第八章(焊缝、螺栓连接)--钢结构习题参考解答
8.4 有一工字形钢梁，采用I50a （Q235钢），承受荷载如图8-83所示。F=125kN ，因长度不够而用对接坡口焊缝连接。焊条采用E43型，手工焊，焊缝质量属Ⅱ级，对接焊缝抗拉强度设计值2205/w t f N mm =，抗剪强度设计值2120/w v f N mm =。验算此焊缝受力时是否安全。
图8-83 习题8.4
解：
依题意知焊缝截面特性：
A=119.25cm 2，Wx ＝1858.9cm 3,Ix=46472cm 4,Sx=1084.1cm 3
,截面高度h=50cm ，截面宽度b=158mm ，翼缘厚t=20mm ，腹板厚tw=12.0mm 。 假定忽略腹板与翼缘的圆角，计算得到翼缘与腹板交点处的面积矩S 1=20×158×（250－10）
=7.584×105mm 3
。
对接焊缝受力：125V F kN ==；2250M F kN m =?=? 焊缝应力验算：
最大正应力：622
3
25010134.5/205/1858.910w t x M N mm f N mm W σ?===<=? 最大剪应力：33
224125101084.11024.3/120/464721012
w x v x w VS N mm f N mm I t τ???===<=?? 折算应力：
22127.2/205/w zs t N mm f N mm σ=<= 故焊缝满足要求。
8.5 图8-84所示的牛腿用角焊缝与柱连接。钢材为Q235钢，焊条用E43型，手工焊，角焊缝强度设计值2f 160/w f N mm =。T=350kN ，验算焊缝的受力。
图8-84 习题8.5 图8-84-1 焊缝截面计算简图
解：
（注：焊缝上下翼缘长度114mm 有些问题，应取2130210110l t
mm -=-?=，黄钜枝06年6月19日）
如图8-84-1，截面特性计算如下：
2(11425242882)0.75667.2f A h mm =?+?+??= 228820.73225.6w f A h mm =??=
32741288288[2882114(16)252()4]0.77.913101222f f I h mm =??+?+?+???=?
焊缝受力：
247.52N kN =
=
；247.52
V kN ==； 49.5M V e kN m =?=? 应力验算：危险点为a 、b 两点，下面分别验算： 对a 点： 32247.51043.67/5667.2
N a
N N mm A σ?===
62
749.510160100.09/7.91310
M a a
f My N mm I σ??===? 2243.67100.09143.76/195.2/N M
w a a f f N mm f N mm σσβ+=+=<=
对b 点：
32247.51076.73/3225.6
V b
w V N mm A τ?=== 243.67/N N
b a N mm σσ==
62
749.51014490.16/7.91310
M b b
f My N mm I σ??===?
22133.87/160/w f N mm f N mm =<=
故焊缝强度满足要求。
8.6 计算图8-85所示的工字形截面焊接梁在距支座5m 拼接处的角焊缝。钢材为Q345钢，焊条为E50型，2f 200/w f N mm =，F=200kN 。问：（1）腹板拼接处是否满足要求？（2）确定翼缘拼接板焊缝脚尺寸和长度。
图8-85 习题8.6
解：
（1）根据结构力学知识，拼接处受力：200V F kN ==，2200M kN m =?，其中剪力由腹板承担，弯矩由工字梁的翼缘和腹板 惯性矩的比值分配： ()2
310411214204502071010 1.2191012x I mm =
?????+=? 3941
121420 2.861012
w I mm =??=?
图8-85-1 角焊缝计算简图
9
10
2.86102200516.161.21910
w W x I M M kN m I ?==?=?? 1683.84f w M M M kN m =-=?
经过分析，拼接板左右两侧受剪力与弯矩作用，相比较而言，右侧拼接板焊缝受力更不利，
故以右侧拼接板焊缝验算。 计算焊缝截面特性：
2162
1622216.216221300
mm x ?
?==?+，116216.2145.8x mm =-=
由对称性得：12650y y mm ==
23941
(16265021300)0.78 1.791012
x I mm =??+
???=? ()2
32741{2[1621628116.2]130016.2}0.78 1.351012
y I mm =??+?-+???=?
941.8010f x y I I I mm =+=?
()2216213000.789094.4f A mm =?+??=
将剪力、弯矩移至焊缝形心得到焊缝受力：
200V kN =；'516.162000.1588547.92w M kN m =+?=?
焊缝验算：分析得A 、B 两点为危险点，下面分别验算： 对A 点：
3
22001011.0/()29094.4
V
ay
f V N mm A σ?===↑?
6219
'547.921065098.9/()22 1.8010M w ax
f M y N mm I τ
??===→??? 6219
'547.9210145.822.2/()22 1.8010
M w ay
f M x N mm I σ
??===↑???
22102.6/200/w f N mm f N mm =<= 对B 点，同理可得：211.0/()V
by N mm τ=↑ 298.9/()M bx
N mm σ=→ 22.5/()M bx N mm τ=↓
2281.5/200/w f N mm f N mm =<= 故焊缝强度满足要求。
（2）翼缘受轴力：61683.84101169.3142020
f
M N kN h ?===+
对于角焊缝，一般要求f h ≥(1~2)f h t ≤-，取16f h mm =
由3
20.71169.310f w h l ?≥?，计算得到：261w l mm ≥
故取280w l mm =（一侧）便可以满足要求。
8.7验算图8-86中桁架节点焊缝“A ”是否满足要求，确定焊缝“B ”、“C ”的长度。已知焊缝A 的角焊缝h f ＝10mm ，焊缝B 、C 的角焊缝h f =6mm 。钢材为Q235钢。焊条用E43型，手工焊，2f 160/w f N mm =。在不利组合下杆件力为N 1=150kN ，N 2=489.41kN ，N 3=230kN ，N 4=14.1kN ，N 5=250kN 。
图8-86 习题8.7
解：
焊缝A 受力：21339.41V N N kN =-=；339.410.22576.37M V e kN m =?=?=?
