鋼結構新疆農業大學第二章鋼結構的連接本章包括如下六節內容：第一節連接的類型第二節焊接方法和焊縫強度第三節對接焊縫連接的構造和計算第四節角焊縫連接的構造和計算第五節焊接應力和焊接變形第六節螺栓連接鋼結構的連接

鋼結構是由鋼板、型鋼通過必要的連接組成基本構件，再通過一定的安裝連結裝配成空間整體結構。連接的構造和計算是鋼結構設計的重要組成部分。第一節連接的類型20世紀初開始在工程結構上較廣泛應用。焊接是現代鋼結構最主要的連接方法之一。優點：不削弱構件截面，構造簡單，節約鋼材，加工方便，可采用自動化操作，生產效率高。剛度較大、密封性能好。缺點：焊縫附近存在熱影響區，由高溫快速降到常溫，使鋼材脆性加大；存在焊接殘余應力及殘余變形；焊接結構低溫冷脆問題也比較突出。一、焊縫連接

2、螺栓連接1）．普通螺栓連接

2).高強度螺栓連接

優點：方便、操作簡單，便于拆卸。缺點：削弱構件的截面。3、鉚釘連接19世紀20～30年代出現鉚釘連接。把鉚釘加熱到1000～1500oC，再加壓形成接頭（用鉚釘槍鉚合）。優點：塑性和韌性較好，傳力可靠，質量易于檢查和保證，可用于承受動載的重型結構。缺點：工藝復雜、噪音大、勞動條件差，用鋼量大，現已很少采用。

圖2-1鋼結構的連接方法第二節焊接方法和焊縫強度根據工藝特點不同，可分為熔化焊和電阻焊。熔化焊，將主體金屬（母材）在連接處局部加熱至熔融狀態，并附加熔化的填充金屬使金屬分子互相結合而成為整體形成接頭。熔化焊有電弧焊、氣焊（用氧和乙炔火焰加熱）等。電阻焊是利用電流通過焊件接觸點表面的電阻所產生的熱量來熔化金屬，再通過壓力使其焊合。鋼結構中主要用電弧焊。薄鋼板（t≤3毫米）的連接可以采用電阻焊或氣焊。冷彎薄壁型鋼的焊接，常用電阻點焊，板疊總厚度一般不超過12mm，焊點應主要承受剪力，其抗拉(撕裂)能力較差。一．電弧焊電弧焊就是采用低電壓（一般為50～70伏）大電流（幾十到幾百安培）引燃電弧使焊條和焊件之間產生很大熱量和強烈的弧光，利用電弧熱來熔化焊條進行焊接。電弧焊又分為手工焊、自動焊和半自動焊。

手工電弧焊示意圖(1)手工電弧焊

設備簡單，操作靈活，適于任意空間位置的焊接，適用各種焊縫。生產效率較低，質量變異性大，施焊時弧光外露，電弧光較強。

手工焊采用的焊條

(2)自動或半自動電弧焊屬于機械化焊接，電弧埋在焊劑層下。采用盤狀連續的光焊絲在散粒狀焊劑下燃弧焊接，散粒狀焊劑的作用與手工焊焊條的藥皮相同。自動焊的引弧、焊絲送下、焊劑堆落和焊絲沿焊縫方向的移動都是自動的。埋弧焊節省焊絲和電能，勞動條件好，生產效率高；焊縫質量穩定可靠，塑性和韌性也較好，但不如手工焊靈活。埋弧焊所采用的焊絲和焊劑應與焊件鋼材相匹配。對Q235鋼常用H08A等焊絲，對Q345鋼和Q390和Q420鋼常用H08MnA，H10Mn2等焊絲。選擇焊絲時，尚需同時選用相應的焊劑。焊劑有無錳型及高、中、低錳型焊劑。焊劑層下自動焊示意圖(3)二氧化碳氣體保護焊利用CO2氣體作為保護氣體，使焊縫金屬不與空氣接觸，電弧加熱集中，焊接速度快，熔化深度大，焊縫強度高，塑性好。CO2氣體保護焊采用高錳高硅型焊絲，具有較強的抗銹能力。二、焊條的型號

