钢结构设计原理之钢结构的连接

《钢结构设计原理》

第三章钢结构的连接

3.1钢结构的连接方法和特点

连接的作用将板材或型钢组合成构件，再将构件组合成整体结构。连接方式及其质量直接影响钢结构的工作性能。必须安全可靠、传力明确、构造简单、制造方便和节约钢材。连接方法：焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接三种。3.1.1焊接连接最主要的连接方法。优点任何形式的构件都可直接相连，构造简单，制作加工方便；不削弱截面，用料经济；连接的密闭性好，结构刚度大；可实现自动化操作，提高焊接结构质量。缺点在热影响区内，金相组织发生改变，局部材质变脆；焊接残余应力和残余变形使受压构件承载力降低；焊接结构对裂纹很敏感，局部裂纹一旦发生，就容易扩展到整体，低温冷脆问题较为突出。通常采用电弧焊（包括手工电弧焊）、埋弧焊(自动或半自动焊)以及气体保护焊等。

钢结构常用焊接方法

1.手工电弧焊最常用的一种焊接方法。通电后在涂有药皮的焊条与焊件之间产生电弧。

手工电弧焊所用焊条应与焊件钢材(或称主体金属)相适应：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、前两位数字为熔敷金属的最小抗拉强度(以kgf／mm2表示)，第三、四位数字表示适用焊接位置、电流以及药皮类型等。不同钢种的钢材相焊接时，宜采用与低强度钢材相适应的焊条。

2

埋弧焊(自动或半自动)

电弧在焊剂层下燃烧的一种电弧焊方法。自动电弧焊焊丝送进和电弧按焊接方向的移动有专门机构控制完成。半自动电弧焊焊丝送进有专门机构，而电弧按焊接方向的移动靠人手工操作完成。电弧热量集中，熔深大，适于厚板的焊接，生产率高。工艺条件稳定，焊缝的化学成分均匀，焊缝质量好、焊件变形小。同时，高焊速也减小了热影响区的范围。但埋弧焊对焊件边缘的装配精度(如间隙)要求比手工焊高。埋弧焊所用焊丝和焊剂应与主体金属强度相适应，即要求焊缝与主体金属等强度。

3.

气体保护焊

气体保护焊是利用二氧化碳气体或其他惰性气体作为保护介质的一种电弧熔焊方法。直接依靠保护气体在电弧周围造成局部的保护层，以防止有害气体的侵入并保证了焊接过程中的稳定性。气体保护焊的焊缝熔化区没有熔渣，焊工能够清楚地看到焊缝成型的过程；由于保护气体是喷射的，有助于熔滴的过渡；又由于热量集中，焊接速度快，焊件熔深大，故所形成的焊缝强度比手工电弧焊高，塑性和抗腐蚀性好，适用于全位置的焊接。但不适用于在风较大的地方施焊。

3.1.2

铆钉连接制孔和打铆。塑性和韧性较好，传力可靠，质量易于检查，对主体金属的材质质量要求低。削弱截面，费钢费工，要求技工技术水平高，劳动条件差。很少采用，被焊接和螺栓连接所取代。3.1.3螺栓连接