62
3
376.371062902
97.2/1
7580
20.712
w f w l M N mm h l σ?
???=
==??
?? 3
2339.411041.8/20.727580f w V N mm h l τ?===????
2289.9/160/w f N mm f N mm ==<= 故焊缝A 的强度满足要求。
对于焊缝B ： 肢背：
3
0.7119.820.7w f w f w
N f l mm h l ≤?≥? 取130w l mm =。
肢尖：
3
0.351.320.7w f w f w
N f l mm h l ≤?≥? 取60w l mm =。
对于焊缝C ： 肢背：
5
0.7130.220.7w f w f w
N f l mm h l ≤?≥? 取140w l mm =。
肢尖：
5
0.355.820.7w f w f w
N f l mm h l ≤?≥? 取65w l mm =。
8.8验算图8-87所示的角焊缝是否安全。已知：钢材为Q345钢，焊条为E50型，手工焊，h f ＝10mm ，2f 200/w f N mm =，F=160kN 。
图8-87 习题8.8
解：
截面特性计算：
2190
1902253.11902300
mm x ?
?==?+；119053.1136.9x mm =-=；
12150y y mm ==
图8-87-1 角焊缝计算简图 23741
(1901502300)0.7107.5610
x
I mm =??+
???=? 749.4210f x y I I I mm =+=?
()221903000.7104760f A mm =?+??=
焊缝受力：160V F kN ==；160(0.5000.0531)71.5M kN m =?-=? 经过分析，危险点为
A 、
B 点，下面分别对A 、B 点作应力分析： 对A 点：
8.9 图8-88所示为一梁柱连接，M=100kN ·m ，V=600kN 。钢材为Q235C 钢。剪力V 由支托承受，焊条用E43型，角焊缝的强度设计值2f 160/w f N mm =，端板厚14mm ，支托厚20mm 。 （1）求角焊缝“A ”的hf 。
（2）弯矩M 由螺栓承受，4.8级螺栓M24，验算螺栓强度。2170/b t f N mm =。
图8-88 习题8.9
8.10 确定图8-90所示A 级螺栓连接中的力F 值。螺栓M20，N=250kN ，钢板采用Q235B ，厚度为t=10mm ，螺栓材料为45号钢（8.8级），2320/b v f N mm =，2405/b c f N mm =。
图8-89 习题8.10
8.11 图8-90所示的螺栓连接，验算其受力。已知：钢材为Q235B 钢，螺栓为C 级普通螺栓，螺栓M20，F=60kN ，螺栓抗拉强度设计值2170/b t f N mm =。
图8-90 习题8.11
解：
剪力60V F kN ==由承托承受，螺栓群仅受弯矩600.530M F e kN m =?=?=?作用；在弯矩作用下，螺栓群绕低排转动：
()
61max
22222301032025280160240320i My N kN y ??===∑?+++ 一个螺栓承载力为：2
217.654517041.64
4
b
b e t
t d N f kN ππ
=
=
??=
由max b
t N N <，知螺栓受力满足要求。
8.12 图8-91所示的螺栓连接采用45号钢，A 级8.8级螺栓，直径d=16mm ，2320/b v f N mm =，
2405/b c f N mm =。钢板是Q235钢，钢板厚度12mm ，抗拉强度设计值2215/f N mm =。
求其连接能承受的F max 值。
图8-91 习题8.12
解：
一个螺栓的抗剪承载力为：
2
2216320128.74
4
b b v
v
v d N n f kN ππ
==?
??=
一个螺栓的承压承载力设计值为：
图8-91-1 验算净截面 2016405129.6b
b c
c N
d tf kN =∑=??=
故有[]128.7b
v N kN =
则螺栓群能承受的最大力为：1128.7131673.1F kN =?=
考虑净截面Ⅰ-Ⅰ:2
13202017.53205350n A mm =?-??=
考虑净截面Ⅱ－Ⅱ：22(402417.55)206638n A mm =?+-??= 则钢板能承受的最大力为：211150.25n F A f kN =?= 故有max 12min[,]1150.25F F F kN ==。
8.13 习题8.12中，将普通螺栓改用M20（d=20mm ）的10.9级高强度螺栓摩擦型连接，求此连接能承受的Fmax 值。注：钢板表面未处理，仅用钢丝刷清理浮锈，钢板仍为Q235钢。 解：
一个螺栓抗剪承载力：0.90.920.3015583.7b
v f N n P kN μ==???=
螺栓群能承受的最大力：183.7131088.1F kN =?= 由构件净截面所受力：1
2(10.5
)n n F A f n -≤ 计算得到：21300.3310.513
n A f F kN ≤=-?
由此得到max 12min[,]1088.1F F F kN ==
8.14 将习题8.6中的梁拼接改用高强度螺栓承压型连接，改后构造如图8-92所示，高强度螺栓的钢材为10.9级，梁的钢板用Q235B ，螺栓M20，梁连接处的接触面采用喷砂处理，螺栓的强度设计值2310/b v f N mm =，2470/b c f N mm =。 （1）确定翼缘接头处螺栓数目和连接板尺寸； （2）验算腹板拼接螺栓是否满足要求。
图8-92 习题8.14
解：
（1）拼接处受力200V kN =，2200M kN m =?。剪力完全由腹板承受，弯矩由翼缘与腹板的刚度分配。由习题8.6求得516.16w M kN m =?，1683.84f M kN m =?。
翼缘受力：1683.84
1169.31.420.02
f M N kN h
=
=
=+
翼缘一个螺栓受剪承载力取以下三个计算式的较小值：
2
212031097.394
4
b b v
v
v d N n f kN ππ
==?