焊條的質量直接影響著焊縫的機械性能和抗蝕性能等，因此，焊條的選擇應與焊件鋼材、焊接技術要求相適應。對焊條的基本要求是：①焊縫金屬的化學成分和全相組織與基本金屬要相近；②焊縫的機械性能要接近基本金屬；③對焊接不應造成特殊困難，易于掌握，工藝性能要好，可焊性要滿足要求（重要結構要做焊條可靠性試驗）。不同的鋼種要求選用不同型號的焊條，而同一鋼種又因焊件的工作條件、使用環境、結構型式等差別，也要選用不同品種的焊條。一般可按結構鋼的強度選用相應強度等級的焊條。焊條應和焊件的強度和性能相適應。Q235鋼用E43型焊條(E4300一E4316)，Q345鋼用E50型焊條(E5000～E5018)，Q390和Q420鋼用E55型焊條(E5500～E5518)。E（Electrode）表示焊條。手工焊現在大都用厚涂料焊條（又稱優質焊條）。涂料（又稱藥皮）的作用為：穩定電弧；施焊時產生氣體保護熔滴與空氣隔離，以防止空氣中氧、氮浸人，而使焊縫性質變脆；焊藥造成的熔渣覆蓋在熔成的焊縫表面上（清理焊縫時鏟除），使焊縫慢慢冷卻以便氣體和雜質能從焊縫中溢出；另外在焊縫金屬內摻入某些合金元素，可改善焊縫的機械性能。三、焊縫缺陷、質量檢驗和焊縫級別1．焊縫缺陷

主要有外觀缺陷：①焊縫尺寸偏差；②咬邊；③弧坑，起弧或落弧處焊縫所形成的凹坑；內部缺陷：④未熔合；⑤母材被燒穿；⑥氣孔；⑦非金屬夾渣；⑧裂紋等缺陷，均會引起應力集中削弱焊縫有效截面，降低承載能力。若發現焊縫有裂紋，應徹底鏟除后補焊。

2．焊縫質量檢驗和焊縫級別

焊縫質量檢驗分為三級。

III級：只對全部焊縫做外觀檢查；

Ⅱ級：除對全部焊縫做外觀檢查外，還要用超聲波抽查焊縫長度的50％；

I級：除全部做外觀檢查外，還須按要求用超聲波檢查，并用X射線抽查焊縫長度的2％，且部分拍片。四、焊縫連接形式及焊縫類型焊縫連接接頭按被連接構件間的相對位置分為對接、搭接、T形連接和角接四種。焊縫按其構造來分，可分為對接焊縫和角焊縫兩種類型。

焊縫若按其工作性質來分有強度焊縫和密強焊縫兩種。強度焊縫只作為傳遞內力之用，密強焊縫除傳遞內力外，還須保證不使氣體或液體滲漏。焊縫按其施焊位置分為俯焊(平焊)、立焊、橫焊和仰焊。設計和施工時應盡量避免采用仰焊五、焊縫的強度

焊縫的強度主要決定于焊縫金屬的強度，并與焊接形式、應力集中程度以及焊接的工藝條件等有密切關系。對接焊縫的應力分布情況基本上和板件一樣，可用計算板件強度的方法進行計算。對接焊縫的靜力強度一般均能達到母材的強度。因此，鋼結構設計規范規定，對接焊縫的抗壓抗剪和滿足Ⅰ、Ⅱ級焊縫質量檢查標準的抗拉強度設計值均與母材相同，僅對滿足Ⅲ級檢查標準的對接焊縫抗拉設計強度，約取母材強度設計值的85%，這是因為焊縫質量變動大，焊縫缺陷對抗拉強度的影響十分敏感。第三節對接焊縫連接的構造和計算對接焊縫傳力直接、平順、沒有顯著的應力集中現象，受力性能良好。但質量要求高，焊件間施焊間隙要求嚴，一般多用于工廠制造的連接中。⑴坡口加工：應對板件邊緣加工成適當型式和尺寸的坡口(圖2-7)，以便焊接時有焊條運轉的必要空間。對于手工焊，當板厚超過10mm時，就應開坡口；而對自動焊，則當板厚超過16mm時，開V形坡口即可。⑵對于不同截面尺寸構件的拼接，應采用平緩過度的連接方式（圖2-8），以減小應力集中一、對接焊縫連接的構造要求當兩板厚度不相等，且板厚相差超過4毫米時，須將較厚板的邊緣刨成1：4的坡度，使其逐漸減到與較薄板等厚，以減緩突變處應力集中的影響。當兩板寬度不同時，也應將寬板兩側以不小于1：4的坡度縮減到窄板寬度。在一般焊縫中，每條焊縫的起弧端和終點滅弧端分別存在弧坑和未熔透的缺陷，這種缺陷統稱為焊口，焊口處常產生裂紋和應力集中。它對處于低溫或受動載的結構不利。一般的焊縫計算長度應由實際長度減去兩端各5毫米。為了消除悼口的缺陷影響。對于重要結構的對接焊縫可采用臨時引弧板，將焊縫兩端引出板外，焊完以后切除，這樣可保證焊縫兩端的質量。此種焊縫的計算長度即等于實際長度。

