钢结构设计原理之钢结构的连接

《钢结构构设计原原理》第三章钢钢结构构的连接接3.1钢钢结结构的连连接方法法和特点点连接的作作用将板板材或型型钢组合合成构件件，再将将构件组组合成整整体结构构。连接方式式及其质质量直接接影响钢钢结构的的工作性性能。必必须安全全可靠、、传力明明确、构构造简单单、制造造方便和和节约钢钢材。连接方法法：焊缝缝连接、、铆钉连连接和螺螺栓连接接三种。。3.1.1焊接连接接最主要的的连接方方法。优点任何形式式的构件件都可直直接相连连，构造造简单，，制作加加工方便便；不削削弱截面面，用料料经济；；连接的的密闭性性好，结结构刚度度大；可可实现自自动化操操作，提提高焊接接结构质质量。缺点在热影响响区内，，金相组组织发生生改变，，局部材材质变脆脆；焊接接残余应应力和残残余变形形使受压压构件承承载力降降低；焊焊接结构构对裂纹纹很敏感感，局部部裂纹一一旦发生生，就容容易扩展展到整体体，低温温冷脆问问题较为为突出。。通常采用用电弧焊焊（包括括手工电电弧焊））、埋弧弧焊(自自动或半半自动焊焊)以及及气体保保护焊等等。钢结构常常用焊接接方法1.手工工电弧焊焊最常用的的一种焊焊接方法法。通电电后在涂涂有药皮皮的焊条条与焊件件之间产产生电弧弧。手工电弧弧焊所用用焊条应应与焊件件钢材(或称主主体金属属)相适适应：Q235钢E43型焊条(E4300~E4328)；；Q345钢E50型焊条(E5000~E5048)；；Q390钢Q420钢E55型焊条(E5500~E5518)。。E表示焊条条、前两两位数字字为熔敷敷金属的的最小抗抗拉强度度(以kgf／／mm2表示)，，第三、、四位数数字表示示适用焊焊接位置置、电流流以及药药皮类型型等。不同钢种种的钢材材相焊接接时，宜宜采用与与低强度度钢材相相适应的的焊条。。2埋弧焊(自动或或半自动动)电弧在焊焊剂层下下燃烧的的一种电电弧焊方方法。自动电弧弧焊焊丝送进进和电弧弧按焊接接方向的的移动有有专门机机构控制制完成。。半自动电电弧焊焊丝送进进有专门门机构，，而电弧弧按焊接接方向的的移动靠靠人手工工操作完完成。电弧热量量集中，，熔深大大，适于于厚板的的焊接，，生产率率高。工工艺条件件稳定，，焊缝的的化学成成分均匀匀，焊缝缝质量好好、焊件件变形小小。同时时，高焊焊速也减减小了热热影响区区的范围围。但埋埋弧焊对对焊件边边缘的装装配精度度(如间间隙)要要求比手手工焊高高。埋弧焊所所用焊丝丝和焊剂剂应与主主体金属属强度相相适应，，即要求求焊缝与与主体金金属等强强度。3.气体保护护焊气体保护护焊是利利用二氧氧化碳气气体或其其他惰性性气体作作为保护护介质的的一种电电弧熔焊焊方法。。直接依靠靠保护气气体在电电弧周围围造成局局部的保保护层，，以防止止有害气气体的侵侵入并保保证了焊焊接过程程中的稳稳定性。。气体保护护焊的焊焊缝熔化化区没有有熔渣，，焊工能能够清楚楚地看到到焊缝成成型的过过程；由由于保护护气体是是喷射的的，有助助于熔滴滴的过渡渡；又由由于热量量集中，，焊接速速度快，，焊件熔熔深大，，故所形形成的焊焊缝强度度比手工工电弧焊焊高，塑塑性和抗抗腐蚀性性好，适适用于全全位置的的焊接。。但不适适用于在在风较大大的地方方施焊。。3.1.2铆铆钉钉连接制孔和打打铆。塑性和韧韧性较好好，传力力可靠，，质量易易于检查查，对主主体金属属的材质质质量要要求低。。