4.4 钢结构连接

4.4.1 连接和连接件的计算模型应与连接的实际受力性能相符合，并应按承载力极限状态和正常使用极限状态分别计算和设计单个连接件。

4.4.2 对于普通螺栓连接、铆钉连接、高强度螺栓连接，应计算螺栓（铆钉）受剪、受拉、拉剪联合承载力，以及连接板的承压承载力，并应考虑螺栓孔削弱和连接板撬力对连接承载力的影响。

4.4.3 螺栓孔加工精度、高强度螺栓施加的预拉力、高强度螺栓摩擦型连接的连接板摩擦面处理工艺应保证螺栓连接的可靠性；已施加过预拉力的高强度螺栓拆卸后不应作为受力螺栓循环使用。

4.4.4 焊接材料应与母材相匹配。焊缝应采用减少垂直于厚度方向的焊接收缩应力的坡口形式与构造措施。

4.4.5 钢结构设计时，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确定。

4.4.6 钢结构承受动荷载且需进行疲劳验算时，严禁使用塞焊、槽焊、电渣焊和气电立焊接头。

条文说明

4.4.1 钢结构焊缝和螺栓连接一般处于复杂应力状态，精确计算连接的应力和破坏过程很困难，世界各国规范在规定钢结构连接计算方法时都引入了各种假定，用简化方法计算连接的承载力。因此强调计算方法和设计假定尽量符合连接的实际工作状况，以保证计算结果的合理性。本条规定是保证钢结构连接满足安全性和适用性的前提条件。

4.4.2 本条规定明确限定了钢结构螺栓连接可采用的三种形式，同时对影响螺栓连接承载力的受力状态和计算范围作出了规定，确保在进行螺栓连接设计时覆盖了影响螺栓连接的可能破坏模式。
    影响螺栓连接承载力的两方面因素是：螺栓承载力和连接板承载力，螺栓的破坏模式包括螺杆受剪破坏、螺杆受拉破坏、螺杆拉剪联合作用破坏，连接板的破坏模式包括有螺栓孔截面处的净截面受拉破坏、净截面受剪破坏、螺栓孔壁承压破坏，螺栓连接受拉时连接板变形会在连接板和螺栓内产生附加撬力，在计算连接承载力时必须考虑；当剪切面在螺纹处时，高强度螺栓承压型连接的受剪承载力设计值应按螺栓螺纹处的有效面积计算。

4.4.3 螺栓孔的加工精度、实际施加的螺栓预拉力、连接板件表面处理工艺等制作加工过程直接影响螺栓连接计算结果的准确性，本条规定提出的构造要求是实现计算结果与实际受力状态相符合的前提条件，只有满足本条规定构造要求的螺栓连接才能保证计算的连接承载力与实际受力状态相符。

4.4.4 本条规定了与计算假定相匹配的焊缝形状构造要求。焊缝连接计算结果的可靠性直接与焊缝的实际构造形式有关，本条规定提出的构造要求是实现计算结果与实际受力状态相符合的前提条件，只有满足本条构造的焊缝连接才能通过计算确定连接的安全性。

    焊缝坡口形式和焊缝尺寸直接影响焊缝连接的抗剪、抗拉和抗压，以及主体金属抗层状撕裂性能。

    角焊缝的焊脚尺寸和长度直接影响焊缝的破坏模式、安装质量和可靠性，需要控制最小角焊缝的焊脚尺寸和计算长度，以避角焊缝的缺陷对焊缝承载力影响过大。

    不同厚度、不同宽度钢板焊缝连接时，需要做过渡斜坡，以避免应力集中对焊缝承载力产生过大影响。

4.4.5 焊缝质量等级对结构的承载安全和建造成本有着重要影响。本条旨在强调焊缝质量等级要求必须由设计文件予以明确，其目的是在确保结构安全的同时还要兼顾经济合理。结合我国钢结构的应用实践并参照美国、日本等国家的相关标准规定，提出钢结构设计时焊接质量等级要求。

4.4.6 塞焊、槽焊接头构造有明显的应力集中趋势，电渣焊、气电立焊焊接热输入大，会在接头区域产生过热的粗大组织，导致焊接接头塑韧性下降，焊接接头的金相组织和塑性、韧性很难满足与母材等强、等韧要求，这四类焊接接头形式和焊接工艺无法满足需经疲劳验算的结构承载能力要求。