钢结构中角焊缝和对接焊缝的新容许应力

钢结构焊缝基础知识（一）一、钢结构焊缝的分类依据《钢结构焊接规范》GB50661-2011,焊缝按照焊缝接头形式的不同，可分为对接接头、角接接头、搭接接头、T形接头、十字接头。

按照焊缝类型不同又分为对接焊缝、角焊缝和组合焊缝。

根据焊缝熔透情况又分为全熔透焊缝和部分熔透焊缝，全熔透焊缝一般主要应用于受力要求较高的承重部位的连接。

二、焊接缺陷类型（一）定义焊接缺欠：在焊接接头中因焊接产生的金属不连续、不致密或连接不良的现象。

简称“缺欠”。

焊接缺陷：超过规定限值的缺欠。

（二）标准规范中缺欠和缺陷的分类依据《金属熔化焊接头缺欠分类及说明》GB/T 6417.1-2005,焊缝欠缺可根据性质、特征分为6个大类：裂纹、孔穴、固体夹杂、未熔合及未焊透、形状和尺寸不良、其他缺欠。

每种缺欠又可根据其位置和状态进行分类，相关缺欠示意图见规范。

1、裂纹：一种在固态下由局部断裂产生的缺欠，它可能源于冷却或应力效果。

具体可分为微观裂纹、横向裂纹、放射状裂纹等。

2、孔穴：具体可分为气孔（球形气孔、均布气孔等）、缩孔（结晶缩孔、弧坑缩孔等）。

3、固体夹杂：在焊缝金属中残留的固体杂物。

具体可分为夹渣、焊剂夹渣、氧化物夹杂、皱褶等。

4、未熔合及未焊透：可分为未熔透、未焊透、根部未焊透、钉尖。

5、形状和尺寸不良：焊缝的外表面形状或接头的几何形状不良。

可具体分为咬边、连续咬边、缩沟、凸度过大、下塌、焊瘤、烧穿等。

6、其他缺欠：可具体分为电弧擦伤、飞溅等等。

（三）常见的外部缺陷1、焊缝过短或未焊满。

2、焊缝中间断开。

3、焊瘤：焊接过程中，熔化金属流淌到未熔化的母材上所形成的金属瘤；焊瘤存在于焊缝表面，在其下方往往存在未熔合、未焊透等缺陷。

4、焊穿：也称烧穿焊接过程中，熔化金属自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷。

5、气孔：由于焊缝金属在熔化状态吸收的气体在其凝固过程中来不及逸出所造成的。

6、缩孔：气孔的一种，熔化金属在凝固过程中收缩而产生的。

钢结构焊缝讲解钢结构焊缝是指在钢结构中进行焊接连接的部位。

焊缝的质量直接影响着钢结构的强度和稳定性。

本文将从焊缝的定义、分类、常见问题以及质量控制等方面进行讲解。

一、焊缝的定义焊缝是指通过焊接工艺将两个或多个钢材连接在一起的部位。

焊接是一种将金属材料熔化并冷却后形成连接的工艺。

焊缝通常由焊接金属和熔化区组成。

二、焊缝的分类根据焊接方式和形式的不同，焊缝可以分为多种类型。

常见的焊缝分类包括：角焊缝、对接焊缝、搭接焊缝、角接焊缝、对角焊缝等。

不同类型的焊缝适用于不同的连接需求。

三、焊缝的常见问题在焊接过程中，可能会出现一些常见的焊缝问题。

例如焊缝裂纹、气孔、夹渣、未熔合等。

这些问题可能会降低焊缝的质量，影响钢结构的强度和稳定性。

因此，在焊接过程中需要注意避免这些问题的发生。

四、焊缝质量控制为了确保焊缝的质量，需要进行严格的质量控制。

首先，焊工应具备良好的焊接技术和经验。

其次，焊接材料的选择和预处理也十分重要。

此外，焊接过程中的温度、焊接速度、焊接电流等参数的控制也是关键。

