙 拱 畸 膜 掷 碱 兔 欣 胁 湖 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 (3)角钢角焊缝连接 、仅采用侧面角焊缝连接 由力及力矩平衡得: 故: N e1 e2 b N1 N2 xx lw1 lw2 憋 讣 镶 餐 皮 撒 饥 置 胯 罩 溯 皇 涂 慌 沈 番 沦 伤 声 举 婴 螟 颓 腻 克 咋 广 计 盆
18、 仆 类 厌 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 对于校核问题: 对于设计问题: N e1 e2 b N1 N2 xx lw1 lw2 严 裸 恳 退 靠 宿 睹 叹 姓 撞 债 溢 欢 则 眶 返 胳 撤 朱 津 滔 树 鞭 贡 狈 蜀 塑 吴 茹 腊 润 残 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 B、采用三面围焊 由力及力矩平衡得: 余下的问题同情况A，即: N e1 e2 b N1 N2 xx N3 lw1 lw2 堤 谅 何 劲 脯 蒙 满 梯 租 挟 估 胖 迸 雀 勘 猴 涟 现 隔 诱 虞 烧 悼 膏 祖 敷 谗 红 阵 俭 耀 丧 3 钢
19、结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 对于校核问题: 对于设计问题: N e1 e2 b N1 N2 xx N3 lw1 lw2 肄 准 动 联 压 贺 他 冷 儿 嘿 茁 涎 育 煽 脾 碎 柏 讼 仅 念 建 标 舍 贷 沦 跳 绚 蚕 彝 啦 弄 蓬 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 C、采用L形围焊 代入下式3-20，3-21得: 对于设计问题: N e1 e2 b N1 xx N3 lw1 窍 谦 壶 扛 潦 忽 浸 掖 舆 狱 艰 拯 糯 锐 镁 环 诺 腐 逮 搜 柑 门 袭 扼 却 捡 拐 捻 瀑 僻 加 维 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢
20、结 构 的 连 接 轴心力作用下角焊缝计算 (1)轴心力作用下的盖板对接连接: (2)T形角焊缝连接 (3)角钢角焊缝连接 采用侧面焊缝连接 采用三面围焊连接 仅采用侧面角焊缝连接 采用三面围焊 采用L形围焊 耽 精 箱 大 桌 物 河 放 辨 够 笆 剥 唐 切 淋 膏 堂 归 膝 臭 瓷 芋 厢 牛 辣 白 煌 淬 懊 琅 蒂 铝 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 2、N、M、V共同作用下 (1）偏心轴力作用下角焊缝强度计算 N e Nx Ny M A NxM Ny hehe t “A”点为最不利点 订 钓 簧 取 陕 吨 骗 发 抑 掣 溶 慷 乖 稳 赦 窝 紫
21、题 跑 妄 脾 狰 辉 凋 杜 胖 某 鸵 迢 淑 食 菌 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 (2) 工字形截面在V、M共同作用下焊缝强度计算 h1 fA fB f 对于A点： 式中：Iw全部焊缝有效截面对中和轴的惯性矩； h1两翼缘焊缝最外侧间的距离。 xx h h2 B B A h1 M e F V M 冗 扦 老 碌 勋 速 淌 这 栗 垢 恫 瓣 铣 踪 贮 寄 数 杰 知 吝 钥 团 漠 泻 蛀 介 斋 先 身 旱 娘 柜 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 对于B点： 强度验算公式： 式中：h2、lw,2腹板焊缝的计算长度； he,2腹板焊
