vA钢结构基本原理及设计

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§3-2 对接焊缝的构造实和思计考算使
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钢板厚度不同 ≤1：2.5
≤4mm
不做斜坡
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≤1：2.5
≤1：2.5
钢板宽度不同
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§3-2 对接焊缝的构造实和思计考算使
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3. 引弧板
在焊缝的起灭弧处，会出现弧坑等缺陷， 焊接时设置引弧板和引出板 对受静力荷载的结构允许不设置引弧板，焊缝计算长度 等于实际长度减2t。
2. 埋弧焊（自动或半自动）
埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧的电弧焊方法 焊丝送进和焊接方向的移动有专门机构控制的 称埋弧自动电弧焊 焊丝送进有专门机构控制，焊接方向移动靠工人操作的 称为埋弧半自动电弧焊 自动或半自动化操作，焊接工艺稳定，焊缝化学成分均 匀，焊缝质量好，焊件变形小。
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§3-1 钢结构的实连思接考使
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a)对接接头；(b)搭接接头；（c）T形接头；(d)角接接头。
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§3-1 钢结构的实连思接考使
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§3-1 钢结构的实连思接考使
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双层盖板和角焊缝对接连接，传力不均匀、费料，但施 工简便，连接两板间隙无需严格控制。
焊接缺陷对受压、受剪的对接焊缝影响不大，认为受压、 受剪的对接焊缝与母材强度相等
受拉的对接焊缝对缺陷甚为敏感
三级检验的焊缝允许存在的缺陷较多，故其抗拉强度为 母材强度的85%
一、二级检验的焊缝的抗拉强度认为与母材强度相等
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§3-2 对接焊缝的构造实和思计考算使
一. 轴心受力的对接焊缝
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大六角头型和扭剪型 安装时通过特别的板手，以较大的扭矩上紧螺帽，使螺
杆产生很大的预拉力 使接触面间产生摩擦力，传递外力 这种连接称为高强度螺栓摩擦型连接 优点：施工方便，对构件削弱小，可拆换，承受动力荷
载，耐疲劳，韧性和塑性好
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最明确可靠的检验方法是x射线或y射线透照或拍片， x 射线应用较广。
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超声波探伤 一级焊缝标准检测
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《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）规 定焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级和三级。
角焊缝的搭接连接，适用不同厚度构件连接。传力不均 匀，材料较费，但构造简单，施工方便。
T型连接省工省料，用于制作组合截面。当采用角焊缝 连接时，焊件间存在缝隙，截面突变，应力集中现象严重， 疲劳强度较低，可用于不直接承受动力荷载结构连接。
对于直接承受动荷载的结构？
2. 焊缝形式
a) 对接焊缝：正对接焊缝、斜对接焊缝。 b) 角焊缝： 正面角焊缝、侧面角焊缝、斜焊缝。
一般情况下，每条焊缝的 两端常因焊接时起弧、灭弧的 影响而较易出现弧坑、未熔透 等缺陷，常称为焊口，容易引 起应力集中，对受力不利。
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§3-2 对接焊缝的构造实和思计考算使
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3.2.2 对接焊缝的计算
对接焊缝的强度与所用钢材的牌号、焊条型号及焊缝质 量的检验标准等因素有关