最后，对焊缝进行非破坏性检测和力学性能测试，以确保焊缝的质量符合要求。

总结：钢结构焊缝是钢结构中进行焊接连接的部位。

焊缝的质量直接影响着钢结构的强度和稳定性。

本文从焊缝的定义、分类、常见问题以及质量控制等方面进行了讲解。

在焊接过程中，需要注意避免焊缝裂纹、气孔、夹渣、未熔合等问题的发生。

通过严格的质量控制，可以确保焊缝的质量符合要求。

只有焊缝质量良好，才能保证钢结构的安全可靠。

《钢结构基本原理》作业判断题2、钢结构在扎制时使金属晶粒变细，也能使气泡、裂纹压合。

薄板辊扎次数多，其性能优于厚板。

正确错误答案：正确1、目前钢结构设计所采用的设计方法，只考虑结构的一个部件，一个截面或者一个局部区域的可靠度，还没有考虑整个结构体系的可靠度.答案：正确20、柱脚锚栓不宜用以承受柱脚底部的水平反力，此水平反力应由底板与砼基础间的摩擦力或设置抗剪键承受。

答案：正确19、计算格构式压弯构件的缀件时，应取构件的剪力和按式计算的剪力两者中的较大值进行计算。

答案：正确18、加大梁受压翼缘宽度，且减少侧向计算长度，不能有效的增加梁的整体稳定性。

答案：错误17、当梁上翼缘受有沿腹板平面作用的集中荷载，且该处又未设置支承加劲肋时，则应验算腹板计算高度上边缘的局部承压强度。

答案：正确16、在格构式柱中，缀条可能受拉，也可能受压，所以缀条应按拉杆来进行设计。

答案：错误15、在焊接连接中，角焊缝的焊脚尺寸愈大，连接的承载力就愈高.答案：错误14、具有中等和较大侧向无支承长度的钢结构组合梁，截面选用是由抗弯强度控制设计，而不是整体稳定控制设计。

答案：错误13、在主平面内受弯的实腹构件，其抗弯强度计算是以截面弹性核心几乎完全消失，出现塑性铰时来建立的计算公式。

答案：错误12、格构式轴心受压构件绕虚轴稳定临界力比长细比相同的实腹式轴心受压构件低。

原因是剪切变形大，剪力造成的附加绕曲影响不能忽略。

答案：正确11、轴心受力构件的柱子曲线是指轴心受压杆失稳时的临界应力与压杆长细比之间的关系曲线。

答案：正确10、由于稳定问题是构件整体的问题，截面局部削弱对它的影响较小，所以稳定计算中均采用净截面几何特征。

答案：错误9、无对称轴截面的轴心受压构件，失稳形式是弯扭失稳。

答案：正确8、高强度螺栓在潮湿或淋雨状态下进行拼装，不会影响连接的承载力，故不必采取防潮和避雨措施。

答案：错误7、在焊接结构中，对焊缝质量等级为3级、2级焊缝必须在结构设计图纸上注明，1级可以不在结构设计图纸中注明。

钢结构焊接规范钢结构从下料、组对、焊接、检验等工艺钢结构手工电弧焊焊接施工工艺标准依据标准：《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法》GB11345《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》GB3323《焊接球节点钢网架焊缝超声波探伤方法及质量分级法》JBJ/《螺栓球节点钢网架焊缝超声波探伤方法及质量分级法》JBJ/《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ811、范围本工艺标准适用于一般工业与民用建筑工程中钢结构制作与安装手工电弧焊焊接工程。

