钢结构的连接方法课件.ppt

1、钢结构的连接钢结构的连接第一节第一节 连接的类型连接的类型 钢结构的连接方法可分为：钢结构的连接方法可分为： 焊缝连接焊缝连接 螺栓连接螺栓连接 铆钉连接铆钉连接 螺栓连接螺栓连接钢结构连接方法的优缺点钢结构连接方法的优缺点 费工费料费工费料传力可靠，塑性韧性好，传力可靠，塑性韧性好，质量易于检查，抗动力质量易于检查，抗动力荷载性能好荷载性能好铆钉连接铆钉连接摩擦面处理及安装工艺复杂，摩擦面处理及安装工艺复杂，造价高造价高加工方便，对结构削弱加工方便，对结构削弱少，可拆换，能承受动少，可拆换，能承受动力荷载，耐疲劳，塑性力荷载，耐疲劳，塑性韧性好韧性好高强高强螺栓螺栓螺栓精度低时不宜受剪，精螺

2、栓精度低时不宜受剪，精度高时加工和安装难度大度高时加工和安装难度大装卸便利，设备简单装卸便利，设备简单普通普通螺栓螺栓螺螺栓栓连连接接对材质要求高，产生残余应对材质要求高，产生残余应力和变形，质量检验工作量力和变形，质量检验工作量大大适应性强，构造简单，适应性强，构造简单，省材省工，密封性好省材省工，密封性好, ,工效高工效高, ,不削弱结构不削弱结构焊缝连接焊缝连接缺点缺点优点优点连接方法连接方法第二节第二节 焊接方法和焊缝强度焊接方法和焊缝强度按焊接方法不同分类：按焊接方法不同分类：熔化焊熔化焊：将主体金属在连接处局部加热至熔融状态，：将主体金属在连接处局部加热至熔融状态，并附加融化的填充

3、金属使金属分子相互结合而形成并附加融化的填充金属使金属分子相互结合而形成整体。又分为整体。又分为电弧焊电弧焊和和气焊气焊等。等。电阻焊电阻焊：将金属通电后由接触面上的电阻使接头加：将金属通电后由接触面上的电阻使接头加热到塑形状态或局部熔融状态，并施加压力形成接热到塑形状态或局部熔融状态，并施加压力形成接头。头。钢结构中主要使用钢结构中主要使用电弧焊电弧焊。第二节第二节 焊接方法和焊缝强度焊接方法和焊缝强度一、电弧焊的原理和焊接方法一、电弧焊的原理和焊接方法电弧焊（手工焊、自动焊、半自动焊）电弧焊（手工焊、自动焊、半自动焊）1 1、手工电弧焊：采用低电压、大电流引燃电弧，使、手工电弧焊：采用低电

4、压、大电流引燃电弧，使焊条和焊件之间产生很大热量和强烈弧光，利用电焊条和焊件之间产生很大热量和强烈弧光，利用电弧热来融化焊件接头和焊条进行焊接。弧热来融化焊件接头和焊条进行焊接。焊条材料和型号焊条材料和型号焊条是由金属焊芯和药皮两部分所组成的。焊条是由金属焊芯和药皮两部分所组成的。 焊条的型号应与焊条的型号应与焊件钢材强度焊件钢材强度相适应。相适应。Q235Q235钢用钢用E43E43，Q345Q345用用E50E50，Q390Q390和和Q420Q420用用E55E55。其中。其中4343、5050和和5555分别表示焊条熔覆金属或者对接焊缝的抗拉强度为分别表示焊条熔覆金属或者对接焊缝的抗拉

5、强度为420N/mm420N/mm2 2、 490N/mm490N/mm2 2和和540N/mm540N/mm2 2。焊芯的作用：焊芯的作用：是作为电极和填充金属。是作为电极和填充金属。药皮的作用药皮的作用：稳定电弧；隔离空气；减缓冷却；改善：稳定电弧；隔离空气；减缓冷却；改善焊缝性能。焊缝性能。焊剂层下自动焊示意图焊剂层下自动焊示意图2 2、焊剂层下的自动焊和、焊剂层下的自动焊和半自动焊半自动焊优点：优点：生产率高生产率高焊缝质量高焊缝质量高节约焊条节约焊条技术易掌握技术易掌握缺点：缺点：焊前装配要求严格焊前装配要求严格受制于自动焊车轨道受制于自动焊车轨道焊接方法及设备焊接方法及设备机械工业