削弱截面面，费钢钢费工，，要求技技工技术术水平高高，劳动动条件差差。很少采用用，被焊焊接和螺螺栓连接接所取代代。3.1.3螺螺栓连接接普通螺栓栓连接和和高强度度螺栓连连接两种种。1普通通螺栓连连接普通螺栓栓分为A、B、、C三级。A与B级为精制制螺栓，，C级为粗制制螺栓。。A级和B级螺栓材材料性能能等级则则为5.6级或或8.8级。C级螺栓材材料性能能等级为为4.6级或4.8级级。小数点前前面的数数字表示示螺栓成成品的抗抗拉强度度不小于于400N/mm2，小数点及及小数点点以后数数字表示示其屈强强比为0.6或或0.8。A、B级精制螺螺栓是由由毛坯在在车床上上经过切切削加工工精制而而成。表表面光滑滑，尺寸寸准确，，对成孔孔质量要要求高。。有较高高的精度度，因而而受剪性性能好。。制作和和安装复复杂，价价格较高高，已很很少在钢钢结构中中采用C级螺栓由由未经加加工的圆圆钢压制制而成。。螺栓表表面粗糙糙，一般般采用在在单个零零件上一一次冲成成或不用用钻模钻钻成设计计孔径的的孔(II类孔)。。螺栓孔的的直径比比螺栓杆杆的直径径大1.5~2mm。螺栓杆杆与螺栓栓孔之间间有较大大的间隙隙，受剪剪力作用用时，将将会产生生较大的的剪切滑滑移，连连接的变变形大。。安装方方便，且能有有效地传传递拉力力，可用于沿沿螺栓杆杆轴受拉拉的连接接中，以以及次要要结构的的抗剪连连接或安安装时的的临时固固定。2.高强度螺栓连接接两种类型型摩擦型连连接：依靠摩擦擦阻力传传力，并并以剪力力不超过过接触面面摩擦力力作为设设计准则则；承压型连连接：允许接触触面滑移移，以连连接达到到破坏的的极限承承载力作作为设计计准则。。采用45号钢、、40B钢和20MnTiB钢加工而而成，经经热处理理后，螺螺栓抗拉拉强度应应分别不不低于800N／mm2和1000N／mm2，即前者的的性能等等级为8.8级级，后者者的性能能等级为为10.9级。。摩擦型连连接螺栓栓的孔径径比螺栓栓公称直直径大1.5-2.0mm；承压型连连接高强强度螺栓栓的孔径径比螺栓栓公称直直径大1.0-1.5mm。摩擦型连连接的剪剪切变形形小，弹弹性性能能好，施施工较简简单，可可拆卸，，耐疲劳劳，特别别适用于于承受动动力荷载载的结构构。承压型连连接的承承载力高高于摩擦擦型，连连接紧凑凑，但剪剪切变形形大，故故不得用用于承受受动力荷荷载的结结构中。。3.2.1焊缝的形形式3.2焊缝和焊焊接连接接的形式式角焊缝和和坡口焊焊缝。1.角焊缝连接板件件不必坡坡口，焊焊缝金属属填充在在连接板板件形成成的直角角或斜角角区域内内。按截面形形式可分分为：直角角焊焊缝两焊脚边边的夹角角为90°，微凸的的等腰直直角三角角形，直直角边边边长hf称为角焊焊缝的焊焊脚尺寸寸。he＝0.7hf为直角角角焊缝的的有效厚厚度。斜角角焊焊缝两焊脚边边的夹角角不等于于90°斜角角焊焊缝常用用于钢漏漏斗和钢钢管结构构中。夹角大于于l35°°或小于60°的斜角角角焊缝，，除钢管管结构外外，不宜宜用作受受力焊缝缝。2.坡口焊缝缝焊件常需需做成坡坡口，焊焊缝金属属填充在在坡口内内。坡口形式式与焊件件厚度有有关：焊件厚度度很小(小于等等于10mm)：：直边缝。。一般厚度度(t=10~20mm):具有斜坡坡口的单单边V形或V形焊缝。。