普通螺栓连接和高强度螺栓连接两种。1普通螺栓连接普通螺栓分为A、B、C三级。A与B级为精制螺栓，C级为粗制螺栓。A级和B级螺栓材料性能等级则为5.6级或8.8级。C级螺栓材料性能等级为4.6级或4.8级。小数点前面的数字表示螺栓成品的抗拉强度不小于400N/mm2，小数点及小数点以后数字表示其屈强比为0.6或0.8。A、、B级精精制制螺螺栓栓是是由由毛毛坯坯在在车车床床上上经经过过切切削削加加工工精精制制而而成成。。表表面面光光滑滑，，尺尺寸寸准准确确，，对对成成孔孔质质量量要要求求高高。。有有较较高高的的精精度度，，因因而而受受剪剪性性能能好好。。制制作作和和安安装装复复杂杂，，价价格格较较高高，，已已很很少少在在钢钢结结构构中中采采用用C级螺螺栓栓由由未未经经加加工工的的圆圆钢钢压压制制而而成成。。螺螺栓栓表表面面粗粗糙糙，，一一般般采采用用在在单单个个零零件件上上一一次次冲冲成成或或不不用用钻钻模模钻钻成成设设计计孔孔径径的的孔孔(II类孔孔)。。螺栓栓孔孔的的直直径径比比螺螺栓栓杆杆的的直直径径大大1.5~2mm。螺栓杆与螺螺栓孔之间有有较大的间隙隙，受剪力作作用时，将会会产生较大的的剪切滑移，，连接的变形形大。安装方方便，且能有效地地传递拉力，，可用于沿螺栓栓杆轴受拉的的连接中，以以及次要结构构的抗剪连接接或安装时的的临时固定。。2.高强度螺栓连接两种类型摩擦型连接：：依靠摩擦阻力力传力，并以以剪力不超过过接触面摩擦擦力作为设计计准则；承压型连接：：允许接触面滑滑移，以连接接达到破坏的的极限承载力力作为设计准准则。采用45号钢钢、40B钢和20MnTiB钢加工而成，，经热处理后后，螺栓抗拉拉强度应分别别不低于800N／mm2和1000N／mm2，即前者的性能能等级为8.8级，后者者的性能等级级为10.9级。摩擦型连接螺螺栓的孔径比比螺栓公称直直径大1.5-2.0mm；承压型连接高高强度螺栓的的孔径比螺栓栓公称直径大大1.0-1.5mm。摩擦型连接的的剪切变形小小，弹性性能能好，施工较较简单，可拆拆卸，耐疲劳劳，特别适用用于承受动力力荷载的结构构。承压型连接的的承载力高于于摩擦型，连连接紧凑，但但剪切变形大大，故不得用用于承受动力力荷载的结构构中。3.2.1焊缝的形式3.2焊缝和焊接连连接的形式角焊缝和坡口口焊缝。1.角焊缝连接板件不必必坡口，焊缝缝金属填充在在连接板件形形成的直角或或斜角区域内内。按截面形式可可分为：直角角焊缝两焊脚边的夹夹角为90°，微凸的等腰腰直角三角形形，直角边边边长hf称为角焊缝的的焊脚尺寸。。he＝0.7hf为直角角焊缝缝的有效厚度度。斜角角焊缝两焊脚边的夹夹角不等于90°斜角角焊缝常常用于钢漏斗斗和钢管结构构中。夹角大于l35°或小于60°的斜角角焊缝缝，除钢管结结构外，不宜宜用作受力焊焊缝。2.坡口焊缝焊件常需做成成坡口，焊缝缝金属填充在在坡口内。坡口形式与焊焊件厚度有关关：焊件厚度很小小(小于等于于10mm)：直边缝。一般厚度(t=10~20mm):具有斜坡口的的单边V形或V形焊缝。斜坡口和离缝缝b共同组成一个个焊条能够运运转的施焊空空间，使焊缝缝易于焊透；；钝边p有托住熔化金金属的作用。。较厚的焊件(t＞20mm)，则采用U形、K形和X形坡口。V形缝和U形缝需对焊缝缝根部进行补补焊。坡口形式的选选用，应根据据板厚和施工工条件按现行行标准《建筑筑钢结构焊接接规程》要求求进行。对接焊缝：两两构件在同一一平面内；对接与角接组组合焊缝：T形、十字形或或角接接头的的坡口焊缝。。3.2.2焊接连接的形形式3.2焊缝和和焊接连接形形式1.焊接连接接形式被连接板件的的相互位置：：对接、搭接接、T形连接和角部部连接四种。。连接所采用的的焊缝主要有有坡口焊缝和和角焊缝。