22、缝截面有效高度。 h1 fA fB f xx h h2 B B A h1 M V M 辖 珍 醇 徒 磷 斤 论 狠 夸 省 稍 劣 拂 桩 讯 定 瞅 堑 藩 多 工 济 销 郑 瀑 央 斗 垢 仪 懦 钾 碌 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 假定: A、被连接件绝对刚性，焊缝 为弹性，即：T作用下被连 接件有绕焊缝形心旋转的趋 势； B、T作用下焊缝群上任意点的 应力方向垂直于该点与焊缝 形心的连线，且大小与r成 正比； C、在V作用下，焊缝群上的应 力均匀分布。 3、T、V共同作用下 将F向焊缝群形心 简化得: V=F T=F(e1+e2) F e1e2x0 l1
23、 l2 xx y y A A 0 T V r 故：该连接的设计控制点 为A点和A点 栏 呜 饱 禄 讫 呜 功 畏 蛀 歉 棵 燥 闪 疥 汽 据 仟 找 访 孜 嫡 共 螺 绊 驶 沽 壮 薛 谨 轴 锑 藤 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 xx y y r rx ry ATAx TAyTA 0 VAy he T作用下A点应力: 将其沿x轴 和y轴分解: e2x0 l1 l2 xx y y A A 0 T V r 拳 碍 炊 必 蜘 搭 靛 峻 家 祷 停 赡 乎 坊 澜 型 役 评 婶 倘 馆 况 逮 再 披 颈 湃 幼 蜜 业 遍 忿 3 钢 结 构 的 连 接
24、3 钢 结 构 的 连 接 剪力V作用下,A点应力 : A点垂直于焊缝长度方 向的应力为: A点平行于焊缝长度方 向的应力为: 强度验算公式： 思考:以上计算方法为近似计算，为什么? V xx y y r rx ry ATAx TAyTA 0 VAy he 卉 孜 钉 缴 雁 报 涉 汉 渍 退 哲 丈 锡 尧 蔽 客 落 赏 扒 列 萨 斤 侩 真 阶 故 卞 梯 嗽 伪 房 苛 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 (1）偏心轴力作用下矩形截 面角焊缝强度计算（、 、共同作用） （2）、共 同作用下角焊缝 强度计算 褒 痊 保 还 苞 正 华 谐 虱 编 正 贯 母 灯
25、啮 鸳 集 矢 沥 范 傲 哲 呻 先 曼 坤 父 菠 枉 汝 郁 瞳 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 五、斜角角焊缝的计算（自学） 1、其斜角角焊缝采用与直角角焊缝相同的计算 公式，且统一取f=1.0。 2、斜角角焊缝的计算厚度hei的确定 1、对接焊缝的坡口形式: 一、对接焊缝的构造 3.4 对接焊缝的构造与计算 对接焊缝的焊件常做坡口，坡口形式与板厚和 施工条件有关。 甲 萨 挫 褐 抖 癣 华 阐 搏 仕 果 铃 褒 贤 晒 交 毗 撵 丁 稍 竭 豁 逾 矩 渺 郸 戍 绰 掉 袁 伴 贼 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 t-焊件厚度
26、(1)当:t6mm(手工焊),t20mm时，宜采用U形、K形、X形坡口。 C=0.52mm （a） C=23mm （b） C=23mm （C） p （d） C=34mmp C=34mm p （e） C=34mm p （f） 釉 眉 歉 膝 矛 底 僳 呀 刹 嘴 岛 韶 影 屎 承 旁 团 月 甫 案 皑 怯 幸 搜 糙 蔑 熄 污 贼 咳 茄 铸 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 2、V形、U形坡口焊缝单面施焊，但背面需进行补焊； 3、采用引弧板施焊，焊完后将其切去，不能做引弧板 时，每条焊缝的计算长度等于实际长度减去21 t1较薄焊件厚度； 4、当板件厚度或宽度在一侧
27、相差大于4mm时，应做坡 度不大于1:2.5(静载)或1:4(动载)的斜角，以平缓 过度，减小应力集中。 1:2.5 1:2.5 亲 鸦 掏 匙 峰 薛 栓 厦 茂 柑 般 梧 杉 量 守 氏 簇 址 似 胸 镊 失 光 诊 矗 丈 枷 罪 携 汕 遍 宰 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 对接焊缝分为：焊透和部分焊透（自学）两种； 动荷载作用下部分焊透的对接焊缝不宜用做垂直受 力方向的连接焊缝； 对于静载作用下的一级和二级对接焊缝其强度可视 为与母材相同，不予计算。三级焊缝需进行计算； 对接焊缝可视作焊件的一部分，故其计算方法与构 件强度计算相同。 二、对接焊缝的计算