二、對接焊縫的強度計算1．對接直焊縫承受軸心力N或式中lw—焊縫的計算長度，當未采用引弧板時，每條焊縫取實際長度減去2t，當采用引弧板時，取焊縫實際長度，t—為焊縫的計算厚度。從焊縫的容許應力表可以看出，當采用普通方法檢查質量的半自動焊和手工焊時，抗拉容許應力低于焊件鋼材的容許應力，故對接直焊縫的焊件鋼材常不能充分利用。要使焊縫連接和鋼材的承載能力相等（即等強度），可采用精確方法檢查質量或用自動焊來提高焊縫抗拉容許應力，或者采用斜焊縫連接。斜焊縫承受軸心力N作用時，由于增加了焊縫長度，可使焊接承載力得到提高。但當焊件寬度較大，斜切鋼板費料較多，故其應用受到限制。根據規范規定,承受軸心拉力的斜焊縫的傾角α＝56°即坡度為1.5:1時,可使焊縫和鋼材等強度，而不必驗算靜力強度。2．對接焊縫承受剪力和彎矩對接焊縫承受彎矩M和剪力V作用時，按下式驗算其焊縫強度在正應力和剪應力都較大之處，還應按下式驗算該點的折算應力：3．工字形截面對接焊縫承受彎矩、剪力和軸心力共同作用按下列各式驗算焊縫強度：第四節角焊縫連接的構造和計算角焊縫為沿兩直交或斜交焊件的交線焊接的焊縫，可用于對接、搭接以及直角或斜角相交的T形和角接接頭中。角焊縫施焊時板邊不需要加工坡口，施焊較方便。

一、受力情況和構造要求側焊縫---長度方向與作用力方向平行的角焊縫端焊縫---長度方向與作用力方向垂直的角焊縫角焊縫兩焊腳邊的夾角α一般為90°(直角角焊縫),若該夾角大于或小于90°；則稱為斜角角焊縫。

1、角焊縫的形式和受力情況側焊縫主要承受剪力作用。在彈性階段，應力沿焊縫長度分布不均，但由于其塑性較好，在出現塑性變形后，將產生應力重分布，在規范規定的焊縫長度范圍內，應力分布可趨于均勻。端焊縫的應力狀態較復雜，其破壞強度比側焊縫的高（約高22%左右），但塑性變形要差一些。側焊縫和端焊縫的受力情況和可能的破壞情況分別如圖所示。

角焊縫按其與外力方向的不同分為側面焊縫(與外力平行)正面焊縫又能稱端焊縫(與外力垂直)和斜焊縫。根據國內外大量靜力試驗證明，角焊縫的強度和外力的方向有直接關系，其中，側面焊縫強度最低，正面焊縫強度最高。正面焊縫的破壞強度是側面縫的1.35~1.55倍，斜縫的強度介于兩者之間。由于角焊縫的應力狀態極為復雜,在各種破壞形式中取其最低的平均剪應力來控制角焊縫的強度。故規范規定抗拉抗壓和抗剪不分焊縫質量級別均采用相同的強度設計值。側面焊縫與正面焊縫在強度上的區別，將在設計算式中給予體現。對施工條件較差的高空安裝焊縫按規定的強度設計乘以0.9系數采用。