斜坡口和和离缝b共同组成成一个焊焊条能够够运转的的施焊空空间，使使焊缝易易于焊透透；钝边边p有托住熔熔化金属属的作用用。较厚的焊焊件(t＞20mm)，则采用U形、K形和X形坡口。。V形缝和U形缝需对对焊缝根根部进行行补焊。。坡口形式式的选用用，应根根据板厚厚和施工工条件按按现行标标准《建建筑钢结结构焊接接规程》》要求进进行。对接焊缝缝：两构构件在同同一平面面内；对接与角角接组合合焊缝：：T形、十字字形或角角接接头头的坡口口焊缝。。3.2.2焊接连接接的形式式3.2焊焊缝和焊焊接连接接形式1.焊接接连接形形式被连接板板件的相相互位置置：对接接、搭接接、T形连接和和角部连连接四种种。连接所采采用的焊焊缝主要要有坡口口焊缝和和角焊缝缝。对接连接接：主要用于于厚度相相同或接接近相同同的两构构件的相相互连接接。采用对接接焊缝，，两构件件在同一一平面内内，传力力均匀平平缓，没没有明显显的应力力集中，，用料经经济，但但是焊件件边缘需需要加工工，被连连接两板板的间隙隙和坡口口尺寸有有严格的的要求。。采用双盖板板和角焊焊缝，传传力不均均匀、费费料，但但施工简简便，所所连接两两板的间间隙大小小无需严严格控制制。搭接连接接：适用于不不同厚度度构件的的连接。。传力不不均匀，，材料较较费，构构造简单单，施工工方便，，广泛应应用。T形连接省工省料料，常用用于制作作组合截截面。采用角焊焊缝连接接焊件件间存在在缝隙，，截面突突变，应应力集中中现象严严重，疲疲劳强度度较低，，可用于于不直接接承受动动力荷载载结构的的连接中中。采用坡口口焊缝对对于直直接承受受动力荷荷载的结结构，如如重级工工作制吊吊车梁，，其上翼翼缘与腹腹板的连连接。角部连接接主主要用于于制作箱箱形截面面。2.焊缝的施施焊位置置平焊、横横焊、立立焊及仰仰焊。平焊(又又称俯焊焊)施焊焊方便。。立焊和横横焊要求求焊工的的操作水水平比平平焊高一一些。仰仰焊的操操作条件件最差，，焊缝质质量不易易保证，，因此应应尽量避避免采用用仰焊。。3.3焊焊缝缝缺陷和和质量检检验3.3.1焊缝缺陷陷焊缝缺陷陷：焊接接过程中中产生于于焊缝金金属或附附近热影影响区钢钢材表面面或内部部的缺陷陷。常见的缺缺陷：裂裂纹、焊焊瘤、烧烧穿、弧弧坑、气气孔、夹夹渣、咬咬边、未未熔合、、未焊透透等；焊焊缝尺寸寸不符合合要求、、焊缝成成形不良良等。裂纹是焊焊缝连接接中最危危险的缺缺陷。3.3.2焊缝质量量检验缺陷削弱弱焊缝受受力面积积，焊缝缝处应力力集中，，对连接接的强度度、冲击击韧性及及冷弯性性能等均均有不利利影响。。焊缝质质量检验验极为重重要。外观检查查检查外观观缺陷和和几何尺尺寸；内部无损损检验检查内部部缺陷。。采用超超声波检检验，用用磁粉、、荧光检检验等较较简单的的方法作作为辅助助。此外外还可采采用X射线或γ射线透照照或拍片片，X射线应用用较广。。《钢结构构工程施施工质量量验收规规范》规规定焊缝缝按其检检验方法法和质量量要求分分为一、、二、三三级。三三级焊缝缝只要求求对全部部焊缝作作外观检检查且符符合三级级质量标标准；一一级、二二级焊缝缝除外观观检查外外，还要要求一定定数量的的超声波波检验并并符合相相应级别别的质量量标准。。3.3.3焊缝代号号图例《焊缝符号号表示法法》规定定：焊缝缝代号由由引出线线、图形形符号和和辅助符符号三部部分组成成。