2、施工准备材料及主要机具电焊条：其型号按设计要求选用，必须有质量证明书。

按要求施焊前经过烘焙。

严禁使用药皮脱落、焊芯生锈的焊条。

设计无规定时，焊接Q235钢时宜选用E43系列碳钢结构焊条；焊接16Mn钢时宜选用E50系列低合金结构钢焊条；焊接重要结构时宜采用低氢型焊条（碱性焊条）。

按说明书的要求烘焙后，放入保温桶内，随用随取。

酸性焊条与碱性焊条不准混杂使用。

引弧板：用坡口连接时需用弧板，弧板材质和坡口型式应与焊件相同。

主要机具：电焊机（交、直流）、焊把线、焊钳、面罩、小锤、焊条烘箱、焊条保温桶、钢丝刷、石棉条、测温计等。

作业条件熟悉图纸，做焊接工艺技术交底。

施焊前应检查焊工合格证有效期限，应证明焊工所能承担的焊接工作。

现场供电应符合焊接用电要求。

环境温度低于0℃，对预热，后热温度应根据工艺试验确定。

3、操作工艺工艺流程：作业准备→电弧焊接（平焊、立焊、横焊、仰焊）→焊缝检查。

钢结构电弧焊接平焊选择合格的焊接工艺，焊条直径，焊接电流，焊接速度，焊接电弧长度等，通过焊接工艺试验验证。

清理焊口：焊前检查坡口、组装间隙是否符合要求，定位焊是否牢固，焊缝周围不得有油污、锈物。

烘焙焊条应符合规定的温度与时间，从烘箱中取出的焊条，放在焊条保温桶内，随用随取。

焊接电流：根据焊件厚度、焊接层次、焊条型号、直径、焊工熟练程度等因素，选择适宜的焊接电流。

《钢结构》网上辅导材料二钢结构的焊接连接钢结构的连接方法可分为焊缝连接、螺栓连接和铆钉连接三种。

焊接连接是现代钢结构最主要的连接方法。

它的优点是：（1）焊件间可直接相连，构造简单，制作加工方便；（2）不削弱截面，用料经济；（3）连接的密闭性好，结构刚度大；（4）可实现自动化操作，提高焊接结构的质量。

缺点是：（1）在焊缝附近的热影响区内，钢材的材质变脆；（2）焊接残余应力和变形使受压构件承载力降低；（3）焊接结构对裂纹很敏感，低温时冷脆的问题较为突出。

一、焊缝的形式1．角焊缝图 1 直角角焊缝截面图 2 斜角角焊缝截面角焊缝按其截面形式可分为直角角焊缝和斜角角焊缝。

两焊脚边的夹角为90°的焊缝称为直角角焊缝，直角边边长h f 称为角焊缝的焊脚尺寸，h e ＝0.7h f 为直角角焊缝的计算厚度。

斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中。

对于夹角大于135°或小于60°的斜角角焊缝，不宜用作受力焊缝（钢管结构除外）。

2．对接焊缝对接焊缝的焊件常需加工成坡口，故又叫坡口焊缝。

焊缝金属填充在坡口内，所以对接焊缝是被连接件的组成部分。

坡口形式与焊件厚度有关。

当焊件厚度很小（手工焊≤t 6mm ，埋弧焊≤t 10mm ）时，可用直边缝。

对于一般厚度（t=10～20mm ）的焊件可采用具有斜坡口的单边V 形或V 形焊缝。

斜坡口和离缝c共同组成一个焊条能够运转的施焊空间，使焊缝易于焊透；钝边p有托住熔化金属的作用。

对于较厚的焊件（t＞20mm），则采用U形、K形和X形坡口。

对于V形缝和U形缝需对焊缝根部进行补焊。

对接焊缝坡口形式的选用，应根据板厚和施工条件按现行标准《建筑结构焊接规程》的要求进行。

凡T形，十字形或角接接头的对接焊缝称之为对接与角接组合焊缝。

图3 对接焊缝的坡口形式3．焊缝质量检验《钢结构工程施工质量验收规范》规定焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级和三级。

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；一级、二级焊缝则除外观检查外，还要求一定数量的超声波检验并符合相应级别的质量标准。