6、出版社机械工业出版社毕惠琴主编毕惠琴主编二氧化碳气体保护焊过程示意图二氧化碳气体保护焊过程示意图 是利用二氧化碳气体作为是利用二氧化碳气体作为保护介质的一种自动和半保护介质的一种自动和半自动的电弧焊方法。自动的电弧焊方法。3 3、二氧化碳气体保护焊、二氧化碳气体保护焊优点：优点：生产率高焊接变形生产率高焊接变形小抗锈能力强操作小抗锈能力强操作方便二氧化碳气体廉方便二氧化碳气体廉价价缺点：缺点：设备复杂，易生事故设备复杂，易生事故弧光很强，注意保护弧光很强，注意保护金属熔滴易飞溅造成金属熔滴易飞溅造成焊缝缺陷焊缝缺陷第二节第二节 焊接方法和焊缝强度焊接方法和焊缝强度二、焊缝连接的缺陷、质量检验二

7、、焊缝连接的缺陷、质量检验 焊缝连接的缺陷指焊接过程中产生于焊缝金属或焊缝连接的缺陷指焊接过程中产生于焊缝金属或邻近热影响区钢材表面或内部的缺陷，常见的缺陷有邻近热影响区钢材表面或内部的缺陷，常见的缺陷有裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、夹渣、咬边、未熔裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、夹渣、咬边、未熔合、未焊透合、未焊透( (不包括规定不焊透者不包括规定不焊透者) )等；以及焊缝外形等；以及焊缝外形尺寸不符合要求、焊缝成形不良等。尺寸不符合要求、焊缝成形不良等。 二、焊缝连接的缺陷、质量检验二、焊缝连接的缺陷、质量检验其中裂纹的危害最大其中裂纹的危害最大二、焊缝连接的缺陷、质量检验二、焊缝连接的缺陷

8、、质量检验二、焊缝连接的缺陷、质量检验二、焊缝连接的缺陷、质量检验焊缝质量检验焊缝质量检验 外观检查外观检查: : 检查外观缺陷和几何尺寸。检查外观缺陷和几何尺寸。无损检验：无损检验：检查内部缺陷。检查内部缺陷。 超声波检验超声波检验 X X射线透照射线透照二、焊缝连接的缺陷、质量检验二、焊缝连接的缺陷、质量检验焊缝质量检验焊缝质量检验焊缝的级别焊缝的级别 三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查，符合三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查，符合三级质量标准；三级质量标准；二级焊缝要求通过外观检查和超声波检验，其二级焊缝要求通过外观检查和超声波检验，其中中要求超声波检验每条焊缝的要求超声波检验每条焊缝的

9、20%20%长度长度；一级焊缝则要求通过外观检查和全部超声波检一级焊缝则要求通过外观检查和全部超声波检验及必要的验及必要的X X射线检验射线检验, ,对抗动力和疲劳性能有较高要对抗动力和疲劳性能有较高要求处可采用一级焊缝求处可采用一级焊缝。三、焊缝连接的型式三、焊缝连接的型式 （1 1）按构件的相对位置分）按构件的相对位置分 分为分为对接对接、搭接搭接、顶接顶接 （2 2）按构造分）按构造分 分为分为对接焊缝对接焊缝和和角焊缝角焊缝 三、焊缝连接的型式三、焊缝连接的型式 对接焊缝按作用力的方向可分为对接焊缝按作用力的方向可分为直缝直缝和和斜缝斜缝 角焊缝按作用力的方向可分为角焊缝按作用力的方向

10、可分为侧缝侧缝和和端缝端缝 三、焊缝连接的型式三、焊缝连接的型式焊缝施焊位置 俯焊 立焊(平) 立焊(竖)仰焊 三、焊缝连接的型式三、焊缝连接的型式四、焊缝的强度设计值四、焊缝的强度设计值 焊缝强度主要决定于焊缝强度主要决定于焊缝金属和主体金属的强度。焊缝金属和主体金属的强度。并与焊接形式、应力集中程度以及焊接工艺条件等有并与焊接形式、应力集中程度以及焊接工艺条件等有密切关系。密切关系。 对接焊缝对接焊缝的的抗压、抗剪强度设计值与母材相同；抗压、抗剪强度设计值与母材相同；抗拉强度设计值：抗拉强度设计值：、 级质量检验焊缝与母材相级质量检验焊缝与母材相同；同； 级质量检验焊缝约取母材的级质量检验

