鋼結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)②

鋼結(jié)構(gòu)的材料3

鋼結(jié)構(gòu)的連接④

鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)識(shí)圖鋼結(jié)構(gòu)拆圖鋼結(jié)構(gòu)的加工制作鋼結(jié)構(gòu)的安裝涂裝工程鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗(yàn)收⑤78910課程主要內(nèi)容主要學(xué)習(xí)情境①5預(yù)備知識(shí)建筑力學(xué)建筑材料出勤

—

—40%作業(yè)

—

—20%期末考試——一、預(yù)備知識(shí)及考核方法前

言·根據(jù)教學(xué)大綱要求，課程重點(diǎn)講鋼結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)

件的計(jì)算、識(shí)圖、施工和驗(yàn)收部分；·

本課程的特點(diǎn)是：大家對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的感性認(rèn)識(shí)少，

結(jié)構(gòu)構(gòu)造復(fù)雜，理論性強(qiáng)(特別是穩(wěn)定理論);·

受課時(shí)限制，不能過(guò)多的詳解例題，一定要記好

筆記，從機(jī)理理解一些理論問(wèn)題，加強(qiáng)課前預(yù)習(xí)

與課后復(fù)習(xí)；·

多作習(xí)題與思考題，避免眼高手低。·

以相關(guān)規(guī)范為準(zhǔn)，教材和輔導(dǎo)練習(xí)相配套。二、鋼結(jié)構(gòu)課程的學(xué)習(xí)方法《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通用符號(hào)、計(jì)量單位和基本術(shù)語(yǔ)》

(GBJ83-85)《建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)》

(GBJ105-87)2《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》

(GB50009-2012)3《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017-2003)《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》(GB50018-2002)《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》

(JGJ7-91)《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》

(JGJ99-98)《門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》

(CECS10

2:98)三

、有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)的規(guī)范、規(guī)程及標(biāo)準(zhǔn)1

《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》

(GB5006

8)4

《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50205-2001)《鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(GB50221

)《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》(JGJ81-2002)《鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)螺栓連接的設(shè)計(jì)施工及驗(yàn)收規(guī)程》

(JGJ82-91)

《網(wǎng)架結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ78-91)《螺栓球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架》(JGJ75.1-91)《焊接球節(jié)點(diǎn)網(wǎng)架》(JGJ75.2-91)與上述設(shè)計(jì)和施工規(guī)范、規(guī)程配套的鋼材、焊條、型

鋼、鋼板、緊固件等標(biāo)準(zhǔn)·

全面地了解鋼結(jié)構(gòu)材料的基本性能；·

掌握鋼結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件及其連接的設(shè)計(jì)計(jì)算方法；

·

熟悉鋼結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件的構(gòu)造設(shè)計(jì)；·

掌握鋼結(jié)構(gòu)施工圖的繪制技術(shù)，能夠熟練的識(shí)圖；·

熟悉鋼結(jié)構(gòu)制作特點(diǎn)及流程并掌握鋼結(jié)構(gòu)工程安

裝方法及施工質(zhì)量驗(yàn)收的要求。四

、鋼結(jié)構(gòu)課程的基本要求1.1

鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展史1.2

鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍1.3

鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用前景1、鋼結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)·

鋼與鐵的區(qū)別?含碳量小于2%的鐵碳合金稱作鋼，含碳量大于2%時(shí)

稱作鐵。1、中國(guó)古代鋼結(jié)構(gòu)1.1鐵鏈橋·

蘭津橋(云南省瀾滄江上)建于公元65年，比歐洲早70余年wapoom學(xué)習(xí)情境1.1

鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展史四川大渡河瀘定橋建成于1705年，橋長(zhǎng)103米，

寬3米，13根鐵鏈固定在兩岸橋臺(tái)落井里，9根

作底鏈，4根分兩側(cè)作扶手。1.2紀(jì)念碑洛陽(yáng)“天樞”(建于公元694年，高31.06

米，直徑約為3.55米，柱身八面，每面寬

約1.48米；基層為周長(zhǎng)50.29米的鐵山；頂部為騰云承露銅盤，直徑約0.75米)1.3鐵塔(古代七大鐵塔)2、國(guó)外古代鋼結(jié)構(gòu)布里塔尼亞

