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3.钢结构的连接4

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钢结构戴国欣主编第四版课后习题答案（供参考）

钢结构戴国欣主编第四版课后习题答案（供参考）

钢结构戴国欣主编第四版课后习题答案（供参考）钢结构计算题精品答案第三章钢结构的连接3.1 试设计双⾓钢与节点板的⾓焊缝连接（图3.80）。

钢材为Q235B ，焊条为E43型，⼿⼯焊，轴⼼⼒N=1000KN （设计值），分别采⽤三⾯围焊和两⾯侧焊进⾏设计。

解：（1）三⾯围焊 2160/w f f N mm = 123α=213α= 确定焊脚尺⼨： ,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=?=，,min 5.2f h mm ≥==， 8f h mm = 内⼒分配：焊缝长度计算：11530.032960.720.78160w w f fN l mm h f ≥==∑，则实际焊缝长度为 1296830460608480wf l mm h mm '=+=≤=?=，取310mm 。

22196.691100.720.78160w w f f N l mm h f ≥==∑，则实际焊缝长度为 2110811860608480wf l mm h mm '=+=≤=?=，取120mm 。

（2）两⾯侧焊确定焊脚尺⼨：同上，取18f h mm =， 26f h mm = 内⼒分配：22110003333N N KN α===， 11210006673N N KN α==?= 焊缝长度计算： 116673720.720.78160w w f f N l mm h f ≥==∑，则实际焊缝长度为:mm h mm l f w 48086060388283721=?=<=?+='，取390mm 。

223332480.720.76160w w f fN l mm h f ≥==∑，则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060260262481=?=<=?+='，取260mm 。

3.2 试求图3.81所⽰连接的最⼤设计荷载。

钢材为Q235B ，焊条为E43型，⼿⼯焊，⾓焊缝焊脚尺⼨8f h mm =，130e cm =。

第七章钢结构的连接和节点构造(四)

第七章钢结构的连接和节点构造(四)

取格板弯矩最大值的M 取格板弯矩最大值的 m ax来计算板的厚度
6Mmax t≥ f
应注意将靴梁和隔板布置的使各区格板的弯矩 接 近 。 底 板 的 厚 度 一 般 取 20 ～ 40mm ， 最 小 厚 度 40mm ≥14mm,以保证底板有足够的刚度。 14mm,以保证底板有足够的刚度。 mm,以保证底板有足够的刚度
3）靴梁的计算 ） 柱的内力一部分是柱与靴梁连接的竖直焊缝； 柱的内力一部分是柱与靴梁连接的竖直焊缝；另一 部分是靴梁与底板连接的水平焊缝。 部分是靴梁与底板连接的水平焊缝。偏安全地不考虑柱 与底板直接连接的焊缝受力。 与底板直接连接的焊缝受力。靴梁的高度由靴梁与柱的 连接焊缝决定(不应大于 连接焊缝决定 不应大于60hf) 。 不应大于 靴梁承受基础底面传来的均匀反力， 靴梁承受基础底面传来的均匀反力，按支承于柱边 的双悬臂简支梁计算其最大弯矩和最大剪力. 的双悬臂简支梁计算其最大弯矩和最大剪力 两块靴梁板 M=qBl2/2 , V=qBl l—靴梁板外挑长度 靴梁板外挑长度 4）隔板与肋板的计算 ） 隔板厚度不得小于其宽度的1/50，一般可取比靴梁的 ， 隔板厚度不得小于其宽度的 厚度小些。 厚度小些。隔板可视为支承在靴梁上的简支梁计算其强 度及连接焊缝。 度及连接焊缝。
七、单层框架的刚性连接
单层单跨钢框架横梁与柱的连接都 是刚性连接， 、 和 属于加腋节点 属于加腋节点。 是刚性连接，b、d和e属于加腋节点。 加腋的目的是梁端增加抗弯能力。 加腋的目的是梁端增加抗弯能力。
第十一节 柱脚设计 柱脚的作用是把柱固定于基础，并把柱所受的力 柱脚的作用是把柱固定于基础， 传给基础。由于柱下基础是钢筋混凝土结构， 传给基础。由于柱下基础是钢筋混凝土结构，其强度 比钢材低，所以必须把柱的底部放大。 比钢材低，所以必须把柱的底部放大。 柱与基础的连接方式有刚接和铰接两种形式。 柱与基础的连接方式有刚接和铰接两种形式。刚 接柱脚与混凝土基础的连接方式有支承式(也称外露 接柱脚与混凝土基础的连接方式有支承式 也称外露 式)、埋入式(也称插入式 、外包式三种。铰接柱脚均 、埋入式 也称插入式)、外包式三种。 也称插入式 为支承式。 为支承式。