11、焊缝约取母材的85%85%即可。即可。 角焊缝角焊缝中侧面焊缝的强度低，正面焊缝的强度高，中侧面焊缝的强度低，正面焊缝的强度高，斜焊缝的强度介于两者之间。但是由于角焊缝的应力斜焊缝的强度介于两者之间。但是由于角焊缝的应力状态比较复杂，状态比较复杂，抗拉、抗剪和抗压不分焊缝质量检验抗拉、抗剪和抗压不分焊缝质量检验等级而采用相同的强度设计值等级而采用相同的强度设计值。四、焊缝的强度设计值（表四、焊缝的强度设计值（表3-13-1） 钢结构设计规范钢结构设计规范 N/mm N/mm2 2第三节第三节 对接焊缝的构造和计算对接焊缝的构造和计算一、对接焊缝的构造一、对接焊缝的构造 优点优点 用料经济，传力

12、平顺均匀，没有明显的应力集中，用料经济，传力平顺均匀，没有明显的应力集中，对于承受动力荷载作用的焊接结构，采用对接焊缝最对于承受动力荷载作用的焊接结构，采用对接焊缝最为有利。为有利。缺点缺点对接焊缝的焊件边缘需要进行坡口加工，焊件长对接焊缝的焊件边缘需要进行坡口加工，焊件长度必须精确，施焊时焊件要保持一定的间隙。度必须精确，施焊时焊件要保持一定的间隙。一、对接焊缝的构造一、对接焊缝的构造 第三节第三节 对接焊缝的构造和计算对接焊缝的构造和计算 图图3-7 3-7 对接焊缝的坡口形式及符号对接焊缝的坡口形式及符号根据板厚及焊接方法不同加工成不同的坡口根据板厚及焊接方法不同加工成不同的坡口一、对接

13、焊缝的构造一、对接焊缝的构造板厚相差超过板厚相差超过四毫米时四毫米时引弧板：影响计算长度引弧板：影响计算长度有引弧板有引弧板lw=llw=l无引弧板无引弧板lw=l-lw=l-2 2t t（t t为较为较小焊件厚度）小焊件厚度）（1 1）轴心受力的对接直焊缝计算）轴心受力的对接直焊缝计算 二、对接焊缝的强度计算二、对接焊缝的强度计算 wcwtwfftlN或钢材的强度设计值钢材的强度设计值( (表表2-4)2-4) 焊缝的强度设计值（表焊缝的强度设计值（表3-13-1）（2 2）对接焊缝承受弯矩和剪力）对接焊缝承受弯矩和剪力 二、对接焊缝的强度计算二、对接焊缝的强度计算wvwwftIVS wtw

14、fWMIwIw：焊缝截面对中和轴惯性矩。：焊缝截面对中和轴惯性矩。WwWw：截面抵抗矩：截面对其形心轴的惯性矩与界面：截面抵抗矩：截面对其形心轴的惯性矩与界面上所求点到形心轴距离比值。上所求点到形心轴距离比值。SwSw：所求应力点以上或者以下焊缝截面对中和轴的：所求应力点以上或者以下焊缝截面对中和轴的面积矩。面积矩。 1 . 132121wtf（3 3）对接焊缝承受弯矩、剪力和轴心力）对接焊缝承受弯矩、剪力和轴心力 对接焊缝承受弯矩、剪力和轴心力共同作用时，对接焊缝承受弯矩、剪力和轴心力共同作用时，焊缝正应力为焊缝正应力为弯矩和轴心力引起的应力之和（弯矩和轴心力引起的应力之和（a a）验验算，