橋(BrittaniaBridge),

建于1850年，

世界第一座

用熟鐵鉚接

的箱形梁橋·什么是鋼結(jié)構(gòu)?鋼結(jié)構(gòu)是鋼材(鋼板和型鋼)經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)、加工，形成

各種基本構(gòu)件，如拉桿(有時(shí)還包括鋼索)、壓桿、

梁、柱及桁架等，然后將這些基本構(gòu)件按一定的方式

通過(guò)焊接和螺栓等方式連接組成的工程結(jié)構(gòu)形式。粗鋼產(chǎn)量-

產(chǎn)量同比增速26.7%6.831

3.5%8.9%200120022003200420052006200720082009201020112012E2001-2012年，我國(guó)粗鋼產(chǎn)量圖：億噸8,07.06.05.04.03.02.01.030%25%

20%

15%

10%

5%

0%7.1印度

韓國(guó)5.0%45%中國(guó)

463%世界其它地區(qū)11.7%韓國(guó)4.5%中國(guó)

454%世界其它地區(qū)11.9%2011-2012年，我國(guó)粗鋼產(chǎn)量占世界鋼產(chǎn)量的比例：57%巴西22%歐盟27國(guó)109%烏克蘭2.1%俄君斯

4.6%巴西23%歐盟27國(guó)11.6%烏克蘭2011日本70%塋玉56%2.3%

俄羅斯4.5%2012美國(guó)日本69%東方明珠上海廣播電視塔高度468米的"亞洲第一高

塔"。三個(gè)直徑分別為50米

、45米及14米的巨型鋼結(jié)

構(gòu)球體，分別重450噸800

噸50噸；最引人囑目的是長(zhǎng)

118米、重450噸的鋼天線

桅桿采用鋼絞線懸掛承重、

計(jì)算機(jī)控制液壓整體提升以

及高重心、無(wú)配重保持平衡

等一系列全新技術(shù)在400米

高空成功實(shí)施安裝。獲國(guó)家優(yōu)秀發(fā)明二等獎(jiǎng)1995

年獲建設(shè)部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)

1996年獲上海優(yōu)秀發(fā)明十年

成就金獎(jiǎng)1996年獲上海優(yōu)秀

發(fā)明一等獎(jiǎng)1995年獲上海市

科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2000年榮獲

首屆中國(guó)土木工程(詹天佑)

大

獎(jiǎng)

。3、現(xiàn)代1、

位于上

海黃浦江畔

的東

方

明

珠鋼結(jié)構(gòu)金茂大廈建筑高度為420.5米的“

中華第一高樓”,鋼結(jié)構(gòu)

總重為1.9萬(wàn)噸。三道重達(dá)分別重1200-1600噸的

外伸桁架采用了世界超高鋼結(jié)構(gòu)的最新設(shè)計(jì)和最新

技術(shù)；38米高的四層塔樓

在385米高空采用雙機(jī)拾

吊整體安裝；工程采用獨(dú)

創(chuàng)的“3X

間隙測(cè)量法，使

大樓的垂直偏差達(dá)到二十

萬(wàn)分之一。優(yōu)于國(guó)際公認(rèn)

的美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。獲美國(guó)伊利諾斯州工程協(xié)會(huì)

授予"1998年最佳結(jié)構(gòu)大獎(jiǎng)"。1999年度獲國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。2、

位

于

東方明珠旁，420.5m高、88層、

總建筑面

積達(dá)28.7

萬(wàn)

m2

的金貿(mào)大廈

；3、上海

環(huán)球金融

中

心樓高

492米，地

上101層，2008年建

成時(shí)是中國(guó)

第一高樓，

現(xiàn)位居目前

世界十大高

樓第四名。4、深圳地王大廈

高69層，總高度383.95米，實(shí)高324.8米，1996年

建成時(shí)是亞洲第一高

樓，現(xiàn)在是深圳第二

高樓，也是全國(guó)第一

個(gè)鋼結(jié)構(gòu)高層建筑，

位居目前世界十大高

層建筑之列。3

、

總建筑面積達(dá)20萬(wàn)m2的上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)；4、主體