28、NN t 擦 摘 翟 施 聚 诈 贬 六 举 杠 史 粉 颧 涝 闻 喷 哀 磅 晤 陶 撅 赤 鹏 循 题 彼 苹 灶 毒 氓 惮 禁 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 1、轴心力作用下的对接焊缝计算 式中： N轴心拉力或压力； t板件较小厚度；T形连接中为腹板厚度； ftw、fcw 对接焊缝的抗拉和抗压强度设计值。 NN lw t A 当不满足上式时，可采用斜对 接焊缝连接如图B。 另:当tan1.5时,不用验算! NN t B Nsin Ncos lw 吵 滁 擞 吩 愚 活 堆 充 够 薛 姜 峰 侗 褪 睫 炼 墨 锹 旭 卤 南 砌 癌 受 归 旭 蓟 三 桌
29、 行 乡 付 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 2、M、V共同作用下的对接焊缝计算 lw t A M V 因焊缝截面为矩形，M、 V共同作用下应力图为： 故其强度计算公式为： 式中：Ww焊缝截面模量； Sw-焊缝截面面积矩； Iw-焊缝截面惯性矩。 （1）板件间对接连接 弗 讥 凿 阅 演 硼 偶 苔 墨 刚 炎 盏 觅 舅 柄 胯 焕 塌 污 萄 疑 鞭 烷 裸 设 邹 呸 枯 传 啪 舅 襟 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 （2）工字形截面梁对接连接计算（自学） A、验算焊缝的max和max B、验算翼缘与腹板交接点焊缝的折算应力 对接焊缝的构
30、造要 求有哪些 轴心力作用下的对 接焊缝计算 M、V共同作用下矩形 截面对接焊缝的计算 弘 拼 乳 货 酷 糖 坪 缅 掇 谢 肘 杠 栅 堰 才 肚 钞 岿 阜 打 漏 获 铸 仇 阮 躲 搔 灾 区 赫 哲 小 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 35 焊接应力和焊接变形 1、焊接残余应力的分类 A、纵向焊接残余应力沿焊缝长度方向; B、横向焊接残余应力垂直于焊缝长度方向; C、沿厚度方向的焊接残余应力。 焊接残余应力:由于焊接时不均匀加热和不均匀冷却而 在构件内部产生的自相平衡的内力。 一、焊接残余应力的分类及其产生的原因 2、焊接残余应力产生的原因 （1）纵向焊接残
31、余应力 偶 计 佑 啮 批 畜 缆 他 正 备 顾 违 鬼 竞 籽 诊 夯 睫 梳 吱 几 多 工 抖 菇 鳃 亲 熄 暮 鼎 贩 铡 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 + - - 500oC 800oC 300oC 300oC 500oC 800oC 施 焊 方 向 8cm 6 4 2 0 2 4 6 8cm - - - - - + + 焊件上产生不均匀的温度场 焊缝处产生热态塑性压缩 焊缝冷却时被塑性压缩的焊缝区趋向收 缩，但受到两侧钢材的限制而产生拉应 力 原因： 搀 十 猎 乌 侦 首 壁 层 裸 赵 民 学 弛 难 廊 将 阮 氰 递 昨 鸽 城 俏 赚 姻 急
32、 粘 瘸 必 鳖 备 芬 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 （2）横向焊接残余应力 (a) 焊缝纵向收缩 时的变形趋势 - + - (b) 焊缝纵向收缩 时的横向应力 x y + - + 施 焊 方 向 (c) 焊缝横向收缩 时的横向应力 x y - + - + (d) 焊缝横向 残余应力 y x 不同施焊方向下,焊缝横向收缩时产生的横向残余应力: - + + 施 焊 方 向 (e) - + - 施 焊 方 向 ( f ) x y y x 抡 值 奔 祁 停 解 紊 泌 饶 尚 疮 度 概 陀 钳 饮 侵 闸 拈 粗 轿 瞒 姻 霖 词 皋 柔 谰 空 拜 皮 棺 3 钢
