4.17焊接钢结构
陈绍蕃 钢结构第四章答案
第四章4. 1有哪些因素影响轴心受压杆件的稳定系数？ 答：①残余应力对稳定系数的影响；②构件的除弯曲对轴心受压构件稳定性的影响； ③构件初偏心对轴心轴心受压构件稳定性的影响； ④杆端约束对轴心受压构件稳定性的影响；4.3影响梁整体稳定性的因素有哪些？提高梁稳定性的措施有哪些？ 答：主要影响因素：①梁的侧向抗弯刚度y EI 、抗扭刚度t GI 和抗翘曲刚度w EI 愈大，梁越稳定； ②梁的跨度l 愈小，梁的整体稳定越好；③对工字形截面，当荷载作用在上翼缘是易失稳，作用在下翼缘是不易失稳； ④梁支撑对位移约束程度越大，越不易失稳； 采取措施：①增大梁的侧向抗弯刚度，抗扭刚度和抗翘曲刚度； ②增加梁的侧向支撑点，以减小跨度；③放宽梁的受压上翼缘，或者使上翼缘与其他构件相互连接。
4.6简述压弯构件中等效弯矩系数mx β的意义。
答：在平面内稳定的计算中，等效弯矩系数mx β可以把各种荷载作用的弯矩分布形式转换为均匀守弯来看待。
4.10验算图示焊接工字形截面轴心受压构件的稳定性。
钢材为Q235钢，翼缘为火焰切割边，沿两个主轴平面的支撑条件及截面尺寸如图所示。
已知构件承受的轴心压力为N =1500kN 。
解：由支承条件可知0x 12m l =，0y 4m l =23364x 1150012850025012225012476.610mm 12122I +⎛⎫=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯=⨯ ⎪⎝⎭3364y 5001821225031.310mm 1212I =⨯+⨯⨯⨯=⨯2225012500810000mm A =⨯⨯+⨯=x 21.8cm i ===，y 5.6cm i ===0x x x 12005521.8l i λ===，0y y y 40071.45.6l i λ===，翼缘为火焰切割边的焊接工字钢对两个主轴均为b 类截面，故按y λ查表得=0.747ϕ整体稳定验算：3150010200.8MPa 215MPa 0.74710000N f A ϕ⨯==<=⨯，稳定性满足要求。
钢结构焊接施工方案
钢结构焊接施工方案1. 引言本文档旨在详细描述钢结构焊接施工方案，主要包括焊接施工前的准备工作、施工过程中的注意事项以及质量控制措施。
本施工方案适用于钢结构焊接工程，以确保施工质量和安全。
2. 施工前的准备工作2.1 施工材料准备在开始焊接施工前，需要准备以下材料：•钢结构焊接材料：焊条、电极、焊丝等。
•焊接设备：电焊机、气体焊机等。
•焊接辅助工具：放尺、圆规、切割机等。
2.2 施工环境准备在施工现场，需要保证以下环境条件：•空气流通良好，排除有害气体和粉尘。
•施工区域清洁，无杂物影响施工。
•施工区域明确标示，确保施工作业安全。
2.3 施工人员准备确保施工人员具备以下条件和要求：•所有参与焊接工作的人员都必须具备相应的焊接技能培训和证书。
•确保施工人员具备良好的职业道德和安全意识。
•分工明确，工作任务清晰。
3. 施工过程中的注意事项3.1 操作要领在进行钢结构焊接施工时，要注意以下操作要领：•按照焊接工艺要求进行操作，确保焊接质量。
•严格控制焊接电流和电压，避免焊接温度过高或过低。
•焊接过程中要注意保护焊接部位，避免受潮、受污染或受热。
•焊接工艺符合相关标准和规范要求。
3.2 安全措施在进行钢结构焊接施工时，务必采取以下安全措施：•确保焊接现场没有可燃物，防止火灾。
•佩戴个人防护用品，如焊接面罩、防护手套和防护鞋等。
•使用符合标准的焊接设备，确保安全可靠。
•小心操作，防止触电、火花飞溅等意外事故的发生。
4. 质量控制措施为确保焊接质量，采取以下质量控制措施：•按照施工图纸和相关标准进行焊缝的准备和设计。
•施工开始之前，进行焊接预热和焊缝处理。