对接连接：主要用于厚度度相同或接近近相同的两构构件的相互连连接。采用对接焊缝缝，两构件在在同一平面内内，传力均匀匀平缓，没有有明显的应力力集中，用料料经济，但是是焊件边缘需需要加工，被被连接两板的的间隙和坡口口尺寸有严格格的要求。采用双盖板和角角焊缝，传力力不均匀、费费料，但施工工简便，所连连接两板的间间隙大小无需需严格控制。。搭接连接：适用于不同厚厚度构件的连连接。传力不不均匀，材料料较费，构造造简单，施工工方便，广泛泛应用。T形连接省工省料，常常用于制作组组合截面。采用角焊缝连连接焊件间间存在缝隙，，截面突变，，应力集中现现象严重，疲疲劳强度较低低，可用于不不直接承受动动力荷载结构构的连接中。。采用坡口焊缝缝对于直接接承受动力荷荷载的结构，，如重级工作作制吊车梁，，其上翼缘与与腹板的连接接。角部连接主主要用于制制作箱形截面面。2.焊缝的施焊位位置平焊、横焊、、立焊及仰焊焊。平焊(又称俯俯焊)施焊方方便。立焊和横焊要要求焊工的操操作水平比平平焊高一些。。仰焊的操作作条件最差，，焊缝质量不不易保证，因因此应尽量避避免采用仰焊焊。3.3焊焊缝缺陷和质质量检验3.3.1焊缝缺陷焊缝缺陷：焊焊接过程中产产生于焊缝金金属或附近热热影响区钢材材表面或内部部的缺陷。常见的缺陷：：裂纹、焊瘤瘤、烧穿、弧弧坑、气孔、、夹渣、咬边边、未熔合、、未焊透等；；焊缝尺寸不不符合要求、、焊缝成形不不良等。裂纹是焊缝连连接中最危险险的缺陷。3.3.2焊缝质量检验验缺陷削弱焊缝缝受力面积，，焊缝处应力力集中，对连连接的强度、、冲击韧性及及冷弯性能等等均有不利影影响。焊缝质质量检验极为为重要。外观检查检查外观缺陷陷和几何尺寸寸；内部无损检验验检查内部缺陷陷。采用超声声波检验，用用磁粉、荧光光检验等较简简单的方法作作为辅助。此此外还可采用用X射线或γ射线透照或拍拍片，X射线应用较广广。《钢结构工程程施工质量验验收规范》规规定焊缝按其其检验方法和和质量要求分分为一、二、、三级。三级级焊缝只要求求对全部焊缝缝作外观检查查且符合三级级质量标准；；一级、二级级焊缝除外观观检查外，还还要求一定数数量的超声波波检验并符合合相应级别的的质量标准。。3.3.3焊缝代号图例例《焊缝符号表示示法》规定：：焊缝代号由由引出线、图图形符号和辅辅助符号三部部分组成。引引出线由横线线和带箭头的的斜线组成。。箭头指到图图形上的相应应焊缝处，横横线的上面和和下面用来标标注图形符号号和焊缝尺寸寸。当引出线线的箭头指向向焊缝所在的的一面时，应应将图形符号号和焊缝尺寸寸等标注在水水平横线的上上面；当箭头头指向对应焊焊缝所在的另另一面时，则则应将图形符符号和焊缝尺尺寸标注在水水平横线的下下面。必要时时，可在水平平横线的末端端加一尾部作作为其他说明明之用。图形形符号表示焊焊缝的基本型型式，如用表表示角角焊缝，用V表示V型坡口的对接接焊缝。辅助助符号表示焊焊缝的辅助要要求，如用表表示现场场安装焊缝等等。3.4角焊缝的构造造要求和计算算角焊缝按其与与作用力的关关系可分为：：正面角焊缝焊缝长度方向向与作用力垂垂直；侧面角焊缝焊缝长度方向向与作用力平平行；斜焊缝焊缝长度方向向与作用力方方向成一角度度；围焊缝正面、侧面、、斜焊缝组成成的混合焊缝缝。侧面角焊缝主要承受剪应应力，塑性较较好，弹性模模量低，强度也较低。。传力线通过时时产生弯折，，应力沿焊缝缝长度方向的的分布不均匀匀，呈两端大大而中间小的的状态。焊缝越长，应应力分布不均均匀性越显著著，但在届临临塑性工作阶阶段时，产生生应力重分布布，可使应力力分布的不均均匀现象渐趋趋缓和。正面角焊缝受力复杂，截截面中的各面面均存在正应应力和剪应力力，焊根处存存在着很严重重的应力集中中。正面角焊缝的的破坏强度高高于侧面角焊焊缝，但塑性性变形能力差差。