Sx1 26 1.6 19.8 824cm3
a）最大正应力
max
M h 165 106 206 2 89.2N/mm Ix 2 38105 104 f t w 185N/mm2
16
380
max
钢结构连接的经典案例1 ---- 对接焊缝
b）最大剪应力
53.2kN
故该设计满足要求。
三面围焊
钢结构连接的经典案例2 --- 角焊缝
[解题思路]：
1.确定焊角尺寸、盖板宽度
hf ,min hf hf ,max
2.计算端缝受力N1
2b板t板 b1t1
3.计算侧面角焊缝总长度 lw2
lw 2
l L 4
N N1 he f fw
4.确定盖板长度L板
w2
hf
t=10mm
N=800kN
2∟100× 8
钢结构连接的经典案例2 --- 角焊缝
[解题思路]：
1.确定焊角尺寸
hf ,min hf hf ,max
2.确定正面角焊缝承担的力N3
N3 2 0.7hf 3lw3 f f fw
3.计算肢背和肢尖所承担的力N1、N2
N3 N1 1 N 2
湖北文理学院理工学院
主讲：史超男
建工系 2017.3.23
钢结构连接的设计方法总结
对接焊缝
1.焊接 角焊缝
钢板 角钢
单个普通螺栓受剪计算
2.普通螺栓连接
普通螺栓群抗剪连接计算
钢结构连接的设计方法总结
一、对接焊缝
1. 轴心受力的对接焊缝
N N
N f t w 或 f cw lw t
lw t
N3 N2 2 N 2
4.确定肢背和肢尖的焊缝长度
lw1
N1 5 w 2he f f
lw 2
N2 5 w 2he f f
钢结构连接的经典案例2 --- 角焊缝
[解]
1.确定焊角尺寸
钢结构连接的经典案例2 --- 角焊缝
2.确定正面角焊缝承担的力N3 3.计算肢背和肢尖所承担的力N1、N2
w1
w1
e1
1
1
b
e2
N3 lw2
lw2
e2
N2
N3 N 3N 2 2 N 2
N
N
e1
2
N
钢结构连接的设计方法总结
三、普通螺栓连接 1. 单个普通螺栓受剪计算
⑴抗剪承载力设计值
N
d 2
N
N N
4
N nv
b v
d 2
4
f
b v
N
N/2
b c
N
N
⑵承压承载力设计值
b Nc d t f cb
4.确定盖板长度L板
l w 664 L hf 10 176mm 4 4
取为180mm.
L板 2L a 2 180 10 370mm
盖板尺寸为： 370mm 240mm 16mm
钢结构连接的经典案例2 ---- 角焊缝
[例 2.2] 试设计双角钢与节点角焊缝连接。钢材 Q235-B，焊条E43型，手工焊，轴心力设计值 N=800kN。试验算焊缝的强度。采用三面围焊缝
取8个。
钢结构连接的经典案例3 ---- 普通螺栓连接
【例3.2】设计图（a）所示的普通螺栓连接。柱翼缘厚 度为10mm，连接板厚度为8mm，钢材为Q235B,荷载设计 值F=150kN,偏心矩e=250mm,粗制螺栓M22。
钢结构连接的经典案例3 --- 普通螺栓连接
[解题思路]：
1.确定单个螺栓承载力设计值
2.确定承压承载力设计值
Ncb dt fcb 20 8 305 48800N 48.8 kN
3.确定单个螺栓承载力设计值
b Nmin min Nvb , Ncb min87.9,48.8 48.8kN