??=
2020470188b b c c N d tf kN =∑=??=
故取[]97.39b
v N kN =。
因此每侧螺栓数为1169.3
12.0197.39
n =
=个，取16n =个。
根据P246表8－2要求的最小/大间距要求，布置螺栓如下：
图8-92-1 拼接板螺栓布置图
验算翼缘拼接板截面：3
221169.310129.2/215/45020
N N mm f N mm A ?==<=? 验算翼缘拼接板净截面：
()31224
(1)1169.310(1)16119.15/215/45020.5420
n n N n N mm f N mm A -
??-==<=-?? 由上面计算可知以上螺栓的布置是满足要求的。
（2）腹板拼接板螺栓（一侧）受力：200V kN =，516.162000.09534.16M kN m =+?=? 腹板一个螺栓承载力为：
2
[]min[,]min[194.78,163.23]163.234
b b b v
v
v c d N n f d tf kN
π=∑==
验算螺栓受力： 1200
9.0922
V
N kN =
=
由3y x ?， 311
222222
534.161065093.44(130260*********)
M i My N
kN y ??===∑?++++
则,1
93.8[]163.23M V
b v N kN N kN ==<=
故可知腹板的螺栓是满足要求的。
图8-92-2 1/4腹板螺栓群
8.15 图8-93所示是屋架与柱的连接节点。钢材为Q235B ，焊条用E43型，手工焊。C 级普通螺栓用Q235BF 钢。已知：2f 160/w f N mm =，2170/b t f N mm =。
（1）验算角焊缝A 的强度，确定角焊缝B 、C 、D 的最小长度，焊缝厚度h f =10mm 。 （2）验算连接于钢柱的普通螺栓的强度，假定螺栓不受剪力（即连接处竖向力由支托承受）。螺栓直径为24mm 。
图8-93 习题8.15
解：
（1）焊缝A 受力：
()500450181.85N kN =-=→
()450318.152
V kN =?
=↓ 181.850.16318.150.0132.3M kN m =?+?=?
验算焊缝A 受力：
3
2181.151022.4/20.727580
N f w N N mm h l σ?===???
623332.3102902
41.1/1
1
20.72758012
12
w M
f w l M N mm h l σ
?
??===?
????? 3
2318.151039.2/20.727580
V
f w V N mm h l τ?===???
2265.2/160/w f N mm f N mm ==<= 故知焊缝A 的强度是满足要求的。
对于焊缝B ，受剪力318.15V kN =，偏安全地不考虑端焊缝应力折减系数β，则总长度为：
3
318.15102840.77160
w w
f f V l mm h f ?===?，取310w l mm =。 对于焊缝C ：
肢尖：3
0.34501060.320.710160w l mm ??=
=???，取70w l mm = 肢背：3
0.745010140.720.710160
w l mm ??=
=???，取150w l mm = 对于焊缝D ：
肢尖：3
0.255001055.820.710160w l mm ??=
=???，取70w l mm = 肢背：3
0.7550010167.420.710160
w l mm ??=
=???，取180w l mm = （2）螺栓群受力：()181.85N kN =→，181.850.1629.1M kN m =?=? 假定以螺栓群中心为转动轴：
()
31min
222181.8529.110240 4.5508480240i My N N kN n y ??=-=-=-<∑?+ 上式说明螺栓绕上排转动：
()
1max 2222'181.85181.8540048071.44'82160320480i My N N kN n y ??=
+=+=∑?++ 而单个螺栓抗拉承载力为：23352.51701059.934
b
b t e t N d f kN π
-=
=??=
由于max b
t N N ，故说明螺栓群不满足要求。
第三章 钢结构的连接课后习题答案
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= 213 α= 确定焊脚尺寸： ,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=?=， ,min min 1.5 1.512 5.2f h t mm ≥==， 8f h mm = 内力分配： 30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=???=?????==∑ 3221273.281000196.69232 N N N KN α=- =?-= 3112273.281000530.03232N N N KN α=-=?-= 焊缝长度计算： 11530.032960.720.78160w w f f N l mm h f ≥==????∑， 则实际焊缝长度为 1296830460608480w f l mm h mm '=+=≤=?=，取310mm 。 22196.691100.720.78160 w w f f N l mm h f ≥==????∑， 则实际焊缝长度为 2110811860608480w f 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== ?=， 11210006673 N N KN α==?= 焊缝长度计算： 116673720.720.78160 w w f f N l mm h f ≥==????∑，