钢结构焊接

钢结构焊接

在梁与梁对接的盖板、腹板焊接顺序上，应首先焊
接下盖板、腹板、上盖板对接焊缝的根部焊道2～3
道，然后交替焊接三条对接焊缝的填充焊道，避免 盖板、腹板对接焊缝一一单独施焊，否则会产生很 大的应力集中和焊接变形。
26
二.钢梁的焊接 4.梁的对接
在焊接盖板与腹板较近处焊缝时，由于焊接操作
和焊缝清理空间受到障碍，应当做到操作细心，
15
二.钢梁的焊接 2.梁的形状
目前在公路桥钢箱梁设计上，一般采用正交异性板
箱形结构，在箱形梁顶板、底板、腹板和隔板上设
置U形加筋、板式加筋或球扁钢进行补强加筋，如图 9-2 g)所示。
16
二.钢梁的焊接 2.梁的形状
图9-2
焊接箱形梁断面形状
17
二.钢梁的焊接 3.梁的分类
根据梁的截面形状变化，又可分为两大类：
3
一.钢结构的焊接 概述
型钢的代号及标注
4
一.钢结构的焊接 钢结构中型钢的连接方法
常用钢结构连接方法有三种： 焊接 铆接 螺栓连接5来自一.钢结构的焊接 1.焊接
焊接是被焊工件的材质（同种或异种），通过加热 或加压或两者并用，并且用或不用填充材料，使工
件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工
高空腹梁。
19
二.钢梁的焊接 3.梁的分类
图9-3
焊接梁的外形
20
二.钢梁的焊接 4.梁的对接
梁与梁的对接包括上、下盖板的对接和梁腹板的对接， 一般盖板对接坡口向上，平位施焊；腹板对接焊缝立 位施焊，腹板厚度较薄时，开单面坡口，如果腹板厚 度较厚，开双面坡口。随着陶质衬垫的开发和推广使
用，通常采用陶质衬垫单面焊双面成形工艺，避免对
梁与梁对接焊缝 一般位于梁受弯矩较小处，避免对

第4章钢结构的连接-角焊缝

第4章钢结构的连接-角焊缝

侧面角焊缝应力分布
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第四章
钢结构的连接
B、正面角焊缝－端焊缝 作用力与焊缝方向垂直，焊缝应力复杂，焊缝根 部应力集中严重，易引起开裂破坏。
正面角焊缝应力分布
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第四章
钢结构的连接
2、角焊缝的构造要求 (1)焊缝尺寸 焊脚尺寸hf(焊缝高度)－焊缝直边尺寸，设计标注的尺寸 有效厚度he－焊缝破坏面尺寸(45°垂直面焊缝高度） 焊缝的计算长度lw－有效受力长度，每条连续焊缝取实际 几何长度减去2hf 。
12
第四章 钢结构的连接
解： 采用如图所示的三面围焊
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原lw=100-5 现lw=100-10
1、焊缝有效截面的几何特性 焊缝有效截面的形心位置
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第四章 钢结构的连接
2、焊缝强度验算（A点）
⊥ ∥ ⊥
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第四章 钢结构的连接
工程算例2： 试设计角钢与连接板的连接角焊缝。轴心力设计值N＝ 830kN（静力荷载）。角钢为2L125×80×10，长肢相连， 连接板厚度t＝12mm，钢材Q235，手工焊，焊条E43型。
⎛σ +σ σ zs = ⎜ ⎜ βf ⎝
验算公式：
⎞ T V 2 w ⎟ + (τ Ax + τ Ax ) ≤ f f ⎟ ⎠
2
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第四章 钢结构的连接
工程算例1： 试设计图所示厚度为12mm的支托板和柱搭接接头的角 焊缝。作用力设计值F=100kN（静力荷载），至柱翼缘边 缘的距离为200mm。钢材Q235，焊条E43系列。
T ⋅r τA = J
J=Ix+Iy

