钢结构中角焊缝和对接焊缝的新容许应力
3.钢结构的连接-焊缝解读
C、采用L形围焊
l1 N1 e1 e2 b
N2 0
代入式3.21，3.22得:
N3
N
N 3 2k 2 N
( 3.23) ( 3.24)
x x
N 1 N N 3 k1 k 2 N
对于校核问题:
f1 f3
N1 f fw l w1he1 N3 f f fw l w 3 he 3
试验表明：侧面焊缝的破坏截面多在 45°截面； 正面焊缝的破坏截面多不在 45°截面； 正面焊缝的破坏强度大，也认为在 45°截面破坏。
1. 侧面焊缝的受力分析
N N N
V
M
N
e
将N转化为剪力 V 和 弯矩 M＝Ne，
M产生垂直于轴向方向的σ⊥，较小，忽略。 V产生沿轴向的τf ，τf 沿轴向分布不均， «规范»规定在规定的计算长度范围内是均匀分布的。 N f f fw ( 3 7) he l w 式中：he＝0.7hf ffw：角焊缝的设计强度（实际为抗剪设计强度）
b
要求：lw≥b (减小力线弯折程度)
lw
b 16t t 12mm 且： b 200mm t 12mm
目的防止横向收缩、起拱。
⑤ 围焊和绕角焊：
绕角焊：转角处构件应力集中，如 在此处起弧、落弧，可能出现弧坑 和咬肉现象，加大应力集中程度， 故采用绕角焊，减小应力集中程度。 2h f 或围起来。 2h f
l w min 8h f 40mm
lw过长 应力分布不均
l w max 60h f
lw
多余长度不计入lw，但焊接工字梁翼缘与腹板连 接处的焊缝、加劲肋与腹板的焊缝，不受此限。
钢结构焊缝基础知识(一)
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。
第4章钢结构的连接-角焊缝
侧面角焊缝应力分布
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第四章
钢结构的连接
B、正面角焊缝－端焊缝 作用力与焊缝方向垂直，焊缝应力复杂，焊缝根 部应力集中严重，易引起开裂破坏。
正面角焊缝应力分布
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第四章
钢结构的连接
2、角焊缝的构造要求 (1)焊缝尺寸 焊脚尺寸hf(焊缝高度)－焊缝直边尺寸，设计标注的尺寸 有效厚度he－焊缝破坏面尺寸(45°垂直面焊缝高度） 焊缝的计算长度lw－有效受力长度，每条连续焊缝取实际 几何长度减去2hf 。
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第四章 钢结构的连接
解： 采用如图所示的三面围焊
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原lw=100-5 现lw=100-10
1、焊缝有效截面的几何特性 焊缝有效截面的形心位置
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第四章 钢结构的连接
2、焊缝强度验算（A点）
⊥ ∥ ⊥
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第四章 钢结构的连接
工程算例2： 试设计角钢与连接板的连接角焊缝。轴心力设计值N＝ 830kN（静力荷载）。角钢为2L125×80×10，长肢相连， 连接板厚度t＝12mm，钢材Q235，手工焊，焊条E43型。
⎛σ +σ σ zs = ⎜ ⎜ βf ⎝
验算公式：
⎞ T V 2 w ⎟ + (τ Ax + τ Ax ) ≤ f f ⎟ ⎠
2
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第四章 钢结构的连接
工程算例1： 试设计图所示厚度为12mm的支托板和柱搭接接头的角 焊缝。作用力设计值F=100kN（静力荷载），至柱翼缘边 缘的距离为200mm。钢材Q235，焊条E43系列。
T ⋅r τA = J
J=Ix+Iy
钢结构的连接(焊接,螺栓连接)
F N
.
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三、普通螺栓抗剪连接
（一）工作性能和破坏形式
N
1.工作性能
对图示螺栓连接做抗剪试验,即可 N/2 得到板件上a、b两点相对位移δ 和作用力N的关系曲线,该曲线清 N/2 a
楚的揭示了抗剪螺栓受力的四个 N 阶段,即：
(1)摩擦传力的弹性阶段(0~1段)
直线段—连接处于弹性状态； 该阶段较短—摩擦力较小。
端距 中距
边距 中距 边距
A 并列
B 错列
.
46
3.螺栓排列的要求
（1）受力要求:
垂直受力方向：为了防止螺栓应力集中相互影响、截 面削弱过多而降低承载力，螺栓的边距和端距不能 太小；
顺力作用方向：为了防止板件被拉断或剪坏，端距不 能太小；
对于受压构件：为防止连接板件发生鼓曲，中距不能 太大。
（2）构造要求；
Q390、Q420钢选择E55型焊条(E5500--5518)
B、焊条的表示方法：
E—焊条(Electrode)
第1、2位数字为熔融金属的最小抗拉强度（kgf/mm2)
第3、4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。
C、优、缺点
优点：方便，特别在高空和野外作业，小型焊接；
第三章
3.1 钢结构的连接方法 一、焊缝连接 优点：不削弱截面，方便施工，连接刚度大；
缺点：材质易脆，存在残余应力，对裂纹敏感。
对接焊缝连接
.