側面角焊縫的受力及破壞情況正面角焊縫的受力情況2、角焊縫的構造要求1）焊腳尺寸hf稱角焊縫截面直角邊的尺寸hf為角焊縫的焊腳尺寸。若hf過小，熱量小，易被周圍金屬快速吸收，從而冷卻過快而產生淬硬組織，使金屬變脆，容易形成裂紋。hf過大，易使焊件過燒，改變金相組織，且易燒穿較薄焊件。所以hf

不能過大或過小，一般應滿足，當焊縫位于板邊時，應滿足hf≤t

。2）焊縫長度Lw

考慮弧坑影響，lw取實際長度減去10mm。當hf大而lw過小時，易使焊件局部受熱嚴重，且焊縫起滅弧的弧坑相距太近，起滅弧區段占比例高，加上可能出現的其他缺陷，也使焊縫不夠可靠。lw過大,側面角焊縫沿長度方向的剪應力分布很不均勻，焊縫兩端已達破壞應力，而中部應力還較小。故側焊縫長度應滿足：8hf≤lw≤60hf（承受靜力荷載或間接受動力荷載）8hf≤lw≤40hf（直接承受動力荷載）3）搭接長度

在端焊縫的搭接連接中，搭接長度≥5tmin或25mm，這是為了減少收縮應力以及因傳力偏心在板件中產生的次應力。4）間斷焊縫的段間凈距e水工鋼結構不宜采用間斷焊縫，以防銹蝕。在次要構件或次要焊縫中，若采用間斷焊縫則各段間的凈距e≤15tmin(受壓板件)或30tmin(受拉板件),以避免局部凸曲而對受力不利。二、角焊縫的強度計算角焊縫的計算方法：不同的《規范》有不同的計算方法。折算應力法:考慮焊縫有效截面的應力狀態，按第四強度理論計算。單一應力法:不考慮焊縫有效截面的實際應力狀態，均按單一剪應力計算。1、角焊縫計算的基本公式角焊縫有效截面上同時存在正應力和剪應力，則可按第四強度理論計算其等效應力，對于比較簡單的受力情況，該計算公式可簡化為：其中：角焊縫的應力分析整理上式可得角焊縫連接的基本公式(1)當只有垂直于焊縫長度方向的軸心力作用時（軸心力作用的正面角焊縫）(2)當只有平行于焊縫長度方向的軸心力作用時（軸心力作用的側面角焊縫）

上述公式適用條件適用于非直接動力荷載作用。當直接動力荷載作用時，考慮正面角焊縫塑性性能較差，取它和側面角焊縫的強度相同，把式中1.22變為1。按容許應力法計算焊接連接時，強度均取角焊縫的容許剪應力，應力根據荷載標準值求得。2.軸心力作用

軸心力通過連接角焊縫群的中心時的角焊縫計算，應取應力是均勻分布的。（1）只采用側面角焊縫和只采用正面角焊縫時

分別按上述公式計算。（2）三面圍焊時

先取hf

值，求出正面角焊縫所能承擔的內力N3，再由N-N3，再計算側面角焊縫。(3)當用側面角焊縫連接鋼板與角鋼時

應使焊縫受力合力通過角鋼軸線。通過調節焊縫面積來實現。依∑X=0、∑M=0得

焊縫內力N1和N2求得后，再根據構造要求和強度計算確定肢背和肢尖的焊腳尺寸和長度。

為使連接緊湊，可采用圍焊縫。先選定正面角焊縫的hf，其承載力N3=0.7hf∑1.22lw3×1.22，肢背和肢尖焊縫的內力：N1=k1N-N3/2

N2=k2N-N3/2

然后按側焊縫確定肢背和肢尖焊縫尺寸。當受力較小而采用L形焊縫時，由N2=0,可得N3=2k2N，及N1=N-N3，然后可確定各焊縫尺寸。肢背和肢尖可采用不同的焊腳尺寸hf，這樣可使肢背和肢尖的焊縫長度lw接近相等。