斜焊缝的受力力性能和强度度值介于正面面角焊缝和侧侧面角焊缝之之间。3.4.1角焊缝的构造造要求1.最小焊脚尺寸寸焊脚尺寸过小小，施焊时冷冷却速度过快快，产生淬硬硬组织，导致致母材开裂。。焊脚尺寸t2为较厚焊件厚厚度(mm)，焊脚尺寸取取整数。自动焊熔深较较大，最小焊焊脚尺寸可减减小1mm；T形连接的单面面角焊缝，增增加1mm；当焊件厚度小小于或等于4mm时，取与焊件件厚度相同。。3.4.1角焊缝的构造造要求2最大焊脚尺寸寸避免焊缝收缩缩时产生较大大的残余应力力和残余变形形，热影响区区扩大，产生生热脆，较薄薄焊件烧穿，，除钢管结构构外焊脚尺寸t1为较薄焊件厚厚度（mm）。板件边缘的焊焊缝：板件厚厚度t＞6mm时，hf≤t-(1~2)mmt≤6mm时，取hf≤t。不等角焊角尺尺寸。3.4.1角焊缝的构造造要求3角焊缝的最小小计算长度焊脚尺寸大而而长度较小时时，焊件的局局部加热严重重，焊缝起灭灭弧所引起的的缺陷相距太太近，以及焊焊缝中可能产产生的其他缺缺陷(气孔、、非金属夹杂杂等)，使焊焊缝不够可靠靠。搭接连接的侧侧面角焊缝，，如果焊缝长长度过小，由由于力线弯折折大，会造成成严重应力集集中。为了使焊缝能能够具有一定定的承载能力力，侧面角焊焊缝或正面角角焊缝的计算算长度不得小小于8hf和40mm。3.4.1角焊缝的构造造要求4侧面角焊缝的的最大计算长长度侧面角焊缝在在弹性阶段沿沿长度方向受受力不均匀，，两端大中间间小。焊缝越越长，应力集集中越明显。。若焊缝长度适适宜，两端点点处的应力达达到屈服强度度后，继续加加载，应力会会渐趋均匀。。若焊缝长度超超过某一限值值时，有可能能首先在焊缝缝的两端破坏坏，故一般规规定侧面角焊焊缝的计算长长度lw≤60hf当实际长度大大于上述限值值时，其超过过部分在计算算中不予考虑虑。若内力沿侧面面角焊缝全长长分布，比如如焊接梁翼缘缘板与腹板的的连接焊缝，，计算长度可可不受上述限限制。3.4.1角焊缝的构造造要求5搭接连接接的构造要求求当板件端部仅仅有2条侧面角焊缝缝时，连接的的承载力与b/lw有关，B为两侧焊缝的的距离，lw为侧焊缝长度度。当b/lw＞1时，连接的承承载力随着b/lw比值的增大而而明显下降。。为使连接强度度不致过分降降低，要求b/lw≤1。避免焊缝横向向收缩，引起起板件向外发发生较大拱曲曲，b不宜大于16t(t＞12mm)或190mm(t≤12mm)，t为较薄焊件的的厚度。搭接连接中，，仅采用正面面角焊缝时，，搭接长度不不得小于焊件件较小厚度的的5倍，也不不得小于25mm。7减小角焊缝应应力集中的措措施端部搭接采用用三面围焊时时，在转角处处截面突变，，会产生应力力集中，如在在此处起灭弧弧，可能出现现弧坑或咬肉肉等缺陷，从从而加大应力力集中的影响响。故所有围围焊的转角处处必须连续施施焊。对于非围焊情情况，当角焊焊缝的端部在在构件转角处处时，可连续续地作长度为为2hf的绕角焊。6断续角焊缝的的构造要求角焊缝沿长度度方向：连续续角焊缝、断断续角焊缝。。连续角焊缝受力性能较好好，主要的形形式。断续角焊缝起、灭弧处容容易引起应力力集中，只用用于次要构件件的连接或受受力很小的连连接中。间断断角焊缝的间间断距离l不宜过长，以以免连接不紧紧密，潮气侵侵入引起构件件锈蚀。受压压构件中应满满足l≤15t；受拉构件中l≤30t，t为较薄焊件的的厚度。3.4.1角焊缝的构造造要求3.4.2直角角焊缝的的计算1直角角焊缝强强度计算的基基本公式试验表明，直直角角焊缝的的破坏常发生生在45°的的最小截面，，此截面(有有效厚度与焊焊缝计算长度度的乘积)称称为焊缝的有有效截面或计计算截面。1.