15、剪应力仍按式算，剪应力仍按式(b)(b)验算，需要验算折算应力时按验算，需要验算折算应力时按式（式（c c）进行验算。）进行验算。 (b) wvwwftIVS(c) 1 . 132121wtf二、对接焊缝的强度计算二、对接焊缝的强度计算(a) wtwWfWMAN钢结构的连接钢结构的连接第四节第四节 角焊缝连接的构造和计算角焊缝连接的构造和计算 第四节第四节 角焊缝连接的构造和计算角焊缝连接的构造和计算 一、受力特征和构造要求一、受力特征和构造要求 1 1、角焊缝按其受力方向和位置分为：、角焊缝按其受力方向和位置分为： 侧面角焊缝（侧面角焊缝（侧焊缝侧焊缝） 正面焊缝（正面焊缝（端焊缝端焊缝）

16、两者联合使用称为两者联合使用称为围焊缝围焊缝一、受力特征和构造要求一、受力特征和构造要求h hf f: :焊脚尺寸焊脚尺寸 经试验发现，焊缝破坏形式为剪切破坏，发生在经试验发现，焊缝破坏形式为剪切破坏，发生在三角形最小厚度平面。三角形最小厚度平面。焊缝的有效厚度：焊缝的有效厚度： ffehhh7 . 045cos0普通式普通式 平坡式平坡式 深熔式深熔式直角角焊缝直角角焊缝一、受力特征和构造要求一、受力特征和构造要求2 2、角焊缝的构造要求、角焊缝的构造要求 1 1）考虑焊口影响，计算长度取实际长度减去）考虑焊口影响，计算长度取实际长度减去2h2hf f。即即l lw w=l-2h=l-2hf

17、 f2 2）最小焊脚尺寸）最小焊脚尺寸 ， 为较厚焊为较厚焊件厚度（件厚度（mmmm）。自动焊时减小）。自动焊时减小1mm,T1mm,T形连接单面焊形连接单面焊时增加时增加1mm1mm。当。当 时，用时，用 。 maxthfmmt4maxmax5 . 1thfmaxt一、受力特征和构造要求一、受力特征和构造要求3 3）最大焊脚尺寸）最大焊脚尺寸 ， 是薄焊件是薄焊件厚度（厚度（mmmm）。对板边焊缝还应满足）。对板边焊缝还应满足， 为板件厚为板件厚(mm)(mm)。min2 . 1 thfmintmmtmmthmmtthff6),21 (;6,11111t一、受力特征和构造要求一、受力特征和构

18、造要求4 4）侧焊缝，为减轻剪应力分布不均匀的程）侧焊缝，为减轻剪应力分布不均匀的程度，对度，对 计算最大值加以限制，受静荷载时计算最大值加以限制，受静荷载时 ；受动荷载时；受动荷载时 ，（超过部，（超过部分计算不考虑）。分计算不考虑）。wlfwhl60fwhl40一、受力特征和构造要求一、受力特征和构造要求5 5）最小焊缝计算长度）最小焊缝计算长度 及及 。6 6）在端焊缝的搭接连接中，搭接长度不得小于焊件）在端焊缝的搭接连接中，搭接长度不得小于焊件较小厚度的五倍，且不小于较小厚度的五倍，且不小于25 mm25 mm。 mmlw40fh8二、角焊缝的符号二、角焊缝的符号三、角焊缝的强度计算三

19、、角焊缝的强度计算1 1、角焊缝计算的基本公式、角焊缝计算的基本公式 对最薄弱面进行受力分析：对最薄弱面进行受力分析：受平面内的应力受平面内的应力 和竖直向上的应力和竖直向上的应力 ， 可再分解为可再分解为 和和按第四强度理论有：按第四强度理论有： fffwfff33222）（1 1、角焊缝计算的基本公式、角焊缝计算的基本公式 2fwfff33222）（带入公式带入公式整理得：整理得：令令 为为正面焊接强度的增大系数正面焊接强度的增大系数，等于，等于wfffwffffff22222323)2(3)2(）（wfffff22）（f22.123三、角焊缝的强度计算三、角焊缝的强度计算2 2、轴心力（