3．彎矩、剪力和軸心力共同作用時T形接頭的計算

把荷載向焊縫中心平移，確定受力最大的應力點，依應力性質組合，驗算最危險點的強度。4．扭矩T作用(T平面‖焊縫平面)

扭矩T作用(T平面‖焊縫平面)假定（1）被連接件是剛性的，焊縫是彈性的；(2)被連接件繞焊縫形心O點轉動，焊縫上任一點應力與該點與焊縫中心距離r的大小成正比，方向與r垂直。按《材力》理論，可得該點應力沿x、y方向的分量為：式中，rx、ry——分別為r在x和y方向上的分量。因此，在扭矩T作用下，距焊縫形心最遠的強度驗算公式為：5.扭矩、剪力和軸力共同作用下搭接連接的計算

把荷載向焊縫中心平移，確定受力最大的應力點，依應力性質組合，驗算最危險點的強度。第五節焊接殘余應力和焊接殘余變形1、縱向殘余應力（應力方向‖焊縫長度方向）構件產生縱向殘余應力的三個充分必要條件：⑴構件上存在不均勻的溫度場；⑵構件進入了熱塑性狀態；⑶組成構件的各個縱向纖維不能自由縱向變形。

在同時滿足上述三個條件的情況下，構件將產生縱向殘余應力。構件在焊接、熱軋、熱切割等熱處理時將會同時滿足上述三個充分必要條件；因此將會產生縱向殘余應力。焊接殘余應力是指焊件冷卻后殘留在焊件內的應力。

一、焊接殘余應力的種類和產生的原因縱向殘余應力的分布規律：構件的縱向殘余應力為自相平衡的內應力（合力為零），其分布表現為溫度高的焊縫附近區域為拉應力，而遠離焊縫區溫度較低的區域為壓應力。拉壓應力的合力為零?？v向殘余應力的分布如下圖所示。

2．橫向殘余應力

橫向殘余應力產生的原因有兩方面：⑴焊后焊縫縱向收縮，兩塊鋼板趨向于彎成弓形，但由于焊縫將兩塊鋼板連成整體，于是在焊縫中部和兩端分別產生橫向拉應力和橫向壓應力如下圖⑵施焊時先焊的焊縫先冷卻凝固,具有一定的強度,會阻止后焊焊縫在橫向的自由變形,從而產生橫向應力。

3．沿焊縫厚度方向的殘余應力外邊先冷卻而受壓，中間冷卻慢而受拉。這三種應力可能形成比較嚴重的同號三軸應力；會大大降低結構連接的塑性。這就是焊接結構易發生脆性破壞的原因之一。二、焊接殘余變形焊接過程中的局部加熱和不均勻的冷卻收縮，使焊件在產生殘余應力的同時還將伴隨產生焊接殘余變形，如縱向和橫向收縮、彎曲變形、角變形、波浪變形和扭曲變形等。三、焊接殘余應力和殘余變形的影響

1．焊接殘余應力對結構性能的影響

(1)強度方面：殘余應力是自平衡力系，不影響結構的強度。

(2)剛度方面：殘余應力與荷載應力相加以后，部分材料將提前進入屈服階段，繼續增加的外力將僅由彈性區承擔，因此構件變形將加快，剛度降低。

(3)構件的穩定性：荷載引起的壓應力與截面殘余壓應力疊加時，會使部分截面屈服，降低抗彎剛度EI，將降低構件的整體穩定性。

(4)疲勞和低溫冷脆：殘余應力為三向同號應力狀態時，材料易轉向脆性，使裂紋容易產生和開展，導致疲勞強度降低，易導致低溫脆性斷裂。2．焊接殘余變形對結構的影響影響結構的尺寸，使裝配困難，影響使用質量;過大的變形將顯著降低結構的承載能力，甚至使結構不能使用。四、減小焊接殘余應力的方法

1.在構造設計方面：hf不宜過大；焊縫不宜過分集中；避免三向拉應力的情況。2.在制造方面：合理的裝配即焊接工藝，使焊件能自由收縮。3.焊件焊前預熱和焊后熱處理是另一有效方法。

