屈服时单元体形状改变能：U?1??222[?1??2??3??1?2??2?3??1?3] 3E =（(?1??2)2?(?2??3)2?(?1??3)2）**2/2 ?U??1??fy 3EU??U?：弹性状态；U??U?：极限状态；U??U?：塑性状态
4 约束状态下焊接应力
构件横向膨胀收缩受限制，产生横向塑性压缩，冷却后，收缩受约束产生约束应力。
ef：有约束，截面全部受拉。约束作用等于ef切断后cd横向残余应力 实际cd面横向残余应力为上面二者的总和。
7.5.2 焊接残余应力的影响
1 对结构静力强度影响
以2块对焊板件纵向残余应力来分析，随N增加，已达fy区域应力不增大，N由弹性区域承担，受压区应力也逐渐变为受拉，最后达fy
板所受外力N??abca?efde?t
11
由于焊接残余应力自相平衡
??aa?c?ee?d???c?cdd? ??abca?defd??hfy=无残余应力情况
所以残余应力不影响静力强度
2 对结构刚度影响
N增加，a增加，m下降，m ????N/(EA)??N/(mtE)??N/(htE) 所以残余应力使变形增大，刚度降低 3 对压杆稳定的影响 焊接残余应力使压杆的挠曲刚度减小,从而必定降低其稳定承载能力 22???Ek/? ?cry??2Ek3/?2crxx y4 对低温冷脆的影响 （厚板或三向交叉焊缝的情况）：三向焊接残余应力,阻碍塑性变形,在低温下使裂纹容易发生和发展,加速构件的脆性破坏。 5 对疲劳强度的影响 焊接残余拉应力对疲劳强度有不利的影响，残余压应力,有利于疲劳强度提高。 7.5.3-7.5.4 见P225页 7.6 普通螺栓连接的构造和计算 7.6.1 螺栓的排列和构造要求 P228 7.6.2 普通螺栓连接受剪、受拉时的工作性能 普通螺栓连接按螺栓传力方式,可分为抗剪螺栓和抗拉螺栓连接。 12 螺栓1为抗剪螺栓 螺栓2在下面设有支托为抗拉螺栓。不设支托,则兼承拉力和剪力。 C 级螺栓一般不抗剪，1应该用焊缝或高强度螺栓代替。 1 抗剪螺栓连接 受力：先摩擦力抵抗外力，摩擦力很小,构件出现滑移,螺栓杆和螺栓孔壁发生接触,使螺栓杆受剪,同时螺栓杆和孔壁互相接触挤压，螺栓连接有五种可能破坏情况。 1）螺栓杆被剪断2）孔壁，栓杆被压坏3）板拉断 4）钢板剪断：限制端距e3?2d0 5）螺栓杆弯曲破坏：限制板叠厚度不超过5d 弹性阶段时,螺栓群受力不等,两端大而中间小，超过弹性阶段出现塑性变形后,因内力重分布使各螺栓受力趋于均匀，当拼接缝的一侧螺栓很多,且沿受力方向的连接长度l1过大时, 端部的螺栓会首先破坏,随后依次向内逐个破坏，规范规定还是当成螺栓均匀受力，但对螺栓的承载力乘以折减系数? 当l1?15d0 ??1.1?l1/(150d0) d0螺栓孔径 l1?60d0 ??0.7 抗剪螺栓的设计承载能力按下面两式计算: b?nv?d2fvb/4 抗剪承载力设计值 NV 13 承压承载力设计值 Vcb?d?tfcb 抗剪螺栓承载力取二者小值。 nv：螺栓受剪面数,单剪nv=1,双剪nv=2,四剪面nv=4 d：螺栓杆直径 ?t：在同一方向承压的构件较小总厚度 fvb,fcb：螺栓的抗剪、承压强度设计值，铆接取fvT,fcT。 2 抗拉螺栓连接 抗拉螺栓的承载力设计值:Ntb??de2ftb/4 de:普通螺栓或锚栓螺纹处的有效直径,附表7,对铆钉连接取孔径d0 ftb普通螺栓或锚栓的抗拉强度设计值,对铆接取ftT 当T形连接采用螺栓,必须借助附件(角钢)才能实现.通常角钢的刚度不大,受拉后,垂直于拉力作用方向的角钢肢会发生变形,在该肢外侧端部产生撬力Q. 螺栓实际所受拉力为pf?N?Q， 确定Q力比较复杂, 规范规定的普通螺栓抗拉强度设计值ftb是取同样钢号钢材抗拉强度设计值f的0.8倍(ftb=0.8f), 以考虑Q力的影响 14 在构造上设置加劲肋加强角钢刚度,来减小Q力影响. 7.6.3 螺栓群的计算 1 螺栓群在轴心力作用下的抗剪计算 当外力通过螺栓群形心时,假定诸螺栓平均分担剪力,图中接头一边所需要 b的螺栓数目n?N/Nmin N:作用于螺栓群的轴心力的设计值 拼接板在不同部位承受力是不同的, 拼接板力通过螺栓传来,见图 由于螺栓孔削弱了板件的截面,为防止板件在净截面上被拉断,需要验算净截面的强度 ??N/An?f An：净截面面积 以上图所示的并列螺栓排列,以左半部分来看:截面1-1,2-2,3-3的净截面面积均相同,但受力不同,1-1受力N,2-2为N?n1N/n,3-3为N??n1?n2?N/n 1-1受力最大,有An?t?b?n1d0? 对于拼接板,3-3受力最大,净截面An?2t1?b?n3d0? n为左半部分螺栓总数,n1、n2、n3分别为截面1-1,2-2,3-3上螺栓总数 对于交错排列螺栓除考虑上述截面外,还要考虑(折线截面)破坏的可能。 2An?t2e4??n2?1?e12?e2?n2d0 ??n2: 折线截面上螺栓数 例题见书。 2 螺栓群在扭矩作用下抗剪计算 计算时假定:a被连接构件是刚性的,螺栓是弹性的 b各螺栓绕螺栓群形心o旋转,力大小与甚至螺栓群形心O距 离成正比,方向与其和螺栓群形心O连线相垂直 15
钢结构基本原理第7章钢结构的连接和节点构造详解