20、拉、压）作用时连接计算、轴心力（拉、压）作用时连接计算 ;0.70.7yxxffewfwfwNNNhlhlhl带入上面公式对于侧焊缝，只有平行于对于侧焊缝，只有平行于焊缝长度方向的轴心力焊缝长度方向的轴心力NyNy0.70.7ywwxxffffffwewfwNNNffhlhlhlf 承受静力荷载承受静力荷载或间接承受动力荷或间接承受动力荷载，取为载，取为1.221.22；直；直接承受动力荷载时接承受动力荷载时取为取为1.01.0对于正面焊缝，只有垂直于对于正面焊缝，只有垂直于焊缝长度方向的轴心力焊缝长度方向的轴心力NxNx三、角焊缝的强度计算三、角焊缝的强度计算2 2、轴心力（拉、压）作用时连

21、接计算、轴心力（拉、压）作用时连接计算 先计算正面焊缝所能承受的最大先计算正面焊缝所能承受的最大NmaxNmax再按照再按照N-NmaxN-Nmax验算侧面焊缝验算侧面焊缝NmaxNmax是平均分配在两侧焊缝上的是平均分配在两侧焊缝上的max0.7wfwffNh lf三、角焊缝的强度计算三、角焊缝的强度计算2 2、轴心力（拉、压）作用时连接计算、轴心力（拉、压）作用时连接计算 肢背焊缝承担肢背焊缝承担N N1 1=k=k1 1N;N;肢尖焊缝承担肢尖焊缝承担N N2 2=k=k2 2N N三、角焊缝的强度计算三、角焊缝的强度计算3 3、弯矩、剪力和轴力共同作用、弯矩、剪力和轴力共同作用T T型

22、连接计算型连接计算fVWwNV; AAfMfNwMW22fMfNwfVfff（）WwWw：角焊缝有效截面模量：角焊缝有效截面模量AwAw：角焊缝有效截面积：角焊缝有效截面积三、角焊缝的强度计算三、角焊缝的强度计算4 4、扭矩、剪力共同作用下搭接连接计算、扭矩、剪力共同作用下搭接连接计算 为什么受扭矩？为什么受扭矩？各焊缝到力各焊缝到力P P距离不等！距离不等！三、角焊缝的强度计算三、角焊缝的强度计算4 4、扭矩、剪力共同作用下搭接连接计算、扭矩、剪力共同作用下搭接连接计算 假定：假定： 1 1）构件是刚性的，角焊缝是弹性的；）构件是刚性的，角焊缝是弹性的； 2 2）构件绕形心）构件绕形心O O

23、转动，角焊缝任意点的应转动，角焊缝任意点的应力方向垂直于该点与形心的连线，应力的大小力方向垂直于该点与形心的连线，应力的大小与其距离与其距离r r的大小成正比。的大小成正比。 wfVxTxfVyTyf22)(）（第五节第五节 焊接应力和焊接变形焊接应力和焊接变形 一、焊接应力和焊接变形产生的原因一、焊接应力和焊接变形产生的原因 1 1、原因：电弧对钢板的不均匀加热、原因：电弧对钢板的不均匀加热将将沿焊缝方向上的残沿焊缝方向上的残余应力余应力称为纵向应力，称为纵向应力，以以xx表示；表示；将将垂直于焊缝方向上垂直于焊缝方向上的残余应力的残余应力称为横向称为横向应力，以应力，以yy表示；表示；对对

24、厚度方向上的残余厚度方向上的残余应力应力以以zz表示。表示。 一、焊接应力和焊接变形产生的原因一、焊接应力和焊接变形产生的原因 2 2、纵向焊接应力、纵向焊接应力 平板对接时焊缝上纵向应力沿焊缝长度方向上的分布平板对接时焊缝上纵向应力沿焊缝长度方向上的分布（此图对于低碳钢适用，焊缝足够长）（此图对于低碳钢适用，焊缝足够长）第五节第五节 焊接应力和焊接变形焊接应力和焊接变形 不同尺寸、不同截面上纵向残余应力不同尺寸、不同截面上纵向残余应力x x的分布的分布（对于低碳钢适用）（对于低碳钢适用）不同材料上纵向残余应力在横截面上的分布不同材料上纵向残余应力在横截面上的分布焊缝纵向应力沿板材横向上的分布

