鋼結(jié)構(gòu)設計原理甲chaer

第4章鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接

鋼結(jié)構(gòu)的連接方法

工廠連接、工地連接鋼結(jié)構(gòu)的連接有銷釘、螺栓、鉚釘和焊縫等連接。焊縫連接為當前鋼結(jié)構(gòu)的主要連接方法。

鋼結(jié)構(gòu)中所使用的焊接方法

主要有：手工電弧焊、自動（或半自動）埋弧焊、氣體保護焊。設計規(guī)范規(guī)定，焊縫金屬應與主體金屬相適應，亦即采用的焊條型號應與焊件母材的牌號相匹配。當兩不同強度的鋼材相焊接時，可采用與較低強度鋼材相適應的焊接材料。

焊接結(jié)構(gòu)的特性和焊縫連接

優(yōu)點不需鉆孔和額外的連接件；密閉性好、剛度和整體性都很大。缺點受焊接時的高溫影響，焊縫附近的主體金屬中存在“熱影響區(qū)”。除非正確選用鋼材和焊接工藝，焊縫易存在各種缺陷。由于焊接結(jié)構(gòu)的剛度大，個別存在的局部裂紋易擴展到整體。焊接后存在殘余應力，降低構(gòu)件的穩(wěn)定性承載能力。存在殘余變形。由于焊縫連接存在一些不足，因此設計、制造和安裝時應盡量采取措施，避免或減少其不利影響。設計、制造和安裝時應采取的措施設計時對焊接結(jié)構(gòu)要正確選用鋼材的牌號。對鋼材的化學成分尤其是對碳、硫和磷的合適含量和鋼材的力學性能都要提出要求。焊接結(jié)構(gòu)的鋼材必須具有良好的可焊性，即在一定的焊接工藝條件下施焊，焊縫及其附近的主體金屬不會因焊接而產(chǎn)生裂紋；焊接后，結(jié)構(gòu)的力學性能不低于原來主體金屬。要正確設計焊接節(jié)點，注意盡量減少應力集中和焊接殘余應力和殘余變形的產(chǎn)生。制造時要選擇正確的焊接參數(shù)，嚴格按照已制定的焊接工藝實施操作。要注意對焊工的定期考核。必須按照《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》中對焊縫質(zhì)量的規(guī)定進行檢查和驗收。焊接接頭的形式和焊縫的類別

焊縫連接最常用的三種接頭形式為對接接頭、搭接接頭和T形接頭。此外還有角形接頭和十字形接頭。

常用的兩種主要焊縫：對接焊縫和角焊縫

對接焊縫對接焊縫可用于對接接頭、T形接頭、角形接頭和十字形接頭。當用于對接和T形接頭時時，對接焊縫傳力最為直接，焊縫受力明確，且基本不產(chǎn)生應力集中，構(gòu)造也最簡單。但采用對接焊縫不僅增加了邊緣加工的工序，而且對整個板材斷料長度的精度有嚴格要求。對接焊縫有I、U、X、K、單邊V、V形焊縫。

角焊縫

角焊縫均位于板件的邊緣處。焊縫軸線與板件受力方向一致時稱為側(cè)面角焊縫。焊縫軸線與板件受力方向相垂直時稱為正面角焊縫.。角焊縫可用于搭接、T形接頭、角形接頭和十字形接頭。兩焊腳間的夾角為直角時稱為直角角焊縫。直角角焊縫可簡稱為角焊縫。絕大多數(shù)角焊縫的兩焊腳尺寸相等。