建筑東西跨度288.4m

、南北跨度274.7m

、建筑高度70.6m、

可容納8萬(wàn)名觀眾的上海體育場(chǎng)；5、336

m

高、

建于哈爾濱的黑龍江廣播電視塔以及橫跨黃浦江的南浦大橋、楊浦大橋、盧浦大橋等。(3)框架單層單跨

單層多跨多層單跨多層多跨平面桁架

空間桁架(網(wǎng)架)(4)桁架(6)索(7)膜結(jié)構(gòu)德國(guó)斯圖加特體育場(chǎng)膜結(jié)構(gòu)工程合肥市工業(yè)大學(xué)新校區(qū)露天劇場(chǎng)2、排架3、框架4、桁架(平面桁架、網(wǎng)架)5、拱架6、索7、膜結(jié)構(gòu)·

鋼結(jié)構(gòu)主要形式：1、門式剛架●…●……●●

●

●一

、特

點(diǎn)1.

強(qiáng)度高、自重小由于鋼材強(qiáng)度高，結(jié)構(gòu)需要的構(gòu)件

截面小，結(jié)構(gòu)自重輕。a=容重/強(qiáng)度，a越小，結(jié)構(gòu)相對(duì)越

輕。鋼材：a=1.7～3.7×10-4/m;木材：a=5.4×10-4/m;鋼砼：a=18×10-4/m;學(xué)習(xí)情境1.2

鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍

鋼和混凝土容重比：3.4

強(qiáng)度比136～210所以重量輕好處：

(1)便于運(yùn)輸和安裝

(2)可跨越更大的跨度容重：

kN/m3設(shè)計(jì)強(qiáng)度/MPa拉壓鋼材76.9220～360220～360混凝土22.61.05～2.658.50～32.5塑性和韌性是概念上完全不同的兩個(gè)物理量。塑性——承受靜力荷載時(shí)，材料吸收變形能的能力。塑性好，會(huì)使結(jié)構(gòu)一般情況下不會(huì)由于偶然超載而

突然斷裂，給人以安全保證；韌性

——承受動(dòng)力荷載時(shí)，材料吸收能量的多少。韌性好，說(shuō)明材料具有良好的動(dòng)力工作性能。2.鋼材的塑性和韌性好；3.材質(zhì)均勻、各向同性，接近理想的彈塑性體，與力學(xué)假定符合較好；鋼材屈服前看作彈性材料，屈服以后看作塑性或彈塑性材料4

.制作、安裝簡(jiǎn)便，工期短，符合工業(yè)化要求；1、強(qiáng)度高、自重小2、塑性、韌性好3、材質(zhì)均勻，工作可靠性高4、制作、安裝簡(jiǎn)便，工期短，符合工業(yè)化生產(chǎn)5.減少砂、石、灰用量，減輕對(duì)再生資源的破壞6.環(huán)保、可回收再利用，建筑造型美觀