•在施工现场进行焊接工艺试验，确保焊接工艺的有效性。
•采用无损检测技术对焊接接头进行质量检验。
5. 施工验收标准对于钢结构焊接施工的验收，应按照以下标准进行：•焊接接头的外观应整洁、无裂纹和疏松等缺陷。
•焊接接头的尺寸和形状应符合设计要求。
•焊接接头的强度和连接性能应满足相关标准。
钢结构现场焊接专篇
钢结构现场焊接专篇1.钢结构焊接1.1柱柱对接焊接1.1.1材料：焊丝、焊条、衬板、耳板。
1.1.2工具：电焊机、角磨机、加热器。
1.1.3工序：坡口开设→对接固定→清理焊接面→预热处理→对称施焊→清理。
1.1.4工艺方法：在工厂对上节柱下口开设45°（-5°，+10°）坡口，内口点焊不小于6mm厚衬板。
上节柱、下节柱通过柱侧对边耳板对接固定。
焊前对坡口清理打磨，去除铁锈及油污等。
采用火焰或电加热器对焊接坡口上下1.5倍板厚且不小于100mm范围进行预热。
焊接采用对称焊接，焊接方式、参数、方向均一致，每条焊缝分层焊接，每层连续不间断焊完，每层接茬应错开间距不小于50mm。
每层焊完后清理焊缝表面，再进行下一层焊接，焊缝完成后清理飞溅。
1.1.5控制要点：拼接间隙、对称焊接、焊缝接茬。
1.1.6质量要求：焊缝均匀、平直、饱满，成形美观。
焊缝余高0～3mm。
1.2梁柱对接焊接1.2.1材料：焊丝、焊条、衬板。
1.2.2工具：电焊机、角磨机。
1.2.3工序：梁、柱固定→衬板安装→清理焊接面→下翼缘焊接→上翼缘焊接→清理。
1.2.4工艺方法：梁柱采用栓焊连接时，先安装高强度螺栓，完成初拧；梁柱采用全焊接连接时，焊前梁柱应临时固定牢靠。
梁端上下翼缘板上口宜开设45°（-5°，+10°）坡口，焊接前安装不小于6mm厚衬板，衬板两端宽出翼缘尺寸不小于50mm，兼做引、熄弧板。
焊前对坡口清理打磨，去除铁锈及油污等。
同一根梁两端不能同时焊接，一端焊接顺序为下翼缘、上翼缘、腹板，上下翼缘板焊接方向相反。
每条焊缝分层焊接，每层焊完后清理焊缝表面，再进行下一层焊接，焊缝完成后清理飞溅，去除衬板，用角磨机打磨平整。
1.2.5控制要点：焊接顺序、焊接方向、焊接参数。
1.2.6质量要求：焊缝均匀、平直、饱满，成形美观。
焊缝余高0～3mm。
1.3球杆对接焊接1.3.1材料：焊条、焊丝、衬环。
钢结构建筑的施工方案与焊接技术
钢结构建筑的施工方案与焊接技术钢结构建筑是一种现代化、高效率的建筑形式，它的施工方案及焊接技术对于保证工程质量和确保安全至关重要。
本文将对钢结构建筑的施工方案和焊接技术进行详细探讨，以帮助读者更好地了解并应用于实际工程。
一、施工方案1.1 施工准备在进行钢结构建筑的施工前，必须做好充足的准备工作。
首先，需要编制详细的施工计划，确定各项工程进度和任务分工。
其次，要对施工现场进行细致的勘测和设计，确保施工地基的坚固稳定，满足建筑承载能力的要求。
1.2 材料选择与加工钢结构建筑的施工材料主要包括钢板、型钢、焊材等。
在选择材料时，应根据工程需求和质量标准进行选择，并确保材料供应能够满足工程进度的要求。
在材料加工方面，应遵循相关的规范和工艺要求，确保材料的精度和质量。
1.3 施工流程钢结构建筑的施工流程通常包括组装、安装和焊接等环节。
在组装环节中，需要根据设计图纸和工艺要求进行零件的制作和组装。
在安装环节中，需要进行起吊、定位、固定和调整等操作，确保结构的准确性和稳定性。
在焊接环节中，需要根据焊接工艺要求进行焊缝的处理和焊接操作。
二、焊接技术2.1 焊接前准备在进行钢结构建筑的焊接前，必须做好相应的准备工作。
首先，要对焊接设备进行检查和维护，确保设备的正常运行。
其次，要进行相关的安全措施，如佩戴个人防护用品、设置防护栏杆等，确保焊接过程的安全。
2.2 焊接工艺选择钢结构建筑的焊接工艺选择应根据焊接材料和焊接部位的实际情况来确定。
常见的焊接工艺包括手工电弧焊、气体保护焊和埋弧焊等。