直角角焊缝强强度计算的基基本公式作用于焊缝有有效截面上的的应力：垂直于焊缝有有效截面的正正应力垂直于焊缝长长度方向的剪剪应力沿焊缝长度方方向的剪应力力1.直角角焊缝强强度计算的基基本公式根据多国试验验结果，国际际标准化组织织(ISO)确定角焊缝的的极限强度：：为焊缝缝金属属的抗抗拉强强度。。上式是是根据据ST37(相当于于Q235钢)提提出的的，对对于其其他钢钢种，，公式式左边边的系系数不不是1.8，而而是在在1.7~3.0之间变变化。。为使使公式式能够够适用用于较较多的的钢材材，同同时也也为了了与母母材的的能量量强度度理论论的折折算应应力公公式一一致，，欧洲洲钢结结构协协会(ECCS)将式中中的1.8改为为3，，即：：应用上上式进进行设设计时时，较较为繁繁难。。不少少国家家均在在此基基础上上进行行简化化。我国规规范在在简化化计算算时，，假定定焊缝缝在有有效截截面处处破坏坏，各各应力力分量量满足足折算算应力力公式式。由由于规规范规规定的的角焊焊缝强强度设设计值值是是根根据抗抗剪条条件确确定的的，而而相相当当于角角焊缝缝的抗抗拉强强度设设计值值，则则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—垂直于焊缝缝长度方向向的轴向力力；he—直角角焊缝缝的有效厚厚度，he=0.7hf；lw—焊缝的计算算长度，考考虑起灭弧弧缺陷，按按各条焊缝缝的实际长长度每端减减去hf计算。Nx在焊缝有效效截面上引引起平行于于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则得直角角角焊缝在各各种应力共共同下的计计算式—正面角焊缝缝的强度增增大系数，，直接承受受动力荷载载时取1.0。对正面角焊焊缝对侧面角焊焊缝角焊缝的基基本计算公公式。只要要将焊缝应应力分解为为垂直于焊焊缝长度方方向的应力力和平行于于焊缝长度度方向的应应力，基本本公式就可可适用于任任何受力状状态。2轴心力作用用的角焊缝缝连接计算算（1)盖盖板连接的的角焊缝计计算轴心力通过过焊缝中心心时，认为为焊缝应力力是均匀分分布的。只有侧面角角焊缝时只有正面角角焊缝时采用三面围围焊时（2）承受斜向轴轴心力的角角焊缝连接接计算分力法：直接法：（3）承受轴心力力的角钢角角焊缝连接接计算一般采用两两面侧焊或或三面围焊焊，特殊情情况采用L形围焊。受受轴心力作作用，避免免焊缝偏心心受力，焊焊缝所传递递的合力的的作用线应应与角钢杆杆件的轴线线重合。三面围焊两两面侧焊（3）承受轴心力力的角钢角角焊缝连接接计算两面侧焊L形围焊3弯矩、轴心心力和剪力力共同作用用的角焊连连连接计算算（1）弯矩作用的的角焊连连连接计算3弯矩、轴心心力和剪力力共同作用用的角焊连连连接计算算（2）弯矩、轴心心力和剪力力共同作用用的角焊连连连接计算算工字梁(或或牛腿)与与钢柱翼缘缘的角焊缝缝连接，通通常承受弯弯矩和剪力力的共同作作用。计算算时通常假假设腹板焊焊缝承受全全部剪力，，弯矩则由由全部焊缝缝承受。4扭矩和剪力力共同作用用的角焊缝缝连接计算算（1）扭矩作用用的环形角角焊缝计算算焊缝的有效效厚度比圆圆环直径小小得多，可可视为薄壁壁圆环的受受扭问题。。有效截面面任一点上上所受的切切线方向的的剪应力r—圆心至焊缝缝有效截面面中线的距距离；Ip—焊缝有效截截面的惯性性矩，Ip=2πher3计算角焊缝缝在扭矩T作用下产生生的应力时时，假定：：①被连接件件是绝对刚刚性的，有有绕焊缝形形心o旋转的趋势势，而角焊焊缝本身是是弹性；②角焊缝群群上任一点点的应力方方向垂直于于该点与形形心的连线线，且应力力大小与连连线长度r成正比。4扭矩和剪力力共同作用用的角焊缝缝连接计算算（2）扭矩作用用的角焊缝缝计算（3）扭矩、剪力力和轴心力力共同作用用的角焊缝缝连接计算算3.4.3斜角角焊缝缝的计算采用与直角角角焊缝相相同的计算算公式计算算。