钢结构的构件连接方式
d e f 钢结构的构件连接方式 钢结构的连接方法大体来看，有以下几种： 焊接——是使用最普遍的方法，该方法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；但是焊接属于热加工过程，对材质要求高，对于工人的技术水平要求也高，焊接程序严格，质量检验工作量大。 铆接——该方法传力可靠，韧性和塑性好，质量易于检查，抗动力荷载好；但是由于铆接时必须进行钢板的搭接，相对来讲费钢、费工。 普通螺栓连接——这种方式装卸便利，设备简单，工人易于操作；但是对于该方法，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——此法加工方便，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——较为灵活，安装方便，构件无须预先处理，适用于轻钢、薄板结构不能受较大集中力。 焊接连接 焊接是钢结构较为常见的连接方式，也是比较方便的连接方式，在众多的钢结构中，焊接是最为常见的一种。 根据焊接的形式，焊缝可以分为对接（平接）焊 缝、角焊缝、和顶接焊缝三大类。 对接焊缝 对接焊缝按受力与焊缝方向分直缝——作用力方 向与焊缝方向正交；斜缝——作用力方向与焊缝方向 斜交两类。从直观来看，直缝受拉，斜缝受拉与剪的同时作用。 对接焊缝在焊接上有以下处理形式： a ）直边缝：适合板厚t 10mm b ）单边V 形：适合板厚t ＝10～20mm c ）双边V 形：适合板厚t ＝10～20mm d ）U 形：适合板厚t > 20mm e ）K 形：适合板厚t > 20mm f ）X 形：适合板厚t > 20mm 对接焊缝的优点是用料经济、传力均匀、无明 显的应力集中1[1]，利于承受动力荷载；但也有缺点，需剖口，焊件长度要精确。 对接焊缝需要做以下构造处理：首先，在施焊过程中，起落弧处易有焊接缺陷，所以用引弧板；但采用引弧板施工复杂，除承受动力荷载外，一般不用，计算时将焊缝长度两端各减去5mm 。其次， 变厚度板对接，在板的一面或两面切成坡度不大于1：4的斜面，避 免应力集中。 另外，变宽度板对接，在板的一侧或两侧切成坡度不大于1：4 的斜边，避免应力集中。对于对接焊缝的强度，有引弧板的对接焊 缝在受压时与母材等强，但焊缝的抗拉强度与焊缝质量等级有关。 对接焊缝的应力分布认为与焊件原来的应力分布基本相同。计 算时，焊缝中最大应力（或折算应力）不能超过焊缝的强度设计值。 对接焊缝的计算包括：轴心受力的对接焊缝、斜向受力的对接焊缝、 钢梁的对接焊缝、牛腿与翼缘的对接焊缝。 a b c 斜缝 直缝
钢结构中焊缝要求
《钢结构设计规范》（GB 50017━2003）中是根据结构的重要性、荷载特性、焊缝形式、工作环境以及应力状态等情况，按四条原则分别选用不同的质量等级，一共有三个等级。四条原则如下： 1在需要进行疲劳计算的构件中，凡对接焊缝均应焊透，其质缝等级为: 1)作用力垂直于焊缝长度方向的横向对接焊缝或T形对接与角接组合焊缝，受拉时应为一级，受限时应为二级; 2)作用力平行于焊缝长度方向的纵向对接焊缝应为二级。 2不需要汁算疲劳的构件中，凡要求与母材等强的对接焊缝应护焊透，其质量等级当受拉时应不低于二级，受压时宜为二级。 3重级工作制和起重量Q≥50t的中级工作制吊车梁的腹板与上翼缘之间以及吊车桁架上弦杆与节点板之间的T形接头焊缝均要求焊透，焊缝形式一般为对接与角接的组合焊缝，其质量等级不应低于二级。 4不要求焊透的T形接头采用的角焊缝或部分焊透的对接与角接组合焊缝，以及搭接连接采用的角焊缝，其质量等级为: 1)对直接承受动力荷载且需要验算疲劳的结构和吊车起重量等于或大于50t的中级工作制吊车梁，焊缝的外观质量标准应符合二级; 2)对其他结构，焊缝的外观质量标准可为三级。 对应的就是《钢结构工程施工质量验收规范》和《JGJ 81-2002建筑钢结构焊接技术规程》中所要求的焊缝要达到的质量要求（包括外观和无损探伤等）。 《GB/T3323-2005金属熔化焊焊接接头射线照相》中的焊缝质量分类是在对焊缝进行射线照相时，根据焊缝缺陷的性质和数量,将该焊缝的质量分为四级： （1）Ⅰ级焊缝：内应无裂纹、未熔合、未焊透和条状夹渣. （2）Ⅱ级焊缝：内应无裂纹、未熔合和未焊透. （3）Ⅲ级焊缝：内应无裂纹、未熔合以及双面焊和加垫板的单面焊中的未焊透.不加垫板的单面焊中的未焊透允许长度按表10条状夹渣长度的Ⅲ级评定. （4）焊缝缺陷超过Ⅲ级者为Ⅳ级. 对于《钢结构设计规范》（GB 50017━2003）所提到的三个级别焊缝，在对一级和二级焊缝进行无损探伤时，对于一级焊缝要达到《GB/T3323-2005金属熔化焊焊接接头射线照相》中的Ⅱ级以上，对于二级焊缝要达到《GB/T3323-2005金属熔化焊焊接接头射线照相》中的Ⅲ级以上。