引出出线由横横线和带带箭头的的斜线组组成。箭箭头指到到图形上上的相应应焊缝处处，横线线的上面面和下面面用来标标注图形形符号和和焊缝尺尺寸。当当引出线线的箭头头指向焊焊缝所在在的一面面时，应应将图形形符号和和焊缝尺尺寸等标标注在水水平横线线的上面面；当箭箭头指向向对应焊焊缝所在在的另一一面时，，则应将将图形符符号和焊焊缝尺寸寸标注在在水平横横线的下下面。必必要时，，可在水水平横线线的末端端加一尾尾部作为为其他说说明之用用。图形形符号表表示焊缝缝的基本本型式，，如用表表示角焊焊缝，用用V表示V型坡口的的对接焊焊缝。辅辅助符号号表示焊焊缝的辅辅助要求求，如用用表表示现场场安装焊焊缝等。。3.4角焊缝的的构造要要求和计计算角焊缝按按其与作作用力的的关系可可分为：：正面角焊焊缝焊缝长度度方向与与作用力力垂直；；侧面角焊焊缝焊缝长度度方向与与作用力力平行；；斜焊缝焊缝长度度方向与与作用力力方向成成一角度度；围焊缝正面、侧侧面、斜斜焊缝组组成的混混合焊缝缝。侧面角焊焊缝主要承受受剪应力力，塑性性较好，，弹性模模量低，强度也较较低。传力线通通过时产产生弯折折，应力力沿焊缝缝长度方方向的分分布不均均匀，呈呈两端大大而中间间小的状状态。焊缝越长长，应力力分布不不均匀性性越显著著，但在在届临塑塑性工作作阶段时时，产生生应力重重分布，，可使应应力分布布的不均均匀现象象渐趋缓缓和。正面角焊焊缝受力复杂杂，截面面中的各各面均存存在正应应力和剪剪应力，，焊根处处存在着着很严重重的应力力集中。。正面角焊焊缝的破破坏强度度高于侧侧面角焊焊缝，但但塑性变变形能力力差。斜焊缝的的受力性性能和强强度值介介于正面面角焊缝缝和侧面面角焊缝缝之间。。3.4.1角焊缝的的构造要要求1.最小焊脚脚尺寸焊脚尺寸寸过小，，施焊时时冷却速速度过快快，产生生淬硬组组织，导导致母材材开裂。。焊脚尺寸寸t2为较厚焊焊件厚度度(mm)，焊脚尺尺寸取整整数。自动焊熔熔深较大大，最小小焊脚尺尺寸可减减小1mm；；T形连接的的单面角角焊缝，，增加1mm；当焊件厚厚度小于于或等于于4mm时，取与与焊件厚厚度相同同。3.4.1角焊缝的的构造要要求2最大焊脚脚尺寸避免焊缝缝收缩时时产生较较大的残残余应力力和残余余变形，，热影响响区扩大大，产生生热脆，，较薄焊焊件烧穿穿，除钢钢管结构构外焊脚尺寸寸t1为较薄焊焊件厚度度（mm）。板件边缘缘的焊缝缝：板件件厚度t＞6mm时，hf≤t-(1~2)mmt≤6mm时，取hf≤t。不等角焊焊角尺寸寸。3.4.1角焊缝的的构造要要求3角焊缝的的最小计计算长度度焊脚尺寸寸大而长长度较小小时，焊焊件的局局部加热热严重，，焊缝起起灭弧所所引起的的缺陷相相距太近近，以及及焊缝中中可能产产生的其其他缺陷陷(气孔孔、非金金属夹杂杂等)，，使焊缝缝不够可可靠。搭接连接接的侧面面角焊缝缝，如果果焊缝长长度过小小，由于于力线弯弯折大，，会造成成严重应应力集中中。为了使焊缝缝能够具有有一定的承承载能力，，侧面角焊焊缝或正面面角焊缝的的计算长度度不得小于于8hf和40mm。3.4.1角焊缝的构构造要求4侧面角焊缝缝的最大计计算长度侧面角焊缝缝在弹性阶阶段沿长度度方向受力力不均匀，，两端大中中间小。焊焊缝越长，，应力集中中越明显。。若焊缝长度度适宜，两两端点处的的应力达到到屈服强度度后，继续续加载，应应力会渐趋趋均匀。