角焊朱縫的向受力乘復雜氏，不斑如對達接焊切縫明義確，問其傳在力也大沒有當對接顆焊縫窩直接盤，但觀由于罷角焊物縫連健接不利需要司對焊蘇件邊兆緣進粉行加水工，燭對板干件斷智料尺呈寸的填精度突要求屋也沒訓有對獅接焊憤縫高葡，因灑而角州焊縫供在鋼賄結(jié)構(gòu)證中的斷應用故遠多學于對紫接焊童縫。除了強對接嗚焊縫陡和角毅焊縫島兩種羅主要得焊縫怠形式顛外，缺還有襲一些巷次要諷的焊英縫形笛式，格如塞耀焊縫茅、槽足焊縫熱和點訓焊縫綠。焊接六位置施焊革時焊卡條運消行與孫焊縫慚的相皆對位克置稱軍為焊嚇接位它置。圖4閥.1蹦5給橋出了睜四種離焊接我位置恐，即慢平焊習（俯優(yōu)焊）崇、橫蒸焊（灣對角鑼焊縫術(shù)稱為揮水平裳焊）乘、立司焊（冤又稱積豎焊拐）和材仰焊濟。后三啦種較醫(yī)難操寺作，什特別炮是仰彼焊，宣焊縫救的質(zhì)傳量最迅難保推證。當然的，焊夢接位筑置是衣相對深的，艷有時特是可商以調(diào)央整的陳。焊縫雨代號讀（焊膠縫符櫻號）在鋼澆結(jié)構(gòu)食施工擔圖紙弟上的前焊縫弓應采哀用焊撿縫代犁號表誰示。跌有關(guān)奪焊縫底代號誕及標弱注方洲法，沉在國桐家標泉準《頑建筑世結(jié)構(gòu)碎制圖家標準凍》GB丙/T棚50督10桿5—偏20鵝01中有出詳細賤規(guī)定尼。它炸的主鏈要依慎據(jù)是誓另一膏冊國衫家標方準《惰焊縫滋符號工表示肯法》GB室32勻4。焊縫萍符號鼓由指泳引線鵲和表幟示焊扛縫截影面形拼狀的雅基本盤符號任組成捧，必紐奉要時不還可臨加上益輔助凈符號吉、補晉充符洪號和診焊縫橫尺寸杰符號獄。指引似線一看般由蘆帶有渾箭頭紛的指嫩引線橫（箭浪頭線腥）和淋兩條糕相互董平行嬌的基之準線螞組成勸。一萬條基貫準線錦為實萬線，蒼另一轎條為包虛線碰。虛鞏線可悶以畫拌在實命線基刃準線爭的上錄側(cè)或翻下側(cè)終?；鶞示€渾一般沉應與棄圖紙荷的底昏邊平芒行，陪但特鋪殊情咱況也絨可垂境直，洗且為姐引線陜方便砍，允些許箭縫頭線紐奉彎折則一次掉。在狐國家巧標準健《建寫筑結(jié)告構(gòu)制藏圖標絞準》GB圣/T已50榆10尸5—廳20盟01中將愛基準揪線簡貍化為削一條啟實線稈?；緡嵎柗裼靡园伪硎久珊缚p鑼的形扔狀，懲鋼結(jié)伯構(gòu)中胃常用揪的一恰些基定本符便號如淘表4挺-1豬?；鞠锓栔c基粉準線昂的相奸對位黑置是撤:如果械焊縫豬在接蟻頭的信箭頭遍側(cè)，順基本冒符號薦應標計在基閃準線濾的實冶線側(cè)云；當愚不用崗虛線除基準療線時閃，應援標在娛實線緒的上爺方。如果艱焊縫腸在接熔頭的扶非箭跨頭側(cè)腿，基航本符慰號應鼓標在罵基準扶線的敵虛線愈側(cè)；醫(yī)當不必用虛顫線基娃準線辱時，然應標亭在實唐線的恰下方育。標雙巨面對禾稱焊孫縫時搖，基文準線遞可只者畫實防線一草條。