钢结构的螺栓连接-附答案
钢结构练习四螺栓连接 一、选择题（××不做要求） 1．单个螺栓的承压承载力中，[N]= d∑t·f y，其中∑t为（ D ）。 A）a＋c＋e B）b＋d C）max{a+c+e，b+d} D）min{a+c+e，b+d} 2．每个受剪拉作用的摩擦型高强度螺栓所受的拉力应低于其预拉力的（ C ）。 A）1.0倍B）0.5倍C）0.8倍D）0.7倍 3．摩擦型高强度螺栓连接与承压型高强度螺栓连接的主要区别是（ D ）。 A）摩擦面处理不同B）材料不同 C）预拉力不同D）设计计算不同 4．承压型高强度螺栓可用于（ D ）。 A）直接承受动力荷载 B）承受反复荷载作用的结构的连接 C）冷弯薄壁型钢结构的连接 D）承受静力荷载或间接承受动力荷载结构的连接 5．一个普通剪力螺栓在抗剪连接中的承载力是（ D ）。 A）螺杆的抗剪承载力B）被连接构件（板）的承压承载力 C）前两者中的较大值D）A、B中的较小值 6．摩擦型高强度螺栓在杆轴方向受拉的连接计算时，（ C ）。 A）与摩擦面处理方法有关B）与摩擦面的数量有关 C）与螺栓直径有关D）与螺栓性能等级无关 7．图示为粗制螺栓连接，螺栓和钢板均为Q235钢，则该连接中螺栓的受剪面有（ C ）个。 A）1 B）2 C）3 D）不能确定 8．图示为粗制螺栓连接，螺栓和钢板均为Q235钢，连接板厚度如图示，则该连接中承压板厚度为（ B ）mm。 A）10 B）20 C）30 D）40
9．普通螺栓和承压型高强螺栓受剪连接的五种可能破坏形式是：I ．螺栓剪断；Ⅱ．孔壁承压破坏；Ⅲ．板件端部剪坏；Ⅳ．板件拉断；Ⅴ．螺栓弯曲变形。其中（ B ）种形式是通过计算来保证的。 A ）I 、Ⅱ、Ⅲ B ）I 、Ⅱ、Ⅳ C ）I 、Ⅱ、Ⅴ D ）Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 10．摩擦型高强度螺栓受拉时，螺栓的抗剪承载力（ B ）。 A ）提高 B ）降低 C ）按普通螺栓计算 D ）按承压型高强度螺栓计算 11．高强度螺栓的抗拉承载力（ B ）。 A ）与作用拉力大小有关 B ）与预拉力大小有关 C ）与连接件表面处理情况有关 D ）与A ，B 和C 都无关 12．一宽度为b ，厚度为t 的钢板上有一直径为d 0的孔，则钢板的净截面面积为（ C ）。 A ）t d t b A n ?-?=2 B ）t d t b A n ?-?=420π C ）t d t b A n ?-?=0 D ）t d t b A n ?-?=2 0π 13．剪力螺栓在破坏时，若栓杆细而连接板较厚时易发生（ A ）破坏；若栓杆粗而连接板较薄时，易发生（ B ）破坏。 A ）栓杆受弯破坏 B ）构件挤压破坏 C ）构件受拉破坏 D ）构件冲剪破坏 14．摩擦型高强度螺栓的计算公式)25.1(9.0t f b v N P n N -?=μ中符号的意义，下述何项为正确？ （ D ）。 A ）对同一种直径的螺栓，P 值应根据连接要求计算确定 B ）0.9是考虑连接可能存在偏心，承载力的降低系数 C ）1.25是拉力的分项系数 D ）1.25是用来提高拉力N t ，以考虑摩擦系数在预压力减小时变小使承载力降低的不利因素。 ？？？15．在直接受动力荷载作用的情况下，下列情况中采用（ A ）连接方式最为适合。 A ）角焊缝 B ）普通螺栓 C ）对接焊缝 D ）高强螺栓 16．在正常情况下，根据普通螺栓群连接设计的假定，在M≠0时，构件B （ D ）。 A ）必绕形心d 转动 B ）绕哪根轴转动与N 无关，仅取决于M 的大小 C ）绕哪根轴转动与M 无关，仅取决于N 的大小 D ）当N=0时，必绕c 转动
钢结构拼接相关规范要求
钢结构拼接相关规范要求 一、《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001 8.2.1焊接H型钢的翼缘板拼接缝和腹板拼接缝的间距不应小于200mm。翼缘板拼接长度不应小于2倍板宽，腹板拼接宽度不应小于300mm，长度不应小于600mm。 二、《钢结构工程施工规范》GB50755-2012 9.2.1焊接H型钢的翼缘板拼接缝和腹板拼接缝的间距，不宜小于200mm。翼缘板拼接长度不应小于600mm；腹板拼接宽度不应小于300mm，长度不应小于600mm。 9.2.2箱型构件的侧板拼接长度不应小于600mm，相邻两侧板拼接缝的间距不宜小于 200mm，侧板在宽度方向不宜拼接，当宽度超过2400mm确需拼接时，最小拼接宽度不宜小于板宽的1/4。 9.2.3设计无特殊要求时，用于次要构件的热轧型钢可采用直口全熔透焊接拼接，其拼接长度不应小于600mm。 9.2.4钢管接长时每个节间宜为一个接头，最短接长长度应符合下列规定： 1.当钢管直径d≤500mm时，不应小于500mm； 2.当钢管直径500mm＜d≤1000mm时，不应小于直径d; 3.当钢管直径＞1000mm时，不应小于1000mm； 4.当钢管采用卷制方式加工成型时，可有若干个接头，但最短接长长度应符合第1～3款的要求。 9.2.5钢管接长时，相邻管节或管段的纵向焊缝应错开，错开的最小距离（沿弧长方向）不应小于钢管壁厚的5倍，且不应小于200mm。 9.2.6部件拼接焊缝应符合设计文件的要求，当设计无要求时，应采用全熔透等强对接焊缝。 三、《钢结构焊接规范》GB50661-2011 5.1.5焊缝质量等级应根据钢结构的重要性、荷载特性、焊缝形式、工作环境以及应力状态等情况，按下列原则选用： 1.在承受动荷载且需要进行疲劳验算的构件中，凡要求与母材等强连接的焊缝应焊透，其质量等级应符合下列规定：
