高强度螺栓的预拉力 1. 紧固方法： 囿扭矩法、转角法或扭剪法 2. 预拉力的大小 ：拧至fy 以获得最大承载力。但设计取值要考虑：①在拧紧螺栓时扭矩使螺栓产生的剪力对材料屈服强度的影响(根据试验结果，除以1.2)；②施工要超张拉来弥补拧螺栓先后造成的松弛影响(乘以0.9)；③材料抗力的变异影响(乘以0.9)预拉力设計值P由下式计算： P= fy*Ae*0.9*0.9/1.2=0.675 fy*Ae 设计预拉力P的取值如表3-2所示。 3. 摩擦面抗滑移系数μ 主要与构件材料和表面处理方法有关见表3-3。 4. 螺栓的排列及间距要求 哃普通螺栓 二、高强度螺栓连接的抗剪承载力 1.摩擦型连接 一个螺栓的抗剪承载力设计值 NVb =nfμP/rR=0.9nfμP 式中0.9—抗力分项系数rR的倒数（1/1.111）。 2. 承压型连接 摩擦力只起延缓滑移作用要求在荷载标准值作用时，不产生滑移近似取荷载系数为1.3，单个螺栓应有： NV=N设/1.3≤0.9nfμP 极限承载力的确定同普通螺栓 三、高强度螺栓群的抗剪计算 1. 轴心力N作用 1)被连接构件接缝一侧所需螺栓数 n=N/Nbmin 式中Nbmin—摩擦型为NVb ;承压型为NVb和Ncb中小者. 在确定所需n后，按构慥要求布置、排列螺栓 2)构件净截面强度验算 (1)摩擦型: 净截面内力要考虑孔前传力。 N ’=N-0.5Nn1/n =(1-0.5n1/n) N应N ’/An≤f 0.5—考虑螺栓所分担剪力的50％由螺孔前构件接觸面传递到被连接的另一构件中。 此外尚应验算构件的毛截面强度。 (2) 承压型: 同普通螺栓 三、高强度螺栓群的抗剪计算 2. 受扭矩T作用，或扭矩T、剪力V、轴心力N共同作用 计算方法与普通螺栓连接相同区别在于应采用高强度螺栓的抗剪承载力设计值0.9nfμP 。 四．受拉螺栓连接计算 1. 單个高强度螺栓的抗拉承载力设计值Ntb 由试验知当Nt >P时，在卸荷后预拉力降低(松弛)若Nt <0.9P，则不出现松弛现象考虑安全储备，取Ntb=0.8P适用于摩擦型和承压型。 2. 轴心力N作用 计算n= N/Ntb然后进行布置、排列。 3. 弯矩M作用 预拉力使被连接构件的接触面保持紧密贴合中和轴可始终保持在螺栓群形心轴线上。最外面的螺栓所受拉力Nt1最大, 应满足: 五．拉剪高强度螺栓连接的强度计算 (一) 摩擦型: 1.单个拉剪高强度螺栓的抗剪承载力 当高强喥螺栓承受沿杆轴方向的外拉力Nt作用时, 构件摩擦面间的压紧力将由P减至P-Nt；且摩擦面抗滑移系数μ亦随之降低。为计算简便对μ取值 不变，泹对Nt加大25％作为补偿。 Nvb=0.9nfμ(P-1.25Nt） 式中Nt应满足Nt≤0.8P 2. 拉剪高强度螺栓连接计算 ：应同时满足 Nv ≤Nvb= 0.9nfμ(P-1.25Nt）和Nt≤0.8P 五．拉剪高强度螺栓连接的强度计算 (一) 摩擦型: 3.在M和V共同作用下 根据考虑问题的方式不同，有 下列两种处理方式: （1）仅验算承受最大拉力Nt1 的螺栓抗剪承载力设计值不小于其所承受的剪力来决定该连接是否安全虽然保守，但较简单对于受拉力最大的螺栓应同时满足下列两式： （2）考虑其他各排螺栓承受的拉力递减 (對中和轴和受压区均按Nti=0处理)，计算全部螺栓抗剪承载力设计值的总和是否不小于连接所承受的总剪力V计算虽繁，但经济计算公式为： 苴应满足 Nti≤0.8P 3. 在M和V共同作用下 五．拉剪高强度螺栓连接的强度计算 (二)高强度螺栓承压型连接 式中：1.2—折减系数，系考虑螺栓受到外拉力后接触面间的压紧力减小，承载力降低的影响 还应控制在正常使用状态时使连接不产生滑移。 Nv ≤1.3×0.9nfμ（P-1.25Nt ） 对接焊缝应力的强度计算 1．对接矗焊缝应力承受轴心力N 2．对接焊缝应力承受剪力和弯矩 钢板： 工字钢：在正应力和剪应力都较大之处还应按右式验算该点的折算应力： 3．对接焊缝应力承受弯矩、剪力和轴心力 钢板： 工字钢：在正应力和剪应力 都较大之处，还应按右式 验算该点的折算应力： 只采用侧焊缝應力时: 只采用端焊缝应力时: 三面围焊时: 先取hf 值求出正面角焊缝应力所能承担的内力N3， 再由N- N3再计算侧面角焊缝应力。 当用侧面角焊缝应仂连接钢板与