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埋弧自动电弧焊 1—焊丝转盘；2—转动焊丝的电动机；3—焊剂漏斗；4—电源； 5—熔化的焊剂；6—焊缝金属；7—焊件；8—焊剂；9—移动方向
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现场用自动行走埋弧焊机焊接重型H型钢
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E代表焊条 E后面的两个数字如43表示焊条钢丝抗拉强度为： 43kgf／mm2(420N／mm2)。 数字后的两个×，表示焊条药皮类型、适用的施焊位置 以及适用的焊接电源
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不同强度钢材焊接，采用与较低强度钢材适应焊接材料 用与较低强度钢材相适应焊条施焊，焊缝塑性性能与冲 击韧性好。
平焊有时称作俯焊， 施焊方便，质量易保证；
仰焊困难。设计和 制造时应尽量考虑使多 数焊缝能在平焊或较方 便的位置焊接．避免仰 焊。
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四. 焊缝缺陷及焊缝质量检验 1. 焊缝缺陷
常见的缺陷有裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、夹渣、 咬边、未熔合、未焊透。
§3-2 对接焊缝的构造和计算
焊透的对接焊缝和T形对接与角接组合焊接 部分焊透的对接焊缝和T形对接与角接组合焊缝
3.2.1对接焊缝的构造
1. 坡口型式
对接焊缝的焊件常需做成坡口，故又叫坡口焊缝 当焊件厚度很小（手工焊6mm，埋弧焊10mm）时， 直边缝 一般厚度焊件可采用单边V形或V形焊缝 较厚的焊件（t >20mm），采用U形、K形和X形坡口
分为对接、搭接、T型连接和角部连接 对接连接主要用于厚度相同或接近相同的两构件相互连接。 采用对接焊缝的对接连接，由于相互连接的两构件在同 一平面内，因而传力均匀平缓，没有明显的应力集中，且用 料经济，但是焊件边缘需要加工，被连接两板的间隙和坡口 尺寸有严格的要求。
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铆钉连接的质量和受力性能与钉孔的制法有很大关系。 钉孔的制法分为Ⅰ、Ⅱ两类。 Ⅰ类孔是用钻模钻成，或先冲成较小的孔，装配时再扩钻 而成，质量较好。 Ⅱ类孔是冲成或不用钻模钻成，简单，但构件拼装时钉孔 不易对齐，故质量较差。
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优点 塑性、韧性比焊接连接好 传力可靠，连接质量容易检查 对主体金属材质质量要求比焊接低
缺点 钉孔削弱 制孔和打铆 要求技术水平 劳动条件差
铆钉连接由于构造复杂，费钢费工，现已很少采用。
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二. 螺栓连接
螺栓连接分普通螺栓连接和高强度螺栓连接
1. 普通螺栓连接
分为A、B、C三级。 A级与B级为精制螺栓，C级为粗制螺栓 C级螺栓材料性能等级为4.6级或4.8级 A级和B级螺栓材料性能等级则为5.6级或8.8级 8.8级其抗拉强度不小于800N/mm2，屈强比为0.8 C级螺栓由未经加工的圆钢压制而成 螺栓孔的直径比螺栓杆的直径大1.5~3mm A、B级螺栓由毛坯在车床上经过切削加工精制而成
1. 需进行疲劳计算的构件中，凡对接焊缝均应焊透 ①力垂直于焊缝长度方向的横向对接焊缝或T型对接与角接 组合焊缝，受拉时应为一级，受压时应为二级 ②力平行于焊缝长度方向的纵向对接焊缝应为二级
2. 不计算疲劳的构件，要求与母材等强的对接焊缝应 予焊透，其质量等级当受拉时应不低于二级，受压时宜为 二级
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1. 计算
在对接接头和T形接头中，垂直于轴心拉力或轴心压力N 的对接焊缝，其强度应按下式计算：
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N
lwt
ftw或fcw
式中： lw——焊缝计算长度，
钢板宽度b，未采用引弧板施焊时取(b –2t) mm； t ——在对接接头中为被连接两钢板的较小厚度
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焊缝代号
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当焊缝分布比较复杂或用上述标注方法不能表达清楚 时，在标注焊缝代号的同时，可在图形上加栅线表示。
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螺栓图例
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优点：设备简单，操作灵活方便，适于任意空间位置的 焊接，特别适于焊接短焊缝。