钢结构焊缝连接要求
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。 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 h（ｍｍ）不得小于１．５t，ｔ为坡口所在 e 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0 90（直角角焊缝）。夹角α＞0 60的斜角角焊缝，不宜用作受力焊缝（钢管结构120或α＜0 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 h（ｍｍ）不得小于１．５t，ｔ为较厚焊件 f 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， h≤ｔ； f ２．当ｔ＞６ｍｍ时， h≤ｔ－（１～２）ｍｍ。 f 圆孔或槽孔内的角焊缝焊脚尺寸尚不宜大于圆孔直径或槽孔短径的１／３。 三、 角焊缝的两焊脚尺寸一般为相等。当焊件的厚度相差较大， 且等焊脚尺寸不能符合本条第一、二项要求时，可采用不等焊角尺寸，与较薄焊件接触的焊脚边应符合本条第二项的要求；与较厚焊件接触
钢结构安装、高强螺栓的连接
钢结构安装知识 高强度螺栓连接已经发展成为与焊接并举的钢结构主要连接形式之一，它具有受力性能好、耐疲劳、抗震性能好、连接刚度高，施工简便等优点，被广泛应用在建筑钢结构和桥梁钢结构的工地连接中，成为钢结构安装的主要手段之一。高强度螺栓连接按其受力状况，可分为摩擦型连接、摩擦-承压型连接、承压型连接和张拉型连接等几种类型，其中摩擦型连接是目前广泛采用的基本连接形式。 高强螺栓的连接和固定: (1)高强螺栓穿孔时应自由穿入，不许强制打入孔中或随意扩孔，螺栓穿入方向应力求一致。 (2)高强螺栓安装时，临时螺栓不得少于接头螺栓数量的1/3，且不得少于2个，但不得使用高强螺栓兼作临时螺栓，防止损伤高强螺栓引起扭距总数变化。 (3)高强螺栓安装不得在雨雪天进行，被安装构件的摩擦面应处于干燥状态。 (4)高强螺栓的拧紧分初拧和终拧，初拧扭矩值是终拧扭矩值的30%～50%，初拧后用颜色笔在螺母上涂上记号，每节主框架校正合格后，用专用电动扳手终拧，直至拧掉螺栓尾部的梅花头。 (5)高强螺栓连接部位的附近，严禁随意动用气割、电焊等，当天安装高强螺栓，必须当天初拧完毕。 (6)为使螺栓群中所有螺栓均匀受力，保证摩擦面摩擦系数，初拧和终拧必须按一定的顺序进行，一般高强螺栓群由中央向外拧紧，对于作业面狭小，专用终拧扳手紧固有困难的少量螺栓，可用手动测力扳手进行终拧，并在螺栓上涂白油漆以便检查。 (7)每个钢框架高强螺栓安装紧固顺序：最上层框架梁→最下层框架梁→中间框架梁。 栓接之高强螺栓的安装： 1).高强螺栓连接摩擦面是否保持干燥整洁，有无飞边、毛刺、焊接飞溅物、污垢和不应有的涂料等。 2).高强螺栓是否能自由穿入螺栓孔，必须扩孔时，最大扩孔量不应超过1.2d（d 为螺栓公称直径）。 3).高强度螺栓是否有产品合格证和质量保证书。 4).施工扭矩值：M20高强度螺栓扭矩值为***KN.m（8.8s）M24高强度螺栓扭矩值为***KN.m(10.9s) 高强螺栓简介 高强度螺栓从外形上可分为大六角头和扭剪型两种；按性能等级可分为8.8级、10.9级、12.9级等，目前我国使用的大六角头高强度螺栓有8.8级和10.9级两种，扭剪型高强度螺栓只有10.9级一种。大六角头高强度螺栓连接副：含一个螺栓、一个螺母、两个垫圈（螺头和螺母两侧各一个垫圈）。螺栓、螺母、垫圈在组成一个连接副时，其性能等级要匹配。扭剪型高强度螺栓连接副：含一个螺栓、一个螺母、一个垫圈。螺栓、螺母、垫圈在组成一个连接副时，其性能等级要匹配。高强度螺栓连接副实物的机械性能主要包括螺栓的抗拉荷载、螺母的保证荷载、及实物硬度等。对于高强度螺栓连接副，不论是10.9级和8.8级螺栓，所采用的垫圈是一致的，其硬度要求都是HV30 329～436（HRC35～45）。(大六角
钢结构焊缝连接技术详解
钢结构焊缝连接技术详解 焊接连接在工程中的利用率比较高，基本所有的钢结构构件都可以采用这种方法。今天就为您具体说明，希望对您有所帮助。 焊缝连接是钢结构连接节点的一种连接方式，采用这种连接方法时，不仅对钢结构构造的要求少，而且施工工艺也简单，不会因为焊缝的存在而削弱截面强度，结构整体不会发生大的变形，刚度也比较强。在焊接管道的过程中，采用这种方法能够保证结构的密闭性，实现自动化操作。焊接连接与其他连接方法相比更为经济，其操作过程也已经实现了自动化。 但是，这种连接方法的缺点也比较明显。由于局部受热，钢材的化学构造有所变化，许多元素的含量也发生了变化，导致结构容易受到脆性破坏。在施工过程中，要保证焊接后节点处没有裂缝。因为裂缝的存在会使节点承受较大的力而产生新的裂缝，它会沿着之前的裂缝迅速蔓延。在焊接的过程中，加热、散热不均匀，残余应力和残余应变的存在都会导致结构受到荷载时断裂。焊接方法主要有4种： ①手工电弧焊。利用电弧产生的3000℃的高温将涂有药皮的、与焊件钢材相似的焊条滴落在熔池中。药皮的作用是保护焊缝，降低焊缝的脆性。这种焊法很难控制，对工人的操作水平也有很高的要求。 ②埋弧焊有自动和半自动2种操作方式，其生产效率高，所形成的焊缝结构均匀，力学性能好。焊接时间越短，残余应变和残余应力
