【正文】 C、 沿厚度方向的焊接殘余應(yīng)力。 3－ 5 焊接應(yīng)力和焊接變形 一、焊接殘余應(yīng)力的分類及其產(chǎn)生的原因 焊接殘余應(yīng)力的分類 A、 縱向焊接殘余應(yīng)力 —沿焊縫長度方向 。???? ?????? WfffWef fhlhNNlhNN?正面角焊縫所承受的內(nèi)力 側(cè)面角焊縫所承受的內(nèi)力 425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1軸心力作用時角鋼連接的角焊縫計算 A、僅采用側(cè)面角焊縫連接 )193()203(221121?????eNeNNNN由力及力矩平衡得 : 故 : NeeeNNNeeeNN2211212121??????????肢尖焊縫內(nèi)力分配系數(shù)肢背焊縫內(nèi)力分配系數(shù)????????2211212121????eeeeeeN e1 e2 b N1 N2 x x lw1 lw2 425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1)243()233(222111????????wfewfwfewffhlNfhlN??強(qiáng)度計算： N e1 e2 b N1 N2 x x lw1 lw2 425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1B、 采用三面圍焊 )263(2)253(2322311??????NNNNNN??由力及力矩平衡得 : 余下的問題同情況 ‘ A’，即 : N e1 e2 b N1 N2 x x N3 lw1 lw2 Wfff fbhN ????? 33 425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1)283()273(23123?????NNNNN ?C、采用 L形圍焊 令 326中 得 : 02 ?NN e1 e2 b N1 x x N3 lw1 即可采用 32 329計算 L形焊縫 )293(333 ????WffWeflh N ?425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 N、 M、 V共同作用下 在 N、 M、 V、共同作用時，焊縫上端點(diǎn)處最危險，該點(diǎn)焊縫應(yīng)滿足： ? ? )333()( 22 ???? WfVffNfMf f????其中 )303( 6 2 ?????WffWf lhMWM?)313( ?????WffNf lhNAN?)323( ?????WffVf lhVAV?425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1假定 : A、被連接件絕對剛性，焊縫為彈性，即： T作用下被連接件有繞焊縫形心旋轉(zhuǎn)的趨勢； B、 T作用下焊縫群上任意點(diǎn)的應(yīng)力方向垂直于該點(diǎn)與焊縫形心的連線，且大小與 r成正比； C、在 V作用下，焊縫群上的應(yīng)力均勻分布。 ????? Wffe fhbN ?)173()(39。 425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1)153( ??? ? wffewf fhlN ??軸心力作用時蓋板連接的角焊縫計算 對于正面角焊縫， τ f=0，由 3—10式得： 對于側(cè)面角焊縫， σ f=0，由 3—5式得： )143( ??? ? wfewf fhlN?425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 以上各式中： he=； lw—角焊縫計算長度，考慮起滅弧缺陷時，每條焊縫取其 實(shí)際長度減去 2hf。 C. 當(dāng)角焊縫的端部位于構(gòu)件轉(zhuǎn)角處時，應(yīng)作 2hf的 繞 角焊 ，且轉(zhuǎn)角處必須連續(xù)施焊。如果焊縫長度不是太大，焊縫兩端達(dá)到屈服強(qiáng)度后，繼續(xù)加載，應(yīng)力會漸趨均勻；當(dāng)焊縫長度達(dá)到一定的長度后，可能破壞首先發(fā)生在焊縫兩端，故： fw hl 60?注 ： 當(dāng)實(shí)際長度大于以上值時，計算時不予考慮； 當(dāng)內(nèi)力沿側(cè)焊縫全長分布時，不受上式限制。故為了使焊縫具有一定的承載力，規(guī)范規(guī)定： mmhl fw 408 且不得小于?425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 側(cè)面角焊縫在彈性工作階段沿長度方向受力不均，兩端大而中間小。 當(dāng) t2≤4mm 時 , hf,min=t2 二、角焊縫的構(gòu)造 425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 最大焊腳尺寸 hf,max 為了避免焊縫處局部過熱，減小焊件的焊接殘余應(yīng)力和殘余變形， hf,max應(yīng)滿足以下要求 : hf,max≤ 1（鋼管結(jié)構(gòu)除外） 式中 : t1較薄焊件厚度。 425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 正面角焊縫的破壞形式 425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1最小焊腳尺寸 hf,min 為了避免在焊縫金屬中由于冷卻速度快而產(chǎn)生淬硬組織，導(dǎo)致母材開裂， hf,min應(yīng)滿足以下要求 : )( 2m i n, 計算數(shù)值只進(jìn)不舍！th f ? 式中 : t2較厚焊件厚度 另 :對于埋弧自動焊 hf,min可減去 1mm。