角焊缝连接
2
二、铆钉连接
优点：连接刚度大，传力可靠； 缺点：对施工技术要求很高，劳动 强度大，施工条件差， 施工速度慢。
三、螺栓连接
分为： 普通螺栓连接 高强度螺栓连接
钢结构基本原理作业解答
《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。
钢结构的焊接要求规范
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。
《钢结构设计原理》3-1 钢结构的连接-焊缝连接
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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。
焊件常需做成坡口，焊缝金属填充在坡口内。
坡口形式与焊件厚度有关：
焊件厚度很小(小于等于10mm)：直边缝。
一般厚度(t=10~20mm) :具有斜坡口的单边V形或V形焊
缝。
斜坡口和离缝b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。
较厚的焊件(t＞20mm)，则采用U形、K形和X形坡口。 V形缝和U形缝需对焊缝根部进行补焊。
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3.2焊缝和焊接连接形式
3.2.2 焊接连接的形式
1.焊接连接形式
被连接板件的相互位置：对接、搭接、T形连接和角部
连接四种。
连接所采用的焊缝主要有坡口焊缝和角焊缝。
对接连接：主要用于厚度相同或接近相同的两构件的
相互连接。
采用对接焊缝，两构件在同一平面内，传力均匀平缓，
没有明显的应力集中，用料经济，但是焊件边缘需要
围焊缝 正面、侧面、斜焊缝组成的混合焊缝。
2021年8月30日
第六届全国混凝土结构基本理论及 工程应用学术会议
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侧面角焊缝 主要承受剪 应力，塑性较好，弹性模 量低，强度也较低。
传力线通过时产生弯折， 应力沿焊缝长度方向的分 布不均匀，呈两端大而中 间小的状态。
焊缝越长，应力分布不均 匀性越显著，但在届临塑 性工作阶段时，产生应力 重分布，可使应力分布的 不均匀现象渐趋缓和。
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钢结构中角焊缝和对接焊缝的新容许应力
角焊缝和对接焊缝是钢结构中常见的两种焊缝形式，它们在工程中起到了至关重要的作用。
本文将就角焊缝和对接焊缝的新容许应力进行探讨。
一、角焊缝的新容许应力
角焊缝是将两根钢材以一定的角度进行焊接形成的焊缝，常见的角焊缝有直角焊缝、斜角焊缝等。
角焊缝在钢结构中承担着承受力的作用，因此其新容许应力的确定对于保证钢结构的安全性至关重要。
角焊缝的新容许应力取决于多个因素，包括焊缝的几何形状、焊接材料的性能以及焊接工艺的质量等。
焊缝的几何形状主要包括焊缝的大小、角度和几何形状的变化等。
焊接材料的性能包括焊接材料的强度、韧性和断裂韧性等。
焊接工艺的质量则包括焊接电流、电压、焊接速度等因素。
角焊缝的新容许应力需要满足强度和韧性的要求。
强度要求是指焊缝在承受荷载时不发生破坏或变形，以确保钢结构的稳定性。
韧性要求是指焊缝在受到冲击或振动等外力作用时能够吸收能量，避免产生裂纹或断裂。
为了确定角焊缝的新容许应力，需要进行焊接试验和力学性能试验。
焊接试验可以通过模拟实际焊接工艺条件，制作焊接试样，进行拉
伸、弯曲和冲击等试验，从而获取焊缝的强度和韧性等力学性能。
力学性能试验可以通过对焊接试样进行拉伸试验、冲击试验和硬度试验等，来评估焊缝的性能。
二、对接焊缝的新容许应力
对接焊缝是将两个钢材的端面进行焊接形成的焊缝，常见的对接焊缝有对接脚焊缝、对接角焊缝等。
对接焊缝在钢结构中承受着承受力的作用，其新容许应力的确定也是保证钢结构安全性的重要环节。
对接焊缝的新容许应力与焊缝的几何形状、焊接材料的性能以及焊接工艺的质量等因素密切相关。
焊缝的几何形状主要包括焊缝的大小、形状和角度等。
焊接材料的性能包括焊接材料的强度、韧性和断裂韧性等。
焊接工艺的质量则包括焊接电流、焊接速度等因素。
对接焊缝的新容许应力需要满足强度和韧性的要求。
强度要求是指焊缝在承受荷载时不发生破坏或变形，以确保钢结构的稳定性。
韧性要求是指焊缝在受到冲击或振动等外力作用时能够吸收能量，避免产生裂纹或断裂。
确定对接焊缝的新容许应力需要进行焊接试验和力学性能试验。
焊接试验可以通过制作焊接试样，进行拉伸、弯曲和冲击等试验，从而获取焊缝的强度和韧性等力学性能。
力学性能试验可以通过对焊接试样进行拉伸试验、冲击试验和硬度试验等，来评估焊缝的性能。
总结起来，角焊缝和对接焊缝作为钢结构中常见的焊缝形式，在工程中起到了重要的作用。
其新容许应力的确定需要考虑焊缝的几何形状、焊接材料的性能和焊接工艺的质量等因素，并通过焊接试验和力学性能试验来评估焊缝的性能。
通过科学合理地确定角焊缝和对接焊缝的新容许应力，可以保证钢结构的安全性和可靠性。