研究很少，，计算公式式也是根据据直角角焊焊缝简化得得出。因此此，一律取取焊缝有效厚厚度：假定定在所成夹夹角的最小小斜面上发发生破坏当根部间隙隙b、b1或b2≤1.5mm时当b、b1或b2>1.5mm时任何情况下下b、b1或b2不得大于5mm。3.5.1坡口焊缝的的强度3.5坡口焊缝的的构造要求求和计算焊缝按其检检验方法和和质量要求求分为一级级、二级和和三级。三三级焊缝对对全部焊缝缝作外观检检查；一级级、二级焊焊缝除外观观检查外还还要求一定定数量的超超声波检验验。如焊缝中不不存在缺陷陷，焊缝金金属的强度度高于母材材。但焊缝中可可能有气孔孔、夹渣、、咬边、未未焊透等缺缺陷。焊接接缺陷对受受压、受剪剪的对接焊焊缝影响不不大，可认认为受压、受剪剪的对接焊焊缝与母材材强度相等等，但受拉的坡坡口焊缝对对缺陷甚为为敏感，由由于三级检验的焊缝缝允许存在在的缺陷较较多，故其其抗拉强度为为母材强度度的85％，而一二级检验验的焊缝的的抗拉强度度可认为与与母材强度度相等分为焊透的坡口口焊缝和部分焊透的的坡口焊缝缝。3.5.2坡口焊缝的的构造和计计算1、坡口焊缝缝的构造要要求对接焊缝的的拼接处，，当焊件的的宽度不同同或厚度在在一侧相差差4mm以上时，应应在宽度方方向或厚度度方向从一一侧或两侧侧做成坡度度不大于1:2.5(直接承承受动力荷荷载时不大大于1:4)的斜角角，以使截截面过渡和和缓，减小小应力集中中。焊缝起灭弧弧处弧坑等等缺陷对承承载力影响响极大，焊焊接时一般般应设置引引弧板和引引出板，焊焊后将它割割除。受静静力荷载设设置引弧(出)板困困难时，允允许不设置置，此时焊焊缝计算长长度等于实实际长度减减2t。t为连接件的的较小厚度度，在T形接头中t为腹板的厚厚度。钢板拼接可可采用纵横横两方向的的对接焊缝缝，十字或或T形交叉，T形交叉时距距离不得小小于200mm，且拼接料料的长度均均不得小于于300mm。T形拼接的构构造。2.焊透的坡口口焊缝的计计算坡口焊缝是是焊件截面面的组成部部分，焊缝缝中应力分分布基本与与焊件相同同，故计算算方法与构构件的强度度计算一样样。(1)轴心力作用用的对接焊焊缝N—轴心拉力或或压力设计计值；lw—焊缝的计算算长度。当当未采用引引弧板时，，取实际长长度减去2t；t—对接接头中中为连接件件的较小厚厚度；T形接头中为为腹板厚度度；—对接焊缝的的抗拉、抗抗压强度设设计值。只有三级检检验的焊缝缝才需进行行抗拉强度度验算。如如果采用直直缝不能满满足强度要要求时，可可采用如图图所示的斜斜对接焊缝缝。焊缝与与作用力间间的夹角θ满足tanθ≤1.5时，斜焊缝缝的强度不不低于母材材强度，可可不再进行行验算。（2）弯矩和剪剪力共同作作用的对接接焊缝计算算对接接头受受到弯矩和和剪力的共共同作用，，正应力与与剪应力的的最大值应应分别满足足Ww、Sw、Iw—焊缝的截面面模量、面面积矩、惯惯性矩。工字形或H型钢梁的对对接焊缝接接头，除分分别验算最最大正应力力和剪应力力外，对于于同时受有有较大正应应力和剪应应力处，如如腹板与翼翼缘的交接接点还验算算折算应力力：验算点处焊焊缝的正应力和剪剪应力。（3）轴心力、、弯矩和剪剪力共同作作用的对接接焊缝焊缝的最大大正应力应应为轴心力力和弯矩引引起的应力力之和剪应力折算应力3.部分焊透的的坡口焊缝缝的计算受力很小，，焊缝主要要起联系作作用或焊缝缝受力虽然然较大，但但采用焊透透的对接焊焊缝将使强强度不能充充分发挥时时，可采用用部分焊透透的对接焊焊缝。四块块较厚的板板焊成箱形形截面的轴轴心受压构构件，用焊焊透对接焊焊缝是不必必要的；如如采用角焊焊缝外形又又不平整；；采用部分分焊透的对对接与角接接组合焊缝缝可以省工工省料，较较为美观大大方。