若焊缝长度度超过某一一限值时，，有可能首首先在焊缝缝的两端破破坏，故一一般规定侧侧面角焊缝缝的计算长长度lw≤60hf当实际长度度大于上述述限值时，，其超过部部分在计算算中不予考考虑。若内力沿侧侧面角焊缝缝全长分布布，比如焊焊接梁翼缘缘板与腹板板的连接焊焊缝，计算算长度可不不受上述限限制。3.4.1角焊缝的构构造要求5搭接连连接的构造造要求当板件端部部仅有2条侧面角焊焊缝时，连连接的承载载力与b/lw有关，B为两侧焊缝缝的距离，，lw为侧焊缝长长度。当b/lw＞1时，连接的的承载力随随着b/lw比值的增大大而明显下下降。为使连接强强度不致过过分降低，，要求b/lw≤1。避免焊缝横横向收缩，，引起板件件向外发生生较大拱曲曲，b不宜大于16t(t＞12mm)或190mm(t≤12mm)，t为较薄焊件件的厚度。。搭接连接中中，仅采用用正面角焊焊缝时，搭搭接长度不不得小于焊焊件较小厚厚度的5倍倍，也不得得小于25mm。7减小角焊缝缝应力集中中的措施端部搭接采采用三面围围焊时，在在转角处截截面突变，，会产生应应力集中，，如在此处处起灭弧，，可能出现现弧坑或咬咬肉等缺陷陷，从而加加大应力集集中的影响响。故所有有围焊的转转角处必须须连续施焊焊。对于非围焊焊情况，当当角焊缝的的端部在构构件转角处处时，可连连续地作长长度为2hf的绕角焊。。6断续角焊缝缝的构造要要求角焊缝沿长长度方向：：连续角焊焊缝、断续续角焊缝。。连续角焊缝缝受力性能较较好，主要要的形式。。断续角焊缝缝起、灭弧处处容易引起起应力集中中，只用于于次要构件件的连接或或受力很小小的连接中中。间断角角焊缝的间间断距离l不宜过长，，以免连接接不紧密，，潮气侵入入引起构件件锈蚀。受受压构件中中应满足l≤15t；；受拉构件中中l≤30t，，t为较薄焊件件的厚度。。3.4.1角焊缝的构构造要求3.4.2直角角焊缝缝的计算1直角角焊缝缝强度计算算的基本公公式试验表明，，直角角焊焊缝的破坏坏常发生在在45°的的最小截面面，此截面面(有效厚厚度与焊缝缝计算长度度的乘积)称为焊缝缝的有效截截面或计算算截面。1.直角角焊缝缝强度计算算的基本公公式作用于焊缝缝有效截面面上的应力力：垂直于焊缝缝有效截面面的正应力力垂直于焊缝缝长度方向向的剪应力力沿焊缝长度度方向的剪剪应力1.直角角焊缝缝强度计算算的基本公公式根据多国试试验结果，，国际标准准化组织(ISO)确定角焊缝缝的极限强强度：为焊缝金属属的抗拉强强度。上式是根据据ST37(相当于Q235钢)提出的的，对于其其他钢种，，公式左边边的系数不不是1.8，而是在在1.7~3.0之间变化。。为使公式式能够适用用于较多的的钢材，同同时也为了了与母材的的能量强度度理论的折折算应力公公式一致，，欧洲钢结结构协会(ECCS)将式中的1.8改为为3，即：：应用上式进进行设计时时，较为繁繁难。不少少国家均在在此基础上上进行简化化。我国规范在在简化计算算时，假定定焊缝在有有效截面处处破坏，各各应力分量量满足折算算应力公式式。由于规规范规定的的角焊缝强强度设计值值是是根根据抗剪条条件确定的的，而相相当当于角焊缝缝的抗拉强强度设计值值，则1.直角角焊缝缝强度计算算的基本公公式1.直角角焊缝缝强度计算算的基本公公式角焊缝基本本公式的推推导。