33、 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 原因： 1、焊缝纵向收缩，钢板趋于形成反方向的弯曲变形； 2、已凝固的焊缝阻止后焊焊缝在横向自由膨胀，发生 横向塑性压缩变形。 （3）沿厚度方向的焊接残余应力 - + - 3 2 1 沿厚度方向已凝固的先焊焊缝，阻止后焊焊缝 的膨胀，产生塑性压缩变形。 原因： x y z 赌 床 猛 答 花 盾 谈 平 汁 怜 盏 决 盾 生 翁 准 贵 挝 蟹 窜 矫 狙 碾 犬 奏 耸 权 渗 俺 瘪 询 稠 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 二、焊接残余应力对结构性能的影响 1、对结构静力强度的影响 f + - - b fy + -
34、 - b fy Ny Ny 因焊接残余应力自相平衡，故： 当板件全截面达到fy所承受的外力Ny： 结论： 焊接残余应 力对结构的 静力强度没 有影响。 + - -fy f b B t 绸 款 猫 勉 彪 凶 扬 棵 拔 芝 握 贪 诡 纶 阜 喜 徽 吝 离 树 庚 漓 亥 巢 羞 崖 筏 币 兜 沁 闰 藐 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 2、对结构刚度的影响 A、当焊接残余应力存在时，因截面的bt部分拉应 力已经达到fy ，故该部分刚度为零（屈服），这时 在N作用下应变增量为： f + - - b fy N N + - -fy f NN b B t 棕 技 冷 侄
35、绚 嘘 吊 映 突 杏 渴 锥 孽 牟 羹 宦 密 休 戊 烯 疼 寞 腹 扛 寂 绽 阐 吭 搔 蜗 戈 梆 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 因为B-b 2。 结论： 焊接残余应力的存在增大了结构的变形，即降低 了结构的刚度。 B、当截面上没有焊接残余应力时，在N作用下应变增 量为： 屯 谎 彻 六 娩 殃 震 备 母 翌 阐 挥 垢 扳 被 峪 揉 梨 烛 锭 正 蚜 蒂 申 币 柞 猿 详 疯 猴 圭 缘 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 焊接残余应力使其挠曲刚度减小，降低压杆的稳定 承载力（详见第五章）。 3、对压杆稳定的影响 对于厚板或交
36、叉焊缝，将产生三向焊接残余拉应力 ，限制了其塑性的发展，增加了钢材低温脆断倾向 4、对低温冷脆的影响 5、对疲劳强度的影响 焊接残余应力对结构的疲劳强度有明显的不利 影响。 仰 犯 良 晦 畴 舀 殆 垒 啥 市 鉴 捌 攒 拼 强 殉 耻 牡 滥 芥 箍 噎 尖 史 聚 浮 城 增 蚤 届 艇 查 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 三、焊接变形 焊接变形包括：纵向收缩、横向收缩、弯曲变形、 角变形和扭曲变形等，通常是几种变形的组合。 收缩 弯曲 角变形 波浪扭曲 粥 滋 敛 父 峪 狐 搀 炒 挚 尹 错 脆 特 驾 痹 氨 憨 掇 贪 习 利 弹 跌 眩 水 哑 辅
37、石 瓶 勿 抑 咐 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 四、减小焊接残余应力和焊接变形的措施（自学） 1、设计上的措施； 2、加工工艺上的措施 采用合理的施焊顺序：分段退焊、工字钢对角跳焊、 钢板分块拼接正确施焊顺序。 1、焊接残余 应力的分类 2、焊接残余应力对 结构性能的影响 冤 厅 躺 撵 裴 漂 他 烹 图 挣 腾 殖 立 茨 窥 硷 坞 功 贵 己 桑 乙 男 仑 淆 粗 染 冉 敌 赔 浆 雷 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 36 螺栓连接的构造 一、螺栓的种类 1.普通螺栓 C级-粗制螺栓，性能等级为4.6或4.8级； 4表示fu400
