第三章 钢结构的连接
1． 图示连接中，2L100×80×10（长肢相并）通过14mm厚的连接板和
20mm厚的端板连接于柱的翼缘，钢材为Q235，焊条为E43型，手工
焊，所承受的静力荷载设计值N＝540kN。
（1）要求确定角钢和连接板间的焊脚尺寸。
（2）取mm，确定连接板和翼缘板间焊缝的焊脚尺寸hf＝？
（3）改取mm，mm，验算上面确定的焊脚尺寸hf是否满足要求？ 2．图示牛腿板承受扭矩设计值T＝60 kN•m，钢材为Q235B，焊条为E43
型。
（1）采用三面围焊的角焊缝与柱连接，试设计此角焊缝。
（2）采用四面围焊的角焊缝与柱连接，焊脚尺寸可以减少多少？
3．焊接工字形截面梁，在腹板上设一道拼接的对接焊缝，拼接处作用
荷载设计值：弯矩M＝1122kN·m，剪力V＝374kN，钢材为Q235B，焊
条为E43型，半自动焊，焊缝质量为三级检验标准，试验算该焊缝的强度。
4．试验算如图所示梁与柱间的对接连接。荷载设计值V＝100kN，M＝
1000kN·m，钢材为Q235B，焊条为E43型，焊缝质量为三级检验标准。
5．图示为C级螺栓的连接，钢材为Q235钢，已知d＝20mm，mm，
mm，承受设计荷载P＝150kN。
（1）假定支托承力，试验算此连接是否安全？
（2）假定支托不承力，试验算此连接是否安全？
6．如图所示牛腿承受荷载设计值F＝220kN，通过连接角钢和8.8级M22
高强度螺栓摩擦型连接与柱相连。构件钢材为Q235B，接触面喷砂后涂
无机富锌漆。
（1）试验算连接强度是否满足设计要求。
（2）如采用M20高强度螺栓承压型连接，试验算连接强度是否满足设
计要求。
钢 结 构 的 连 接 方 法
连接方法 优 点 缺 点
焊 接 对几何形体适应性强，构造简单，省材省工，易于自动化，工效高 对材质要求高，焊接程序严格，质量检验工作量大
铆 接 传力可靠，韧性和塑性好，质量易于检查，抗动力荷载好 费钢、费工
普通螺栓连接 装卸便利，设备简单 螺栓精度低时不宜受剪，螺栓精度高时加工和安装难度较大
高强螺栓连接 加工方便，对结构削弱少，可拆换，能承受动力荷载，耐疲劳，塑性、韧性好 摩擦面处理，安装工艺略为复杂，造价略高
射钉、自攻螺栓连接 灵活，安装方便，构件无须予先处理，适用于轻钢、薄板结构 不能受较大集中力
焊接连接及焊接结构的特性
焊接方法
焊接方法 焊 条 焊 剂 操作方式 适应范围 质量状况
电
弧
焊
手工焊 短焊条(350－400mm) 附于焊条之药皮 全手动 工位复杂，形状复杂之焊缝 比自动焊略差
自动焊 连续焊丝 焊剂 全自动 长而简单的焊缝 质量均匀、塑性、韧性好，抗腐蚀性强
半自动焊 连续焊丝 CO2气体保护 人工操作前进 任意焊缝 质量均匀、塑性、韧性好，抗腐蚀性强
电 阻 焊 无 无 通电、加压、机械 薄板点焊 一般用作构造焊缝
气 焊 短、光焊条 无（乙炔
还原） 手工 薄板、小型、不同材质结构中 一般用作构造焊缝
焊接结构特性
焊接连接与铆钉、螺栓连接比较，有以下优点：
1）不需打孔，省工省时；
2）任何形状的构件可直接连接，连接构造方便；
3）气密性、水密性好，结构刚度较大，整体性较好。
缺点是：
1）焊接附近有热影响区，材质变脆；
2）焊接的残余应力使结构易发生脆性破坏，残余变形使结构形状、尺寸发生变化；