钢结构连接的三种方法

钢结构连接的三种方法

钢结构连接的三种方法
钢结构连接的三种方法分别是焊接、螺栓连接和铆接。

1. 焊接：利用高温将两个或多个零件熔合在一起，形成坚固的连接。

焊接连接可以适用于各种类型的结构，具有较高的承载能力和刚性，但需要在现场进行，且操作难度较大。

2. 螺栓连接：将零件通过螺栓和垫圈连接起来，形成可拆卸的连接方式。

该方法便于现场施工和维修，但需要注意螺栓预紧力的控制，以确保连接的稳定性。

3. 铆接：将两个或多个零件通过铆钉连接起来，形成永久性的连接。

铆接连接适用于需要远离现场制造的构件，具有较高的耐久性和抗震性，但需要在制造厂进行。

建筑结构形成性考核作业及答案(4)-形考网考国家开放大学电大

建筑结构形成性考核作业及答案(4)-形考网考国家开放大学电大

建筑结构形成性考核作业(4)
一、填空题（每小题2分，共20分）
1．钢结构的连接通常有（焊接、铆接和螺栓连接）三种方式。

在房屋结构中，常用（焊接和螺栓）连接。

2．普通螺栓的优点是（装卸便利，不需特殊设备）。

高强度螺栓是靠（被连接板间的强大摩擦阻力）传递剪力。

3．焊接接头有（平接、搭接、T形）连接和角接，所采用的焊缝主要有（对接焊缝及角焊缝）两种。

4．受压柱由（柱头、柱身、柱脚）三部分组成。

柱身截面有（实腹式、缀板式和缀条式）三种。

5．对于一般有翼板的组合工字形钢梁应进行梁的强度、（刚度）、整体稳定和(局部稳定计算)。

6．根据支撑设置的部位不同有上弦横向水平支撑、(下弦横向水平支撑)、下弦纵向水平支撑、(屋架垂直支撑)和系杆等。

当有天窗时，还应注意天窗架间支撑。

7．构件的长细比是（计算长度与回转半径）之比。

8．（震级）是地震规模的指标，按照地震本身强度而定的等级标度，用以衡量某次地震的大小。

（地震烈度）是指某一地区的地面及建筑物遭受到一次地震影响的强弱程度。

各章练习答案

第一章绪论1．选择题（1）在结构设计中，失效概率P f与可靠指标β的关系为 B 。

A. P f越大，β越大，结构可靠性越差B. P f越大，β越小，结构可靠性越差C. P f越大，β越小，结构越可靠D. P f越大，β越大，结构越可靠2．填空题（1）某构件当其可靠指标 减小时，相应失效概率将随之增大。

（2）承载能力极限状态为结构或构件达到最大承载力或达到不适于继续承载的变形时的极限状态。

（3）在对结构或构件进行正常使用极限状态验算时，应采用永久荷载和可变荷载的标准值。

3．简答题（1）钢结构和其他建筑材料结构相比的特点。

答：轻质高强；材性好，可靠性高；工业化程度高，工期短；有效使用空间大；运输、安装方便；可拆卸、改造，建筑垃圾少，材料可重复利用；密封性好；抗震性好；有一定耐热性，但抗火性能差；耐腐蚀性能差。