国家开放大学《钢结构（本）》形考任务2附参考答案红色标记为答案，注意答案顺序变化一、选择题（每小题2分，共40分）01．钢结构的连接按照连接的方法主要分为焊缝连接、螺栓连接、铆钉连接和销轴连接，其中出现最早的是（）A.铆钉连接B.焊缝连接C.螺栓连接D.销轴连接02．摩擦型高强度螺栓抗剪连接的承载力取决于（）A.螺旋强度和螺栓的长度B.螺栓孔的大小和螺栓直径的大小C.连接件的厚度和强度D.高强度螺栓的预拉力和板件接触面间的摩擦系数的大小03．摩擦型高强度螺栓连接和承压型高强度螺栓连接的不同之处体现在（）A.设计计算方法和孔径方面B.接触面的处理方面C.施工要求方面D.材料和预拉力方面04．利用二氧化碳气体或其他惰性气体作为保护介质的电弧熔焊方法指的是（）A.半自动埋弧焊B.自动埋弧焊C.气体保护焊D.手工电弧焊05．与焊件在同一平面内，且焊缝金属充满母材的焊缝称为（）A.对接角接组合焊缝B.角焊缝C.塞焊缝D.对接焊缝06．按施焊时焊缝在焊件之间的相对空间位置分为平焊、横焊、立焊及仰焊，其中操作条件最差的是（）A.立焊B.仰焊C.平焊D.横焊07．常见的焊缝缺陷包括裂纹、焊瘤、烧穿、气孔等，其中焊缝连接中最危险的缺陷是（）A.烧穿B.裂纹C.气孔D.焊瘤08．焊缝的表示方法中，符号“V”表示的是（）A.V形角焊缝B.V形角部连接C.V形破口的对接焊缝D.V形搭接焊缝09．对接焊缝的构造规定主要包括（）A.引出线、坡口和引弧板B.坡口、引出线和过渡坡C.坡口、引弧板和过渡坡D.引出线、引弧板和过渡坡10．焊缝长度方向与作用力垂直的角焊缝是（）A.侧面角焊缝B.混合焊缝C.斜角焊缝D.正面角焊缝11．焊缝长度方向与作用力平行的角焊缝是（）A.侧面角焊缝B.混合焊缝C.正面角焊缝D.斜角焊缝12．在弹性阶段，侧面角焊缝应力沿长度方向的分布为（）A.一端大、一端小B.两端小、中间大C.两端大、中间小D.均匀分布13．直角角焊缝的强度计算公式，式中符号表示（）A.平行于焊缝长度方向的剪应力B.角焊缝的强度设计值C.垂直于焊缝长度方向的应力D.正面角焊缝的强度设计值增大系数14．焊接残余应力不影响结构（构件）的（）A.刚度B.稳定性C.静力强度D.疲劳强度15．螺栓的排列方式说法有误的一项是（）A.相比并列排列，错列排列截面削弱较大，是目前常用的排列形式B.螺栓的排列方式分并列和错列两种C.错列排列的截面削弱小，连接不紧凑，传力小D.并列连接排列紧凑，布孔简单，传力大16．下列关于螺栓在构件排列的相关要求说法有误的一项是（）A.受压构件，当沿作用力方向的螺栓距过小时，在被连接的板件间易发生张口或鼓曲现象B.在受力方向，螺栓的端距过小时，钢板有被剪断的可能C.当螺栓栓距及线距过大时，被连接构件接触面不够紧密，潮气易侵入缝隙而产生腐蚀D.要保证一定的施工空间，便于转动螺栓扳手，因此规定了螺栓最小容许间距17．普通螺栓连接按螺栓的受力情况可分为（）A.抗剪型连接、抗压型连接和拉剪型连接B.抗压型连接、抗拉型连接和拉剪型连接C.抗剪型连接、抗拉型连接和拉剪型连接D.抗剪型连接、抗拉型连接和抗压型连接18．高强度螺栓连接分为（）A.摩擦型连接和承压型连接B.螺旋型连接和扭剪型连接C.摩擦型连接和螺旋型连接D.承压型连接和螺旋型连接19．普通螺栓连接按螺栓的受力情况可分为抗剪型连接、抗拉型连接和拉剪型连接，其中最常见的是（）A.抗剪型连接B.拉剪型连接C.抗拉型连接D.不能确定20．螺栓群在轴力作用下的受剪连接，各个螺栓的内力沿螺栓群长度方向不均匀，分布特点为（）A.一端大、一端小B.两端大、中间小C.均匀分布D.两端小、中间大二、判断题（每小题2分，共20分）21．钢结构的连接是指通过一定的方式将钢板或型钢组合成构件，或者将若干个构件组合成整体结构，以保证其共同工作。