对焊缝的影响就越小。与手工电弧焊相比，这种焊接方法装配精密，埋弧焊中没有药皮，而是多了焊剂。因为电弧埋在焊剂的下面，热量集中，所以，多将其用于厚杆件的焊接工程中。 ③气体保护焊与埋弧焊相反，它适用于一些比较薄、比较小的焊件。在焊接过程中，它用气体的保护代替了药皮，将焊缝与有害气体隔绝起来，而且焊缝熔化区内并没有熔渣，施工人员可以清晰地看到焊缝的形成过程。 ④电阻焊主要运用的是电流在电阻中产生的热量，用热量熔化金属，再利用外界传递的压力完成焊接工作。一般情况下，这种焊接方法的使用率并不高，它主要被用于6～12mm厚钢板的连接工程中。 因为焊缝的连接方式不同，所以，可以将其分为对接焊缝、搭接焊缝、T形连接焊缝和角焊缝。对接焊缝适用于板件相等，构件在同一个平面内，力量传递比较均匀，没有明显的过渡，用料也比较少的结构连接工程中。但是，这种方法的焊接尺寸小，对焊接技术有很高的要求，而且焊件边缘和焊口也要提前加工。搭接焊缝适用于厚度不同的板件。这种焊法不仅会浪费焊材，还会影响传力效果，但是，它操作简单，所以被广泛应用。T形连接焊缝与其他的焊缝没什么不同，只是连接杆件的形式不同。角焊缝的种类比较多，它适用于大的、特大的构件连接工程。在施工过程中，如果构件之间有缝隙，则会出现应力集中的情况。焊接残余应变和残余应力是影响焊缝质量的关键。要想保证焊缝质量，就要减小这两种不利因素对焊接工艺的影响。在焊缝设计方面，焊缝要尽量小。如果焊缝较大，不仅会浪费焊材，还
钢结构及焊接的要求
1、钢材 1）、钢材、钢铸件的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。进口钢材产品的质量应符合设计和合同规定标准的要求。 2）、对属于下列情况之一的钢材，应在甲方、监理见证情况下进行抽样复验，其复验结果应符合现行国家产品标准和设计要求： ⑴、国外进口钢材； ⑵、钢材混批； ⑶、板厚等于或大于40mm，且设计有Z向性能要求的厚板； ⑷、建筑结构安全等级为一级，大跨度钢结构中主要受力构件所采用的钢材； ⑸、设计有复验要求的钢材； ⑹、对质量有疑义的钢材。 2、连接用紧固标准件 1）、钢结构连接有高强度大六角螺栓连接副、扭剪型高强度螺栓连接副、普通螺栓、铆钉、自攻钉、拉铆钉、射钉、锚栓（膨胀型和化学试剂型）、地脚锚栓等紧固标准件及螺母、垫圈等标准配件应具有质量证明书或出厂合格证，其品种、型号、规格及质量应符合设计要求和国家现行有关产品标准的规定。 2）、高强度大六角螺栓连接副和扭剪型高强度螺栓连接副出厂时应分别随箱带有扭矩系数和紧固轴力（预拉力）的检验报告，并符合设计要求和国家现行有关产品标准的规定。3）、高强度大六角螺栓连接副和扭剪型高强度螺栓连接副应在施工现场由监理单位见证下随机抽样检验其扭矩系数，复验报告的资料应符合GB50205—2001的规定。 4）、普通螺栓作为永久连接时，当设计有要求或其质量有疑义时，应进行螺栓实物最小拉力载荷复验，其结果应符合《紧固件机械性能、螺栓、螺钉和螺柱》GB3098的规定。 3、钢结构焊接工程中所用的焊条、焊丝、焊剂、电渣焊熔嘴、焊钉、焊接瓷环和施焊用的保护气体等必须有出厂质量合格证（质量证明书）等质量证明文件。焊条应符合国标《碳钢焊条》GB/T5117或《低合金钢焊条》GB/T5118的规定和设计要求。 四、钢结构工程材料及焊接质量检测项目包括： 1、钢材的抽样复验：钢材原材料力学及工艺性能检验，60t为一个检验批； 2、高强度螺栓连接副预拉力或扭矩系数的复检。同一材料、炉号、螺纹规格、长度、机械加工、热处理工艺及表面处理工艺的螺栓为同批，同批最大数量3000套。扭剪型高强度螺栓和高强度大六角头螺栓，按施工现场待安装的螺栓批中随机抽取，每批取
钢结构设计规范·连接计算·焊缝连接
钢结构设计规范·连接计算·焊缝连接 7.1.1焊缝应根据结构的重要性、荷载特性、焊缝形式、工作环境以及应力状态等情况，按下述原则分别选用不同的质量等级: 1在需要进行疲劳计算的构件中，凡对接焊缝均应焊透，其质缝等级为: 1)作用力垂直于焊缝长度方向的横向对接焊缝或T形对接与角接组合焊缝，受拉时应为一级，受限时应为二级; 2)作用力平行于焊缝长度方向的纵向对接焊缝应为二级。 2不需要汁算疲劳的构件中，凡要求与母材等强的对接焊缝应护焊透，其质量等级当受拉时应不低于二级，受压时宜为二级。 3重级工作制和起重量Q≥50t的中级工作制吊车梁的腹板与上翼缘之间以及吊车桁架上弦杆与节点板之间的T形接头焊缝均要求焊透，焊缝形式一般为对接与角接的组合焊缝，其质量等级不应低于二级。 4不要求焊透的T形接头采用的角焊缝或部分焊透的对接与角接组合焊缝，以及搭接连接采用的角焊缝，其质量等级为: 1)对直接承受动力荷载且需要验算疲劳的结构和吊车起重量等于或大 于50t的中级工作制吊车梁，焊缝的外观质量标准应符合二级; 2)对其他结构，焊缝的外观质量标准可为三级。 7.1.2对接焊缝或对接与角接组合焊缝的强度计算:
