鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊

1、 第三章第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 第一節(jié)第一節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)的連接方法鋼結(jié)構(gòu)的連接方法 第二節(jié)第二節(jié) 焊接方法和焊縫連接形式焊接方法和焊縫連接形式 第三節(jié)第三節(jié) 角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算 第四節(jié)第四節(jié) 對接焊縫的構(gòu)造與計(jì)算對接焊縫的構(gòu)造與計(jì)算 第五節(jié)第五節(jié) 焊接應(yīng)力和焊接變形焊接應(yīng)力和焊接變形 第六節(jié)第六節(jié) 螺栓連接的構(gòu)造螺栓連接的構(gòu)造 第七節(jié)第七節(jié) 普通螺栓連接的工作性能和計(jì)算普通螺栓連接的工作性能和計(jì)算 第八節(jié)第八節(jié) 高強(qiáng)度螺栓連接的工作性能和計(jì)算高強(qiáng)度螺栓連接的工作性能和計(jì)算 第九節(jié)第九節(jié) 混合連接混合連接第一節(jié)第一節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)的連接方法鋼結(jié)構(gòu)的連接方法 在傳力過程中，連接部

2、位應(yīng)有足夠的強(qiáng)度在傳力過程中，連接部位應(yīng)有足夠的強(qiáng)度, ,被連接件間被連接件間應(yīng)保持正確的位置，以滿足傳力和使用要求應(yīng)保持正確的位置，以滿足傳力和使用要求。鋼結(jié)構(gòu)的連接方法：鋼結(jié)構(gòu)的連接方法：通常有通常有焊縫連接、鉚釘連接和螺栓連接焊縫連接、鉚釘連接和螺栓連接三種方式。三種方式。接連栓螺接連釘鉚接連縫焊法方接連(a)(b)(c)(a)(b)(c)1 1、焊縫連接的特點(diǎn)焊縫連接的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：對幾何形體適應(yīng)性強(qiáng)，構(gòu)造簡單，連接方便，省工省時(shí)；對幾何形體適應(yīng)性強(qiáng)，構(gòu)造簡單，連接方便，省工省時(shí)；不需打孔，用料經(jīng)濟(jì)，不削弱截面，省材省工；不需打孔，用料經(jīng)濟(jì)，不削弱截面，省材省工；加工方便，可實(shí)現(xiàn)自動

3、化操作，工效高加工方便，可實(shí)現(xiàn)自動化操作，工效高 ；密閉性好，結(jié)構(gòu)剛度大，整體性較好。密閉性好，結(jié)構(gòu)剛度大，整體性較好。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：焊接附近有熱影響區(qū)，材質(zhì)變脆；焊接附近有熱影響區(qū)，材質(zhì)變脆； 焊接的殘余應(yīng)力使結(jié)構(gòu)易發(fā)生脆性破壞，對裂紋比較敏感；焊接的殘余應(yīng)力使結(jié)構(gòu)易發(fā)生脆性破壞，對裂紋比較敏感；殘余變形使結(jié)構(gòu)形狀、尺寸發(fā)生變化；殘余變形使結(jié)構(gòu)形狀、尺寸發(fā)生變化；焊接裂縫一經(jīng)發(fā)生，便容易擴(kuò)展，低溫冷脆問題突出；對焊接裂縫一經(jīng)發(fā)生，便容易擴(kuò)展，低溫冷脆問題突出；對動力荷載比較敏感。動力荷載比較敏感。 對材質(zhì)要求高，焊接程序嚴(yán)格，質(zhì)量檢驗(yàn)工作量大對材質(zhì)要求高，焊接程序嚴(yán)格，質(zhì)量檢驗(yàn)工作量大。返回

4、返回第一節(jié)第一節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)的連接方法鋼結(jié)構(gòu)的連接方法2 2、鉚釘連接的特點(diǎn)鉚釘連接的特點(diǎn) 塑性和韌性較好；塑性和韌性較好； 連接緊密，傳力可靠，質(zhì)量易于檢查；連接緊密，傳力可靠，質(zhì)量易于檢查； 用于直接承受動力荷載和跨度較大的結(jié)構(gòu)中（如橋梁）用于直接承受動力荷載和跨度較大的結(jié)構(gòu)中（如橋梁） 缺點(diǎn)：構(gòu)造復(fù)雜，費(fèi)工費(fèi)料。很少使用。缺點(diǎn)：構(gòu)造復(fù)雜，費(fèi)工費(fèi)料。很少使用。3 3、螺栓連接的特點(diǎn)螺栓連接的特點(diǎn) 分普通螺栓連接和高強(qiáng)螺栓連接分普通螺栓連接和高強(qiáng)螺栓連接（1 1）普通螺栓連接普通螺栓連接 A A、B B、C C三級：三級：A A和和B B為精制螺栓，為精制螺栓，C C級為粗制螺栓；級為粗制螺栓；

5、 材料等級：材料等級： A A和和B B為為8.88.8級級，C C級為級為4.64.6級或級或4.84.8； 等級表示：如等級表示：如4.6級指螺栓成品的最低抗拉強(qiáng)度為級指螺栓成品的最低抗拉強(qiáng)度為400 N/mm2,屈強(qiáng)比為屈強(qiáng)比為0.6的螺栓。的螺栓。 加工：加工：A A、B B級由毛坯在車床上精確加工而成級由毛坯在車床上精確加工而成精制；精制； C C級為由未經(jīng)加工的圓鋼壓制而成級為由未經(jīng)加工的圓鋼壓制而成粗制；粗制；第一節(jié)第一節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)的連接方法鋼結(jié)構(gòu)的連接方法 螺孔：螺孔：A A、B B級需要鉆模鉆成（級需要鉆模鉆成（類孔），孔徑比螺桿大類孔），孔徑比螺桿大0.3mm0.3mm左右；

6、左右；C C級為一次沖成或不用鉆模鉆成（級為一次沖成或不用鉆模鉆成（類孔）類孔）孔徑比螺桿大孔徑比螺桿大1.51.53.0mm3.0mm。 受力：受力：A A、B B級受力性能好，連接變形小，可以既受拉又級受力性能好，連接變形小，可以既受拉又受剪，用于重要的連接；受剪，用于重要的連接；C C級螺栓連接性能不如級螺栓連接性能不如A A、B B級級好，主要受拉，用于承受靜力荷載或間接承受動力荷載好，主要受拉，用于承受靜力荷載或間接承受動力荷載的次要連接。的次要連接。 費(fèi)用：費(fèi)用： A A、B B級成本昂貴，級成本昂貴，C C級螺栓價(jià)格便宜，能用級螺栓價(jià)格便宜，能用C C級級螺栓的地方不用螺栓的地方

7、不用A A、B B級螺栓。級螺栓。（2 2）高強(qiáng)螺栓連接高強(qiáng)螺栓連接 高強(qiáng)螺栓用高強(qiáng)度鋼材制成，對結(jié)構(gòu)削弱少，可拆換，高強(qiáng)螺栓用高強(qiáng)度鋼材制成，對結(jié)構(gòu)削弱少，可拆換，摩擦面處理，安裝工藝略為復(fù)雜，造價(jià)略高摩擦面處理，安裝工藝略為復(fù)雜，造價(jià)略高 。分為摩擦。分為摩擦型高強(qiáng)螺栓和承壓型高強(qiáng)螺栓。型高強(qiáng)螺栓和承壓型高強(qiáng)螺栓。 摩擦型高強(qiáng)螺栓：只依靠構(gòu)件接觸面之間的摩擦力來傳摩擦型高強(qiáng)螺栓：只依靠構(gòu)件接觸面之間的摩擦力來傳遞剪力，以剪力等于接觸面摩擦力為設(shè)計(jì)極限狀態(tài)。遞剪力，以剪力等于接觸面摩擦力為設(shè)計(jì)極限狀態(tài)。第一節(jié)第一節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)的連接方法鋼結(jié)構(gòu)的連接方法 承壓型高強(qiáng)螺栓：允許接觸面滑移（剪力超過摩