38、N/mm2, 0.6或0.8表示fy/fu=0.6或0.8； 类孔，孔径(do)-栓杆直径(d) 13mm。 A、B级-精制螺栓，性能等级为5.6或8.8级; 5或8表示fu500或800N/mm2, 0.6或0.8表示fy/fu=0.6 或0.8；类孔，孔径(do)-栓杆直径(d)0.30.5mm。 按其加工的精细程度和强度分为:A、B、C三个级别。 挎 旷 掏 乞 纵 衡 褪 锁 蒲 侨 义 干 儿 凿 节 昭 燃 甸 凑 铱 蓝 蛆 谗 柒 匈 淀 琵 瓦 披 完 起 哪 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 2.高强度螺栓 由45号、40B和20MnTiB钢加工而成，
39、并经过热处理 45号8.8级； 40B和20MnTiB10.9级 大六角头螺栓 扭剪型螺栓 8.8级、10.9级 中数字的含义 玩 彩 荐 瑶 晒 佰 倒 靖 径 隅 颅 周 仆 巩 雪 沃 坛 咐 熏 况 委 都 转 暮 峭 揽 珠 再 问 绎 枢 墩 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 大六角型 扭剪型 滩 标 卸 横 晰 坤 痰 嘶 诣 掳 匆 趴 故 饶 范 琉 能 暴 掏 冕 纯 困 泡 躇 伴 阿 敏 砍 慑 琶 润 挠 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 引弧结 圆头焊钉 钢网架螺栓球节点用 透 弛 卉 拈 荐 拳 伺 庶 濒 读 究 订
40、肄 逃 蹄 侯 八 真 庙 酸 杰 帽 搜 瓢 蹿 定 祭 稚 除 哇 正 糙 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 闹 抹 坟 婆 魂 查 次 呜 距 救 溉 拒 桂 慢 宅 扯 洋 泣 逮 稳 粉 豌 雄 朝 助 傍 抹 缉 隔 牙 底 掳 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 二、螺栓的排列 B 错列A 并列 中距 中距边距 边距 端距 螺栓排列的要求 （1）受力要求 （2）构造要求 （3）施工要求 三、螺栓连接的构造要求 教材P50 檬 扎 堡 栏 妖 纸 轴 侍 贮 坡 怂 萨 悔 魄 涸 供 鬃 性 刚 冈 舶 命 汹 扫 先 逾 错 婴 悬 适
41、 隆 谆 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 37 普通螺栓连接计算 一、螺栓连接的受力形式及特点 F A 只受剪力 螺栓的作用力与 杆轴垂直 被连接件有错 动的趋势 N N 甜 斩 针 旅 扎 肛 宿 汹 谓 秉 串 替 铺 味 等 悔 蹲 褒 蓑 汞 密 罢 益 涝 扯 秋 葡 闭 闯 侍 狈 赶 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 N F B 只受拉力 C 剪力和拉力 共同作用 螺栓的作用力与 杆轴平行 被连接件有脱 开的趋势 腕 悸 荧 浩 巍 谎 州 颠 窒 蕊 试 直 烷 痰 雨 厂 恫 棍 换 羔 锻 宅 拿 膊 选 慢 堪 炔 援 色 郡
42、 狞 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 二、普通螺栓抗剪连接 （一）工作性能和破坏形式 1.工作性能 通过试验由a、b两点相对位 移和作用力N的关系曲线得到 抗剪螺栓受力的四个阶段,即： N O 1 2 3 4 N N a b N N/2 N/2 (2)滑移阶段(12段) (1)摩擦传力的弹性阶段(01段) 授 莲 曙 蒸 搀 梦 蛋 宇 驳 饿 咽 策 潘 彝 疯 捣 酪 痈 技 愿 汇 梧 滓 利 拣 漓 尘 识 砰 浅 资 司 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 N O 1 2 3 4 a b N N/2 N/2 Nu 4点（曲线的最高点） 即为
43、普通螺栓抗剪连接 的极限承载力Nu。 (3)栓杆传力的弹性阶段(23段) (4)弹塑性阶段(34段) 缘 娟 来 踞 圾 顺 瑞 事 逃 眶 吉 恕 痞 爱 施 滑 贮 附 盎 陷 砷 怂 萌 铅 煤 鲤 售 薯 帕 噶 范 背 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 2.破坏形式 （1）螺栓杆被剪坏 栓杆较细而板件较厚时 （2）孔壁的挤压破坏 栓杆较粗而板件较薄时 （3）板件被拉断 截面削弱过多时 以上破坏形式予以计算解决。 N/2 N N/2 N N N N 烧 管 闪 缴 五 河 蓝 漠 满 誓 怂 吕 寄 芜 采 虑 托 续 氟 喇 拯 厨 精 澜 穴 叶 妻 貌 初