第二章钢结构的材料1．选择题（1）钢材的设计强度是根据 C 确定的。

A. 比例极限B. 弹性极限C. 屈服点D. 极限强度（2）钢结构设计中钢材的设计强度为 D 。

A. 强度标准值B. 钢材屈服点C. 强度极限值D. 钢材的强度标准值除以抗力分项系数（3）钢材是理想的 C 体。

A. 弹性B. 塑性C. 弹塑性D. 非弹性（4）钢结构中使用钢材的塑性指标，目前最主要用 D 表示。

A. 流幅B. 冲击韧性C. 可焊性D. 伸长率（5）钢材的伸长率 用来反映材料的 C 。

A. 承载能力B. 弹性变形能力C. 塑性变形能力D. 抗冲击荷载能力（6）建筑钢材的伸长率与 D 标准拉伸试件标距间长度的伸长值有关。

A. 达到屈服应力时B. 达到极限应力时C. 试件塑性变形后D. 试件断裂后（7）钢材的三项主要力学性能为 A 。

A. 抗拉强度、屈服强度、伸长率B. 抗拉强度、屈服强度、冷弯性能C. 抗拉强度、冷弯性能、伸长率D. 冷弯性能、屈服强度、伸长率（9）在构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况是 B 的典型特征。

第三章 钢结构的连接自测题答案

第三章 钢结构的连接一．选择题1.如图所示承受静力荷载的T 形连接，采用双面角焊缝，手工焊，按构造要求所确定的合理焊脚尺寸应为（ B ）A.4mmB.6mmC.8mmD.10mm2.如图所示连接，焊缝中最危险点为（ A ）A.最上点B.最下点C.焊缝长度的中点D.水平荷载延长线与焊缝相交处3.T 形连接中直角角焊缝的最小焊脚尺寸h fmin =1.52t ，最大焊脚尺寸h fmax =1.2t 1，式中的t 1和t 2分别为（ D ）A.t 1为腹板厚度，t 2为翼缘厚度B.t 1为翼缘厚度，t 2为腹板厚度C.t 1为较小的被连接板件的厚度，t 2为较大的被连接板件的厚度D.t 1为较大的被连接板件的厚度，t 2为较小的被连接板件的厚度4.根据施焊时所持焊条与焊件间的相互位置的不同，施焊方位分为四种，其中操作最难、质量最难于保证的施焊方位是( D ) A.平焊 B.立焊 C.横焊 D.仰焊4.钢结构焊接节点设计中，应尽可能选用( A ) 的焊接位置。

A ．俯焊B ．仰焊C ．立焊D ．任意6.在下列各焊接连接缺陷中，对焊缝连接最危险的是( C )。

A.未焊透B.气孔C.裂纹D.夹渣7.结构焊接时，所选焊条和被焊接构件之间的匹配原则是( B )A.弹性模量相适应B.强度相适应C.伸长率相适应D.金属化学成份相适应8.三级焊缝的质量检验内容为( C )A.外观检查和100％的焊缝探伤B.外观检查和至少20％的焊缝探伤C.外观检查D.外观检查及对焊缝进行强度实测9．可不进行验算对接焊缝是（ C ）。