在选择焊接工艺时，要考虑焊接质量、工作效率和施工条件等因素。
2.3 焊接操作技术在进行钢结构建筑的焊接操作时，应遵循一定的技术要求和规范。
首先，要进行合适的焊接参数设置，如电流、电压和焊接速度等。
其次，要掌握良好的焊接姿势和稳定的手持技术，以确保焊接质量的稳定性和一致性。
最后，要进行合适的焊接顺序和冷却措施，避免焊接产生过多的应力和变形。
钢结构焊接施工方案
钢结构焊接施工方案一、工程概述本次钢结构焊接施工项目为_____，位于_____。
该钢结构工程主体结构采用_____钢材，总建筑面积为_____平方米，结构形式为_____。
焊接工作的质量直接关系到整个钢结构的稳定性和安全性，因此需要制定科学合理的焊接施工方案，以确保工程质量和进度。
二、施工准备1、技术准备（1）熟悉施工图纸和相关技术规范，编制详细的焊接工艺评定报告和焊接作业指导书。
（2）对焊工进行技术交底，使其明确焊接工艺要求和质量标准。
2、材料准备（1）焊接材料的选择应根据钢材的化学成分、力学性能、焊接接头的使用条件等因素综合确定。
本工程选用的焊条型号为_____，焊丝型号为_____。
（2）焊接材料应具有质量合格证明文件，并按照规定进行复验，确保其质量符合要求。
（3）焊接材料应存放在干燥、通风良好的库房内，分类存放，防止受潮、生锈和混料。
3、人员准备（1）焊工应经过培训并取得相应的资格证书，具备熟练的焊接操作技能。
（2）配备足够的焊接辅助人员，如打磨工、装配工等。
4、设备准备（1）根据焊接工艺要求，选用合适的焊接设备，如电焊机、气体保护焊机等。
（2）焊接设备应性能良好，定期进行维护和保养，确保其正常运行。
（3）配备必要的焊接辅助设备，如焊条烘干箱、保温筒、防风棚等。
三、焊接工艺1、焊接方法的选择根据钢结构的结构形式、钢材厚度和焊接位置等因素，本工程主要采用手工电弧焊和二氧化碳气体保护焊相结合的焊接方法。
对于较厚的钢板对接焊缝和重要的节点焊缝，采用手工电弧焊打底，二氧化碳气体保护焊填充和盖面；对于较薄的钢板焊缝和次要的焊缝，采用二氧化碳气体保护焊进行焊接。
2、焊接参数的确定（1）手工电弧焊的焊接参数主要包括焊条直径、焊接电流、电弧电压和焊接速度等。
根据钢材的厚度和焊接位置，选择合适的焊条直径和焊接电流，一般来说，焊条直径为 32mm 或 40mm，焊接电流为100~200A，电弧电压为 20~25V，焊接速度为 10~15cm/min。
钢结构构件焊接技术要求及焊接技术
钢结构构件焊接技术要求及焊接技术钢结构构件焊接技术是现代建筑领域中一项关键的技术，它在构件制造和安装过程中扮演着重要的角色。
本文将重点介绍钢结构构件焊接技术的相关要求以及常用的焊接技术。
一、钢结构构件焊接技术要求1. 焊工资质要求对于进行钢结构构件焊接工作的焊工，应具备相应的资质和证书。
通常要求焊工持有相关的焊接操作证书，如焊接工程师、焊接技师等级证书，并且需要具备一定的焊接实践经验。
这些要求旨在确保焊工能够熟练操作焊接设备，并能够掌握焊接技术的要点。
2. 检查与评价标准在进行钢结构构件焊接时，需要严格检查和评价焊接质量。
常用的评价标准包括焊缝外观质量、焊缝尺寸、焊缝强度等方面。
通过对焊缝的外观和尺寸进行检查，可以判断焊接质量是否合格，从而确保钢结构构件的安全和可靠。
3. 材料选择与准备钢结构构件焊接中，应正确选择焊接材料，并进行相应的材料准备工作。
对于建筑钢结构焊接，常用的焊接材料包括焊条、焊丝和焊剂等。
在材料选择过程中，应确保焊接材料的质量符合相应的国家标准，并且要进行必要的质量检测。
此外，还应对焊接材料进行合理的处理和保管，以保证其性能和质量不受损害。
二、常用的钢结构构件焊接技术1. 手工电弧焊接手工电弧焊接是一种常见且广泛应用的钢结构构件焊接技术。
它通过将电弧产生的高温作用在工件上，使焊接材料熔化并与工件形成连接。
