钢结构第三章第五章.ppt

第 三 章 钢结构的连接 3.1 钢结构对连接的要求及连接方法 ﹡连接要求 足够的强度、刚度和延性。 ﹡连接方法 焊接、铆接、普通螺栓连接和高强度螺栓连接。 ﹡ 焊接，广泛采用. ﹡ 铆接，应用较少. ﹡ 螺栓连接 ◆ 普通螺栓 A、B级. C级. ◆ 高强度螺栓 摩擦型连接. 承压型连接. 电弧焊、电渣焊、气体保护焊和电阻焊等 ﹡ 优点 省工、省材； 任何形状的构件均可直接连接； 密封性好，刚度大。 ﹡ 缺点 材质劣化； 残余应力、残余变形； 一裂即坏、低温冷脆。 3.2.3 焊缝缺陷 ﹡焊缝缺陷 3.2.4 焊缝连接型式及焊缝型式 ﹡连接型式 ﹡焊缝型式 按所受力的方向分：对接正焊缝和对接斜焊缝。 3.7.3 高强度螺栓群的抗剪计算 ﹡螺栓数： ﹡构件净截面强度： 对于承压型连接，验算与普通螺栓相同；对于摩擦型连接，要考虑孔前传力的影响（占螺栓传力的50%） 1、轴心力作用时 螺栓群受扭矩T、剪力V和轴心力N共同作用的 高强度螺栓连接的抗剪计算与普通螺栓相同，只 是用高强度螺栓的承载力设计值。 2、扭矩作用时，及扭矩、剪力和轴心力共同时 3.7.4 高强度螺栓的抗拉计算 1、高强度螺栓的抗拉连接性能 当Nt=0.8P时，Pf=1.07P。可认为螺栓中的预拉力基本不变。 3.5.3 焊接残余变形 ﹡残余变形形式 ﹡残余变形形式 3.5.4 减小焊接残余应力和焊接残余变形的方法 1.采取合理的施焊次序 2.施焊前加相反的预变形（图a、b） 3.焊前预热，焊后回火（图c） 3.5.5 合理的焊缝设计 焊接位置要应尽量对称于截面重心 焊缝尺寸要适当，采用较小的焊脚尺寸 焊缝不宜过分集中（图a） 应尽量避免三向焊缝交叉（图b） 考虑钢板分层问题（图c） 焊条易达到（图d） 避免仰焊 3.6.1 螺栓连接的排列和构造要求 ﹡排列方式：并列或错列 3.6 普通螺栓的构造和计算 受力要求： 钢板端部不剪断，端距不应小于2d0 ; 受拉时，栓距和线距不应过小； 受压时，沿作用力方向的栓距不宜过大 构造要求： 栓距和线距不宜过大 施工要求： 有一定的施工空间 ﹡排列要求 ﹡孔、螺栓图例 3.6.2 普通螺栓连接受剪、受拉时的性能 ﹡传力方式：抗剪螺栓和抗拉螺栓 1、抗剪螺栓连接 ﹡破坏形式：螺栓杆剪断；孔壁压坏；板被拉断；板端被剪断；螺栓杆弯曲 ﹡受力状态：弹性时两端大而中间小，进入塑性阶段后，因内力重分布使各螺栓受力趋于均匀。 为防止“解纽扣”破坏，当连接长度l1 较大时，应将螺栓的承载力乘以折减系数? ： 当 l1≤15d0 时， ? =1.0 当 15d0＜l1≤60d0 时， ? =1.1－l1/150d0 当 l1＞60d0 时， ? =0.7 ﹡一个抗剪螺栓的设计承载力计算 抗剪承载力设计值： 承压承载力设计值： 一个抗剪螺栓的承载力设计值应取上面两式的较小值。 2、抗拉螺栓连接 ﹡破坏形式：螺栓杆拉断 为考虑撬力的影响，规范规定普通螺栓抗拉强度设计值ftb取同样钢号钢材抗拉强度设计值f的0.8倍(即ftb=0.8f ) 3.6.3 螺栓群的计算 ﹡螺栓数目 ﹡板件净截面强度 ﹡净截面面积和受力 并列（图a） N1=N； N2 =N－(n1/n) ?N ；N3 = N－ (n1+n2)/n ? N 对被连接板：An=t (b－n1d0) 对拼接板： An =2t1 (b－n3d0) 1、螺栓在轴心力作用下的抗剪计算 错 列（图b） 除考虑1-1截面破坏外，还要考虑2-2截面的破坏，净截面面积为 ① 被连接构件是绝对刚性的，而螺栓则是弹性的； ② 各螺栓绕螺栓群形心o旋转，其受力大小与其至螺栓群 2、螺栓群在扭矩作用下的抗剪计算 基本假定 形心o的距离r成正比，力的方向与其至螺栓群形心的连线相垂直。 平衡条件： 根据螺栓受力大小与其至形心o的距离r成正比条件 则 或 验算 3、螺栓群在扭矩、剪力和轴心力作用下的抗剪计算 4、螺栓群在轴心力作用下的抗拉计算 5、螺栓群在弯矩作用下的抗拉计算 假定：中和轴在最下排螺栓处 则 6、螺栓群同时受剪力和拉力的计算 支托仅起安装作用： 螺栓群受力为M=Ve和剪力V，则 螺栓不发生拉剪破坏： 板不发生承压破坏： 支托承受剪力： 螺栓群只承受弯矩M=Ve作用，则 支托和柱翼缘的角焊缝验算： ?为考虑剪力V偏心对角焊缝的影响，取1.25~1.35 3.7.1 高强度螺栓连接的性能 级别：1