题1图 题2图A ．I 级焊缝B ． 当焊缝与作用力间的夹角θ满足tan θ≤1.5时的焊缝C ． II 级焊缝D ． A 、B 、C 都正确10.图示焊接连接中，最大的焊缝应力发生在（ A ）A.a 点B.b 点C.c 点D.d 点11．如图所示，连接两工字钢的对接焊缝中，所受正应力最大的点是（ A ）A ．a 点B ．b 点C ．c 点D ．d 点12.如图等边角钢与节点板仅采用侧面焊缝连接，角钢受轴心力N =500kN ，肢背焊缝受力N 1为( D) A.150kN B.250kN C.325kN D.350kN13.如图，两钢板用直角角焊缝连接，手工焊，合适的焊角尺寸f h = ( C )A.12mmB.10mmC.8mmD.5mm14．如图所示连接中，在拉力N 作用下，侧面角焊缝中沿焊缝长度方向的应力分布形式为（ D）题11图题10图题12图 题13图题14图15.对接焊缝采用引弧板的目的是( A )A.消除焊缝端部的焊接缺陷B.提高焊缝的设计强度C.增加焊缝的变形能力D.降低焊接的施工难度16.图示连接，角钢肢背、肢尖处角焊缝的最大焊脚尺寸分别为( B )A.9mm ，9mmB.6mm ，5mmC.9mm ，5mmD.6mm ，6mm17.在荷载作用下，侧面角焊缝的计算长度不宜大于（ B ）A.40h fB.60h fC.80h fD.120h f18.规范规定侧焊缝的设计长度max 60w f l h ，这主要考虑到( B )A.焊缝的承载能力已经高于构件强度B.焊缝沿长度应力分布过于不均匀C.焊缝过长，带来施工的困难D.焊缝产生的热量过大而影响材质 19.焊接结构中的侧面角焊缝长度过长时,在外荷载作用下会造成（ B ）A.焊缝中间应力可能先达到极限值,从而先发生破坏B.焊缝两端应力可能先达到极限值,从而先发生破坏C.焊缝内部应力同时达到极限值,从而同时发生脆性破坏D.焊缝内部应力同时达到极限值,从而同时发生塑性破坏20.Q235与Q345两种不同强度的钢材进行手工焊接时，焊条应采用( C )A.E55型B.E50型C.E43型D.H10MnSi21. 钢结构在搭接连接中，搭接的长度不得小于焊件较小厚度的（ B ）。

(整理)钢结构设计原理复习题-答案

钢结构设计原理复习题第1章 绪论一、选择题1、在结构设计中，失效概率P f 与可靠指标β的关系为（ B ）。

A 、P f 越大，β越大，结构可靠性越差B 、P f 越大，β越小，结构可靠性越差C 、P f 越大，β越小，结构越可靠D 、P f 越大，β越大，结构越可靠 2、钢结构的主要缺点是（ C ）。

A 、结构的重量大B 、造价高C 、易腐蚀、不耐火D 、施工困难多3、大跨度结构常采用钢结构的主要原因是钢结构（ B ）A.密封性好B.自重轻C.制造工厂化D.便于拆装 4、当结构所受荷载的标准值为：永久荷载k G q ，且只有一个可变荷载k Q q ，则荷载的设计值为（ D ）。

A ．k G q ＋k Q qB ．1.2（k G q ＋k Q q ）C ．1.4（k G q ＋k Q q ）D ．1.2k G q ＋1.4k Q q二、填空题1、结构的可靠度是指结构在 规定的时间 内，在 规定的条件 下，完成预定功能的概率。

三、简答题1、两种极限状态指的是什么？其内容有哪些？答：两种极限状态指的是承载能力极限状态和正常使用极限状态。

承载能力极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力或是出现不适于继续承载的变形，包括倾覆、强度破坏、疲劳破坏、丧失稳定、结构变为机动体系或出现过度的塑性变形等。

正常使用极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值，包括出现影响正常使用或影响外观的变形，出现影响正常使用或耐久性能的局部损坏以及影响正常使用的振动等。