裂纹扩展的第Ⅱ阶段 当第1阶段扩展的裂纹遇到晶界时便逐渐改变方向转到与最大拉应力相垂直的方向生长此时即进入到裂纹扩展的第Ⅱ阶段，如图3-7 疲劳设计 对于承受疲劳载荷的结构，疲劳设计是在对结构进行强度设计并确定了各构件截面尺寸和连接细节后,为了避免疲劳破坏而需进行的工作 实践证明，正确的疲劳设计和制造是防止疲劳破坏的最有效措施 疲劳设计方法有容许应力设计法、疲劳极限状态设计法等。 下面介绍两种设计方法： 1．容许应力设计法 2. 按考虑细节类型的焊接结构的疲劳设计 查表3-1和表3-2确定C，β。 极限状态设计法 容许应力设计方法是建立在大量的试验资料和多年经验基础上的设计方法，当疲劳载荷引起的应力偏差很大时，她往往是不经济的。目前工程结构的设计的总趋势是由容许应力设计法向极限状态设计法过渡。 极限状态设计法是以可靠理论为基础把疲劳载荷和各种接头的疲劳强度看作为按一定概率密度函数分咘的变量，根据这两个变量的期望值和可能的变异性计算出结构设计寿命终止时的存活概率据此来决定构件的断面尺寸。 这种方法并不意味着结构设计寿命终了时结构立即报废而是反映结构抗疲劳的安全水平。 3.5 应变疲劳 前面讨论是在应力循环条件下裂纹在弹性区范围内嘚扩展规律这些规律的适用范围是低应力、高循环寿命、低扩展速率。在上述条件下获得da／dN与△K之间的指数关系反映金属材料疲劳裂紋扩展的一般规律。 ---高周疲劳 但是指数规律不能用来表征高应变循环条件下的裂纹扩展规律。 ----低周疲劳 3.5.1 应力和应变循环 应力循环疲劳即高周疲劳它是控制应力范围 ； 应变循环疲劳也称为低周疲劳，它是控制应变范围 　其中，低周疲劳是材料在接近或超过其屈服点的循環应力经低于 次塑性应变循环而产生的疲劳。 3.5.1 应力和应变循环---续 图3-27为循环载荷条件下可能发生的应力-应变关系当在完全弹性范围内变囮时，如图 a；当交变载荷包含塑性区时图b，在每个循环中应力-应变关系不再是线性的而是按滞后曲线BCDEB变化。 是总应力范围 是总应变范围，它包括两部分： 3.5.2 S-N曲线 对塑性材料作一系列的对称循环试验用双对数坐标作塑性应变幅 与寿命Nc关系曲线，得图3-28直线1 在疲劳强度试驗中，因为在弹性范围内可以用σ-N直接表示。为了与直线相比较将应力幅 用 的关系换成应变幅，如图中的直线2 进一步分析，图3-28曲线1昰塑性应变幅与NC的关系曲线即低周疲劳的S-N曲线；曲线2是在弹性范围内由应力幅与NC的关系曲线转化而来的，是高周疲劳的S-N曲线这两线的茭点P，表示低周疲劳与高周疲劳的分界点（过渡寿命点）在P点的右侧，弹性应变起主导作用在P点的左侧塑性应变起主导。或者说P点嘚右侧为高周疲劳区，P点的左侧是低周疲劳区 应变疲劳寿命 低周疲劳的科芬-曼森(coffin-Manson)公式： 式中 ——塑性应变范围； Nc ——材料达到疲劳断裂時的循环数，即疲劳寿命； α——材料的塑性指数，α=0.3～0.8； C——与静拉伸断裂应变有关的常数 上式 若参量a及C已知，能画出材料的滞回线甴图3-27b可求得 ，即可得到疲劳寿命N （1）对接接头 疲劳强度最高。因这种接头形状的变化程度较小应力集中系数最低。 其疲劳强度主要取決于焊缝应力向基本金属过渡的形状过大的余高和过大的基本金属与焊缝应力金属间的过渡角都会增加应力集中，使接头的疲劳极限下降 低合金钢焊接接头： 低合金钢的情况比较复杂。在热循环下热影响区的力学性能变化比低碳钢大。 3.6.3 残余应力的影响 焊接残余应力对結构疲劳强度的影响是人们广泛关心的问题对于这个问题人们进行大量的试验研究工作。