部分焊透的的对接焊缝缝必须在设设计图上注注明坡口的的形式和尺尺寸。坡口形式：：V形、单边V形、U形、J形和K形。部分焊透的的坡口焊缝缝可视为在在坡口内焊焊接的角焊焊缝。强度度计算方法法与直角角角焊缝相同同，在垂直直于焊缝长长度方向的的压力作用用下βf＝1.22，其他情况取取βf＝1.0。。对U形、J形和坡口角角α＞60°°的V形坡口he=sα＜60°°的V形坡口焊缝缝he=0.75s对单边V形和K形坡口焊缝缝，α=45°±±5°时he=s-3mm熔合线处焊焊缝截面边边长等于或或接近于最最短距离S时,应验算焊缝缝在熔合线线上的抗剪剪强度，其其强度设计计值取0.9倍角焊焊缝的强度度设计值。。焊缝的最小小有效厚度度为1.5，，t2为坡口所在在焊件的较较大厚度(单位取mm)。3.5.3焊缝质量等等级的选用用规范对焊缝缝质量等级级的选用有有如下规定定：(1)需要要进行疲劳劳计算的构构件中，垂垂直于作用用力方向的的横向对接接焊缝受拉拉时应为一一级，受压压时应为二二级。(2)在不不需要进行行疲劳计算算的构件中中，要求与与母材等强强的受拉对对接焊缝应应不低于二二级；受压压时宜为二二级。(3)重级级工作制和和起重量Q＞50t的中级工作作制吊车梁梁的腹板与与上翼缘板板之间以及及吊车桁架架上弦杆与与节点板之之间的T形接头焊透透的对接与与角接组合合焊缝，不不应低于二二级。(4)由于于角焊缝的的内部质量量不易探测测，故规定定其质量等等级一般为为三级，只只对直接承承受动力荷荷载且需要要验算疲劳劳和起重量量Q＞50t的中级工作作制吊车梁梁才规定角角焊缝的外外观质量应应符合二级级。3.6.1焊接应力的的分类和产产生的原因因3.6焊接应力和和焊接变形形热变形焊件在焊接接时产生的的变形焊接残余变变形焊件冷却后后产生的变变形，焊件件中的应力力称为焊接残余应应力1纵向向焊接应力力沿焊缝长度度方向施焊时，产产生不均匀匀的温度场场，焊缝及及其附近温温度可达1600℃℃以上，而而邻近区域域温度急剧剧下降。不不均匀的温温度场产生生不均匀的的膨胀。温温度高的钢钢材膨胀大大，但受到到两侧钢材材限制而产产生纵向拉拉应力。这这种拉应力力经常达到到钢材的屈屈服强度。。焊接应力力是一种无无荷载作用用下的应力力，在焊件件内部自平平衡，必然然在距焊缝缝稍远区段段内产生压压应力。2横横向焊接应应力垂直于焊缝缝长度方向向产生的原因因有二：焊缝纵向收收缩，使两两块钢板趋趋向于形成成反方向的的弯曲变形形，焊缝将将两块钢板板连成整体体，不能分分开，于是是两块板的的中间产生生横向拉应应力，而两两端则产生生压应力。由于先焊的的焊缝已经经凝固，阻阻止后焊焊焊缝在横向向自由膨胀胀，使其发发生横向的的塑性压缩缩变形。当当焊缝冷却却时，后焊焊焊缝的收收缩受到已已凝固的焊焊缝限制而而产生横向向拉应力，，而先焊部部分则产生生横向压应应力，因应应力自相平平衡，更远远处的焊缝缝则受拉应应力。3厚度度方向的焊焊接应力在厚钢板的的焊接连接接中，焊缝缝需要多层层施焊。因因此，除有有纵向和横横向焊接应应力σx、σy外，还存在在着沿钢板板厚度方向向的焊接应应力σz。这三种应应力形成同同号三向应应力，将大大大降低连连接的塑性性。3.5.2焊接接残余应力力对结构性性能的影响响1对结构静静力强度的的影响常温工作并并具有一定定塑性的钢钢材，静荷荷作用下，，焊接应力力不影响结结构的静力力强度轴心受拉构构件受荷前前截面上存存在纵向焊焊接应力，，假设分布布如图所示示，截面bt部分的焊接接拉应力已已达fy，轴心力N作用下，应应力不再增增加，钢材材具有一定定的塑性，，N仅由受压的的弹性区承承担。受压压区由原来来受压逐渐渐变为受拉拉，最后应应力也达到到屈服点fy，此时全截截面应