25、焊缝纵向应力沿板材横向上的分布a)低碳钢低碳钢 b)低合金钢低合金钢高温区拉应力高温区拉应力低温区压应力低温区压应力 一、焊接应力和焊接变形产生的原因一、焊接应力和焊接变形产生的原因 3 3、横向焊接应力、横向焊接应力= =+ + 焊缝沿纵向收缩时，两块钢板会向外弯曲成焊缝沿纵向收缩时，两块钢板会向外弯曲成弓形，这种趋势被焊条金属所阻止；弓形，这种趋势被焊条金属所阻止；后焊部分对先焊部分的横向拉应力后焊部分对先焊部分的横向拉应力 一、焊接应力和焊接变形产生的原因一、焊接应力和焊接变形产生的原因 4 4、厚度方向焊接应力、厚度方向焊接应力 与上述两种应力形成了三向同号拉应力场与上述两种应力形成了

26、三向同号拉应力场使焊缝工作极为不利使焊缝工作极为不利二、焊接残余应力和变形的危害性及解决措施二、焊接残余应力和变形的危害性及解决措施 1、减少或消除焊接残余应力的措施、减少或消除焊接残余应力的措施(1)(1)设计角度，尽量避免三向拉应力的情况设计角度，尽量避免三向拉应力的情况(2)(2)制造方面，采取适当的焊接次序制造方面，采取适当的焊接次序 焊缝较厚时采用分层焊，焊缝较长时采用分段焊焊缝较厚时采用分层焊，焊缝较长时采用分段焊(3)(3)尽可能采用对称焊缝尽可能采用对称焊缝 2、减少或消除焊接变形的措施、减少或消除焊接变形的措施(1)(1)施焊前使构件有一个和焊接变形相反的预变形施焊前使构件有

27、一个和焊接变形相反的预变形 (2)(2)采用合理的装配和焊接顺序采用合理的装配和焊接顺序(3)(3)对于小尺寸的杆件，可在焊前预热，或焊后回对于小尺寸的杆件，可在焊前预热，或焊后回火加热到火加热到600600左右，然后缓慢冷却，可消除焊接左右，然后缓慢冷却，可消除焊接变形。变形。(4)(4)机械矫正：锤击法机械矫正：锤击法第六节第六节 螺栓连接螺栓连接一、概述一、概述（一）螺栓的种类和特性（一）螺栓的种类和特性普通螺栓普通螺栓 粗制螺栓，精致螺栓粗制螺栓，精致螺栓 高强螺栓高强螺栓 摩擦型、承压型摩擦型、承压型 锚固螺栓锚固螺栓 第三章第三章 钢结构的连接钢结构的连接1 1、普通螺栓、普通螺栓

28、粗制螺栓（粗制螺栓（C C级）级）：螺杆比栓孔直径小：螺杆比栓孔直径小1.0-1.5mm1.0-1.5mm，安装制造简单，成本低，受剪时产生较大滑移，安装制造简单，成本低，受剪时产生较大滑移，工作性能差工作性能差精制螺栓（精制螺栓（A A级、级、B B级）级）：杆径与孔径基本相同，：杆径与孔径基本相同，间隙小，约间隙小，约0.3mm0.3mm，表面光滑尺寸准确，成本高，表面光滑尺寸准确，成本高2 2、高强螺栓：、高强螺栓：用高强度钢材制成，利用特制扳手用高强度钢材制成，利用特制扳手拧紧，产生很大预拉力，传递到接触面，产生很拧紧，产生很大预拉力，传递到接触面，产生很大摩擦力大摩擦力摩擦型摩擦型：

29、完全依靠被连接件之间的摩阻力传力：完全依靠被连接件之间的摩阻力传力承压型承压型：由摩阻力和螺杆的剪力、承压共同传力：由摩阻力和螺杆的剪力、承压共同传力3 3、锚固螺栓、锚固螺栓孔径为杆径的孔径为杆径的1.51.5倍，只能受拉，不能受剪倍，只能受拉，不能受剪第六节第六节 螺栓连接螺栓连接（二）连接形式（二）连接形式（对接、搭接、顶接对接、搭接、顶接） 按受力分按受力分第六节第六节 螺栓连接螺栓连接二、普通螺栓连接的构造和计算二、普通螺栓连接的构造和计算（一）构造（一）构造 1 1、受力要求、受力要求M16,M18,M20,M22,M16,M18,M20,M22,M24,M27,M30M24,M2