手工电弧焊接简单易行，适用于不同形状和规格的焊接需求。
然而，手工电弧焊接的劣势是工作效率较低且焊接质量受焊工经验和操作技能的影响。
2. 氩弧焊接氩弧焊接是一种利用惰性气体（如氩气）作为保护气体的焊接技术。
氩弧焊接主要适用于焊接质量要求较高的场合，如船舶建造、航空航天等领域。
通过使用氩气保护电弧焊接区域，可以防止焊接过程中的氧气和水蒸气等有害物质对焊缝质量的影响。
氩弧焊接具有焊接速度快、焊接质量好等优点，但相较于手工电弧焊接，设备要求较高，操作技术要求也更高。
3. 感应焊接感应焊接是一种利用感应电流产生的热量进行焊接的技术。
钢结构基础(第二版)课后习题答案
3.7题：解：由附录1中附表1可得I20a 的截面积为3550mm 2，扣除孔洞后的净面积为3249275.213550A n =⨯⨯-=mm 2。
工字钢较厚板件的厚度为11.4mm ，故由附录4可得Q235钢材的强度设计值为215f =N/mm 2，构件的压应力为2155.138324910450A N 3n<≈⨯==σN/mm 2，即该柱的强度满足要求。
新版教材工字钢为竖放，故应计入工字钢的自重。
工字钢I20a 的重度为27.9kg/m ，故19712.19.8169.27N g =⨯⨯⨯=N ；构件的拉应力为215139.113249197110450A N N 3ng<≈+⨯=+=σN/mm 2，即该柱的强度满足要求3.8题：解：1、初选截面假定截面钢板厚度小于16mm ，强度设计值取215f =，125f v =。
可变荷载控制组合：24kN .47251.410.22.1q =⨯+⨯=， 永久荷载控制组合：38.27kN 250.71.410.235.1q =⨯⨯+⨯= 简支梁的支座反力（未计梁的自重）129.91kNql/2R ==，跨中的最大弯矩为m 63kN .1785.547.2481ql 81M 22max ⋅≈⨯⨯==，梁所需净截面抵抗矩为36x maxnx 791274mm2151.051063.178fM W ≈⨯⨯==γ，梁的高度在净空方面无限值条件；依刚度要求，简支梁的容许扰度为l/250，参照表3-2可知其容许最小高度为229mm 24550024l h min ≈==，按经验公式可得梁的经济高度为347mm 3007912747300W 7h 33x e ≈-=-=，由净截面抵抗矩、最小高度和经济高度，按附录1中附表1取工字钢 I36a ，相应的截面抵抗矩3nx 791274mm875000W >=，截面高度229mm 360h >=且和经济高度接近。
钢结构焊接概况
焊缝形式多样，有横焊缝、立焊缝、斜立焊等，且高空作业受风力影响，现场施焊环境条件差，焊缝质量易受气候环境条件影响；
3
本工程钢板厚度较厚，现场厚板焊接的残余应力消除难。
4
本工程焊接量大，且大部分需24 小时连续施焊作业。
最大焊接
截面尺寸
外框巨型柱
横焊对接
10、25、30、40、55、6全位置对接
30、40、70、80、100
600*600*40*40
核心筒钢柱
横焊对接
10、20、30
H500*300*30*30
楼面抗剪连接板
立焊
18
/
焊接特点
序号
焊接特点
1
外框钢柱和节点、桁架上下弦等主受力构件截面尺寸大，焊缝熔敷量大，构件容易因受热不均而产生变形；
钢结构焊接概况
本工程主要焊接作业内容包含：外柱组合焊、对接焊，桁架对接焊，重力钢柱对接焊，楼层钢梁对接焊；核心筒内钢骨柱对接焊。焊缝类型包含了横、平、立、仰各个焊接位置，焊接母材有Q345B、Q345GJC、Q390GJC、Q420GJC等，具体的焊接接头形式如下：
焊缝
部位
焊缝
形式
截面示图
板厚
（mm）
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确定amax和amin