3）焊接裂缝一经发生，便容易扩展。
常见的焊接缺陷：
裂纹、气孔、未焊透、夹渣、咬边、烧穿、凹坑、塌陷、未焊满。（相关知识一）
第二节 焊缝连接
第８．２．１条 焊缝金属宜与基本金属相适应。当不同强度的钢材连
接时，可采用与低强度钢材相适应的焊接材料。
第８．２．２条 在设计中不得任意加大焊缝，避免焊缝立体交叉和在
一处集中大量焊缝，同时焊缝的布置应尽可能对称于构件重心。 注：钢板的拼接：当采用对接焊缝时，纵横两方向的对接焊缝，可采用十字形交叉或Ｔ形交叉；当为Ｔ形交叉时，交叉点的间距不得小于２００ｍｍ。 第８．２．３条 对接焊缝的坡口形式，应根据板厚和施工条件按现
行标准《手工电弧焊焊接接头的基本型式与尺寸》和《埋弧焊焊接接
头的基本型式与尺寸》的要求选用。
第８．２．４条 在对接焊缝的拼接处，当焊件的宽度不同或厚度相
差４ｍｍ以上时，应分别在宽度方向或厚度方向从一侧或两侧做成坡度
不大于１／４斜角（图８．２．４）；当厚度不同时，焊缝坡口形式应根据
较薄焊件厚度按第８．２．３条的要求取用。
＜＝１：４
图８．２．４ 不同宽度或厚度钢板的拼接ａ－不同宽度；ｂ－不同厚度＜＝１：４
＜＝１：４
第８．２．５条 当采用不焊透的对接焊缝时，应在设计图中注明坡口的形式和尺寸，其有效厚度eh（ｍｍ）不得小于１．５t，ｔ为坡口所在
焊件的较大厚度（ｍｍ）。
在承受动力荷载的结构中，垂直于受力方向的焊缝不宜采用不焊
透的对接焊缝。
第８．２．６条 角焊缝两焊脚边的夹角α一般为090（直角角焊缝）。
夹角α＞0120或α＜060的斜角角焊缝，不宜用作受力焊缝（钢管结构
除外）。
第８．２．７条 角焊缝的尺寸应符合下列要求： 一、 角焊缝的焊脚尺寸fh（ｍｍ）不得小于１．５t，ｔ为较厚焊件
厚度（ｍｍ）。但对自动焊，最小焊脚尺寸可减少１ｍｍ；对Ｔ形连接的单
面角焊缝，应增加１ｍｍ。当焊件厚度等于或小于４ｍｍ时，则最小焊脚
尺寸应与焊件厚度相同。
二、 角焊缝的焊脚尺寸不宜大于较薄焊件厚度的１．２倍（钢管
结构除外），但板件（厚度为ｔ）边缘的角焊缝最大焊脚尺寸，尚应
符合下列要求： １． 当ｔ≤６ｍｍ时，fh≤ｔ；
1、节点信息
弯矩M=50KN.m
轴力（压力）N=280KN
剪力V=240KN
2、截面信息
腹板高H=200mm
翼板宽W=100mm
腹板厚tb=8mm
翼板厚tw=12mm
3、材质16Mn
16Mn
Q235
4、材质特性
抗剪强度fvw=185N/mm2
抗拉强度ftw=315N/mm2
5、截面特性
面积Aw=40cm2
面积距Sw=167.2cm3
惯性距Iw=3230cm4
抗弯模量Ww=288.39cm3
翼缘面积距S1=127.2cm3
6、计算各应力值
拉力作用下应力σN=70N/mm2
弯矩作用下应力σM=173.38N/mm2
腹板端部正应力σ1=154.8N/mm2
腹板端部剪应力τ1=118.14N/mm2
剪应力τmax=155.3N/mm2 正应力σmax=243.38N/mm2 翼板腹板相交处折算应力=303.99N/mm2<1.1ftw=347N/mm2 中和轴处折算应力=277.94N/mm2<1.1ftw=347N/mm2 7、验算结果TRUE通过号节点焊接强度计算