8、擦力），以承壓型高強(qiáng)螺栓：允許接觸面滑移（剪力超過摩擦力），以螺桿與構(gòu)件之間的擠壓而發(fā)生的連接破壞作為承載力極限狀螺桿與構(gòu)件之間的擠壓而發(fā)生的連接破壞作為承載力極限狀態(tài)。態(tài)。 受力：摩擦型高強(qiáng)螺栓剪切變形小，彈性性能好，耐疲勞，受力：摩擦型高強(qiáng)螺栓剪切變形小，彈性性能好，耐疲勞，塑性韌性好，特別適用動力荷載，目前可以代替鉚接；承壓塑性韌性好，特別適用動力荷載，目前可以代替鉚接；承壓型高強(qiáng)螺栓的承載力高于摩擦型，剪切變形大，不得用于承型高強(qiáng)螺栓的承載力高于摩擦型，剪切變形大，不得用于承受動力荷載的結(jié)構(gòu)。受動力荷載的結(jié)構(gòu)。 材料等級：采用材料等級：采用4545號鋼、號鋼、40B40B和和20MnT

9、iB20MnTiB鋼（熱處理），材料鋼（熱處理），材料等級為等級為 8.88.8級或級或10.910.9級。級。 孔徑：摩擦型高強(qiáng)螺栓孔徑比螺栓大孔徑：摩擦型高強(qiáng)螺栓孔徑比螺栓大1.51.52.0mm2.0mm；承壓型高；承壓型高強(qiáng)螺栓孔徑比螺栓大強(qiáng)螺栓孔徑比螺栓大1.01.01.5mm1.5mm。4 4、射釘、自攻螺栓、焊釘連接、射釘、自攻螺栓、焊釘連接 靈活，安裝方便，構(gòu)件無須予先處理，適用于輕鋼、薄板結(jié)靈活，安裝方便，構(gòu)件無須予先處理，適用于輕鋼、薄板結(jié)構(gòu)，不能受較大集中力構(gòu)，不能受較大集中力 。焊釘用于混凝土和鋼板的連接。焊釘用于混凝土和鋼板的連接。第一節(jié)第一節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)的連接方法鋼結(jié)構(gòu)

10、的連接方法返回返回第二節(jié)第二節(jié) 焊接方法和焊縫連接形式焊接方法和焊縫連接形式一、一、鋼結(jié)構(gòu)常用的焊接方法：鋼結(jié)構(gòu)常用的焊接方法：1 1、 手工電弧焊手工電弧焊 最常用，設(shè)備簡單，操作靈活。但生產(chǎn)效率低，勞動強(qiáng)最常用，設(shè)備簡單，操作靈活。但生產(chǎn)效率低，勞動強(qiáng)度大，焊接質(zhì)量受焊工的影響大。度大，焊接質(zhì)量受焊工的影響大。 焊條選擇：焊條應(yīng)與焊件鋼材相適應(yīng)，焊條選擇：焊條應(yīng)與焊件鋼材相適應(yīng)，Q235Q235選擇選擇E43E43型型（E43004328)E43004328)，Q345Q345采用采用E50E50型焊條，型焊條，Q390Q390和和Q420Q420采用采用E55E55型焊條；不同鋼種之間（

11、例型焊條；不同鋼種之間（例Q235Q235與與Q345)Q345)宜選用低組宜選用低組配方案（配方案（E43E43型），即采用低強(qiáng)度鋼材相適應(yīng)的焊條。型），即采用低強(qiáng)度鋼材相適應(yīng)的焊條。 E E表示焊條（表示焊條（ElectrodeElectrode），前），前兩位數(shù)字為熔敷金屬的最小抗兩位數(shù)字為熔敷金屬的最小抗拉強(qiáng)度（拉強(qiáng)度（kgf/mmkgf/mm2 2),),后兩位為后兩位為焊接位置、電流及藥皮類型等。焊接位置、電流及藥皮類型等。 1234567 手工電弧焊1-電源 2-導(dǎo)線 3-夾具 4-焊條 5-電弧 6-焊件 7-焊逢123849101265711 自 動 埋 弧 電 弧 焊1 電

12、 源 2 導(dǎo) 線 3 夾 具 4 焊 絲 5 電 弧 6 焊 件7 焊 逢 8 轉(zhuǎn) 盤 9 漏 斗 10 溶 劑 11 熔 化 的 溶 劑 12 移 動 方 向2 2、自動或半自動埋弧焊、自動或半自動埋弧焊 大電流、細(xì)焊絲，熔深大，適用于厚板焊接。生產(chǎn)效率高，大電流、細(xì)焊絲，熔深大，適用于厚板焊接。生產(chǎn)效率高，質(zhì)量高。焊件變形小。質(zhì)量高。焊件變形小。 自動焊的引弧、焊絲送下、焊劑堆落和焊絲沿焊縫方向的自動焊的引弧、焊絲送下、焊劑堆落和焊絲沿焊縫方向的移動都是自動的，而半自動焊的焊接前進(jìn)方式仍是依靠手持移動都是自動的，而半自動焊的焊接前進(jìn)方式仍是依靠手持焊槍移動。焊槍移動。第二節(jié)第二節(jié) 焊接方法

13、和焊縫連接形式焊接方法和焊縫連接形式123456 電 阻 焊1 電 源 2 導(dǎo) 線 3 夾 頭 4 焊 件 5 壓 力 6 焊 逢4 4、電阻焊等、電阻焊等利用電流通過焊件接觸點(diǎn)表面的利用電流通過焊件接觸點(diǎn)表面的電阻所產(chǎn)生的熱量來熔化金屬，電阻所產(chǎn)生的熱量來熔化金屬，再通過壓力使其焊合。再通過壓力使其焊合。適用于薄壁型鋼的焊接，板疊厚適用于薄壁型鋼的焊接，板疊厚度不超過度不超過12mm12mm。焊點(diǎn)主要承受剪。焊點(diǎn)主要承受剪力，抗拉能力較差。力，抗拉能力較差。第二節(jié)第二節(jié) 焊接方法和焊縫連接形式焊接方法和焊縫連接形式3 3、氣體保護(hù)焊、氣體保護(hù)焊 二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊是近年來發(fā)展起來的先進(jìn)焊接方

14、法。它二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊是近年來發(fā)展起來的先進(jìn)焊接方法。它是利用氣體作為保護(hù)氣體，使被熔化的金屬不與空氣接觸，電弧是利用氣體作為保護(hù)氣體，使被熔化的金屬不與空氣接觸，電弧加熱集中，焊接速度快，熔化深度大，焊絲強(qiáng)度高，塑性好。采加熱集中，焊接速度快，熔化深度大，焊絲強(qiáng)度高，塑性好。采用高錳高硅型焊絲，具有較強(qiáng)的抗銹能力，焊縫不易產(chǎn)生氣孔，用高錳高硅型焊絲，具有較強(qiáng)的抗銹能力，焊縫不易產(chǎn)生氣孔，適用于低碳鋼、低合金高強(qiáng)度鋼以及其他合金鋼的焊接。適用于低碳鋼、低合金高強(qiáng)度鋼以及其他合金鋼的焊接。 不適于風(fēng)大的地方施焊不適于風(fēng)大的地方施焊。焊接方法焊接方法 焊焊 條條 焊焊 劑劑 操作方操作方式式 適

15、應(yīng)范適應(yīng)范圍圍 質(zhì)量狀況質(zhì)量狀況 電電 弧弧 焊焊 手工焊手工焊 短焊短焊條條(350400mm) 附于附于焊條焊條之藥之藥皮皮 全手動全手動 工位復(fù)工位復(fù)雜，形雜，形狀復(fù)雜狀復(fù)雜之焊縫之焊縫 比自動焊略比自動焊略差差 自動焊自動焊 連續(xù)連續(xù)焊絲焊絲 焊劑焊劑 全自動全自動 長而簡長而簡單的焊單的焊縫縫 質(zhì)量均勻、質(zhì)量均勻、塑性、韌性塑性、韌性好，抗腐蝕好，抗腐蝕性強(qiáng)性強(qiáng) 半自動焊半自動焊 連續(xù)連續(xù)焊絲焊絲 CO2氣體氣體保護(hù)保護(hù) 人工操人工操作前進(jìn)作前進(jìn) 任意焊任意焊縫縫 質(zhì)量均勻、質(zhì)量均勻、塑性、韌性塑性、韌性好，抗腐蝕好，抗腐蝕性強(qiáng)性強(qiáng) 電電 阻阻 焊焊 無無 無無 通電、通電、加壓、加