30、7,M30 2 2、构造要求、构造要求 3 3、施工要求、施工要求同一种构件中宜用同一种构件中宜用同种螺栓；排列简同种螺栓；排列简单紧凑，便于安装单紧凑，便于安装 二、普通螺栓连接的构造和计算二、普通螺栓连接的构造和计算（一）构造（一）构造 表表3-3 3-3 螺栓连接的强度设计（螺栓连接的强度设计（N/mmN/mm2 2）4.64.6级的含义：级的含义：4 4表示材料热处表示材料热处理后的最低抗理后的最低抗拉强度拉强度fufu为为400N/mm400N/mm2 26 6表示屈服强度表示屈服强度与最低抗拉强与最低抗拉强度的比值度的比值（屈强比）（屈强比）8.88.8级？级？( (二二) )普通

31、螺栓连接的强度计算普通螺栓连接的强度计算 1 1、单个螺栓的承载力设计值、单个螺栓的承载力设计值 抗剪螺栓抗剪螺栓1nv单剪2nv双剪螺栓被剪坏螺栓被剪坏单个螺栓的抗剪承载力设计值单个螺栓的抗剪承载力设计值普通螺栓的抗剪强度设计值普通螺栓的抗剪强度设计值钢板被剪坏钢板被剪坏单个螺栓的承压承载力设计值单个螺栓的承压承载力设计值连接件中同一受力方向承压钢连接件中同一受力方向承压钢板总厚度的较小值板总厚度的较小值螺栓的承压强度设计值螺栓的承压强度设计值bvvbvfdnN42bvfbvNbcbcftdN bcftbcNminminbbcbvNNN取( (二二) )普通螺栓连接的强度计算普通螺栓连接的强

32、度计算2 2、板件受轴心力作用的抗剪螺栓连接计算、板件受轴心力作用的抗剪螺栓连接计算（1 1）螺栓数目的确定）螺栓数目的确定 （2 2）构件净截面强度计算）构件净截面强度计算 minbNNn 假定剪力平均分配假定剪力平均分配fANnAnAn：构件净截面积：构件净截面积f f：钢板抗拉强度，：钢板抗拉强度，表表2-42-4( (二二) )普通螺栓连接的强度计算普通螺栓连接的强度计算3 3、受扭矩和剪力作用的抗剪螺栓连接计算、受扭矩和剪力作用的抗剪螺栓连接计算 假定：假定：（1 1）钢板是刚性的，螺栓是弹性的；钢板是刚性的，螺栓是弹性的；（2 2）钢板绕螺栓中心转动，螺栓受的剪切力）钢板绕螺栓中心

33、转动，螺栓受的剪切力N N与与r r 成正比，且与成正比，且与r r垂直。垂直。( (二二) )普通螺栓连接的强度计算普通螺栓连接的强度计算4 4、受拉力、剪力和弯矩共同作用的螺栓连接计算、受拉力、剪力和弯矩共同作用的螺栓连接计算 单个螺栓的抗拉承载力设计值单个螺栓的抗拉承载力设计值 抗拉螺栓抗拉螺栓 btebtfdN42edbtNbtf单个螺栓抗拉承单个螺栓抗拉承载力设计值载力设计值螺纹内径，有效螺纹内径，有效面积，附录五面积，附录五螺栓抗拉强度设螺栓抗拉强度设计值计值( (二二) )普通螺栓连接的强度计算普通螺栓连接的强度计算4 4、受拉力、剪力和弯矩共同作用的螺栓连接计算、受拉力、剪力和

34、弯矩共同作用的螺栓连接计算（1 1）当螺栓单纯受拉时，则连接所需螺栓数目为：）当螺栓单纯受拉时，则连接所需螺栓数目为： 单个螺栓抗拉承载力设计值单个螺栓抗拉承载力设计值btNNn btN假设各螺栓承受的拉力相等假设各螺栓承受的拉力相等4 4、受拉力、剪力和弯矩共同作用的螺栓连接计算、受拉力、剪力和弯矩共同作用的螺栓连接计算（2 2）螺栓同时承受剪力和拉力，根据试验研究，）螺栓同时承受剪力和拉力，根据试验研究，螺栓还应满足相关公式螺栓还应满足相关公式 1)()(22bttbvvNNNNbcvNN 还应考虑板件被还应考虑板件被压坏的情况：压坏的情况：btNvbN单个螺栓承受的剪力单个螺栓承受的剪力