角焊缝的构造和计算一、角焊缝的构造（一）角焊缝的形式角焊缝按其长度方向和外力作用方向的关系可分为与力作用方向平行的侧面角焊缝，与力作用方向垂直的正面角焊缝（端焊缝）和与力作用方向成斜角的斜向角焊缝（图2-6）。

角焊缝按两焊脚边的夹角可分为直角角焊缝（图2-19a、b、c、d）和斜角角焊缝（图2-19e、f、g）两种。

直焊缝的受力性能较好，应用广泛；斜角角焊缝当两焊脚边夹角α大于135°或小于60°时，除钢管结构外，不宜用作受力焊缝。

图中h f称为角焊缝的焊脚尺寸。

各种角焊缝的焊脚尺寸h f均示于图2-19。

图2-19（b）的不等边角焊缝以较小焊脚尺寸为h f。

本节主要介绍直角角焊缝的构造、工作性能和计算方法。

图2-19 角焊缝的截面形式角焊缝按其截面形式可分为普通型（图2-19a）、平坦型（图2-19b）和凹面型（图2-19c）三种。

钢结构一般采用普通型截面，其两焊脚尺寸比例为1：1，近似于等腰直角三角形，但其力线弯折，应力集中严重，在焊缝根部形成高峰应力，使焊缝容易开裂。

因此对直接承受动力荷载的结构，为使传力平缓，正面角焊缝可改用两焊脚尺寸比例为1：的平坦型（长边顺内力方向），侧面角焊缝则宜采用比例为1：1的凹面型。

普通型角焊缝计算承载力时，按最小截面即α/2角处截面（直角角焊缝在45°角处截面）计算，该截面称为有效截面或计算截面。

其截面厚度称为计算厚度h e（图2-19a）。

直角角焊缝的计算厚度h e= h f，不计凸出部分的余高。

凹面型焊缝和平坦型焊缝的h f和h e，按图2-19（b）和图2-19（c）采用。

（二）角焊缝的构造要求1. 最小焊脚尺寸角焊缝的焊脚尺寸与焊件的厚度有关，当焊件较厚而焊脚又过小时，焊缝内部将因冷却过快而产生淬硬组织，容易使焊缝附近主体金属产生裂纹。

因此，角焊缝的最小焊脚尺寸h fmin （mm ）应符合下式要求（图2-20a ）：（2-12） 此处t max 为较厚焊件的厚度（mm ）。

T形接头组合焊缝及角焊缝焊脚K的选取陈奎昌高景荣摘要 T形接头是钢结构中常用的焊接接头形式，焊脚尺寸的大小直接关系到结构件的机械性能和使用性能，本文从理论和实践上对焊脚尺寸的选取进行了论述。

关键词 T形接头角焊缝组合焊缝焊脚尺寸根据国标GB/T3375“焊接术语”规定，T形接头的焊缝型式有两种：一种是不开坡口的叫角焊缝（见图1）；一种是开单边V形或K形坡口的没有焊脚的焊缝叫对接焊缝（见图2）考虑到应力传递和应力集中的问题，一般都要有一个焊脚,如图3所示，这种焊缝是由对接焊缝加角焊缝组成的，所以也叫组合焊缝。

有关角焊缝的外形尺寸名称见图4（a为凸形角焊缝，b为凹形角焊缝）。

图 1 图 2 图 3图2所示的对接焊缝是很少采用的，因为这种接头断面变化太大，在拐角处将引起很大的应力集中，易导致接头的脆性破坏和疲劳破坏。

图1所示的角焊缝的受力比较简单，就是通过两侧角焊缝的焊缝计算厚度（即焊喉）来传递应力——通过该断面的抗剪应力传递接头的剪应力和拉、压应力，它的焊脚K是这样确定的：1 角焊缝焊脚K的选取图 4(1)接头焊缝传递拉、压应力按等强度计算：[σ]×t=2×0.7K[τ] ①式中:t ——垂直板板厚 mm[σ]——钢材抗拉、压许用应力 MPa[τ]——钢材抗剪切许用应力 MPaK——焊脚 mm∵[τ]=0.7[σ] ②将②式代入①式得：[σ]×t=2×0.7K×0.7[σ]则：t=0.98K一般按K=t选取。