16、壓、機(jī)械機(jī)械 薄板點(diǎn)薄板點(diǎn)焊焊 一般用作構(gòu)一般用作構(gòu)造焊縫造焊縫 氣氣 焊焊 短、短、光焊光焊條條 無（乙無（乙炔炔 還還原）原） 手工手工 薄板、小薄板、小型、不同型、不同材質(zhì)結(jié)構(gòu)材質(zhì)結(jié)構(gòu)中中 一般用作構(gòu)一般用作構(gòu)造焊縫造焊縫 第二節(jié)第二節(jié) 焊接方法和焊縫連接形式焊接方法和焊縫連接形式二、焊縫連接形式二、焊縫連接形式按照被連接構(gòu)件的相對位置來分為：按照被連接構(gòu)件的相對位置來分為：平接（直接對接和蓋板對接）：厚度相同或相近的兩構(gòu)件平接（直接對接和蓋板對接）：厚度相同或相近的兩構(gòu)件搭接：不同厚度的兩構(gòu)件，傳力不均勻，費(fèi)材料搭接：不同厚度的兩構(gòu)件，傳力不均勻，費(fèi)材料T T形連接（頂接）：組合截面形

17、連接（頂接）：組合截面角部連接：箱形截面角部連接：箱形截面第二節(jié)第二節(jié) 焊接方法和焊縫連接形式焊接方法和焊縫連接形式蓋板對接蓋板對接三、焊縫形式三、焊縫形式按焊縫和兩個(gè)被連接件間的相對位置分類。按焊縫和兩個(gè)被連接件間的相對位置分類。對接焊縫：焊縫和兩個(gè)被連接件的平行面相連。對接焊縫：焊縫和兩個(gè)被連接件的平行面相連。角焊縫：焊縫和兩個(gè)被連接件的相交面相連。角焊縫：焊縫和兩個(gè)被連接件的相交面相連。第二節(jié)第二節(jié) 焊接方法和焊縫連接形式焊接方法和焊縫連接形式 焊 逢 的 形 式對 接 焊 逢 （ 直 縫 ） 對 接 焊 逢 （ 斜 縫 ）角 焊 逢 （ 端 縫 ） 角 焊 逢 （ 惻 縫 ）( a )

18、( b )( c )( d )( a )( b )( c )( d )對接焊縫按受力與焊縫方向分：對接焊縫按受力與焊縫方向分： a）對接正焊縫對接正焊縫：作用力方向與焊縫方向正交：作用力方向與焊縫方向正交 b）對接斜焊縫對接斜焊縫：作用力方向與焊縫方向斜交：作用力方向與焊縫方向斜交角焊縫按受力與焊縫方向分：角焊縫按受力與焊縫方向分： a a）端縫：作用力方向與焊縫長度方向垂直）端縫：作用力方向與焊縫長度方向垂直 b b）側(cè)縫：作用力方向與焊縫長度方向平行）側(cè)縫：作用力方向與焊縫長度方向平行c)c)斜角焊縫（斜縫）斜角焊縫（斜縫）第二節(jié)第二節(jié) 焊接方法和焊縫連接形式焊接方法和焊縫連接形式逢焊斷間

19、和逢焊續(xù)連逢焊續(xù)連逢焊斷間( a )( a )( b )( b )按焊縫連續(xù)性：按焊縫連續(xù)性： a）連續(xù)）連續(xù)角角焊縫焊縫（重要構(gòu)件）（重要構(gòu)件） ：受力較好：受力較好 b）斷續(xù)）斷續(xù)角角焊縫焊縫（次要構(gòu)件）（次要構(gòu)件） ：易發(fā)生應(yīng)力集中：易發(fā)生應(yīng)力集中斷斷續(xù)續(xù)角焊縫間斷距離角焊縫間斷距離l15tl15t（受壓）和（受壓）和l30tl30t（受拉），（受拉），t t為較薄件的厚度為較薄件的厚度第二節(jié)第二節(jié) 焊接方法和焊縫連接形式焊接方法和焊縫連接形式 焊逢的施焊位置俯焊 立焊 橫焊 仰焊(a)(b)(c)(d)(a)(b)(c)(d)按施焊位置：按施焊位置： 平焊（平焊（俯焊）、立焊、橫焊、仰

20、焊，其中以俯焊施工俯焊）、立焊、橫焊、仰焊，其中以俯焊施工位置最好，所以焊縫質(zhì)量也最好，仰焊最差，盡量避位置最好，所以焊縫質(zhì)量也最好，仰焊最差，盡量避免。免。 第二節(jié)第二節(jié) 焊接方法和焊縫連接形式焊接方法和焊縫連接形式四、焊縫缺陷四、焊縫缺陷 常見的焊接缺陷：常見的焊接缺陷： 裂紋、裂紋、焊瘤、焊瘤、氣孔、未焊透、夾渣、咬邊、燒穿、凹坑、氣孔、未焊透、夾渣、咬邊、燒穿、凹坑、塌陷、未焊滿。塌陷、未焊滿。缺陷的存在削弱受力面積，產(chǎn)生應(yīng)力集中，易產(chǎn)生裂紋。缺陷的存在削弱受力面積，產(chǎn)生應(yīng)力集中，易產(chǎn)生裂紋。第二節(jié)第二節(jié) 焊接方法和焊縫連接形式焊接方法和焊縫連接形式五、焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)五、焊縫質(zhì)量檢驗(yàn) 焊

21、縫質(zhì)量等級焊縫質(zhì)量等級：鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB50205）對焊縫對焊縫依其質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)依其質(zhì)量檢查標(biāo)準(zhǔn)分為一級、二級和三分為一級、二級和三級。級。 焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)方法方法：外觀檢查外觀檢查（外部尺寸和缺陷）（外部尺寸和缺陷） 內(nèi)部檢查內(nèi)部檢查（內(nèi)部缺陷）：（內(nèi)部缺陷）：超聲波探傷檢驗(yàn)超聲波探傷檢驗(yàn)（主要（主要) ) 、X射線射線、射線等（射線等（x x射線應(yīng)用廣）射線應(yīng)用廣）檢驗(yàn)、檢驗(yàn)、磁粉（輔助）、熒光檢驗(yàn)磁粉（輔助）、熒光檢驗(yàn)（輔助）（輔助） 。三級焊縫三級焊縫只要求進(jìn)行外觀檢驗(yàn)并符合標(biāo)準(zhǔn)，只要求進(jìn)行外觀檢驗(yàn)并符合標(biāo)準(zhǔn)，即檢查焊縫實(shí)際即檢查焊縫

22、實(shí)際尺寸尺寸是否符合設(shè)計(jì)要求和有無是否符合設(shè)計(jì)要求和有無看得見的裂紋，咬邊等缺陷看得見的裂紋，咬邊等缺陷 ；第二節(jié)第二節(jié) 焊接方法和焊縫連接形式焊接方法和焊縫連接形式一級焊縫一級焊縫需經(jīng)外觀檢查、超聲波探傷（檢驗(yàn)每條焊縫全部長需經(jīng)外觀檢查、超聲波探傷（檢驗(yàn)每條焊縫全部長度）、度）、x x射線檢驗(yàn)都合格；射線檢驗(yàn)都合格；二級焊縫二級焊縫需外觀檢查、超聲波探傷（檢驗(yàn)每條焊縫的需外觀檢查、超聲波探傷（檢驗(yàn)每條焊縫的2020長長度，且不小于度，且不小于200mm200mm）合格；）合格； 焊縫等級的選用焊縫等級的選用：疲勞驗(yàn)算的構(gòu)件：垂直于作用力方向的橫向疲勞驗(yàn)算的構(gòu)件：垂直于作用力方向的橫向?qū)雍缚p

23、對接焊縫受拉受拉時(shí)為一級，受壓時(shí)為二級；時(shí)為一級，受壓時(shí)為二級；不進(jìn)行疲勞計(jì)算的構(gòu)件：不進(jìn)行疲勞計(jì)算的構(gòu)件：對接焊縫對接焊縫要求等強(qiáng)時(shí)受拉焊縫不要求等強(qiáng)時(shí)受拉焊縫不低于二級，受壓時(shí)宜為二級；三級焊縫的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)低于二級，受壓時(shí)宜為二級；三級焊縫的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為主體鋼材的值為主體鋼材的85%85%；重級工作制吊車和重級工作制吊車和Q50TQ50T的中級工作制的吊車，吊車梁腹的中級工作制的吊車，吊車梁腹板與上翼緣之間的板與上翼緣之間的T T形焊透的對接與角接組合焊縫，不低形焊透的對接與角接組合焊縫，不低于二級；于二級；角焊縫一般為三級，只對直接承受動力荷載且需要驗(yàn)算疲角焊縫一般為三級，只對直接