4.计算一侧所需螺栓数n
n
N 325 6 .7 b N min 48 . 8
⑶ 单个螺栓承载力设计值
N
b min
min N , N
b v


N/2
钢结构连接的设计方法总结
三、普通螺栓连接 2. 普通螺栓群抗剪连接计算 F
⑴轴心受剪计算
1 N1F
y

1 N 1Tx r1 N1T
F
⑵偏心受剪计算
T
N f An y N1Tx N1T 1 r 1
N1Ty N1T x1 r1
[解]
1.确定单个螺栓承载力设计值
b Nv nv
d2
2 3.14 22 f vb 1 140 53.2kN>N1 46.5kN 4 4
Ncb d t fcb 22 8 305 53.7kN>N1 46.5kN
b b b Nmin min Nv , Nc 53.2kN
N f f f fw helw
2. 侧面角焊缝
N f f fw helw
钢结构连接的设计方法总结
二、角焊缝--角钢 1. 确定端缝承担的力 N3
N3 f f fw 0.7h f 3 lw3 f f fw 0.7h f 3 2b
2. 确定肢背、肢尖承担的力 N1、N2 N3 N1 1 N N N 2
4.确定肢背和肢尖的焊缝长度
钢结构连接的经典案例3 ---- 普通螺栓连接
【例3.1】设计两块钢板用普通螺栓的盖板拼接。已 知轴心拉力的设计值N=325kN，钢材为Q235A，螺栓 直径d=20mm（粗制螺栓）。
钢结构连接的经典案例3 --- 普通螺栓连接
[解题思路]：
1.确定抗剪承载力设计值
b Nv nv
d 2
4
f vb
2.确定承压承载力设计值
b Nc d t f cb
3.确定单个螺栓承载力设计值
b Nmin min Nvb , Ncb


4.计算一侧所需螺栓数n
V n b N min
钢结构连接的经典案例3 ---- 普通螺栓连接
[解] 1.确定抗剪承载力设计值 2 2 d 3 . 14 20 b Nv nv f vb 2 140 87900 N 87.9 kN 4 4
N
b min
min N , N
b v

b c

2.计算弯矩作用产生的剪力
N1Tx N1T y1 r 1 Ty1 xi2 yi2

N1Ty N1T
x1 r1
Tx1 2 2 xi yi
3.计算剪力作用产生的剪力
4.计算螺栓“1”所受到的合力
钢结构连接的经典案例3 ---- 普通螺栓连接


钢结构连接的经典案例3 ---- 普通螺栓连接
[解]
2.计算弯矩作用产生的剪力
2 2 2 2 2 2 x y 10 6 (4 8 4 16 ) 1640cm i i
T Fe 150 0.25 37.5kNm
N1Tx Ty1 37.5 0.16 36.6kN 2 2 4 xi yi 1640 10
A′=240×2×16=7680mm2＞A=270×28=7560mm2
满足强度要求。
钢结构连接的经典案例2 ---- 角焊缝
[解]
2.计算端缝受力N1
N1 2 f f fw helw 2 0.7 10 1.22 240 655870N
3.计算侧面角焊缝总长度
N2 1400000 655870 lw 664mm w 0.7 10 160 0.7h f f f
N N
2. 承受弯距和剪力联合作用的对接焊缝 My M max ft w I w Ww
max
工字形截面
VS max f vw I wt w
V
e
F
f 12 3 12 1.1 f t w
M M
钢结构连接的设计方法总结
二、角焊缝--钢板 1. 正面角焊缝
VSx 550 103 190 max (260 16 198 190 12 4 I x t 38105 10 12 2 125.1N/mm2 fvw 125N/mm2 max
c）“1”点的折算应力
1
1
190 1 max 82.3N/mm 2 206 VSx1 550 103 824 103 2 1 99.1N/mm I xt 38105 104 12
N1Ty Ty1 x 2 2 T xi yi
Tx1 2 2 xi yi
钢结构连接的经典案例1 ---- 对接焊缝
[例1]计算工字形截面牛腿与钢柱钢结构连接的对接焊缝强度。 F=550kN(设计值)，偏心距e=300mm。钢材为Q235B，焊条为 E43型，手工焊。焊缝为三级检验标准，上、下翼缘加引弧板 和引出板施焊。
L板 2L a
钢结构连接的经典案例2 ---- 角焊缝
[解]
1.确定焊角尺寸、盖板宽度
查附表，得
f fw 160N / mm2
h f min1.5 tmax 1.5 28 7.9mm
h f max 16 (12 ) 15 14 mm
取 hf 10mm
选定拼接盖板宽度 b=240mm，则：
N1Ty
Tx1 37.5 0.06 13.7kN 2 2 4 xi yi 1640 10
钢结构连接的经典案例3 ---- 普通螺栓连接