钢结构设计原理 第三章

第三章
Chapter 3
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2. 焊缝连接形式及焊缝形式
（1）焊缝连接形式：分为对接、搭接、T形连接和角部连接。
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（2）焊缝形式：分为对接焊缝和角焊缝。
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（2）焊缝质量检验：
外观检查：检查外观缺陷和几何尺寸； 内部无损检验：检验内部缺陷。（超声波检验、X射线或r射 线透照或拍片） 《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。 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探 伤检验，超声波探伤不能对缺陷作出判断时，应采用射线探伤检验， 并应符合国家相应质量标准的要求。
E—焊条(Electrode) 第1、2位数字为熔敷金属的最小抗拉强度（ kgf/mm2) 第3、4表示适用焊接位置、电流及药皮的类型。 不同钢种的钢材焊接，宜采用与低强度钢材相适应的焊条。
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对接焊缝按受力与焊缝方向分： 1）正对接焊缝(a)：作用力方向与焊缝方向正交。 2）斜对接焊缝(b)：作用力方向与焊缝方向斜交。 角焊缝按受力与焊缝方向分： 1）正面角焊缝(c) ：作用力方向与焊缝长度方向垂直。 2）侧面角焊缝(c) ：作用力方向与焊缝长度方向平行。 3）斜焊缝（c）：作用力方向与焊缝方向斜交。
平焊、立焊、横焊和仰焊。 3. 焊缝缺陷及焊缝质量检验
（1）焊缝缺陷
焊缝缺陷指焊接过程中产生于焊缝金属或附近热影响区钢材表面或内 部的缺陷。 常见的缺陷有裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、夹渣、咬边、未熔合、 未焊透等；以及焊缝尺寸不符合要求、焊缝成形不良等。
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（2）埋弧焊（自动或半自动）
焊丝的选择应与焊件等强度。
电弧在焊剂层下燃烧的一种电弧焊方法。
优点：自动化程度高，焊接速度快，劳动强度低，焊接质量好。 缺点：设备投资大，施工位置受限。
（3）气体保护焊
利用焊枪喷出的CO2或其他惰性气体代替焊剂的电弧溶焊方 法。直接依靠保护气体在电弧周围形成保护层，以防止有害气体 的侵入。 优点：没有熔渣，焊接速度快，焊接质量好。 缺点：施工条件受限制，不适用于在风较大的地方施焊。
图3.1.5 焊缝形式
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角焊缝沿长度方向的布置
1）连续角焊缝：受力性能较好，为主要的角焊缝形式。 2）间断角焊缝：在起、灭弧处容易引起应力集中。
焊缝按施工位置分为：
（4）电阻焊
利用电流通过焊件接触点表面的电阻所产生的热量来溶化金属， 再通过压力使其焊合。适用于板叠厚度不大于 12ｍｍ的焊接。
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焊接的优点
*构造简单，任何形式的构件都可直接相连； *用料经济，不削弱截面； *制作加工方便，可实现自动化操作； *连接的密闭性好，结构刚度大，整体性好。
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A、焊条的选择： 焊条应与焊件钢材（主体金属）相适应。
Q235钢选择E43型焊条（E4300--E4328) Q345钢选择E50型焊条 (E5001--E5048) Q390、Q420钢选择E55型焊条(E5500--E5518)
B、焊条的表示方法：
原理：利用电弧产生热量熔化焊条 和母材形成焊缝。 优点：方便，适用于任意空间位置 的焊接，特别适用于在高空和野外 作业，小型焊接。 缺点：质量波动大，要求焊工等级 高，劳动强度大，生产效率低。
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图3.1.2 手工电弧焊
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焊接的缺点
* 焊缝附近有热影响区，钢材的金相组织发生改变，导致 局部材质变脆； * 焊接的残余应力使结构易发生脆性破坏、降低压杆稳定 的临界荷载，残余变形使结构形状、尺寸发生变化； * 焊接裂缝一经发生，便容易扩展到整体； * 低温冷脆问题较为突出。
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• 焊缝连接 • 螺栓连接Βιβλιοθήκη Baidu
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3.1
钢结构的连接
连接的原则 安全可靠、传力明确、构造简单、制造方便和节约钢材 连接的方式 焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接
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（3）焊缝质量等级及选用
《钢结构设计规范》（GB50017--2003）中，对焊缝质量等 级的选用有如下规定： 1） 需要进行疲劳计算的构件中，垂直于作用力方向的横向对接焊缝受 拉时应为一级，受压时应为二级。平行于作用力方向的纵向对接焊缝应 为二级。 2） 在不需要进行疲劳计算的构件中，凡要求与母材等强的受拉对接焊 缝应不低于二级；受压时宜为二级。
N a) N
b)
N
c)
N
N
N
焊接连接
铆钉连接
图3.1.1
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螺栓连接
连接的方式
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3.1.1
焊缝连接
1. 钢结构常用的焊接方法
电弧焊、埋弧焊、气体保护焊和电阻焊。
（1）手工电弧焊