第 20章 钢结构的连接
连接：
受力性连接 — 传力作用；
缀连性连接 — 固定杆件的位置；
? 连接方式：
? 优点
? 焊接：刚性好，不削弱截面，构造简单
? 铆钉：工作可靠，塑性好，适应动荷载
? 靠剪切传力：普通螺栓：装拆方便，简单
? 靠摩擦传力：装拆方便，简单，不宜疲劳
? 缺点
? 存在焊接应力，塑性差
? 费工费料，使用不便
? 不适合于动载下使用
? 适合于动载
第一节 焊接
20.1.1 焊接型式及计算
接头型式：对接：两焊接件位于同一平面内，采用对接焊缝；
搭接：两焊接件位于不同平面内，采用贴角焊缝；
角接：两焊件依照一定角度互相连接，采用贴角焊缝；
对接焊缝 — 不作焊接强度验算；
贴角焊缝 — 满足构造要求，且需作强度验算。
1 ）对接焊缝
优点：用料少，传力均匀，无应力集中；
缺点：下料尺寸要求严，对板边需作加工。
保证焊件熔透的措施,
（ 1 ）双面焊；
（ 2 ）两端用引弧板；
（ 3 ）板边加工坡口。
2 ）贴角焊缝（按抗剪验算强度）
侧贴角焊缝 — 主要承受剪应力
端贴角焊缝 — 受剪、受拉、压
截面型式：正常式、坦式、深熔式
焊缝的构造要求；
（ 1 ）不小于规定的最小焊缝尺寸；
（ 2 ）不宜大于 最大
（ 3 ）长度不少于 35 m m — 不降低其抗弯能力
（ 4 ）计算长度不大于
f?50
焊缝的强度计算,
（ 1 ）轴向力作用下贴角焊缝的计算,
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（ 20 - 1 ）
其中，
eh
— 计算厚度，
feh ?7.0?
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— 计算长度之和。
? ?h? — 钢板的容许应力。
（ 2 ）用侧焊缝连接时不对称构件的计算方法（图 20 - 16 ）
要使焊缝的重心处于力作用线上。
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（ 3 ）扭矩和剪力共同作用下贴角焊缝的计算（图 20 - 17 ）
N 引起的剪应力：
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（ 20 - 5 ）
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? 20.1.2 焊接应力及变形
? 焊接应力的危害：降低结构的刚度，不影
响强度；
? 降低结构的疲劳强度和抗冷脆能力。
? 焊接变形
? 第二节 铆钉（普通螺栓）连接
20.2.1 构造
1）铆钉和螺栓的规格
（ 1 ）铆钉
材料,2ML 钢 — 塑性良好，适合承受动载；
种类：半圆头 — 常用；
高头 — 连接板总厚度
d5?
时采用；
平头 — 美观，但抗剪能力差。
常用直径,
钉杆：
mm25,22,20,16
钉孔：
mm26,23,21,17
，按钉孔直径来计算强度
孔径应满足的要求：主要构件：
4/bd ?
，
b
— 翼缘宽。
次要构件：
3/bd ?
铆钉长度的计算：
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— 连接板的总厚度
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— 钉杆直径
（ 2 ）螺杆
材料：
3A
钢；
工艺：粗制螺栓 — 轧制出螺纹，常用，剪切变形大；
精制螺栓 — 车制出螺纹；
常用直径：
mm24,22,20,18,16
，计算强度时，取螺
纹削弱后的直径；
2 ）连接型式
（ 1 ）对接
单盖板 — 存在偏心，弯曲变形，传力小，用于次要构
件；
双盖板 — 对称受力，铆钉双剪，用于主要构件；
（ 2 ）搭接 — 主要用于缀连性连接
（ 3 ）角接
3 ）钉孔的布置
基本要求：钉孔应与受力构件轴线对称；
布置简单，钉孔的距离满足构造要求；
钉孔布置 — 并列，错列
钉孔间距的要求,
（ 1 ）大于容许最小间距 — 防止过分的削弱截面；
（ 2 ）小于容许最大间距 — 防止钢板压屈鼓起，防止锈
蚀。（附表 4 - 6 ）
（传力）受力性连接 — 按最小钉距布置，省材，减小尺
寸。
（固定位置）缀连性连接 — 按最大容许钉距布置，节省
钢材；
20.2.2 铆钉的计算
破坏原因,
钉杆破坏 — 钉杆较细，板材较厚时；
钉孔破坏 — 钉杆较粗，板材较薄时。
1 ）单个铆钉容许承载力的计算
（ 1 ）剪力铆钉连接
① 按受剪力计算承载力
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（ 20 - 15 ）
② 按钉孔承压计算承载力
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（ 20 - 16 ）
单个铆钉容许承载力
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（ 2 ）拉力铆钉连接
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（ 3 ）疲劳强度
2 ）铆钉群的受力计算
设计方法
等强度法 — 保证连接的强度相等（安全储备大）
最大内力法 — 在最大内力作用下连接安全。
（ 1 ）轴向受拉构件的计算
所需铆钉数 ? ?