7.密閉性能好，能制成不滲漏的密閉容器8.耐火性能差9.耐腐蝕性差耐候鋼鋼管

塔試驗(yàn)，耐

候鋼抗腐蝕

性能為普通

鋼的1.93倍二、應(yīng)用范圍

1、大跨度建筑物：體育館、展覽館、影劇院、會(huì)議中心A

區(qū)國(guó)家體育場(chǎng)建筑頂面呈鞍形，長(zhǎng)軸為332.3米，短軸為296.4米，最高點(diǎn)高

度為68.5米，最低點(diǎn)高度為42.8米。水立方

的墻壁和天花校由1.2萬(wàn)個(gè)承重節(jié)點(diǎn)連接起

來(lái)的網(wǎng)狀鋼管組成，這些節(jié)點(diǎn)均勻地分擔(dān)著建筑物的重

量，使其堅(jiān)固得足以經(jīng)受住

北京最強(qiáng)的地震國(guó)家游泳中心“水立方”,長(zhǎng)寬高

分別為177m×177m×30m。盧浮宮是世界上最古老、最大、最著名的

博物館之一。哈爾濱國(guó)際體育會(huì)展中心展館高挑寬敞，穹頂跨度為128米，是目前國(guó)內(nèi)最大跨度鋼結(jié)構(gòu)桁架2、工業(yè)廠房、受振動(dòng)荷載作用的廠房結(jié)構(gòu)3、多層、高層和超高層建筑5、高聳結(jié)構(gòu)電視塔、天線、發(fā)射架6、可拆卸和搬遷的結(jié)構(gòu)流動(dòng)展覽館、舞臺(tái)、施工時(shí)的臨時(shí)房屋、溫室大棚等7、容器和其他構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)儲(chǔ)油庫(kù)、煤氣庫(kù)、高爐等各種容器8、大跨度橋梁主跨為1385米的鋼懸索，是我國(guó)第一座跨徑超越千米的特大型鋼箱梁懸索橋，建成時(shí)在已建橋梁中位列中國(guó)第一、世界第四全長(zhǎng)21.337公里，是世界上第一座“人”

字弧線形鋼塔斜拉橋，以其628m主跨而成為

世界第三大斜拉橋海洋平臺(tái)、水工閘門、鍋爐骨架、起重

機(jī)、棧橋、管道支架井架9、

特種結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)情境1.3

鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用前景

1.我國(guó)每年鋼產(chǎn)量10億多噸，質(zhì)量可靠；2.擴(kuò)大鋼材建筑市場(chǎng)：目前僅5%;3.擴(kuò)大應(yīng)用范圍：住宅、公共、商業(yè)；鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向1、研制高強(qiáng)度、特種鋼材高強(qiáng)鋼：Q960D耐候鋼：耐候性是普通鋼材的2～8倍耐火鋼：600度時(shí)屈服點(diǎn)不低于2/32、推廣應(yīng)用新型鋼材成品

(1)H型鋼、T型鋼

(2)彩(色)涂(層)鋼板、熱鍍鋅或鍍鋁鋅鋼板(3)冷彎(薄壁)型鋼(h)(a)角鋼；(b)

工字鋼；(c)槽鋼；(d)H型鋼；(e)T

字鋼；(f)鋼管；(g

冷彎薄壁型鋼；(h)壓型鋼板(g)L

vvvvT

(f)T□O□□(1)大跨空間結(jié)構(gòu)一網(wǎng)架和網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，張弦桁架、懸掛結(jié)構(gòu)(2)輕鋼結(jié)構(gòu)一變截面輕鋼門式剛架、金屬拱型波紋屋蓋、

輕鋼結(jié)構(gòu)住宅(3)直接焊接鋼管結(jié)構(gòu)(4)鋼結(jié)構(gòu)的高層建筑(5)鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)(6)索膜結(jié)構(gòu)(7)預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)3、新型結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用復(fù)習(xí)建筑力學(xué)預(yù)習(xí)學(xué)習(xí)情境二建筑鋼材⑥

結(jié)構(gòu)類型簡(jiǎn)介及識(shí)圖7

鋼結(jié)構(gòu)的加工制作8

鋼結(jié)構(gòu)的安裝O

涂裝工程10

鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收緒論鋼結(jié)構(gòu)的材料連接柱(軸心受力構(gòu)件)梁(受彎構(gòu)件)②3④50課程主要內(nèi)容1主要學(xué)習(xí)情境①建筑鋼材的基本要求建筑鋼材的主要機(jī)械性能建筑鋼材的兩種破壞形式影響鋼材性能的主要因素建筑鋼材的種類、規(guī)格及選擇2.12.2

2.3

2.42.52、鋼結(jié)構(gòu)的材料較高的強(qiáng)度較好的塑性及韌性良好的加工性能良好的可焊性較好的抗銹蝕能力現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ50017-2003)