當為細單面戴的對謠接焊野縫如V形焊縮慧縫、U形焊材縫，艷則箭個頭應墳指向槍有坡旺口一淹側(cè)。輔助身符號暑是表努示焊客縫表燭面形浙狀特捧征的汽符號寨，如端對接繼焊縫膊表面濟與高寬部分監(jiān)需要球加工揮，使細與焊司件表深面齊哄平，就則可疤在對爐接焊帝縫符喘號上疑加一幕短線蔽，此饅段劃謊線即肆為輔該助符們號。補充服符號終是為職了補暢充說華明焊會縫的牙某些泳特征吹而采蹤蝶用的苗符號頃。鋼壘結(jié)構(gòu)漸圖紙教常用朱的輔心助符裁號和璃補充摘符號埋如表尾4-牢2。焊縫冊尺寸分在基瞧準線號上的好注法布是：有關(guān)侍焊縫遇橫截典面的攏尺寸廚如角妨焊縫晝的焊鑒腳尺獸寸hf等一監(jiān)律標層在焊掘縫基談本符證號的痰左側(cè)閣。有關(guān)社焊縫僚長度獲方向暈的尺圍寸如持焊縫雄長度揉等一和律標內(nèi)在焊釘縫基墨本符報號的垮右側(cè)凡。當箭依頭的壩方向煎改變亡時，淚上述擱原則磚不變蘭。對接撓焊縫鐵的坡暴口角耍度、非根部押間隙稅等尺嫩寸標竹在焊山縫基斧本符關(guān)號的虜上側(cè)爆或下冶側(cè)。此外篇，還縫需注悔意，首上述援標注舒方法窗只適潔用于慎表達究兩個違焊件依相互童焊接朽的焊簡縫。路如為騙三個休或三思個以微上的閱焊件升兩兩格相連撲，其糞焊縫易符號洪及尺造寸應院分別劉標注灶，如棗十字洋形接兄頭是臨三個希焊件豈相連底，其堪連接鈴焊縫趣如圖談4-怕10厲標注魂。對接選焊縫準的計叢算和鍋構(gòu)造對接敢焊縫抬的計洪算對接勸焊縫遺的有噸效截炊面豎:施杏焊對慢接焊申縫時錢應在混焊縫逢的兩嘴端設櫻置引嘉弧板腸和引自出板討。當槐采用輸引弧符板時必，對叢接焊哄縫的復有效騰長度lw與焊民件的薦寬度女相同廊。當慕焊縫妖為焊鎖透時撿，焊之縫的舌有效兄厚度休與焊島件的矛厚度律相同犁。當移無引弊弧板賄時，垃每條荷焊縫出的有委效長旗度在脂計算禽時應篇減去山2t。對接份焊縫騾的強貨度設健計值缺陷飾的存佩在對偶焊縫請在垂裂直于幫焊縫蠢長度賣方向飛的抗悔壓強祝度和印沿焊銅縫長苦度方圖向的愈抗剪播強度端影響袖不大姐，但期對其活抗拉搭強度銹將有由一定噸程度沒的削朝弱。我國巨設計納規(guī)范穩(wěn)對對頭接焊浩縫的孔各種嫩強度稻設計停值作損出規(guī)覺定：撒對接暖焊縫汪的抗倉壓強叛度設慢計值fcw、抗剪鳴強度猜設計烈值fvw和焊扭縫質(zhì)炕量等維級為礙一、珍二級像時的宗抗拉晚和抗壘彎強缸度設額計值ftw均取燈與焊賤件鋼應材相肝同的販相應坐強度鞋設計妻值，送而對膛焊縫蒜質(zhì)量芽為三鳴級的ftw則取趣相應笛焊件桐鋼材來強度伍設計球值f的0畢.8殘5倍川，并遵取5N/終mm2為倍刮數(shù)的拴整數(shù)。關(guān)于礙焊縫數(shù)質(zhì)量垮的等惑級劃蚊分見象《鋼糖結(jié)構(gòu)瞎工程難施工濃質(zhì)量窄驗收鴨規(guī)范皆》。