IIW Authorized Training Body
Q=450kN, a1-1=5mm,
a2-2=7mm
静距S 1-1=40· 29.5=3,540cm3 3·
S 2-2=3,540+45· 26.5=7,117.5cm3 3·
τ= ψ·Q·S/(I·Σa) τ1-1=1.25· 3,540/(419,301· 0.5) 450· 2· =4.75kN/cm2<11.3kN/cm2=许用τW(DIN15018表11) τ1-1=1.25· 7,117.5/(419,301· 0.5) 450· 2· =6.82kN/cm2<11.3kN/cm2=许用τW(DIN15018表11)
IIW Authorized Training Body
为了保证梁的稳定性，特别是腹板的稳定性，可 能还需要使用加强肋板，例如像下图工字梁中所使 用的横向和纵向肋板加强。
IIW Authorized Training Body
确定6-6截面的最大正应力
•6-6截面的弯距
IIW Authorized Training Body
IIW Authorized Training Body
悬臂吊车（参考教材3.1~3.9）
设计和制造标准 DIN18800为基础，同时满足DIN15018 •材料 S235（EN10025）; VH=11m/min •起重等级 H2（DIN15018-1） •载荷组别 B5 •极限应力比 r =0 •载荷集中（中等） S2（DIN15018-1） •载荷次数（小于2×106） N3 •载荷形式（主载荷H） Fv=800kN、FH=50kN •忽略自重
IIW Authorized Training Body
IIW Authorized Training Body
例：悬臂吊车加强翼板质量级别的选择 如果加强翼板选择使用S235的钢材，材料厚度30mm， 使用温度为-10℃，σEd=12.94/14=0.92，则 根据表2应选择S235JR。
箱形截面的正应力分布 σ=(M/Iy)·z •使用箱形截面的原因 抗弯和抗偏心能力强，但制造和与其它部件连接困 难。
IIW Authorized Training Body
5、6点间角焊缝的τ验证
侧面角焊缝a1-1=5mm，颈部角焊缝a2-2=7mm
静距 S（mm3）
确定剪应力并校验（一般应力验证）
起重系数ψ =1.25（自重系数忽略）
ψ =1.25=1.2+0.0044VH
提升级别 ~90VH m/min ＞90VH m/min
VH=11m/min
提升载荷系数
H1
H2 H3 H4
1.1+0.0022· H V
1.2+0.0044· H V 1.3+0.0066· H V 1.4+0.0088· H V
IIW Authorized Training Body
amax=0.7·min=0.7· t 10=0.7mm
amin=(tmax1/2)-0.5= (301/2)-0.5=5mm
IIW Authorized Training Body
焊缝形式（5-5截面）
翼板端部加强焊缝准备
焊缝厚度及相应参数
IIW Authorized Training Body
翼板对接接头草图（1-1截面）
-缺口等级K0 -焊缝准备（焊接方法：111 背面焊接、清根） -加工（机械加工 ） -检验（P100 100%无损探伤，见DIN15018中关于焊接 接头的分类 ）
IIW Authorized Training Body
DIN15085中关于焊接接头的分类节选
对接接头，特殊质量，焊 K0 缝与力的方向垂直，板厚 不同，斜面加工形式见图
P100
连续构件，盖板角焊缝， 端部≥5· t区域内的焊缝为 K2 特殊质量焊缝，a=0.5t斜面 比例为1:3
IIW Authorized Training Body