⑵接头焊缝传递剪应力按等强度计算：[τ] ×t=2×0.7K[τ] ③则：t=1.4K即:K=0.714t一般按K=0.7t选取。

(3)梁柱系腹板受压区的加劲板的T形接头角焊缝这种接头主要是为防止梁柱腹板受压区失稳而设置的，它的焊缝一般不作受力计算，通常按加劲板板厚的0.5～0.6倍选取，一般不小于6mm。

角焊缝的设置不外乎以上三种形式,但我们发现不少设计图纸选取的焊脚尺寸普遍偏大，象水工闸门主梁、底梁、边梁的劲板，板厚14mm，角焊缝焊脚取到K=1240，如果按上限控制，K可以焊到16mm，这不仅加大了热影响区尺寸、加大了焊接应力和变形，还浪费了材料和工时，并且对强度没有任何好处。

对接焊缝和角焊缝最短距离一、先搞清楚啥是对接焊缝和角焊缝。

咱先得知道对接焊缝和角焊缝都是焊接结构里常见的东西。

对接焊缝呢，就像是把两块材料的边边直接对在一起，然后焊接起来，就像把两根筷子头对头，中间那条焊缝就是对接焊缝啦。

角焊缝就不一样喽，它是在两块材料成一定角度（通常是直角）的地方焊接的，就像一个小三角似的焊缝。

这俩家伙在各种建筑结构、机械制造里可都是超级重要的存在呢。

二、为啥要关注它们的最短距离。

宝子们，这可不是瞎讲究。

你想啊，如果对接焊缝和角焊缝离得太近，就像两个人挤在一个特别小的空间里，那肯定会出问题的呀。

在实际的工程里，要是距离过短，焊接的时候产生的热应力就会互相影响。

就好比你烤火，两个小火堆离得太近，周围的温度就会变得很奇怪，材料也会被这奇怪的温度影响。

而且呀，距离短了还可能导致焊接的质量不好，比如说焊缝可能会出现裂缝或者变形之类的，这就像盖房子基础没打好，房子就不稳当，多危险呀。

三、影响最短距离的因素。

1. 材料的性质。

不同的材料就像不同性格的人一样。

有的材料比较“坚强”，能承受更大的热影响，这种材料可能允许对接焊缝和角焊缝离得稍微近一点。

比如说钢材里的高强度钢，它就比较能抗。

但是像一些比较“脆弱”的材料，像铝合金之类的，就需要让它们的焊缝离得远一些，不然就容易出乱子。

2. 焊接的工艺。

焊接工艺就像是做菜的方法。

不同的焊接工艺产生的热量、应力情况都不一样。

比如说手工电弧焊和气体保护焊，它们产生的热量分布就有差别。

如果是热量比较集中的焊接工艺，那对接焊缝和角焊缝的最短距离可能就要留得大一些，就像大火炒菜的时候，锅周围要空出点地方，不然容易糊锅一样。

3. 结构的受力情况。

这个也很关键呢。

如果一个结构受力比较大，就像一个人扛着很重的东西，那焊缝就像它的关节一样重要。

在这种情况下，对接焊缝和角焊缝的最短距离就得好好考虑，不能太近，不然在受力的时候，焊缝就容易出问题，就像人的关节如果错位了，人就走不了路啦。

结构设计知识：钢结构设计规范中角焊缝的抗剪强度高于对接焊缝抗
钢结构设计规范中角焊缝的抗剪强度高于对接焊缝抗剪强度为什么？
焊缝金属本身的强度较高，这是大量试验的结果，有资料说，焊接相当于电炉炼钢，质量好，所以强度高。

角焊缝抗抗剪强度是试验得来的，反映焊缝金属本身的强度。

而对接焊缝（一、二级）的强度实际上是母材强度，试验时是母材破坏，焊缝并不坏。

角焊缝的抗剪强度大于对接焊缝的抗剪强度也是有理由的。

对于对接焊缝，我们认为它完全等效于母材。

这是偏于安全的。

因为对接焊缝通常用在重要构件的制作上。

角焊缝的强度是理论结合试验的经验性公式。

而且实际上焊缝的强度是要高于母材的，所以角焊缝的强度要大。

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