推

薦承重結(jié)構(gòu)的鋼材宜采用碳素結(jié)構(gòu)鋼中的Q235

,

及

低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼中的Q345、Q390

及Q420

鋼。2.1建筑鋼材的基本要求屈服強(qiáng)度(yield

strength)fy抗拉強(qiáng)度(tensile

strength)fu

伸長(zhǎng)率(elongation)δ斷面收縮率ψ彈性模量EE

為常量，低碳鋼有明顯屈服點(diǎn)，

fy作為破壞標(biāo)志，

fu/fy為強(qiáng)度儲(chǔ)備。一

、強(qiáng)度和塑性——單軸拉伸試驗(yàn)§2

建筑鋼材的主要機(jī)械性能圖2-1

單軸應(yīng)力鋼

，fy=235N/mm2,鋼

，fy=345N/mm2,

鋼

，fy=390N/mm2,

鋼

，fy

=420N/mm2。●例如國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：·

對(duì)于一般厚度(t<=16mm):Q235Q345Q390Q420····為了簡(jiǎn)化計(jì)算，將圖2-1所示應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系簡(jiǎn)化為圖2-2。<

f

,

完全彈性>

f

,

完全塑性

ft作為安全儲(chǔ)備實(shí)際設(shè)計(jì)中對(duì)σ—

ε曲線的簡(jiǎn)化：圖2-2伸長(zhǎng)率δ(根據(jù)試件原標(biāo)距長(zhǎng)度/與試件中間部分的直徑

d?

的比值為10或5而分為δ?0或δ?)為試件拉斷時(shí)原標(biāo)距間

長(zhǎng)度伸長(zhǎng)值與原標(biāo)距比值的百分率。式

中

：I?——

為試件拉斷后標(biāo)距間長(zhǎng)度。斷面收縮率y

是指試件拉斷后，頸縮區(qū)的斷面面積縮小值

與原斷面面積比值的百分率。式中：A?——試件原來(lái)的斷面面積；A,——

試件拉斷后頸縮區(qū)的斷面面積；二、

冷彎(cold

bending)試驗(yàn)一冷彎角α加工性能，塑性變性能力，材質(zhì)均勻性，

α=180

度合格。指標(biāo)：將根據(jù)試件厚度按規(guī)定的彎曲直徑將試

件彎曲1800.如表面無(wú)裂紋或分層則合格.鋼材的韌性是表示鋼材抵抗沖擊荷載或振動(dòng)荷載的能力，

它是強(qiáng)度與塑性的綜合表現(xiàn)。鋼材韌性通過(guò)沖擊試驗(yàn)，測(cè)定沖擊功(沖擊韌性值A(chǔ)kv,單

位J或ak單

位J/cm2)來(lái)表示。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)鋼材的沖擊韌性Ak

有常溫和負(fù)溫要求

的規(guī)定。選用鋼材時(shí)，根據(jù)結(jié)構(gòu)的使用情況和要求提出相

應(yīng)溫度的沖擊韌性指標(biāo)要求。

常溫(20°℃)和低溫(0℃,-20℃,-40°℃)試驗(yàn)。三、沖擊韌性用帶缺口

(V型或U型)的標(biāo)準(zhǔn)試件(下圖)進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，試件破壞時(shí)截面單位面積吸收的能量，

稱沖擊韌性。沖擊韌性越好，表明鋼材越不易脆斷。(a)(b)沖擊韌性試件四

、可焊性(weld

ability)(1)可焊性好意味著鋼材施焊后能獲得良好的焊接接頭性能。(2)評(píng)定可焊性好的標(biāo)志①在一定的焊接工藝條件下，焊縫和近縫區(qū)均不

產(chǎn)生裂紋(施工上的可焊性)②焊接接頭和焊縫的沖擊韌

性及近縫區(qū)塑性不低于母材性能(使用性能上的可焊性)塑性破壞：破壞前有顯著的變形，吸收很大

的能量，延續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，有明顯的塑性變形，斷

裂時(shí)脆性破壞口破纖輔獲明盤漆發(fā)暗破壞突然發(fā)