框架及载荷草图
内部弧度
草图
恒定弯距引起的应力（切向应力、径向应力草图）
a)应考虑那些潜在危险？
b)应采取那些措施？
thorized Training Body
内部弧度
R/H=1200/560=2.15 ≥2
IIW Authorized Training Body
恒定弯距引起的应力（切向应力、径向应力草图）
IIW Authorized Training Body
IIW Authorized Training Body
截面
IIW Authorized Training Body
确定H载荷下的截面参数
支座作用力
截面参数（M、Q、N）
IIW Authorized Training Body
支座作用力
Av+Bv+Fv=0
AH+FH=0
Fv· H· 4+F 8+Bv· 8=0 所以 Av=450kN Bv=350kN AH=50kN
IIW Authorized Training Body
截面参数
M（弯距）
IIW Authorized Training Body
截面参数
Q（剪力）
IIW Authorized Training Body
截面参数 N（横向力）
IIW Authorized Training Body
梁截面形式的选择
6-6截面选择箱型梁形式使用加强翼板 与焊接工字梁相同，箱型梁具有抗弯能力强的特 点，另外其抗扭能力也较强。 从5-5截面到7-7截面区间所受的弯矩较大，其它截 面所受的弯矩较小。所以此悬臂梁吊车选择了有局 部加强翼板的结构形式，既保证强度有保证经济性。
IIW Authorized Training Body
a)应考虑那些潜在危险？ •局部稳定性 b)应采取那些措施？ •局部加强 c)内翼板冷弯还是热弯？ •热弯
当t>8mm，热弯成型（DIN15018-2，6.2.4）
IIW Authorized Training Body
母材质量级别的选择 以上强度和稳定性的计算是基于材料的屈服强度， 但并不能保证结构在使用过程中的完全安全，结构 可能会发生脆性断裂。脆性断裂的防止主要基于材 料质量级别的选择，可参照DAST-Ri009或EN1993-110。
尺寸
无缺口加工
缺口等级K2
IIW Authorized Training Body
a=0.5t=15mm,
b=15· 1.4=21mm
B=5· t=150mm
IIW Authorized Training Body
翼板侧面加强焊缝准备
加强板与翼板应有大约c=3a的差值，如果c值过小， 将不能很好地实现角焊缝的焊接，如制造中易造成 板材棱边熔化而造成焊缝尺寸不足等问题。
1.3
1.6 1.9 2.2
IIW Authorized Training Body
• I=2· (503/12)+2· 3· 1· 45· 26.52+2· 3 · 40· 29.52=419,301cm4 • 6-6截面的弯距 • M=1400kN· m
IIW Authorized Training Body
哈尔滨焊接技术培训中心
Harbin Welding Training Institute
国际焊接工程师培训课程
Training Course for International Welding Engineer
4.17工程实例焊接钢结构-悬臂吊车
国际焊接学会授权的培训机构 IIW Authorised Training Body
• σ=(ψ·M/I)·z=(1.25·1,400,000/419,301)·31 =12.94kN/cm2<14kN/cm2=许用σD(DIN15018表10)
许用应力 H St37 HZ 160N/mm2 H 210N/mm2 St52 HZ 240N/mm2
σD
140N/mm2
IIW Authorized Training Body