1在对接接头和T形接头中，垂直于轴心拉力或轴心压力的对接焊缝或对接与角接组合焊缝，其强度应按下式计算: `σ=N/(l_wt)≤f_t^w或f_c^w`(7.1.2-1)式中N——轴心拉力或轴心压力; l w——焊缝长度;在对接接头中为连接件的较小厚度;在T形接头中为腹板的厚度; f w t、f w c——对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值。 2在对接接头和T形接头中，承受弯矩和剪力共同作用的对接焊缝或对接与角接组合焊缝，其正应力和剪应力应分别进行计算。但在同时受有较大正应力和剪应力处(例如梁腹板横向对接焊缝的端部)，应按下式计算折算应力: `sqrt(σ^2+3τ^2)≤1.1f_t^w`(7.1.2-2)注:l 当承受轴心力的板件用斜焊缝对接，焊缝与作用力间的夹角θ符合tanθ≤1.5时，其强度可不计算。 2 当讨接焊缝和T形对接与角接红合焊缝无法采用引弧板和引出板施焊时，每条焊缝的长度计算时应各减去2t。 7.1.3直角角焊缝的强度计算。 1在通过焊缝形心的拉力、压力或剪力作用下: 正面角焊缝(作用力垂直于焊缝长度方向): `σ_f=N/(h_el_w)≤β_f f_f^w`(7.1.3-1)
钢结构焊缝连接-附答案
钢结构练习二焊缝连接 一、选择题（××不做要求） 1．焊缝连接计算方法分为两类，它们是（ C ）。 A）手工焊缝和自动焊缝 B）仰焊缝和俯焊缝 C）对接焊缝和角焊缝 D）连续焊缝和断续焊缝 2．钢结构连接中所使用的焊条应与被连接构件的强度相匹配，通常在被连接构件选用Q345时，焊条选用（ B ）。 A）E55 B）E50 C）E43 D）前三种均可 3．产生焊接残余应力的主要因素之一是（ C ）。 A）钢材的塑性太低 B）钢材的弹性模量太高 C）焊接时热量分布不均 D）焊缝的厚度太小 ××4．不需要验算对接焊缝强度的条件是斜焊缝的轴线和外力N之间的夹角θ满足（ B ）。 A）tanθ≤1.5 B）tanθ>1.5 C）θ≥70° D）θ<70° 5．角钢和钢板间侧焊搭接连接，当角钢肢背与肢尖焊缝的焊脚尺寸和焊缝的长度都等同时，（ C ）。 A）角钢肢背的侧焊缝与角钢肢尖的侧焊缝受力相等 B）角钢肢尖侧焊缝受力大于角钢肢背的侧焊缝 C）角钢肢背的侧焊缝受力大于角钢肢尖的侧焊缝 D）由于角钢肢背和肢尖的侧焊缝受力不相等，因而连接受有弯矩的作用 6．在动荷载作用下，侧焊缝的计算长度不宜大于（ B ）。 A）60h f B）40 h f C）80 h f D）120 h f 7．直角角焊缝的有效厚度h e＝（ A ）。 A）0.7 h f B）h f C）1.2 h f D）1.5 h f 8．等肢角钢与钢板相连接时，肢背焊缝的内力分配系数为（ A ）。 A）0.7 B）0.75 C）0.65 D）0.35 9．图示的角焊缝在P的作用下，最危险点是（ B ）。 A）a、b点 B）b、d点 C）c、d点 D）a、c点 ××10．对于直接承受动力荷载的结构，计算正面直角焊缝时（ C ）。 A）要考虑正面角焊缝强度的提高 B）要考虑焊缝刚度影响 C）与侧面角焊缝的计算式相同 D）取βf＝1.22 11．斜角焊缝主要用于（ C ）。 A）钢板梁 B）角钢桁架 C）钢管结构 D）薄壁型钢结构
钢结构连接用螺栓性能等级分
钢结构连接用螺栓性能等级分 3.6、 4.6、4.8、 5.6、 6.8、8.8、9.8、10.9、12.9 等10余个等级，其中8.8级及以上螺栓材质为低碳 合金钢或中碳钢并经热处理（淬火、回火），通 称为高强度螺栓，其余通称为普通螺栓。螺栓性 能等级标号有两部分数字组成，分别表示螺栓材 料的公称抗拉强度值和屈强比值。例如，性能等 级4.6级的螺栓，其含义是： 1、螺栓材质公称抗拉强度达400MPa级； 2、螺栓材质的屈强比值为0.6； 3、螺栓材质的公称屈服强度达400×0.6=240MP a级性能等级10.9级高强度螺栓，其材料经过热处 理后，能达到： 1、螺栓材质公称抗拉强度达1000MPa级； 2、螺栓材质的屈强比值为0.9； 3、螺栓材质的公称屈服强度达1000×0.9=900MPa级 螺栓性能等级的含义是国际通用的标准，相同性能等 级的螺栓，不管其材料和产地的区别，其性能是相同 的，设计上只选用性能等级即可。 强度等级所谓8.8级和10.9级 是指螺栓的抗剪切应力等级为8.8GPa和10.9Gpa 8.8 公称抗拉强度800N/MM2 公称屈服强度640N/MM2 一般的螺栓是用"X.Y"表示强度的， X*100=此螺栓的抗拉强度， X*100*（Y/10）=此螺栓的屈服强度 （因为按标识规定：屈服强度/抗拉强度=Y/10） =============== 如4.8级 则此螺栓的 抗拉强度为：400MPa 屈服强度为：400*8/10=320MPa ================= 另：不锈钢螺栓通常标为A4-70，A2-70的样子，意义另 有解释 度量 当今世界上长度计量单位主要有两种，一种为公制 ，计量单位为米（m）、厘米（cm）、毫米（mm）等 ，在欧州、我国及日本等东南亚地区使用较多，另一种 为英制，计量单位主要为英寸（inch），相当于我国旧制 的市寸，在美国、英国等欧美国家使用较多。 1、公制计量：（10进制） 1m =100 cm=1000 mm 2、英制计量：（8进制） 1英寸=8英分1英寸=25.4 mm 3/8ⅱ×25.4 =9.52 3、1/4ⅱ以下的产品用番号来表示其称呼径，如： 4#，5#，6#，7#，8#，10#，12# 螺纹 一、螺纹是一种在固体外表面或内表面的截面上，有均匀螺 旋线凸起的形状。根据其结构特点和用途可分为三大类：