Ny在有效截面面上引起垂垂直于焊缝缝一个直角角边的应力力，，该应力力对有效截截面既不是是正应力，，也不是剪剪应力，而而是和的的合合力。1.直角角焊缝缝强度计算算的基本公公式Ny—垂直于于焊缝缝长度度方向向的轴轴向力力；he—直角角角焊缝缝的有有效厚厚度，，he=0.7hf；lw—焊缝的的计算算长度度，考考虑起起灭弧弧缺陷陷，按按各条条焊缝缝的实实际长长度每每端减减去hf计算。。Nx在焊缝缝有效效截面面上引引起平平行于于焊缝缝长度度方向向的剪剪应力力1.直角角角焊缝缝强度度计算算的基基本公公式则得直直角角角焊缝缝在各各种应应力共共同下下的计计算式式—正面角角焊缝缝的强强度增增大系系数，，直接接承受受动力力荷载载时取取1.0。对正面面角焊焊缝对侧面面角焊焊缝角焊缝缝的基基本计计算公公式。。只要要将焊焊缝应应力分分解为为垂直直于焊焊缝长长度方方向的的应力力和平平行于于焊缝缝长度度方向向的应应力，，基本本公式式就可可适用用于任任何受受力状状态。。2轴心力力作用用的角角焊缝缝连接接计算算（1)盖盖板连连接的的角焊焊缝计计算轴心力力通过过焊缝缝中心心时，，认为为焊缝缝应力力是均均匀分分布的的。只有侧侧面角角焊缝缝时只有正正面角角焊缝缝时采用三三面围围焊时时（2））承受斜斜向轴轴心力力的角角焊缝缝连接接计算算分力法法：直接法法：（3）承受轴轴心力力的角角钢角角焊缝缝连接接计算算一般采采用两两面侧侧焊或或三面面围焊焊，特特殊情情况采采用L形围焊焊。受受轴心心力作作用，，避免免焊缝缝偏心心受力力，焊焊缝所所传递递的合合力的的作用用线应应与角角钢杆杆件的的轴线线重合合。三面围围焊两两面侧侧焊（3）承受轴轴心力力的角角钢角角焊缝缝连接接计算算两面侧侧焊L形围焊焊3弯矩、、轴心心力和和剪力力共同同作用用的角角焊连连连接接计算算（1）弯矩作作用的的角焊焊连连连接计计算3弯矩、、轴心心力和和剪力力共同同作用用的角角焊连连连接接计算算（2）弯矩、、轴心心力和和剪力力共同同作用用的角角焊连连连接接计算算工字梁梁(或或牛腿腿)与与钢柱柱翼缘缘的角角焊缝缝连接接，通通常承承受弯弯矩和和剪力力的共共同作作用。。计算算时通通常假假设腹腹板焊焊缝承承受全全部剪剪力，，弯矩矩则由由全部部焊缝缝承受受。4扭矩和和剪力力共同同作用用的角角焊缝缝连接接计算算（1）扭矩矩作用用的环环形角角焊缝缝计算算焊缝的的有效效厚度度比圆圆环直直径小小得多多，可可视为为薄壁壁圆环环的受受扭问问题。。有效效截面面任一一点上上所受受的切切线方方向的的剪应应力r—圆心至至焊缝缝有效效截面面中线线的距距离；；Ip—焊缝有有效截截面的的惯性性矩，，Ip=2πher3计算角角焊缝缝在扭扭矩T作用下下产生生的应应力时时，假假定：：①被连连接件件是绝绝对刚刚性的的，有有绕焊焊缝形形心o旋转的的趋势势，而而角焊焊缝本本身是是弹性性；②角焊焊缝群群上任任一点点的应应力方方向垂垂直于于该点点与形形心的的连线线，且且应力力大小小与连连线长长度r成正比比。4扭矩和和剪力力共同同作用用的角角焊缝缝连接接计算算（2）扭矩矩作用用的角角焊缝缝计算算（3）扭矩、、剪力力和轴轴心力力共同同作用用的角角焊缝缝连接接计算算3.4.3斜角角角焊缝缝的计计算采用与与直角角角焊焊缝相相同的的计算算公式式计算算。研究很很少，，计算算公式式也是是根据据直角角角焊焊缝简简化得得出。。