24、承受動力荷載且需要驗(yàn)算疲勞和起重量勞和起重量Q50TQ50T的中級工作制的吊車梁的角焊縫外觀的中級工作制的吊車梁的角焊縫外觀質(zhì)量應(yīng)符合二級。質(zhì)量應(yīng)符合二級。第二節(jié)第二節(jié) 焊接方法和焊縫連接形式焊接方法和焊縫連接形式焊接時(shí)為保證質(zhì)量，需要注意之處：焊接時(shí)為保證質(zhì)量，需要注意之處： （1 1）對不熟悉的鋼種焊接時(shí)，需做工藝性能和力學(xué)性能的）對不熟悉的鋼種焊接時(shí)，需做工藝性能和力學(xué)性能的試驗(yàn)；試驗(yàn)； （2 2）焊工要進(jìn)行考核，持證上崗；）焊工要進(jìn)行考核，持證上崗； （3 3）焊條、焊絲、焊劑按規(guī)定烘焙；）焊條、焊絲、焊劑按規(guī)定烘焙； （4 4）多層焊接需連續(xù)施焊，每層焊道之間要清理；）多層焊接需連續(xù)

25、施焊，每層焊道之間要清理； （5 5）焊縫出現(xiàn)裂縫，應(yīng)申報(bào)、查明原因，方能處理。）焊縫出現(xiàn)裂縫，應(yīng)申報(bào)、查明原因，方能處理。第二節(jié)第二節(jié) 焊接方法和焊縫連接形式焊接方法和焊縫連接形式返回返回六、焊縫代號、螺栓及其孔眼六、焊縫代號、螺栓及其孔眼 焊縫符號主要由焊縫符號主要由圖形符號、輔助符號和引出線圖形符號、輔助符號和引出線等部分組等部分組成。成。引出線：引出線：橫線和帶箭頭的斜線組成，圖形符號和焊腳尺寸標(biāo)橫線和帶箭頭的斜線組成，圖形符號和焊腳尺寸標(biāo)在橫線上。在橫線上。圖形符號：圖形符號：表示焊縫的基本型式表示焊縫的基本型式輔助符號：輔助符號：焊縫的輔助要求。焊縫的輔助要求。螺栓及其孔眼圖例見課

26、本表螺栓及其孔眼圖例見課本表3.33.3。返回返回第三節(jié)第三節(jié) 角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算一、角焊縫的構(gòu)造一、角焊縫的構(gòu)造（1）角焊縫的角焊縫的截面形式：截面形式：直角角焊縫和斜角角焊縫。直角角焊縫和斜角角焊縫。）直角焊縫）直角焊縫（a）普通焊縫：應(yīng)力集中較嚴(yán)重）普通焊縫：應(yīng)力集中較嚴(yán)重（b）平坡焊縫）平坡焊縫 （正面）（正面）:承受動力荷載時(shí)采用承受動力荷載時(shí)采用（c）深熔焊縫）深熔焊縫 （側(cè)面）（側(cè)面）:承受動力荷載時(shí)采用承受動力荷載時(shí)采用 2）斜角角焊縫）斜角角焊縫（d）斜銳角焊縫）斜銳角焊縫 （e）斜鈍角焊縫）斜鈍角焊縫 （f）斜凹面角焊縫）斜凹面角焊縫 l l 主要用于鋼管

27、連接中主要用于鋼管連接中 （2） 正面角焊縫（正面角焊縫（端焊縫）端焊縫）、側(cè)面角焊縫、側(cè)面角焊縫1）端縫：焊縫垂直于受力方向，其特點(diǎn)為受力后應(yīng)力狀）端縫：焊縫垂直于受力方向，其特點(diǎn)為受力后應(yīng)力狀態(tài)較復(fù)雜，應(yīng)力集中嚴(yán)重，焊縫根部形成高峰應(yīng)力，態(tài)較復(fù)雜，應(yīng)力集中嚴(yán)重，焊縫根部形成高峰應(yīng)力，易于開裂。端縫破壞強(qiáng)度要高一些，但塑性差。易于開裂。端縫破壞強(qiáng)度要高一些，但塑性差。 2）側(cè)縫：焊縫長度方向與受力方向平行，其特點(diǎn)為應(yīng)力分布）側(cè)縫：焊縫長度方向與受力方向平行，其特點(diǎn)為應(yīng)力分布簡單些，但彈性工作階段分布并不均勻，剪應(yīng)力兩端大，中簡單些，但彈性工作階段分布并不均勻，剪應(yīng)力兩端大，中間小。側(cè)縫強(qiáng)度低

28、，但塑性較好，兩端出現(xiàn)塑性變形后間小。側(cè)縫強(qiáng)度低，但塑性較好，兩端出現(xiàn)塑性變形后將產(chǎn)將產(chǎn)生應(yīng)力重分布，在規(guī)定的長度內(nèi)應(yīng)力可趨于均勻。生應(yīng)力重分布，在規(guī)定的長度內(nèi)應(yīng)力可趨于均勻。（3 3）角焊縫的構(gòu)造要求）角焊縫的構(gòu)造要求角焊縫的幾何特征：焊腳尺寸角焊縫的幾何特征：焊腳尺寸h hf f（焊縫直角邊的邊長）和焊（焊縫直角邊的邊長）和焊縫計(jì)算長度縫計(jì)算長度l lw w。焊腳尺寸焊腳尺寸h hf f: :過小，冷卻快，產(chǎn)生淬硬，裂紋；過小，冷卻快，產(chǎn)生淬硬，裂紋； 過大，易燒傷、燒穿，熱脆區(qū)增大，殘余應(yīng)力和過大，易燒傷、燒穿，熱脆區(qū)增大，殘余應(yīng)力和殘余變形增大。殘余變形增大。 最大最大焊腳尺寸焊腳尺寸

29、：hf1.2 thf1.2 tminmin ；對于構(gòu)件；對于構(gòu)件邊緣焊縫邊緣焊縫, ,為防為防咬邊，當(dāng)板件厚度咬邊，當(dāng)板件厚度t t6mm6mm時(shí)，一般取時(shí)，一般取 hf t-(12)mmhf t-(12)mm；當(dāng)當(dāng)t6mmt6mm時(shí)，取時(shí)，取hf thf t； t tminmin為較薄焊件厚為較薄焊件厚 。 最小角腳尺寸：最小角腳尺寸：hf1.5 mmhf1.5 mm；對于；對于T T形連接的單面角形連接的單面角焊縫，應(yīng)增加焊縫，應(yīng)增加1mm1mm；當(dāng)板件厚度；當(dāng)板件厚度t 4mmt 4mm時(shí)，取時(shí)，取 hfhf為焊件為焊件厚度；對自動焊可減厚度；對自動焊可減1mm1mm。maxt 焊縫計(jì)算

30、長度焊縫計(jì)算長度l lw w : :太長，兩端應(yīng)力與中間應(yīng)力相差太大；太長，兩端應(yīng)力與中間應(yīng)力相差太大；太短，起落弧太近，局部加熱嚴(yán)重。太短，起落弧太近，局部加熱嚴(yán)重。 側(cè)面焊縫的最大計(jì)算長度：側(cè)面焊縫的最大計(jì)算長度：lw 60 hflw 60 hf，當(dāng)實(shí)際長度對于，當(dāng)實(shí)際長度對于上述數(shù)值時(shí)，其超過部分在計(jì)算中不予考慮；上述數(shù)值時(shí)，其超過部分在計(jì)算中不予考慮； 角焊縫的最小計(jì)算長度：角焊縫的最小計(jì)算長度： lw 8 hflw 8 hf，而且不得小于，而且不得小于40mm40mm。搭接連接搭接連接的構(gòu)造要求：的構(gòu)造要求： 當(dāng)板件的端部僅有兩側(cè)面角焊縫連接時(shí)，為了避免應(yīng)力傳當(dāng)板件的端部僅有兩側(cè)面角

31、焊縫連接時(shí)，為了避免應(yīng)力傳遞過分彎折而使構(gòu)件中應(yīng)力過分不均，應(yīng)使每條側(cè)焊縫長度大遞過分彎折而使構(gòu)件中應(yīng)力過分不均，應(yīng)使每條側(cè)焊縫長度大于它們之間的距離，即于它們之間的距離，即lwlw=b=b。另外為了避免焊縫收縮時(shí)引。另外為了避免焊縫收縮時(shí)引起板件的拱曲過大，還應(yīng)使起板件的拱曲過大，還應(yīng)使b b16t(16t(當(dāng)當(dāng)t t12mm)12mm)或或200mm200mm( (當(dāng)當(dāng)t=12mm)t 20mmt 20mme e）K K形：適合板厚形：適合板厚t 20mm t 20mm f f）X X形：適合板厚形：適合板厚t 20mmt 20mm對于對于v v形和形和u u形縫的跟部還需要清除焊根，并進(jìn)