第2章 钢结构材料 一、选择题1、钢材应力应变关系的理想弹塑性模型是（ A ）。

2、在构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况是（ B ）的典型特征。

(A)脆性破坏 (B)塑性破坏 (C)强度破坏 (D)失稳破坏3、钢材的设计强度是根据（ C ）确定的。

(A)比例极限 (B)弹性极限 (C)屈服点 (D)极限强度 4、结构工程中使用钢材的塑性指标，目前最主要用（ D ）表示。

第三章 钢结构的连接自测题答案

第三章 钢结构的连接一．选择题1.如图所示承受静力荷载的T 形连接，采用双面角焊缝，手工焊，按构造要求所确定的合理焊脚尺寸应为（ B ）A.4mmB.6mmC.8mmD.10mm2.如图所示连接，焊缝中最危险点为（ A ）A.最上点B.最下点C.焊缝长度的中点D.水平荷载延长线与焊缝相交处3.T 形连接中直角角焊缝的最小焊脚尺寸h fmin =1.52t ，最大焊脚尺寸h fmax =1.2t 1，式中的t 1和t 2分别为（ D ）A.t 1为腹板厚度，t 2为翼缘厚度B.t 1为翼缘厚度，t 2为腹板厚度C.t 1为较小的被连接板件的厚度，t 2为较大的被连接板件的厚度D.t 1为较大的被连接板件的厚度，t 2为较小的被连接板件的厚度4.根据施焊时所持焊条与焊件间的相互位置的不同，施焊方位分为四种，其中操作最难、质量最难于保证的施焊方位是( D ) A.平焊 B.立焊 C.横焊 D.仰焊4.钢结构焊接节点设计中，应尽可能选用( A ) 的焊接位置。

A ．俯焊B ．仰焊C ．立焊D ．任意6.在下列各焊接连接缺陷中，对焊缝连接最危险的是( C )。

A.未焊透B.气孔C.裂纹D.夹渣7.结构焊接时，所选焊条和被焊接构件之间的匹配原则是( B )A.弹性模量相适应B.强度相适应C.伸长率相适应D.金属化学成份相适应8.三级焊缝的质量检验内容为( C )A.外观检查和100％的焊缝探伤B.外观检查和至少20％的焊缝探伤C.外观检查D.外观检查及对焊缝进行强度实测9．可不进行验算对接焊缝是（ C ）。

题1图 题2图A ．I 级焊缝B ． 当焊缝与作用力间的夹角θ满足tan θ≤1.5时的焊缝C ． II 级焊缝D ． A 、B 、C 都正确10.图示焊接连接中，最大的焊缝应力发生在（ A ）A.a 点B.b 点C.c 点D.d 点11．如图所示，连接两工字钢的对接焊缝中，所受正应力最大的点是（ A ）A ．a 点B ．b 点C ．c 点D ．d 点12.如图等边角钢与节点板仅采用侧面焊缝连接，角钢受轴心力N =500kN ，肢背焊缝受力N 1为( D) A.150kN B.250kN C.325kN D.350kN13.如图，两钢板用直角角焊缝连接，手工焊，合适的焊角尺寸f h = ( C )A.12mmB.10mmC.8mmD.5mm14．如图所示连接中，在拉力N 作用下，侧面角焊缝中沿焊缝长度方向的应力分布形式为（ D）题11图题10图题12图 题13图题14图15.对接焊缝采用引弧板的目的是( A )A.消除焊缝端部的焊接缺陷B.提高焊缝的设计强度C.增加焊缝的变形能力D.降低焊接的施工难度16.图示连接，角钢肢背、肢尖处角焊缝的最大焊脚尺寸分别为( B )A.9mm ，9mmB.6mm ，5mmC.9mm ，5mmD.6mm ，6mm17.在荷载作用下，侧面角焊缝的计算长度不宜大于（ B ）A.40h fB.60h fC.80h fD.120h f18.规范规定侧焊缝的设计长度max 60w f l h ，这主要考虑到( B )A.焊缝的承载能力已经高于构件强度B.焊缝沿长度应力分布过于不均匀C.焊缝过长，带来施工的困难D.焊缝产生的热量过大而影响材质 19.焊接结构中的侧面角焊缝长度过长时,在外荷载作用下会造成（ B ）A.焊缝中间应力可能先达到极限值,从而先发生破坏B.焊缝两端应力可能先达到极限值,从而先发生破坏C.焊缝内部应力同时达到极限值,从而同时发生脆性破坏D.焊缝内部应力同时达到极限值,从而同时发生塑性破坏20.Q235与Q345两种不同强度的钢材进行手工焊接时，焊条应采用( C )A.E55型B.E50型C.E43型D.H10MnSi21. 钢结构在搭接连接中，搭接的长度不得小于焊件较小厚度的（ B ）。