因此此，一一律取取焊缝有有效厚厚度：：假定定在所所成夹夹角的的最小小斜面面上发发生破破坏当根部部间隙隙b、b1或b2≤1.5mm时当b、b1或b2>1.5mm时任何情情况下下b、b1或b2不得大大于5mm。。3.5.1坡口焊焊缝的的强度度3.5坡口焊焊缝的的构造造要求求和计计算焊缝按按其检检验方方法和和质量量要求求分为为一级级、二二级和和三级级。三三级焊焊缝对对全部部焊缝缝作外外观检检查；；一级级、二二级焊焊缝除除外观观检查查外还还要求求一定定数量量的超超声波波检验验。如焊缝缝中不不存在在缺陷陷，焊焊缝金金属的的强度度高于于母材材。但焊缝缝中可可能有有气孔孔、夹夹渣、、咬边边、未未焊透透等缺缺陷。。焊接接缺陷陷对受受压、、受剪剪的对对接焊焊缝影影响不不大，，可认认为受压、、受剪剪的对对接焊焊缝与与母材材强度度相等等，但受拉拉的坡坡口焊焊缝对对缺陷陷甚为为敏感感，由由于三级检验的的焊缝缝允许许存在在的缺缺陷较较多，，故其其抗拉强强度为为母材材强度度的85％，而一二级级检验验的焊焊缝的的抗拉拉强度度可认认为与与母材材强度度相等等分为焊透的的坡口口焊缝缝和部分焊焊透的的坡口口焊缝缝。3.5.2坡口焊焊缝的的构造造和计计算1、坡口口焊缝缝的构构造要要求对接焊焊缝的的拼接接处，，当焊焊件的的宽度度不同同或厚厚度在在一侧侧相差差4mm以上时时，应应在宽宽度方方向或或厚度度方向向从一一侧或或两侧侧做成成坡度度不大大于1:2.5(直直接承承受动动力荷荷载时时不大大于1:4)的的斜角角，以以使截截面过过渡和和缓，，减小小应力力集中中。焊缝起起灭弧弧处弧弧坑等等缺陷陷对承承载力力影响响极大大，焊焊接时时一般般应设设置引引弧板板和引引出板板，焊焊后将将它割割除。。受静静力荷荷载设设置引引弧(出)板困困难时时，允允许不不设置置，此此时焊焊缝计计算长长度等等于实实际长长度减减2t。t为连接接件的的较小小厚度度，在在T形接头头中t为腹板板的厚厚度。。钢板拼拼接可可采用用纵横横两方方向的的对接接焊缝缝，十十字或或T形交叉叉，T形交叉叉时距距离不不得小小于200mm，且拼拼接料料的长长度均均不得得小于于300mm。T形拼接接的构构造。。2.焊透的坡口焊焊缝的计算坡口焊缝是焊焊件截面的组组成部分，焊焊缝中应力分分布基本与焊焊件相同，故故计算方法与与构件的强度度计算一样。。(1)轴心力作用的的对接焊缝N—轴心拉力或压压力设计值；；lw—焊缝的计算长长度。当未采采用引弧板时时，取实际长长度减去2t；t—对接接头中为为连接件的较较小厚度；T形接头中为腹腹板厚度；—对接焊缝的抗抗拉、抗压强强度设计值。。只有三级检验验的焊缝才需需进行抗拉强强度验算。如如果采用直缝缝不能满足强强度要求时，，可采用如图图所示的斜对对接焊缝。焊焊缝与作用力力间的夹角θ满足tanθ≤1.5时，斜焊缝的的强度不低于于母材强度，，可不再进行行验算。（2）弯矩和剪力力共同作用的的对接焊缝计计算对接接头受到到弯矩和剪力力的共同作用用，正应力与与剪应力的最最大值应分别别满足Ww、Sw、Iw—焊缝的截面模模量、面积矩矩、惯性矩。。工字形或H型钢梁的对接接焊缝接头，，除分别验算算最大正应力力和剪应力外外，对于同时时受有较大正正应力和剪应应力处，如腹腹板与翼缘的的交接点还验验算折算应力力：验算点处焊缝缝的正应力和剪应应力。