然除外冤觀缺斤陷檢練查外票，一秀(1另00意%超搞聲波鵝探傷媽)、在二(本20駛%且忍〉=晶20陜0mm超聲膏波探處傷)、三級腎(0枯%)雞。對三起級焊鵲縫，婚焊縫個的強刪度取嘩為母績材強負度的盆0.決85f。對接其焊縫衣連接撤的計朽算對一災、二爸級焊冊縫可蜻不作謝驗算騙，而奇對三梨級焊圣縫或介未采覆用引甚弧板款時應于驗算昌。受彎池構(gòu)件藍截面絹的強稍度驗工算：在對油接接暑頭和T形接精頭中疾，承蜓受彎焦矩和蠢剪力戒共同收作用惠的對鑄接焊孫縫除縣驗算蓬正應賤力和偶剪應衫力外凈，還衰驗算當鋼傷板在童軸心枯拉力袍作用坦下，釀對接鵲焊縫肯質(zhì)量俗等級銅為三案級、遠強度撓不能偶滿足獅要求剪時，責可采端用斜紗焊縫辦。此時房誠焊縫膀的強梯度可苗分別躺按下壯式計薄算：對接差焊縫堤的構(gòu)糞造要屠求對接僻焊縫歸都要征求焊岔透在對磚接焊還縫的第拼接或處，黎當兩羞焊接霜寬度嫩不同殲或厚塘度相壤差4掙毫米膊以上性時，宗應分如別在校寬度擠方向飾或厚絞度方惠向從許一側(cè)瓦或兩翠側(cè)做蘆成坡下度不扇大于粒1：梯2.己5的癢斜角詳。對朽直接研承受罷動力共荷載厭且需釋要進拐行疲他勞驗貫算的屯結(jié)構(gòu)皮，斜坐角坡贊度不鏟應大伴于1劑：4嶼。多條騰焊縫墨交叉恢時，側(cè)交叉示點應差分散臉。直角嚼角焊類縫的末受力裕性能角焊莖縫中廳用得迅最多仆的是版兩焊攔腳相徒等的鍬直角嶄角焊改縫，育一般舅都假箱定焊廣縫截紛面為抗一直洗角三楊角形日，并疲以角件焊縫季的有聯(lián)效截艇面為帥依據(jù)啟。Ae=helw=0賴.7跟hflw,，lw為焊要縫的噸實際發(fā)長度蛾減去2hf。側(cè)面暑角焊憑縫受找力特宏征正面鴨角焊嶄縫的觸受力胡特征直角夸角焊鴨縫的好強度帥計算基本虹假定各國筋設計叨規(guī)范揭中都航普遍迫采用蟻沿4吼50方向霧的焊聽縫截刊面為寇計算確時的抽破壞德面。關(guān)于跟角焊券縫的晶抗拉茅、抗項壓和偽抗剪蘭強度礦設計快值，透我國濾設計欣規(guī)范武中取鴿相同磚數(shù)值ffw。在通扶過焊憤縫形糧心的佩拉力疾、壓伯力和禍剪力山作用酒下，提假定小沿焊級縫長筆度的沖應力不是均高勻分鳳布的逼。傳統(tǒng)捷的強胃度計愿算法假定桂焊縫晨的強洞度與酒焊縫形軸線危和作煌用外針力間昆的夾拒角大永小無時關(guān)。太由此榮可得壟焊縫歸強度鳥計算綁公式變：新的殘強度返計算兵法我國答在制優(yōu)定設如計規(guī)現(xiàn)范GB米17接-8詠8時，刷采用洪的公掘式為進一籠步改總進后竟，我益國規(guī)稀范采坊用的細角焊錄縫強嚷度計夸算的修新公單式為但規(guī)悼范中糕并未多直接揉給出做上式戰(zhàn)，未拳同時廉考慮Nx和Ny同時象作用拉。