35、单个螺栓承受的拉力单个螺栓承受的拉力单个螺栓抗剪承载力设计值单个螺栓抗剪承载力设计值单个螺栓抗拉承载力设计值单个螺栓抗拉承载力设计值单个螺栓承压承载力设计值单个螺栓承压承载力设计值cbNvNtN4 4、受拉力、剪力和弯矩共同作用的螺栓连接计算、受拉力、剪力和弯矩共同作用的螺栓连接计算（3 3）螺栓同时承受剪力和弯矩）螺栓同时承受剪力和弯矩剪力较小的情况剪力较小的情况 2211btiNyMyN各螺栓各螺栓绕最下面的螺栓转动绕最下面的螺栓转动（转动中心）（转动中心）弯矩对于螺栓而言产生拉力弯矩对于螺栓而言产生拉力拉力大小与该螺栓到转动中心的距离成正比拉力大小与该螺栓到转动中心的距离成正比作用于螺栓

36、上的最大拉力：作用于螺栓上的最大拉力：作用于螺栓作用于螺栓上的剪力上的剪力bvvNnVNbvcNnVN4 4、受拉力、剪力和弯矩共同作用的螺栓连接计算、受拉力、剪力和弯矩共同作用的螺栓连接计算（3 3）螺栓同时承受剪力和弯矩）螺栓同时承受剪力和弯矩剪力较大的情况剪力较大的情况 剪力很大时，通常设置支托受剪力很大时，通常设置支托受剪，螺栓只收拉力剪，螺栓只收拉力还应验算支托处角焊缝强度还应验算支托处角焊缝强度wfweflhV35. 12211btiNyMyN三、高强度螺栓连接的构造和计算三、高强度螺栓连接的构造和计算（一）高强度螺栓连接的构造和性能（一）高强度螺栓连接的构造和性能高强度螺栓高强度

37、螺栓 摩擦型：摩擦型：以作用的剪力等于最大摩以作用的剪力等于最大摩阻力为连接的极限荷载阻力为连接的极限荷载承压型：承压型：剪力超过摩阻力时，靠摩阻力、剪力超过摩阻力时，靠摩阻力、剪切和承压力共同受力剪切和承压力共同受力普通螺栓普通螺栓VSVS高强螺栓高强螺栓预拉力预拉力（一）高强度螺栓连接的构造和性能（一）高强度螺栓连接的构造和性能高强度螺栓的预拉力高强度螺栓的预拉力P P的实现方法：的实现方法：（1 1）扭矩法（）扭矩法（2 2）转角法（）转角法（3 3）扭剪法）扭剪法（二（二) )高强度螺栓连接的强度计算高强度螺栓连接的强度计算承压型高强螺栓的计算方法与普通螺栓相同承压型高强螺栓的计算方法

38、与普通螺栓相同 1 1、摩擦型高强度螺栓抗剪连接计算、摩擦型高强度螺栓抗剪连接计算（1 1）一个螺栓的抗剪承载力设计值）一个螺栓的抗剪承载力设计值 （2 2）受轴心力作用时的连接计算）受轴心力作用时的连接计算 所需螺栓数所需螺栓数 验算构件净截面强度验算构件净截面强度 PnNfbV9.0bvNNn )5 . 01 ( 1nnNNfANn（二（二) )高强度螺栓连接的强度计算高强度螺栓连接的强度计算（3 3）受扭矩作用，或扭矩、剪力、轴心力共同）受扭矩作用，或扭矩、剪力、轴心力共同作用时，其计算方法与普通螺栓相同，只是用高作用时，其计算方法与普通螺栓相同，只是用高强度螺栓抗剪承载力设计值。强度螺栓抗剪承载力设计值。 2 2、摩擦型高强螺栓抗拉连接计算、摩擦型高强螺栓抗拉连接计算PNNyMyNbtbtit8 . 02211与普通螺栓抗拉连接计算的不同：转动中与普通螺栓抗拉连接计算的不同：转动中心在螺栓群的形心轴线上！心在螺栓群的形心轴线上！3 3、摩擦型高强螺栓同时承受拉力和剪力的计算、摩擦型高强螺栓同时承受拉力和剪力的计算1bttbvvNNNN