32、行補(bǔ)焊；沒有形縫的跟部還需要清除焊根，并進(jìn)行補(bǔ)焊；沒有條件清根和補(bǔ)焊者，要事先加墊板。條件清根和補(bǔ)焊者，要事先加墊板。3. 對接焊縫的構(gòu)造處理對接焊縫的構(gòu)造處理 （1）起落弧處易有焊接缺陷，所以用引弧板。但采用引?。┢鹇浠√幰子泻附尤毕?，所以用引弧板。但采用引弧板施工復(fù)雜，除承受動力荷載外，一般不用，計(jì)算時(shí)將焊板施工復(fù)雜，除承受動力荷載外，一般不用，計(jì)算時(shí)將焊縫長度兩端各減去縫長度兩端各減去tmin。（2）在對接焊縫的拼接處：當(dāng)焊件的寬度不同或厚度在一側(cè)相）在對接焊縫的拼接處：當(dāng)焊件的寬度不同或厚度在一側(cè)相差相差差相差4mm以上時(shí)，應(yīng)分別在寬度方向或厚度方向從一側(cè)或以上時(shí)，應(yīng)分別在寬度方向或厚

33、度方向從一側(cè)或兩側(cè)切成坡度不大于兩側(cè)切成坡度不大于1：2.5的斜角；當(dāng)厚度不同時(shí)，焊縫坡的斜角；當(dāng)厚度不同時(shí)，焊縫坡口形式應(yīng)根據(jù)叫薄焊件厚度選取?？谛问綉?yīng)根據(jù)叫薄焊件厚度選取。 直接承受動力荷載且需要驗(yàn)算疲勞強(qiáng)度的，斜面坡度不大直接承受動力荷載且需要驗(yàn)算疲勞強(qiáng)度的，斜面坡度不大于于1：4。第四節(jié)第四節(jié) 對接焊縫的構(gòu)造與計(jì)算對接焊縫的構(gòu)造與計(jì)算（3）鋼板用縱橫十字交叉或）鋼板用縱橫十字交叉或T形交叉焊縫拼接鋼板的拼接，當(dāng)形交叉焊縫拼接鋼板的拼接，當(dāng)采用對接焊縫時(shí)，縱橫兩方向可采用十字形交叉或采用對接焊縫時(shí)，縱橫兩方向可采用十字形交叉或T形交叉。形交叉。當(dāng)為當(dāng)為T形交叉時(shí)，交叉點(diǎn)的間距形交叉時(shí)，交

34、叉點(diǎn)的間距a不小于不小于200mm 。4. 對接焊縫的強(qiáng)度對接焊縫的強(qiáng)度與鋼材的牌號、焊條型號及焊縫質(zhì)量的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)。與鋼材的牌號、焊條型號及焊縫質(zhì)量的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)。有引弧板的對接焊縫在受壓、受剪時(shí)與母材等強(qiáng)，但焊縫的抗拉有引弧板的對接焊縫在受壓、受剪時(shí)與母材等強(qiáng)，但焊縫的抗拉強(qiáng)度與焊縫質(zhì)量等級有關(guān)。強(qiáng)度與焊縫質(zhì)量等級有關(guān)。 當(dāng)采用三級質(zhì)量檢驗(yàn)方法時(shí)，因焊當(dāng)采用三級質(zhì)量檢驗(yàn)方法時(shí)，因焊縫缺陷的影響，其抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值低于焊件鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，縫缺陷的影響，其抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值低于焊件鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，故對接直焊縫的焊件鋼材常不能充分利用。若是拼接焊縫，可將故對接直焊縫的焊件鋼材常不能充分利用。若是

35、拼接焊縫，可將其改在受力較小處或改用一級、二級焊縫檢驗(yàn)方法并加引弧板。其改在受力較小處或改用一級、二級焊縫檢驗(yàn)方法并加引弧板。二、對接焊縫計(jì)算二、對接焊縫計(jì)算計(jì)算原則：計(jì)算原則：對接焊縫的應(yīng)力分布認(rèn)為與焊件原來的應(yīng)力分布對接焊縫的應(yīng)力分布認(rèn)為與焊件原來的應(yīng)力分布基本相同，可用基本相同，可用計(jì)算焊件的方法計(jì)算焊件的方法計(jì)算對接焊縫。計(jì)算時(shí)，焊計(jì)算對接焊縫。計(jì)算時(shí)，焊縫中最大應(yīng)力（或折算應(yīng)力）不能超過焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。縫中最大應(yīng)力（或折算應(yīng)力）不能超過焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 對于重要的構(gòu)件，按一、二級標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)焊縫質(zhì)量，焊縫和對于重要的構(gòu)件，按一、二級標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)焊縫質(zhì)量，焊縫和構(gòu)件等強(qiáng)，不必另行計(jì)算，只有

36、對三級焊縫，才需要計(jì)算。構(gòu)件等強(qiáng)，不必另行計(jì)算，只有對三級焊縫，才需要計(jì)算。 對接焊縫的計(jì)算包括：對接焊縫的計(jì)算包括： 軸心受力的對接焊縫計(jì)算軸心受力的對接焊縫計(jì)算 斜向受力的對接焊縫計(jì)算斜向受力的對接焊縫計(jì)算 承受彎矩和剪力共同作用的對接焊縫計(jì)算承受彎矩和剪力共同作用的對接焊縫計(jì)算第四節(jié)第四節(jié) 對接焊縫的構(gòu)造與計(jì)算對接焊縫的構(gòu)造與計(jì)算（1 1）軸心受力的對接焊縫）軸心受力的對接焊縫 N N（l lw wt t）f fw wt t或或f fw wc c 式中式中 N N 軸心拉力或壓力的設(shè)計(jì)值；軸心拉力或壓力的設(shè)計(jì)值； l lw w 焊縫計(jì)算長度，當(dāng)采用引弧板施焊時(shí)，取焊焊縫計(jì)算長度，當(dāng)采用引

37、弧板施焊時(shí)，取焊縫實(shí)際長度；當(dāng)無法采用引弧板時(shí)，每條焊縫取實(shí)際長縫實(shí)際長度；當(dāng)無法采用引弧板時(shí)，每條焊縫取實(shí)際長度減去度減去2t2t； t t 在對接接頭中為連接件的在對接接頭中為連接件的較小厚度較小厚度，不考慮焊，不考慮焊縫的余高；在縫的余高；在T T形接頭中為腹板厚度形接頭中為腹板厚度; ; f ft tw w， f fc cw w對接焊縫的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值?？箟汉笇雍缚p的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值?？箟汉缚p和質(zhì)量等級為一、二級的抗拉焊縫與母材等強(qiáng)，三級縫和質(zhì)量等級為一、二級的抗拉焊縫與母材等強(qiáng)，三級抗拉焊縫強(qiáng)度為母材的抗拉焊縫強(qiáng)度為母材的85% 85% 。NN第四節(jié)第四節(jié) 對接焊縫的構(gòu)造

38、與計(jì)算對接焊縫的構(gòu)造與計(jì)算（2 2）斜向受力的對接焊縫）斜向受力的對接焊縫fvw對接焊縫抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值對接焊縫抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 主要用于焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值低于構(gòu)件強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的連接中。主要用于焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值低于構(gòu)件強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的連接中。 優(yōu)點(diǎn)：抗動力荷載性能較好；優(yōu)點(diǎn)：抗動力荷載性能較好； 缺點(diǎn)：較費(fèi)材料缺點(diǎn)：較費(fèi)材料 。 當(dāng)當(dāng) tgtg 1.51.5即即 56.356.3 時(shí)，斜焊縫的強(qiáng)度不低于母材，時(shí)，斜焊縫的強(qiáng)度不低于母材，可不驗(yàn)算焊縫強(qiáng)度。可不驗(yàn)算焊縫強(qiáng)度。第四節(jié)第四節(jié) 對接焊縫的構(gòu)造與計(jì)算對接焊縫的構(gòu)造與計(jì)算例：計(jì)算右圖所示兩塊鋼板的對例：計(jì)算右圖所示兩塊鋼板的對接焊經(jīng)。已知板截面為接焊經(jīng)。已