五、減小焊接殘余變形的方法

1.反變形法。即在施焊前預留適當的收縮量和根據經驗預先造成相反方向和適當大小的變形來抵消焊后變形，一般適用于較薄板件。2.合理的裝配即焊接工藝。3.矯正。有機械矯正和火焰加熱矯正。第六節螺栓連接的構造和計算1.表示方法：普通螺栓為粗牙大六角頭型，代號用字母M與公稱直徑(毫米)表示,如M18，M20，M22，M24。（1）C級螺栓連接：鍛壓制成，桿身粗糙，尺寸不很準確。主要用于受拉連接和安裝螺栓。（2）A、B級螺栓連接：螺桿車工制成，尺寸準確，孔加工精度高。制造安裝費工。

2.按制作精度分類：分為

A、B、C級螺栓。C級采用4.6、4.8級(小數點前的數字代表抗拉強度,單位為Mpa,小數部分代表屈強比)材料制作,只要求Ⅱ類孔(在單個零件上一次沖成或不用鉆模鉆成設計孔徑的孔),栓徑比孔徑小(1.5～3.0)mm。A、B級螺栓采用8.8級材料(45號和35號鋼)制作,要求Ⅰ類孔(用鉆模鉆成或在裝配好后鉆成或擴鉆止設計孔徑)，栓徑比孔徑小(0.3～～0.5)mm。常用的孔、螺栓表示方法見圖3-36。一、普通螺栓的種類和特性

二、普通螺栓連接的構造要求1、螺栓的直徑

在同一結構連接中，為便于鉆孔及螺栓安裝并方便計算，宜采用同一直徑的螺栓。其直徑大小有受力和構件尺寸綜合確定。常用直徑為M18、M20、M22、M24等。2、螺栓的排列和間距螺栓的排列應簡單、統一而緊湊，既要滿足受力要求，又要構造合理便于安裝。

三、普通螺栓連接受力性能和強度計算1．分類

按螺栓受力方式可分為受剪螺栓連接、受拉螺栓連接和拉剪螺栓連接。

2．受剪螺栓連接

（1）受力性能：靠栓桿受剪和孔壁承壓傳力。

（2）破壞形式：a.栓桿剪斷；b.孔壁擠壓壞；c.鋼板拉斷；d.端部鋼板剪斷；e.栓桿受彎破壞。

前三種通過計算來防止。后兩種通過限制端距和螺栓的夾緊長度不超過5d來防止。

（3）單個螺栓承載力計算a.單個螺栓抗剪承載力設計值b.承壓承載力設計值

單個螺栓承載力應為a和b承載力中的較小值，即：

(4)螺栓群受軸心力N作用時的連接計算

①確定所需螺栓數目n

n=N/Nbmin

。

當沿受力方向的螺栓連接長度l1過大時,各螺栓的受力將很不均勻,易發生解扣破壞.需將螺栓的承載力設計值乘以折減系數給予降低.

②凈截面強度驗算

σ=N/An≤f

選擇構件或連接板內力大或凈截面小的截面。

（5）受扭矩和剪力作用的抗剪螺栓群計算計算假定：①被連接鋼板是剛性的，螺栓是彈性的；②鋼板繞螺栓群中心O點轉動，螺栓的剪切變形與它到中心O的距離成正比，螺栓所受的剪切力或鋼板所受的反作用力與r成正比，方向與r垂直。

根據合力矩定理和計算假定得在T作用下螺栓所受的最大剪力為其水平和豎直分力為V由螺栓平均分擔，每個螺栓承受T和V共同作用時，受力最大的螺栓1應滿足3.拉剪螺栓連接（M、V共同作用）(1)無支托或不考慮支托受力螺栓既受拉又受剪，應同時滿足(2)考慮支托承受剪力

M由螺栓承受，V由支托承受。支托與柱之間的焊縫引入偏心系數（1.25～1.35）。4.受拉螺栓連接（1）單個受拉螺栓的承載力設計值破壞形式是在被螺紋削弱的截面處栓桿被拉斷。普通螺栓（bolt）