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螺杆直径
公式条件：各剪面 上剪应力均匀分布 螺栓抗剪强度设计值
b
山东科技大学
单剪面
双剪面
四剪面
单个螺栓承压承载力设计值
N c d ( t ) fc
b b
同一受力方向的承压 构件总厚度的较小值
螺栓承压 强度设计值
山东科技大学
单个抗剪螺栓的设计承载力
N
b min
min
N
b v
,N
3.7 普通螺栓的工作性能和计算
普通螺栓按受力情况可分为： 螺栓只承受剪力 螺栓只承受拉力 螺栓承受剪力和拉力的共同作用
剪 力 螺 栓
拉 力 螺 栓
山东科技大学
3.7.1 普通螺栓的抗剪连接
1.抗剪连接的工作性能
螺栓安装拧紧后，在工作荷载的作用下，被夹紧的板件 相对滑动，在相反的方向螺杆靠紧孔壁，导致螺杆受剪切作 用，孔壁受压力作用，直至螺杆剪断或孔壁受压破坏。
50
y 1e
245 mm
N
N
50
Nt Nm
y3
2
y3
y2
e
y3

228 mm
2
e'
38 . 7 10
y2
3
y3
y1
3.7.3 普通螺栓受剪力和拉力的联合作用

受剪力和拉力联合作用的承载力验算
螺栓所受最大拉力 按前述方法计算 一个螺栓受的剪力
NV V / n
(
同时 满足
Nv N
b v
20 100 V =250K N
50 4× 100＝ 400
M
N t3 N t4
50
山东科技大学
180
【解】 (1)承托传递全部剪力 设螺栓为M20，
M V e 250 0 . 12 30 kN .m 螺栓群只承受 单个螺栓的抗拉承载力设计值： A f 245 170 N 螺栓的最大拉力：
2 i 2 2 2 2
f
3 2 f e
Nt
My 1

30 10 400
3
20 kN N t 41 . 7 kN
b

w f
N mm
2
w
20
100 V =250K N
式中常数1.35是考虑剪力v对承托与翼柱 连接角焊缝的偏心影响。
N N
t2
50
4 × 100＝ 400
t1
t3
t4
) (
2
Nt N
b t
)
2
1
单个螺栓受拉承载 力设计值
单个螺栓受剪 承载力设计值
Nv Nc
一个螺栓受的剪力
山东科技大学
b
单个螺栓承压承载力设计值
【例3.10】设图为短横梁与柱翼缘的连接，螺栓为C级， 梁端竖板下有承托。V=250kN,e=100mm ,钢材为Q235B，手工焊，焊条E43型，按考虑承托传递全部剪力V和 不承受V两种情况设计此连接。
50
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180
y1
N
y2
y3
y4
M
N
（2）不考虑承托承受剪力,螺栓群同时承受剪力和弯矩作用
单个螺栓承载力设计值为：
N v nv
b
d
4
2
fv 1
b
3 . 14 20 4
2
140 44 . 0 kN
N c d tf c 20 20 305 122 kN
b
O
x
50
所以螺栓强度符合要求。
120
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3.7.2 普通螺栓的抗拉连接
1.单个螺栓的抗拉承载力


受拉螺栓的破坏模式
螺杆净截面达到设计承载力而被拉断——由计 算控制 螺纹滑牙破坏——由构造控制
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单个螺栓的抗拉承载力设计值
N
b t


4
de ft
2
b
螺栓有效直径
螺栓抗拉设计强度
f t 0.8 f
b
考虑撬力的影响
抗拉验算 一个螺栓所受的拉力
Nt Nt
b
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产生撬力的原因
—— T形连接件刚度不足，水平
肢有较大变形 对螺栓受力影响 —— 使螺栓拉力增大 螺栓拉力:Nt=N+Q (刚度越小，Q 越大) 减小撬力的措施 —— 增强T形连接件刚度，如： 加大厚度或增设加劲肋
50
N /n
5× 100=500
y3
y2
y1
y3
y2
e
y1
N
N1
Nt Nm
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50
e'
【解】 螺栓有效截面的核心距：