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— 剪力铆钉的容许承载力；
其中，等强度法：
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— 净截面；
最大内力法,N — 使用中的最大拉力；
（ 2 ）轴向受压构件计算
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等强度法,? ?
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（和长细比有关、失稳）
最大内力法,N — 使用中的最大拉力；
光滑对接承压时,
《桥规》,50 ％直接承压传力；
50 ％通过连接传力。
（ 3 ）弯矩、轴向力和剪力共同作用下构件的强度计算
简化假设,
① 剪力由各铆钉平均负担：
nQ /；
② 轴向力由各铆钉平均负担,nN / ；
③ 弯矩作用在 O 点处，各铆钉的受力与其至 O 点距离
成正比。
O — 铆钉重心；构件、连接板为刚性；
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（剪切铆钉承载力 ）
连接：
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缀连性连接 — 固定杆件的位置；
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? 焊接：刚性好，不削弱截面，构造简单
? 铆钉：工作可靠，塑性好，适应动荷载
? 靠剪切传力：普通螺栓：装拆方便，简单
? 靠摩擦传力：装拆方便，简单，不宜疲劳
? 缺点
? 存在焊接应力，塑性差
? 费工费料，使用不便
? 不适合于动载下使用
? 适合于动载
第一节 焊接
20.1.1 焊接型式及计算
接头型式：对接：两焊接件位于同一平面内，采用对接焊缝；
搭接：两焊接件位于不同平面内，采用贴角焊缝；
角接：两焊件依照一定角度互相连接，采用贴角焊缝；
对接焊缝 — 不作焊接强度验算；
贴角焊缝 — 满足构造要求，且需作强度验算。
1 ）对接焊缝
优点：用料少，传力均匀，无应力集中；
缺点：下料尺寸要求严，对板边需作加工。
保证焊件熔透的措施,
（ 1 ）双面焊；
（ 2 ）两端用引弧板；
（ 3 ）板边加工坡口。
2 ）贴角焊缝（按抗剪验算强度）
侧贴角焊缝 — 主要承受剪应力
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焊缝的构造要求；
（ 1 ）不小于规定的最小焊缝尺寸；
（ 2 ）不宜大于 最大
（ 3 ）长度不少于 35 m m — 不降低其抗弯能力
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? 降低结构的疲劳强度和抗冷脆能力。
? 焊接变形
? 第二节 铆钉（普通螺栓）连接
20.2.1 构造
1）铆钉和螺栓的规格
（ 1 ）铆钉
材料,2ML 钢 — 塑性良好，适合承受动载；
种类：半圆头 — 常用；
高头 — 连接板总厚度
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时采用；
平头 — 美观，但抗剪能力差。
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材料：
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工艺：粗制螺栓 — 轧制出螺纹，常用，剪切变形大；
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，计算强度时，取螺
纹削弱后的直径；
2 ）连接型式
（ 1 ）对接
单盖板 — 存在偏心，弯曲变形，传力小，用于次要构
件；
双盖板 — 对称受力，铆钉双剪，用于主要构件；
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（ 3 ）角接
3 ）钉孔的布置
基本要求：钉孔应与受力构件轴线对称；
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（ 1 ）大于容许最小间距 — 防止过分的削弱截面；
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20.2.2 铆钉的计算
破坏原因,
钉杆破坏 — 钉杆较细，板材较厚时；
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1 ）单个铆钉容许承载力的计算
（ 1 ）剪力铆钉连接
① 按受剪力计算承载力
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2 ）铆钉群的受力计算
设计方法
等强度法 — 保证连接的强度相等（安全储备大）
最大内力法 — 在最大内力作用下连接安全。
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其中，等强度法：
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最大内力法,N — 使用中的最大拉力；
光滑对接承压时,
《桥规》,50 ％直接承压传力；
50 ％通过连接传力。
（ 3 ）弯矩、轴向力和剪力共同作用下构件的强度计算
简化假设,
① 剪力由各铆钉平均负担：
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③ 弯矩作用在 O 点处，各铆钉的受力与其至 O 点距离
成正比。
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