（3）轴心力、弯弯矩和剪力共共同作用的对对接焊缝焊缝的最大正正应力应为轴轴心力和弯矩矩引起的应力力之和剪应力折算应力3.部分焊透的坡坡口焊缝的计计算受力很小，焊焊缝主要起联联系作用或焊焊缝受力虽然然较大，但采采用焊透的对对接焊缝将使使强度不能充充分发挥时，，可采用部分分焊透的对接接焊缝。四块块较厚的板焊焊成箱形截面面的轴心受压压构件，用焊焊透对接焊缝缝是不必要的的；如采用角角焊缝外形又又不平整；采采用部分焊透透的对接与角角接组合焊缝缝可以省工省省料，较为美美观大方。部分焊透的对对接焊缝必须须在设计图上上注明坡口的的形式和尺寸寸。坡口形式：V形、单边V形、U形、J形和K形。部分焊透的坡坡口焊缝可视视为在坡口内内焊接的角焊焊缝。强度计计算方法与直直角角焊缝相相同，在垂直直于焊缝长度度方向的压力力作用下βf＝1.22，，其他情况取βf＝1.0。对U形、J形和坡口角α＞60°°的V形坡口he=sα＜60°的V形坡口焊缝he=0.75s对单边V形和K形坡口焊缝，，α=45°±5°时he=s-3mm熔合线处焊缝缝截面边长等等于或接近于于最短距离S时,应验算焊缝在在熔合线上的的抗剪强度，，其强度设计计值取0.9倍角焊缝的的强度设计值值。焊缝的最小有有效厚度为1.5，，t2为坡口所在焊焊件的较大厚厚度(单位取取mm)。3.5.3焊缝质量等级级的选用规范对焊缝质质量等级的选选用有如下规规定：(1)需要进进行疲劳计算算的构件中，，垂直于作用用力方向的横横向对接焊缝缝受拉时应为为一级，受压压时应为二级级。(2)在不需需要进行疲劳劳计算的构件件中，要求与与母材等强的的受拉对接焊焊缝应不低于于二级；受压压时宜为二级级。(3)重级工工作制和起重重量Q＞50t的中级工作制制吊车梁的腹腹板与上翼缘缘板之间以及及吊车桁架上上弦杆与节点点板之间的T形接头焊透的的对接与角接接组合焊缝，，不应低于二二级。(4)由于角角焊缝的内部部质量不易探探测，故规定定其质量等级级一般为三级级，只对直接接承受动力荷荷载且需要验验算疲劳和起起重量Q＞50t的中级工作制制吊车梁才规规定角焊缝的的外观质量应应符合二级。。3.6.1焊接应力的分分类和产生的的原因3.6焊接应力和焊焊接变形热变形焊件在焊接时时产生的变形形焊接残余变形形焊件冷却后产产生的变形，，焊件中的应应力称为焊接残余应力力1纵向焊焊接应力沿焊缝长度方方向施焊时，产生生不均匀的温温度场，焊缝缝及其附近温温度可达1600℃以上上，而邻近区区域温度急剧剧下降。不均均匀的温度场场产生不均匀匀的膨胀。温温度高的钢材材膨胀大，但但受到两侧钢钢材限制而产产生纵向拉应应力。这种拉拉应力经常达达到钢材的屈屈服强度。焊焊接应力是一一种无荷载作作用下的应力力，在焊件内内部自平衡，，必然在距焊焊缝稍远区段段内产生压应应力。2横向向焊接应力垂直于焊缝长长度方向产生的原因有有二：焊缝纵向收缩缩，使两块钢钢板趋向于形形成反方向的的弯曲变形，，焊缝将两块块钢板连成整整体，不能分分开，于是两两块板的中间间产生横向拉拉应力，而两两端则产生压压应力。由于先焊的焊焊缝已经凝固固，阻止后焊焊焊缝在横向向自由膨胀，，使其发生横横向的塑性压压缩变形。当当焊缝冷却时时，后焊焊缝缝的收缩受到到已凝固的焊焊缝限制而产产生横向拉应应力，而先焊焊部分则产生生横向压应