39、知板截面為460460l0 l0 mmmm，承受軸心拉力設(shè)計(jì)值，承受軸心拉力設(shè)計(jì)值N N980 980 kNkN鋼材為鋼材為Q235Q235鋼，采用手工焊，鋼，采用手工焊，焊條為焊條為E43E43，焊縫質(zhì)量為三級，未，焊縫質(zhì)量為三級，未采用引弧板。采用引弧板。解：查表得解：查表得 N N（l lw wt t）f fw wt t=185N/mm=185N/mm2 2當(dāng)采用直縫時(shí)，當(dāng)采用直縫時(shí)，lw=460-2X10=440mmlw=460-2X10=440mm，焊縫應(yīng)力為，焊縫應(yīng)力為MPafMPatlNwtw18573.22210440980000可見直縫不能滿足要求，改用斜縫連接，取可見直縫不

40、能滿足要求，改用斜縫連接，取焊縫計(jì)算長度焊縫計(jì)算長度5 . 1tanmmlw53056sin440sin440MPafMPatlNwtw18529.1531053056sin980000sin剪應(yīng)力為剪應(yīng)力為正應(yīng)力為正應(yīng)力為MPafMPatlNwvw12540.1031053056cos980000cos（3 3）承受彎矩和剪力共同作用的對接焊縫計(jì)算）承受彎矩和剪力共同作用的對接焊縫計(jì)算同時(shí)受彎、剪時(shí)，分別驗(yàn)算最大正應(yīng)力、最大剪應(yīng)力同時(shí)受彎、剪時(shí)，分別驗(yàn)算最大正應(yīng)力、最大剪應(yīng)力 焊縫截面抵抗矩焊縫截面抵抗矩 焊縫截面上計(jì)算點(diǎn)處以上（以下）截面對中和軸的焊縫截面上計(jì)算點(diǎn)處以上（以下）截面對中和軸

41、的 面積矩。面積矩。第四節(jié)第四節(jié) 對接焊縫的構(gòu)造與計(jì)算對接焊縫的構(gòu)造與計(jì)算max max VVMMmax 1 max 1 VVMM1矩形截面矩形截面工字行截面工字行截面max 1 max 1 VVMM1工字型截面，對于腹板和翼緣的交界點(diǎn)，正應(yīng)力、剪應(yīng)力工字型截面，對于腹板和翼緣的交界點(diǎn)，正應(yīng)力、剪應(yīng)力雖不是最大，但都比較大，所以需驗(yàn)算折算應(yīng)力，即：雖不是最大，但都比較大，所以需驗(yàn)算折算應(yīng)力，即： 1 1、 1 1為腹板與翼緣交界點(diǎn)處的正應(yīng)力和剪應(yīng)力；為腹板與翼緣交界點(diǎn)處的正應(yīng)力和剪應(yīng)力；1.11.1為考慮到最大折算應(yīng)力只在部分截面的部分點(diǎn)出現(xiàn)，而為考慮到最大折算應(yīng)力只在部分截面的部分點(diǎn)出現(xiàn)，而

42、將強(qiáng)度設(shè)計(jì)值適當(dāng)提高。將強(qiáng)度設(shè)計(jì)值適當(dāng)提高。第四節(jié)第四節(jié) 對接焊縫的構(gòu)造與計(jì)算對接焊縫的構(gòu)造與計(jì)算（4 4）承受軸心力、彎矩和剪力共同作用的對接焊縫）承受軸心力、彎矩和剪力共同作用的對接焊縫第四節(jié)第四節(jié) 對接焊縫的構(gòu)造與計(jì)算對接焊縫的構(gòu)造與計(jì)算 上圖該牛腿截面為非對稱，在上圖該牛腿截面為非對稱，在拉力拉力作用下，全截面均勻受作用下，全截面均勻受拉，在拉，在剪力剪力作用下，整個(gè)腹板截面按均勻抗剪考慮，在作用下，整個(gè)腹板截面按均勻抗剪考慮，在彎矩彎矩作用下，中和軸以上受拉，中和軸以下受壓。因此圖中作用下，中和軸以上受拉，中和軸以下受壓。因此圖中1 1、2 2、3 3、4 4點(diǎn)均需強(qiáng)度驗(yàn)算。點(diǎn)點(diǎn)均需

43、強(qiáng)度驗(yàn)算。點(diǎn)1為下翼緣最外緣的點(diǎn)，點(diǎn)為下翼緣最外緣的點(diǎn)，點(diǎn)2 2為下翼為下翼緣與腹板的交界點(diǎn)，點(diǎn)緣與腹板的交界點(diǎn)，點(diǎn)3 3為上翼緣與腹板為上翼緣與腹板1 1的交界點(diǎn)，點(diǎn)的交界點(diǎn)，點(diǎn)4 4為上為上翼緣最外緣的點(diǎn)。翼緣最外緣的點(diǎn)。 各點(diǎn)計(jì)算為：各點(diǎn)計(jì)算為：點(diǎn)點(diǎn)1： 點(diǎn)點(diǎn)2： 點(diǎn)點(diǎn)3： 點(diǎn)點(diǎn)4：式中：式中： 有效抗剪面積，有效抗剪面積， 整個(gè)焊縫截面的截面積；整個(gè)焊縫截面的截面積； 各計(jì)算點(diǎn)到中和軸的距離。各計(jì)算點(diǎn)到中和軸的距離。 返回返回第四節(jié)第四節(jié) 對接焊縫的構(gòu)造與計(jì)算對接焊縫的構(gòu)造與計(jì)算 例例: :計(jì)算工字形截面梁拼接連計(jì)算工字形截面梁拼接連接的對接焊縫。已知鋼材為接的對接焊縫。已知鋼材為Q2

44、35BQ235BF F，采用，采用E43E43型焊條手工型焊條手工電弧焊，電弧焊，IIIIII級質(zhì)量檢驗(yàn)，用級質(zhì)量檢驗(yàn)，用引弧板施焊。拼接截面承受彎引弧板施焊。拼接截面承受彎矩矩M M1000kN1000kNm(m(設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)值) )，剪力，剪力V=225kN(V=225kN(設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)值) )。解解: 查得查得焊縫截面參數(shù)焊縫截面參數(shù):MPafwt185MPafwc215MPafwv125對接焊縫滿足強(qiáng)度要求對接焊縫滿足強(qiáng)度要求三、未焊透的對接焊縫三、未焊透的對接焊縫 未焊透的對接焊縫，焊件間存在一定縫隙，縫隙處易產(chǎn)生應(yīng)未焊透的對接焊縫，焊件間存在一定縫隙，縫隙處易產(chǎn)生應(yīng)力集中，傳力性能較差

45、，故一般的對接焊多采用焊透縫，只有當(dāng)力集中，傳力性能較差，故一般的對接焊多采用焊透縫，只有當(dāng)構(gòu)件較厚內(nèi)力較小，且受靜載作用時(shí)，方可采用未焊透的對接縫。構(gòu)件較厚內(nèi)力較小，且受靜載作用時(shí)，方可采用未焊透的對接縫。 1 1、計(jì)算方法、計(jì)算方法同角焊縫，垂直于焊縫長度方向的壓力作用下同角焊縫，垂直于焊縫長度方向的壓力作用下 f f =1.22=1.22，其他情況取，其他情況取 f f =1.0 =1.0 。2、有效厚度、有效厚度he 當(dāng)采用不焊透的對接焊縫時(shí)，應(yīng)在設(shè)計(jì)圖中注明坡口的形式當(dāng)采用不焊透的對接焊縫時(shí)，應(yīng)在設(shè)計(jì)圖中注明坡口的形式和尺寸，其有效厚度和尺寸，其有效厚度he不得小于不得小于1.5 ,

46、tmax為坡口所在焊為坡口所在焊件的較大厚度。件的較大厚度。在承受動力荷載的結(jié)構(gòu)中，垂至于受力方向在承受動力荷載的結(jié)構(gòu)中，垂至于受力方向的焊縫不宜采用不焊透的對接焊縫。的焊縫不宜采用不焊透的對接焊縫。V形坡口：當(dāng)形坡口：當(dāng) 時(shí)，時(shí)，he=s;當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)，he=0.75s。單邊單邊V形和形和K形坡口：當(dāng)形坡口：當(dāng) ，he=s-3。U形、形、J形坡口：形坡口：he=s。S為坡口深度，即根部到焊縫表面（不考慮余高）的最短距為坡口深度，即根部到焊縫表面（不考慮余高）的最短距離；離； 為坡口角度。為坡口角度。當(dāng)熔合線處焊縫截面邊長等于或當(dāng)熔合線處焊縫截面邊長等于或接近于最短距離接近于最短距離s時(shí)（時(shí)（