yi
2

4 ( 50 150
2
2
250 )
2
ny 1
12 250
117 mm e 100 mm
即偏心力作用在核心距以内，最小偏心受拉，应由式 （3.55a）计算
（2）计算单个螺栓的设计承载力
螺栓抗剪
N
b v
nv
d
4
2
f
b v
1
3 . 14 22 4
2
140 53 . 2 kN
y e F
50 4× 80
构件承压
N c d tf c 22 8 305 53 . 7 kN
b b
（3）强度验算
N min 53 . 2 kN N 1 46 . 5 kN
3.8.2 摩擦型连接高强度螺栓承载力
1.摩擦型高强度螺栓的抗剪承载力 nf =2
单个螺栓的抗剪承载力设计值
b v
N
0 .9 n f P
摩擦 面数目
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摩擦面抗 滑移系数
预拉力

螺栓群抗剪验算
与普通螺栓的计算一样，不同处为单个螺 栓的承载力按下式计算：
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2.普通螺栓群轴心受拉
当外力通过螺栓群形心 时，假定每个螺栓所受的拉 力相等，因此连接所需螺栓 数目为：
n
b
N
N Nt
b
Nt
——单个螺栓的抗拉承载力设计值
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3.普通螺栓群弯矩受拉

实际计算时，近似取中和轴位于最下排螺栓O处 连接绕底排螺栓轴线O转动
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对O处水平轴列弯矩平衡方程：
传力 方式
变形 安装
主要依靠连接板件摩 擦传力 连接变形小，螺栓不 易松动 需专门扳手施加预拉 力
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按受力状况分类
受力 特征
摩擦 型连 接
承载力 极限状态
外力达到最大摩擦 力，有相对滑移的 趋势 外力超过最大静摩 擦力，螺栓承剪， 孔壁承压，发生相 对滑移
安装孔 孔径 d0（mm)
d0＝d＋1.5 ~ 2.0
b t
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（2）摩擦型高强度螺栓群偏心受拉（M、 N作用）

Ney

y
1 2 i
0
连接绕底排螺 栓轴线o’转 动 大偏心受拉：M较大， e

y i / ny 1
2
N1max
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Ne' y '1
y'i
2
Nt
b
例题3.8 设图为一刚接屋架下弦节点，竖向力由承托 承受。螺栓为C级,只承受偏心拉力。设N=250kN, e=100mm。螺栓布置如图所示。设计该连接。
2

25 20 44 . 0 41 . 62
2
2
0 . 744 1
3.8 高强度螺栓的工作性能和计算
3.8.1高强度螺栓的工作性能
挤压力Q 摩擦力F 外力N 预拉力P
拧紧螺母产生预拉力
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高强度螺栓与普通螺栓的比较 高强度螺栓 材料 材质好，强度高 普通螺栓 材质一般，强度 低 螺栓直接传力 连接变形大，螺 栓易松动 一般常用扳手， 手感拧紧
50
N1
N n

N e

y
2 i
y1
250 12

250 100 250 4 ( 50 150
2 2
250 )
2
38 . 7 kN
N /n
5× 100=500
50
需要的有效面积
Ae N1 ft
b
5× 100=500
170
采用M20螺栓， Ae 满足要求。
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b c

验算 一个螺栓所受剪力
Nv N
b min
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3. 普通螺栓群抗剪连接计算
（1）螺栓群轴心受剪
l1
弹性阶段受力状态 塑性阶段受力状态
当 l 15d 时： 1 0
NV
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N n
N min min
b
N
b v
, Nc
b

当
l1 15d0时：
NV
N n
第i排螺栓的拉力：
顶排螺栓受力最大：
N 1 max My 1

yi
2
Nt
b
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4.普通螺栓群偏心受拉（受N和M作用）
连接绕螺栓群 形心轴o转动
N
max

N n

Ney
小偏心受拉：M较小，e
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y / ny 1