規(guī)創(chuàng)范規(guī)班定：在通錯過焊討縫形獸心的胸拉力普、壓風力或覺剪力遲作用掏下，個當力有垂直相于焊畝縫長啟度方困向時當力仰平行祖于焊西縫長渾度方松向時放，在其弱他力醫(yī)或各鑒種力患綜合妥作用惹下，拴和腔共同申作用券處，為正槐截面饑焊縫前強度挎設計坊值增梨大系手數(shù)，泊使用驅(qū)于靜咳力和犧間接雙動力周荷載號的結(jié)才構(gòu)。角焊菌縫的味尺寸提限制捏和構(gòu)帽造要講求角焊毫縫的鉆尺寸藥包括戲焊腳劍尺寸蝕和焊棄縫計悼算長料度等闖。在歉設計鄰角焊傭縫連村接時連，除絕滿足陰強度顧要求跳外，險還必辱須符匹合對漆其尺定寸的后限制厭和構(gòu)花造上才的要塊求。焊腳影尺寸不能千過小核，規(guī)爪范規(guī)與定手工毫焊自動辦焊T形接挽頭單王面角用焊縫險，t為較匹厚焊臣件的欺厚度炊。當聰焊件絲式厚度時，良取焊腳飯尺寸誤相對腰于焊擔件厚豈度也旺不能類過大拿，否己則可年能造帳成焊亭件“百過燒拴”或鼠被燒屬穿。設計對規(guī)范部規(guī)定項：t為較砍薄焊婚件的昆厚度板件龍邊緣陪處的免角焊刃縫最域大焊珍腳尺瘦寸尚勇應符物合下?lián)屏幸斍螅员芫毭獍辶壹吤熬壚鈫谓潜粺魺郾?。當響時房誠,當盛時暴,焊縫澆的計良算長頭度角焊殲縫的弄計算玻長度點不宜楊過小忍，我續(xù)國設輛計規(guī)戀范規(guī)算定正敞面角優(yōu)焊縫顏和側(cè)潛面角樓焊縫腥的計群算長囑度都剩應滿德足和規(guī)范充規(guī)定絡側(cè)面浩角焊近縫的軌計算漢長度終不宜蛛大于在次代要構(gòu)醫(yī)件或渾次要核焊縫雙連接拔中，帳由于趕焊縫塌受力把不大麥，可結(jié)采用鹿斷續(xù)惜角焊節(jié)縫。湯斷續(xù)巧角焊照縫之產(chǎn)間的爭凈距e不應漠大于亡15t（對受論壓構(gòu)樓件）念或3濕0t（受拉健構(gòu)件雷），t為較預薄焊綢件厚宣度。橡每段凡角焊用縫的菌長度l不得咳小于寇10hf或5懲0mm燙。斷續(xù)丑角焊好縫中介的應縣力集夢中較曬甚，期因此勵只能冤用于蠶次要尼構(gòu)件氧和次甲要連坡接中燦。當板碰件的惕端部網(wǎng)僅用須兩條寸側(cè)面屠角焊赤縫連碎接時港，每某條側(cè)糕面角滔焊縫達的長靈度不探宜小杠于兩賽側(cè)面剪角焊角縫之胞間的國距離別；同欣時兩果側(cè)面悲角焊座縫之塞間的位距離專不宜無大于慮16t(低t>糕12楊mm時)錢或2抄00mm速(當t<脂=1鈔2m慮m時)犧，t為較椅薄板云件的益厚度聚。當不坡滿足強上述兔要求膏時，敲除設接置側(cè)稀面角召焊縫賽外，芽還可素另加馳正面絮角焊拆縫或足用槽附焊縫虛或電損鉚釘羅將兩內(nèi)板輟頭合。搭接慰連接赤中，叉搭接澇長度損不得衛(wèi)小于灶焊件木較小謊厚度健的5雕倍，桑并不遣得小介于2截5mm何。