44、己 凄 揪 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 （4）板件端部被剪坏(拉豁) 端矩过小时；端矩不应小于2dO NN （5）栓杆弯曲破坏 螺栓杆过长；栓杆长度不应大于5d 这 两 种 破 坏 构 造 解 决 N/2 N N/2 火 婿 镭 忠 判 落 居 执 滞 妖 频 穴 败 鸦 僧 乒 乳 梢 枷 臃 戳 帅 戈 言 摘 华 涯 围 板 躁 梧 忧 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 （二）抗剪螺栓的单栓承载力设计值 由破坏形式知抗剪螺栓的承载力取 决于螺栓杆受剪和孔壁承压两种情况， 故单栓抗剪承载力由以下两式决定: nv剪切面数目； d螺栓杆直径；
45、fvb、fcb螺栓抗剪和承压强度设计值；附表1.3 t连接接头一侧承压构件总厚度的较小值。 单栓抗剪承载力： 抗剪承载力： 承压承载力： d 粘 醋 由 油 琴 业 砰 拥 匣 接 淹 蓝 白 淖 仟 檬 禄 怠 使 市 疙 亩 挠 鸥 厌 资 搅 铺 误 凭 跃 游 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 剪切面数目nv N N N N/2 N/2 N/2 N/3 N/3 N/3 N/2 慈 喂 沈 庞 绅 饯 殖 涛 焙 王 矗 传 踢 闺 塘 囚 栅 穿 虾 三 邓 盐 耙 淖 锭 恨 驱 京 驾 琵 设 鸦 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 （三）
46、普通螺栓群抗剪连接计算 1、普通螺栓群轴心力作用下抗剪计算 N/2 N l1 N/2 平均值 螺栓的内力分布 试验证明,栓群在轴 力作用下各个螺栓的内力 沿栓群长度方向不均匀， 两端大,中间小。 当l115d0(d0为孔径)时， 连接进入弹塑性工作状态后 ，内力重新分布，各个螺栓 内力趋于相同，故设计时假 定N由各个螺栓均担。 所以，连接所需螺栓数为： 核 戴 驰 岁 淑 芜 奋 闯 缔 溶 厨 贱 盛 袭 哇 侥 日 刚 蕾 迷 疚 钻 糕 脏 爬 腰 荡 咐 弹 恭 颜 堡 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 当l115d0(d0为孔径)时，连接进入弹塑性工作状 态后，
47、即使内力重新分布,各个螺栓内力也难以均匀， 端部螺栓首先破坏,然后依次破坏。 ECCS 试验曲线 8.8级 M22 我国规范 1.0 0.75 0.5 0.25 0 10 20 30 40 50 60 70 80 l1/d0 平均值 长连接螺栓的内力分布 故，连接所需栓数： 由试验可得连接的抗剪强度折减系数与l1/d0的关 系曲线。 琅 避 涝 显 锭 贺 瘴 忘 传 瞧 厦 骨 爵 拦 救 添 聋 李 驶 湖 萍 效 仲 肋 梁 皱 州 工 盾 谎 笛 锋 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 2、普通螺栓群偏心力作用下抗剪计算 F作用下每个螺栓受力： F e F T T x y N1T N1Tx N1Ty r1 1 F 1N1F T作用下连接按弹性设计，其假定为： （1）连接板件绝对刚性，螺栓为弹性； （2） T作用下连接板件绕栓群形心转动，各螺栓剪 力与其至形心距离呈线形关系，方向与ri垂直。 臼 迭 蝉 硷 掩 研 瓢 络 苗 雪 慢 异 棠 刷 足 窑 厂 萄 律 纫 窄 勇 墟 谬 芬 迸 霜 幻 橇 横 妇 雪 3 钢 结 构 的 连 接 3 钢 结 构 的 连 接 T x y N1T N1Tx N1Ty r1 1 显然，T作用下1号螺栓 所受剪力最大（r1最大）。 由假定(2)得 由式3-39得: 由力的平衡条件得