缺点：生产效率低，劳动强度大，焊接质量与焊工的技 术水平和精神状态有很大的关系。
对Q235钢采用E43型焊条 对Q345钢采用E50型 对Q390钢和Q420钢采用E55型
①直接承受动力荷载且需要验算疲劳的结构和吊车起重 量等于或大于50t的中级工作制吊车梁，焊缝的外观质量标 准应符合二级；
②对其他结构，焊缝的外观质量标准可为三级。
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3.1.2 铆钉和螺栓连接
一. 铆钉连接
铆钉连接有热铆和冷铆二种方法。 热铆是由烧红的钉坯插入构件的钉孔中，压铆机铆合而成 冷铆是在常温下铆合而成 在建筑结构中一般采用热铆 专用钢材BL2和BL3号钢制成
高强度螺栓也可同普通螺栓一样，允许接触面滑移，依靠 螺栓杆和螺栓孔之间的承压来传力。这种连接称为高强度螺栓 承压型连接。
摩擦型连接的栓孔直径比螺杆的公称直径d大1.5~2.0mm； 承压型连接的栓孔直径比螺杆的公称直径d大1.0~1.5mm。
3.1.4 焊缝代号、螺栓图例
《焊缝符号表示法》规定：焊缝代号由引出线、图形符号和 辅助符号三部分组成。
三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查且符合三级质量 标准；
要求全焊透的一级、二级焊缝则除外观检查外，还要求 用超声波探伤进行内部缺陷的检验，
超声波探伤不能对缺陷作出判断时，应采用射线探伤检 验。
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3. 焊缝质量等级的规定
GB50017规范规定，焊缝应根据结构的重要性、荷载特 性、焊缝形式、工作环境、应力状态等情况。
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2. 高强度螺栓连接
45号钢，40B钢和20MnTiB钢加工制作 经热处理后，螺栓抗拉强度应分别不低于 800N/mm2和1000N/mm2 屈强比分别为0.8和0.9 等级分别称为8.8级和10.9级
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对于V形缝和U形缝需对焊缝根部进行补焊。
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2. 板宽度不同、厚度不同
对接焊缝拼接处，当焊件的宽度不同或厚度相差4mm 在宽度方向或厚度方向从一侧或两侧做成坡度不大于 1:2.5的斜角，以使截面过渡平缓，减小应力集中。
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3. 重级工作制和起重量Q≥50t的中级工作制吊车梁的腹 板与上翼缘之间的T形接头焊缝焊透。焊缝形式一般为对接 与角接的组合焊缝，其质量等级不应低于二级
4. 不焊透的T形接头采用的角焊缝或部分焊透的对接与 角接组合焊缝，以及搭接连接采用的角焊缝，其质量等级为：
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c)焊缝沿长度方向的布置分为连续角焊缝和间断角焊缝
连续角焊缝和间断角焊缝
d)焊缝按施焊位置分为平焊、横焊、立焊及仰焊
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施焊时焊缝在焊件 之间的相对空间位置、 焊缝连接可分为平焊、 横焊、立焊和仰焊等。
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3. 气体保护焊
气体保护焊采用裸焊丝用从焊枪中喷出的气体保护施 焊过程中的电弧、熔池和高温焊缝金属，用保护气体代替 了焊剂
二氧化碳作为保护气体，称为二氧化碳保护焊
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二氧化碳保护焊的焊接效率高，金属熔化深度大，焊缝 质量好，是一种良好的焊接方法， 施焊时周围的风速要小，以免气体被吹散。
裂纹
焊瘤 烧穿 弧坑 气孔
夹渣
咬边
未熔合
未焊透
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2. 焊缝质量检验
缺陷处引起应力集中，故对连接的强度、冲击韧性及 冷弯性能等均有不利影响。
焊缝质量检验一般可用外观检查及无损检验，前者检 查外观缺陷和几何尺寸，后者检查内部缺陷。
无损检验目前广泛采用超声波检验，使用灵活经济， 对内部缺陷反应灵敏，但不易识别缺陷性质；
4. 电阻焊
电阻焊利用电流通过焊件接触点表面电阻所产生的热来熔 化金属，再通过加压使其焊合。
适用于板叠厚度不大于12mm的焊接。对冷弯薄壁型钢构 件，电阻焊可用来缀合壁厚不超过3.5mm的构件。
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三. 焊接连接形式及焊缝形式 1. 焊缝连接形式