在直捧接承孫受動錦力荷者載的尺結(jié)構(gòu)符中，桑為了喝傳力倆路線份平坦綠，正喊面角靠焊縫餃宜采撞用1蜘：1吉.5揚的不棕等焊杏腳角令焊縫叛。對幫側(cè)面押角焊褲縫仍族可采趕用1蠻：1攔等焊訊腳角察焊縫征。為撓了減鑄少接碌頭處固截面賢上的躁應力割集中舊程度棟，角汗焊縫燙的表抹面宜臣為直退線形晨或凹蜻形。直角仍角焊翻縫連腐接的敘計算直角撥角焊拘縫連盞接的宜計算絞根據(jù)孝其受爺力情驢況的礎(chǔ)不同鑰，有洽下列竿幾種尋情形輩。在不計算鮮角焊卡縫的臭強度矮時，該還必工須符敵合規(guī)橋范規(guī)鉆定的搏各種氣尺寸迷限制街和構(gòu)瞇造要典求。外力N通過新焊縫尖形心評時的預計算例題罪4-踢4例題稀4-格5例題姐4-棋6例題賺4-顛7在彎犯矩、萌剪力態(tài)和軸過心力瀉單獨跟或共徐同作通用下欺的T形連慌接計挺算在軸蓋心力N作用園下，在剪求力V作用設下，掌假設古單由擱豎向略角焊似縫承印受在彎泛矩M作用腐下，以上蒸式中著，Aw和Ww分別覽是全追體焊率縫有典效截叉面的設面積嗚和彈稱性截低面模叨量；Aw1則是你豎向鼓角焊呢縫的疏有效驕截面博面積嶺。在N、鋪V和M共同忘作用智下，侵則應汗按下近式進卸行驗邊算：例題或4-彼8例題膽4-協(xié)9例題狡4-膽10例題傾4-觸11同時設承受答剪力歐和扭亞矩作亞用時款的計壓算工程濟上常麻可遇株到如津圖4奸.4誘8所嬌示的喘搭接話連接歐，該壤處偏葬心作季用的察剪力壩使角托焊縫盯同時屆承受糞剪力功和扭雙矩。印而設迫計規(guī)腸范中本往往嫂只規(guī)宗定了癢角焊嬸縫的摘強度滔設計鏟值，和艇在課與膠單獨諷或共久同作遷用下譜的角桐焊縫倆強度慚計算裕公式姜，而巖對在猴扭矩厲作用膏下產(chǎn)該生的慰和將的良計算致方法膛則未脫作規(guī)續(xù)定。數(shù)因此脊設計沈人員群需要肯直接勺利用匯材料磨力學用的公姻式進推行計薪算，摩即彈胡性計詠算方渠法。好但這攏種方父法比今較保鞭守，腸人們粗還提趴出了升簡化配的計格算方勁法。彈性督計算有方法假定腸被連裂接的萌板件逼是絕泄對剛崖性而夜連接宵焊縫攀則是漢彈性嶺的。悅在扭叉矩作伸用下問，板抱件將密繞焊輩縫有乏效截臟面的貿(mào)形心萄轉(zhuǎn)動岔，焊繡縫上毯任意框一點汪應力忌的方等向?qū)A垂直牽于該站點至將形心紗的連恩線，棒而大當小則屈與該傷點至章形心素的距展離成泄正比濃，即或如圖校4.仍48區(qū)所示描，將丑每一扎塊鋼舉板上反的外蜘力移逝至焊立縫有監(jiān)效截褲面的滿形心額處，答則焊伙縫同皆時承晨受過淘形心納的剪們力和掀扭矩太。假軟定通徒過焊幫縫形雨心的估剪力值由全貪部焊廁縫有屋效截第面平略均承機受，在剪赤力和淚扭矩弱共同貍作用無下，叢焊縫別1處筋的強菠度條革件為控制豎焊縫賤強度座的只