因外力通過焊縫時發(fā)生彎折，故剪應(yīng)力沿焊縫長度分布不均勻，兩端大中間小， lw/hf越大剪應(yīng)力分布越不均勻。 角焊縫的構(gòu)造與計算 直角角焊縫、斜角角焊縫 （ 1） 直角角焊縫 hf h f 凹面式 425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1（ 2） 斜角角焊縫 對于 α 135o或 α 60o斜角角焊縫 ,除鋼管結(jié)構(gòu)外 ,不宜用作受力焊縫。 （ 1）板件間對接連接 425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1（ 2） 工字形截面梁對接連接計算 M V 1 焊縫截面 A、對于焊縫的 σ max和 τ max應(yīng)滿足式 32和 33要求； σ max τ σ1 τ1 τ max B、對于翼緣與腹板交接點(diǎn)焊縫 （ 1點(diǎn)）， 其折算應(yīng) 力尚應(yīng)滿足下式要求： )43( 2121 ??? wtf??—考慮最大折算應(yīng)力只在局部出現(xiàn)的強(qiáng)度增大系數(shù)。 N N l w t A 當(dāng)不滿足上式時，可采用斜對接焊縫連接如圖 B。三級焊縫需進(jìn)行計算； ?對接焊縫可視作焊件的一部分，故其計算方法與構(gòu)件強(qiáng)度計算相同。 (3)t20mm時，宜采用 U形、 K形、 X形坡口。 t焊件厚度 (1)當(dāng) :t6mm(手工焊 ),t10mm(埋弧焊 )時可不做坡 口 ,采用直邊縫 。 425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 螺栓圖例 425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1對接焊縫的坡口形式 : 一、對接焊縫的構(gòu)造要求 167。 425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 （３）重級工作制和起重量 Ｑ＞５０ｔ的中級工作制吊車梁的腹板與上翼緣板之間以及吊車桁架上弦桿與節(jié)點(diǎn)板之間的Ｔ形接頭焊透的對接與角接組合焊縫，不應(yīng)低于二級。 425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 《 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 》 （ GB500172022）中，對焊縫質(zhì)量等級的選用有如下規(guī)定： (1) 需要進(jìn)行疲勞計算的構(gòu)件中，垂直于作用力方向的橫向?qū)雍缚p受拉時應(yīng)為一級，受壓時應(yīng)為二級。 425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1《 鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范 》 規(guī)定： 焊縫按其檢驗(yàn)方法和質(zhì)量要求分為一級、二級 和三級。 內(nèi)部檢驗(yàn)主要采用超聲 波，有時還用磁粉檢驗(yàn) 熒光檢驗(yàn)等輔助檢驗(yàn)方 法。 缺點(diǎn)：施工條件受限制等。 缺點(diǎn)：設(shè)備投資大，施工位置受限等。 優(yōu)點(diǎn)：方便，特別在高空和野外作業(yè)，小型焊接； Q235鋼選擇 E43型焊條（ E4300E4328) C、優(yōu)、缺點(diǎn) 425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1（自動或半自動） 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 焊絲轉(zhuǎn)盤 送絲器 焊劑漏斗 焊劑 熔渣 焊件 埋弧自動焊 425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1A、焊絲的選擇應(yīng)與焊件等強(qiáng)度。 不同鋼種的鋼材焊接，宜采用與低強(qiáng)度鋼材相適應(yīng)的焊條。 167。 425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1一、鋼結(jié)構(gòu)常用焊接方法 A、焊條的選擇： 焊條應(yīng)與焊件鋼材相適應(yīng)。 鋼結(jié)構(gòu)的連接方法及其特點(diǎn) 對接焊縫連接 優(yōu)點(diǎn)：不削弱截面，方便施工，連接剛度大； 缺點(diǎn)：材質(zhì)易脆，存在殘余應(yīng)力，對裂紋敏感。 （ 3）薄壁型鋼是用薄鋼板，經(jīng)模壓或彎曲而制成，其截面形式及尺寸可按合理方案設(shè)計，能充分利用鋼材的強(qiáng)度節(jié)約鋼材，所以已在我國逐步推管使用。普通型鋼是由鋼材熱軋而成，型鋼截面形式合理，材料在截面上分布對受力最為有利。 425130 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1? 3 鋼材的規(guī)格 鋼結(jié)構(gòu)采用的鋼材有鋼板、型鋼以及冷彎成型的薄壁型鋼。選材時應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性 、 荷載性質(zhì) （靜、動）、 連接方法 、結(jié)構(gòu)所處的 溫度和環(huán)境 、 鋼材的厚度 等因素來綜合考慮以選擇適宜鋼材。 如前所述建筑結(jié)構(gòu)用鋼，宜選炭素結(jié)構(gòu)鋼中的 Q235及低合金鋼中的 Q34 Q390、 Q420四種鋼材。 Q：表示 “ 屈 ” 字拼音首位字母，意為 “ 屈服強(qiáng)度 ” ；