錨栓（anchorbolt）（2）螺栓群的受拉連接計算

a.軸心力N作用時

n=N/

Ntb

然后按實際確定的螺栓數目n進行布置排列。

b.螺栓群在彎矩M作用下的抗拉計算上部螺栓受拉，壓力產生于牛腿和柱的接觸面上，精確確定中和軸的位置的計算比較復雜。通常近似地取中和軸在最下邊一排螺栓軸線上，并且忽略壓力區所產生的彎矩（因力臂很?。？傻寐菟ㄋ茏畲罄椋菏街衜為螺栓的列數。

四、普通螺栓連接問題解法1．驗算型問題

特點已知尺寸和荷載，問是否滿足設計要求。解法

①驗算是否滿足構造條件；②確定荷載作用方式和螺栓受力特征（受剪、受拉、拉剪）及受力最大螺栓；③按相應公式驗算。2.設計型問題

特點已知荷載和連接構造，需完成連接設計。解法I．抗剪型i.N作用

①初選

d，求出Nbmin

；②求n；③按構造要求排列；④凈截面驗算，依結果調整d或排列，直至滿足要求。ii．其它荷載作用

①初選

d、n和排列；②考慮荷載種類，確定受力最大螺栓；③按相應公式驗算；④調整（d、n或排列）驗算，直至滿足要求。

II．拉力型

i.N作用

①初選

d，求出Nbt

；②求n；③按構造要求排列。ii．M作用

①初選

d、n和排列；②確定受力最大螺栓；③調整（d、n或排列）驗算，直至滿足要求。

III．拉剪型

i.無支托或不考慮支托受力

①初選

d、n和排列；②確定受力最大螺栓；③調整（d、n或排列）驗算，直至滿足要求。ii．考慮支托受力

①螺栓按拉力型M作用設計；②支托與柱之間的焊縫按角焊縫設計。五高強度螺栓連接的性能和計算1.材料：螺栓采用8.8級和10.9級兩種強度性能等級的材料制成。2.工作特點：高強度螺栓連接是通過擰緊螺母，靠接觸面間的摩擦阻力來承受荷載。普通螺栓連接的擰緊力很小，靠螺桿承壓和抗剪來傳遞剪力。3.分類：分為高強度螺栓摩擦型連接和承壓型連接。摩擦型連接受剪時，以剪力達到板件間的最大摩擦阻力為極限狀態；當超過摩擦阻力時，認為連接已失效。承壓型連接在受剪時，允許剪力超過摩擦力，以螺桿剪切或孔壁承壓的最終破壞為極限狀態。兩種形式螺栓在受拉時沒有區別。

（一）高強度螺栓連接的性能4.高強度螺栓的預拉力

(1)緊固方法：有扭矩法、轉角法或扭剪法。(2)預拉力的大小：擰至fy

以獲得最大承載力。但設計取值要考慮：①在擰緊螺栓時，扭矩使螺栓產生的剪力對材料屈服強度的影響(根據試驗結果，除以1.2)；②施工要超張拉來彌補擰螺栓先后造成的松弛影響(乘以0.9)；③材料抗力的變異影響(乘以0.9)。預拉力設計值P由下式計算：

P=fy*Ae*0.9*0.9/1.2=0.675fy*Ae

設計預拉力P的取值如表3-2所示。5.摩擦面抗滑移系數μ

主要與構件材料和表面處理方法有關，見表3-3。6．螺栓的排列及間距要求同普通螺栓。

（二）高強度螺栓連接的抗剪承載力

1.摩擦型連接一個螺栓的抗剪承載力設計值

NVb=nfμP/rR=0.9nfμP式中0.9—抗力分項系數rR的倒數（1/1.111）。2.承壓型連接

摩擦力只起延緩滑移作用，要求在荷載標準值作用時，不產生滑移，近似取荷載系數為1.3，單個螺栓應有：NV=N設/1.3≤0.9nfμP

。極限承載力的確定同普通螺栓。（三）高強度螺栓群的抗剪計算1．軸心力N作用

1)被連接構件接縫一側所需螺栓數

n=N/Nbmin

式中Nbmin—摩擦型為NVb;承壓型為NVb和Ncb中小者.

在確定所需n后，按構造要求布置、排列螺栓。2)構件凈截面強度驗算

(1)摩擦型:凈截面內力要考慮孔前傳力。

N’=N-0.5Nn1/n=(1-0.5n1