47、bce)，抗剪，抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按角焊縫的強(qiáng)度設(shè)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘以計(jì)值乘以0.9。maxt6060545 返回返回第五節(jié)第五節(jié) 焊接應(yīng)力和焊接變形焊接應(yīng)力和焊接變形一、焊接應(yīng)力的分類及產(chǎn)生原因一、焊接應(yīng)力的分類及產(chǎn)生原因定義定義：焊接后冷卻時(shí)，焊縫與焊縫附近的鋼材不能自由焊接后冷卻時(shí)，焊縫與焊縫附近的鋼材不能自由收縮，由此約束而產(chǎn)生的應(yīng)力稱為焊接應(yīng)力。收縮，由此約束而產(chǎn)生的應(yīng)力稱為焊接應(yīng)力。分類：分類： （1）縱向焊接應(yīng)力：）縱向焊接應(yīng)力：沿著焊縫長度方向的應(yīng)力。沿著焊縫長度方向的應(yīng)力。形成原因形成原因： 兩塊鋼板上施焊時(shí)，產(chǎn)生不均勻的溫度兩塊鋼板上施焊時(shí)，產(chǎn)生不均勻的溫度場

48、，焊縫附近溫度高達(dá)場，焊縫附近溫度高達(dá)16001600 C C，其鄰近區(qū)域溫度較低，且冷卻其鄰近區(qū)域溫度較低，且冷卻很快。冷卻時(shí)鋼材收縮，冷卻很快。冷卻時(shí)鋼材收縮，冷卻慢的區(qū)域收縮受到限制，從而慢的區(qū)域收縮受到限制，從而產(chǎn)生拉應(yīng)力，冷卻快的區(qū)域受產(chǎn)生拉應(yīng)力，冷卻快的區(qū)域受到壓應(yīng)力。到壓應(yīng)力。（2）橫向焊接應(yīng)力：）橫向焊接應(yīng)力：垂直于焊縫長度方向且平行于構(gòu)件垂直于焊縫長度方向且平行于構(gòu)件表面的應(yīng)力。表面的應(yīng)力。 橫向殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因有：橫向殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因有：焊縫縱向收縮，兩塊鋼板趨向于向外彎成弓形的趨勢，但實(shí)焊縫縱向收縮，兩塊鋼板趨向于向外彎成弓形的趨勢，但實(shí)際上焊縫將兩塊鋼板連成整體，不

49、能分開，于是在焊縫中部將際上焊縫將兩塊鋼板連成整體，不能分開，于是在焊縫中部將產(chǎn)生橫向拉應(yīng)力。產(chǎn)生橫向拉應(yīng)力。焊縫在施焊過程中，先后冷卻的時(shí)間不同，先焊的焊縫已經(jīng)焊縫在施焊過程中，先后冷卻的時(shí)間不同，先焊的焊縫已經(jīng)凝固，且具有一定的強(qiáng)度，會阻止后焊焊縫在橫向的自由膨脹，凝固，且具有一定的強(qiáng)度，會阻止后焊焊縫在橫向的自由膨脹，使其產(chǎn)生橫向的塑性壓縮變形。當(dāng)焊縫冷卻時(shí)，后焊焊縫的收使其產(chǎn)生橫向的塑性壓縮變形。當(dāng)焊縫冷卻時(shí)，后焊焊縫的收縮受到已凝固焊縫的限制而產(chǎn)生橫向拉應(yīng)力，同時(shí)在先焊部分縮受到已凝固焊縫的限制而產(chǎn)生橫向拉應(yīng)力，同時(shí)在先焊部分的焊縫內(nèi)產(chǎn)生橫向壓應(yīng)力。橫向收縮引起的橫向應(yīng)力與施焊方的焊

50、縫內(nèi)產(chǎn)生橫向壓應(yīng)力。橫向收縮引起的橫向應(yīng)力與施焊方向及先后次序有關(guān)。向及先后次序有關(guān)。焊縫的橫向殘余應(yīng)力是上述兩種原因產(chǎn)生的應(yīng)力的合成。焊縫的橫向殘余應(yīng)力是上述兩種原因產(chǎn)生的應(yīng)力的合成。第五節(jié)第五節(jié) 焊接應(yīng)力和焊接變形焊接應(yīng)力和焊接變形第五節(jié)第五節(jié) 焊接應(yīng)力和焊接變形焊接應(yīng)力和焊接變形（3）厚度方向的焊接應(yīng)力：）厚度方向的焊接應(yīng)力：垂直于焊縫長度方向且垂直于構(gòu)垂直于焊縫長度方向且垂直于構(gòu)件表面的應(yīng)力。件表面的應(yīng)力。 在厚鋼板的連接中，焊縫需要多層施焊。因此，除有縱向在厚鋼板的連接中，焊縫需要多層施焊。因此，除有縱向和橫向殘余應(yīng)力之外，沿厚度方向還存在著殘余應(yīng)力。這三種和橫向殘余應(yīng)力之外，沿厚度

51、方向還存在著殘余應(yīng)力。這三種應(yīng)力可能形成比較嚴(yán)重的同號三軸應(yīng)力；會大大降低結(jié)構(gòu)連接應(yīng)力可能形成比較嚴(yán)重的同號三軸應(yīng)力；會大大降低結(jié)構(gòu)連接的塑性。這就是焊接結(jié)構(gòu)易發(fā)生脆性破壞的原因之一。的塑性。這就是焊接結(jié)構(gòu)易發(fā)生脆性破壞的原因之一。第五節(jié)第五節(jié) 焊接應(yīng)力和焊接變形焊接應(yīng)力和焊接變形二、焊接應(yīng)力對結(jié)構(gòu)性能的影響：二、焊接應(yīng)力對結(jié)構(gòu)性能的影響：1 1）靜力強(qiáng)度：對于具有一定塑性的鋼材，在靜力荷載作用下，）靜力強(qiáng)度：對于具有一定塑性的鋼材，在靜力荷載作用下，因焊接殘余應(yīng)力是自相平衡力系，對常溫下承受靜力荷載因焊接殘余應(yīng)力是自相平衡力系，對常溫下承受靜力荷載結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度沒有影響；結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度沒有影響； 第

52、五節(jié)第五節(jié) 焊接應(yīng)力和焊接變形焊接應(yīng)力和焊接變形2 2）剛度：當(dāng)殘余應(yīng)力與外加荷載引起的應(yīng)力同號相加）剛度：當(dāng)殘余應(yīng)力與外加荷載引起的應(yīng)力同號相加以后，該部分材料將提前進(jìn)人屈服階段，局部形成塑性以后，該部分材料將提前進(jìn)人屈服階段，局部形成塑性區(qū)而剛度陣為零，繼續(xù)增加的外力將僅由彈性區(qū)承擔(dān)，區(qū)而剛度陣為零，繼續(xù)增加的外力將僅由彈性區(qū)承擔(dān)，因此構(gòu)件變形將加快，剛度降低。會使部分截面提前達(dá)因此構(gòu)件變形將加快，剛度降低。會使部分截面提前達(dá)到受壓屈服強(qiáng)度而進(jìn)入塑性受壓狀態(tài)，降低軸心受壓、到受壓屈服強(qiáng)度而進(jìn)入塑性受壓狀態(tài)，降低軸心受壓、受彎和壓彎構(gòu)件等的穩(wěn)定性。受彎和壓彎構(gòu)件等的穩(wěn)定性。3 3）對低溫冷脆

53、的影響：厚板或交叉焊縫，焊接應(yīng)力使）對低溫冷脆的影響：厚板或交叉焊縫，焊接應(yīng)力使焊縫處于三向拉應(yīng)力狀態(tài)，阻礙了塑性變形焊縫處于三向拉應(yīng)力狀態(tài)，阻礙了塑性變形, ,裂紋易發(fā)裂紋易發(fā)生和發(fā)展、增加鋼材在低溫的脆斷傾向。生和發(fā)展、增加鋼材在低溫的脆斷傾向。4 4）降低疲勞強(qiáng)度：殘余拉應(yīng)力高的地方易形成和發(fā)展降低疲勞強(qiáng)度：殘余拉應(yīng)力高的地方易形成和發(fā)展疲勞裂紋，疲勞強(qiáng)度也因而降低。疲勞裂紋，疲勞強(qiáng)度也因而降低。第五節(jié)第五節(jié) 焊接應(yīng)力和焊接變形焊接應(yīng)力和焊接變形三、三、焊接變形焊接變形：鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件或節(jié)點(diǎn)在焊接過程中，局部區(qū)：鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件或節(jié)點(diǎn)在焊接過程中，局部區(qū)域受到很強(qiáng)的高溫作用，在此不均勻的加熱和冷卻

54、過程域受到很強(qiáng)的高溫作用，在此不均勻的加熱和冷卻過程中產(chǎn)生的變形稱為焊接變形。中產(chǎn)生的變形稱為焊接變形。焊接變形的產(chǎn)生和防止焊接變形的產(chǎn)生和防止 ： 焊接變形是由于焊接過程中焊區(qū)的收縮變形引起的，表焊接變形是由于焊接過程中焊區(qū)的收縮變形引起的，表現(xiàn)在構(gòu)件局部的鼓起、歪曲、彎曲或扭曲等。現(xiàn)在構(gòu)件局部的鼓起、歪曲、彎曲或扭曲等。 表現(xiàn)主要有：縱向收縮、橫向收縮、彎曲變形、角變形、表現(xiàn)主要有：縱向收縮、橫向收縮、彎曲變形、角變形、波浪變形、扭曲變形等。如圖波浪變形、扭曲變形等。如圖 第五節(jié)第五節(jié) 焊接應(yīng)力和焊接變形焊接應(yīng)力和焊接變形四、減少焊接應(yīng)力和焊接變形的方法：四、減少焊接應(yīng)力和焊接變形的方法：

55、 設(shè)計(jì)上的措施：設(shè)計(jì)上的措施：1 1、焊件位置的安排要合理。盡量使焊縫對稱于構(gòu)件截面的中、焊件位置的安排要合理。盡量使焊縫對稱于構(gòu)件截面的中心軸，使其變形相反而抵消；連接過渡平滑，避免應(yīng)力集中心軸，使其變形相反而抵消；連接過渡平滑，避免應(yīng)力集中現(xiàn)象；現(xiàn)象； 2 2、焊縫尺寸要適當(dāng)，不得隨意增大焊縫的厚度，避免過大的、焊縫尺寸要適當(dāng)，不得隨意增大焊縫的厚度，避免過大的焊接殘余應(yīng)力。焊接殘余應(yīng)力。3 3、應(yīng)盡量避免焊縫集中，如三向交叉焊縫，焊縫的數(shù)量宜少；、應(yīng)盡量避免焊縫集中，如三向交叉焊縫，焊縫的數(shù)量宜少； 4 4、盡量避免在母材厚度方向的收縮應(yīng)力。、盡量避免在母材厚度方向的收縮應(yīng)力。5 5、避

56、免仰焊。、避免仰焊。第五節(jié)第五節(jié) 焊接應(yīng)力和焊接變形焊接應(yīng)力和焊接變形工藝上的措施：工藝上的措施：1 1、采取合理的施焊次序：例如分段退焊、分層焊和工字形、采取合理的施焊次序：例如分段退焊、分層焊和工字形截面的對角跳焊等。截面的對角跳焊等。返回返回第五節(jié)第五節(jié) 焊接應(yīng)力和焊接變形焊接應(yīng)力和焊接變形第五節(jié)第五節(jié) 焊接應(yīng)力和焊接變形焊接應(yīng)力和焊接變形2 2、采用反變形法：施焊前使結(jié)構(gòu)有一個(gè)和焊接變形相反的、采用反變形法：施焊前使結(jié)構(gòu)有一個(gè)和焊接變形相反的預(yù)變形。預(yù)變形。3 3、對于小尺寸焊件，采取焊前預(yù)熱，焊后回火加熱至、對于小尺寸焊件，采取焊前預(yù)熱，焊后回火加熱至600600度左右，然后慢慢冷卻

57、，可以消除焊接應(yīng)力和焊接變形。度左右，然后慢慢冷卻，可以消除焊接應(yīng)力和焊接變形。4 4、采取剛性、采取剛性固定法來控制固定法來控制焊接變形，但焊接變形，但增加了焊接應(yīng)增加了焊接應(yīng)力。力。返回返回類別類別 加工精度加工精度 抗剪抗剪 性能性能 成成本本 使用范圍使用范圍 精制精制 (A、B)級級 高，栓徑與高，栓徑與孔徑之差為孔徑之差為0.30.8mm，I類孔類孔 高高 高高 1）構(gòu)件精度很高的結(jié)構(gòu)，機(jī)械結(jié)構(gòu)；）構(gòu)件精度很高的結(jié)構(gòu)，機(jī)械結(jié)構(gòu)；2）連接點(diǎn)僅用一個(gè)螺栓或有模具套鉆）連接點(diǎn)僅用一個(gè)螺栓或有模具套鉆的多個(gè)螺栓連接的可調(diào)節(jié)桿件的多個(gè)螺栓連接的可調(diào)節(jié)桿件（柔性桿）（柔性桿） 粗制粗制 (C級

58、級) 較低，栓較低，栓徑與孔徑徑與孔徑之差為之差為11.5mm 較較低低 低低 1）抗拉連接；）抗拉連接； 2）靜力荷載下抗剪連接；）靜力荷載下抗剪連接； 3）加防松措施后受風(fēng)振作用抗剪；）加防松措施后受風(fēng)振作用抗剪； 4）可拆卸連接；）可拆卸連接； 5）安裝螺栓；）安裝螺栓；6）與抗剪支托配合抗拉剪聯(lián)合作用）與抗剪支托配合抗拉剪聯(lián)合作用 注：注：A級用于級用于M24以下，以下，B級用于級用于M24以上。以上。第六節(jié)第六節(jié) 螺栓連接的構(gòu)造螺栓連接的構(gòu)造1、螺栓連接的分類、螺栓連接的分類2 2、螺栓在構(gòu)件上的排列、螺栓在構(gòu)件上的排列并列：并列：比較整齊，但對構(gòu)件截面削弱較大；比較整齊，但對構(gòu)件截

59、面削弱較大；錯(cuò)列：錯(cuò)列：可減少構(gòu)件截面削弱，但排列較繁，不緊湊?？蓽p少構(gòu)件截面削弱，但排列較繁，不緊湊。第六節(jié)第六節(jié) 螺栓連接的構(gòu)造螺栓連接的構(gòu)造第六節(jié)第六節(jié) 螺栓連接的構(gòu)造螺栓連接的構(gòu)造排列時(shí)應(yīng)考慮下列要求排列時(shí)應(yīng)考慮下列要求: :1 1）受力要求受力要求：對于受：對于受拉拉構(gòu)件，螺栓的栓距和線距不應(yīng)過小，否構(gòu)件，螺栓的栓距和線距不應(yīng)過小，否則對鋼板截面削弱太多，構(gòu)件有可能沿直線或折線發(fā)生凈截面則對鋼板截面削弱太多，構(gòu)件有可能沿直線或折線發(fā)生凈截面破壞。對于受破壞。對于受壓壓構(gòu)件，沿作用力方向螺栓間距不應(yīng)過大，否則構(gòu)件，沿作用力方向螺栓間距不應(yīng)過大，否則被連接的板件間容易發(fā)生凸曲現(xiàn)象。因此，

60、從受力角度應(yīng)規(guī)定被連接的板件間容易發(fā)生凸曲現(xiàn)象。因此，從受力角度應(yīng)規(guī)定螺栓的最大和最小容許間距。螺栓的最大和最小容許間距。2 2）構(gòu)造要求構(gòu)造要求：若栓距和線距過大，則構(gòu)件接觸面不夠緊密，潮：若栓距和線距過大，則構(gòu)件接觸面不夠緊密，潮氣易于侵入縫隙而產(chǎn)生腐蝕，所以，構(gòu)造上要規(guī)定螺栓的氣易于侵入縫隙而產(chǎn)生腐蝕，所以，構(gòu)造上要規(guī)定螺栓的最大最大容許間距容許間距。3 3）施工要求施工要求：為便于轉(zhuǎn)動螺栓扳手，就要保證一定的作業(yè)空間。：為便于轉(zhuǎn)動螺栓扳手，就要保證一定的作業(yè)空間。所以，施工上要規(guī)定螺栓的所以，施工上要規(guī)定螺栓的最小容許間距最小容許間距。根據(jù)以上要求，規(guī)范規(guī)定螺栓的最大和最小容許間距見課