生，斷裂時(shí)斷口平齊，呈有光澤的晶粒狀。性破壞危險(xiǎn)性大?！?建筑鋼材的兩種破壞形式一

、化學(xué)成分的影響普通碳素鋼中含有多種化學(xué)成分，其中，鐵占99%左右，碳、硅、錳、硫、磷、氧、氮等共占

1%左右。在低合金鋼中還有合金元素(S;、Mn、V),

他們含量低于5%。影響鋼材主要性能的元素有：C

、S;

、Mn

、V、S

、P

、0

、N

?！?影響鋼材性能的主要因素影響強(qiáng)度、塑性、韌性。提高含碳量，強(qiáng)度提高，塑性和韌性下降，可焊性、抗銹蝕

性能變劣。鋼結(jié)構(gòu)中，不宜采用含碳量高的鋼材，一船

不

超

9

)

2

2

%

。脫氧劑，適量(含量不超過(guò)0.2%時(shí))可提高鋼

材強(qiáng)度，而對(duì)塑性、韌性和可焊性無(wú)明顯不良影響。有利元素：適量可提高強(qiáng)度而不明顯影響塑性，同時(shí)可消除熱脆和改善冷脆傾向。是低合金鋼中的主要合金元素成分。如：HRB335(20MnSi)4、釩

(V)可提高鋼材強(qiáng)度和焊接性能。如：15MnV

鋼可用于船舶、橋梁等荷載大的焊接結(jié)構(gòu)以

及高中壓容器。HRB400(20MnSiV)在高溫下(800-1000℃)生成硫化鐵，使鋼材變脆(熱脆),因而降低鋼材的沖擊

韌性、疲勞強(qiáng)度、可焊性和抗銹蝕能力。

應(yīng)

嚴(yán)格控制鋼材中的含硫量，不得超過(guò)0.05%,25磷鋼木

超過(guò)0.045%。可提高強(qiáng)度、提高抗銹蝕能力，但嚴(yán)重降低塑性、韌性和可焊性，特別易發(fā)生低溫

脆斷(冷脆)

,應(yīng)嚴(yán)格控制其含量，

一般不超過(guò)氧48%、15錳釩鋼不超過(guò)0.040%。氧類似硫，氮類似磷。有害雜質(zhì)，嚴(yán)格控制。有害元素：硫(S)二、冶煉、澆注、軋制過(guò)程及熱處理的影響(一)冶煉、澆注和軋制的影響根據(jù)脫氧情況：沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼、鎮(zhèn)靜鋼、特殊

鎮(zhèn)靜鋼L畬犀鑄疑辱華宥感爸分有爵氣泡內(nèi)含有非金屬雜質(zhì)夾渣，當(dāng)軋制溫度及廳力不夠時(shí)

不能使氣泡壓合，氣泡被壓扁層。鋼材中存在的微觀裂紋。4、軋制的影響改善鋼材的力學(xué)性能(二)熱處理(heat

treatment)——控制降溫速度或重新加熱，改變晶體結(jié)構(gòu)和材

性。淬火(quench):

快速降溫，提高強(qiáng)度、降低韌

性

；退火(anneal):

爐中控制，緩慢降溫；回火(temper):

自然降溫和控制降溫相結(jié)合h

白

力

卡

日超過(guò)屈服強(qiáng)度后卸載，再加載時(shí)提高了屈服強(qiáng)度，卻犧牲了塑性。這種現(xiàn)象稱冷硬。冷硬提高了鋼材的彈性范圍，被廣泛用于提

高承載力。但卻使鋼材變脆，犧牲了塑性，對(duì)于

承受動(dòng)力荷載重要構(gòu)件，不應(yīng)使用經(jīng)過(guò)冷硬的鋼

材。三、鋼材硬化的影響1、

冷作硬化0E冷作及時(shí)效后的塑性區(qū)(b)冷作硬化后的塑性區(qū)(a)冷作及時(shí)效后/冷作及時(shí)效前σ冷作硬化后O時(shí)效硬化后再

加

荷卸荷冷作硬化與時(shí)效硬化fy0卸荷↓再

加

荷f,二1E鋼材中的C

和N

的化合物以固溶體的

形式存在于純鐵的結(jié)晶體中。隨著時(shí)間

的增長(zhǎng)逐漸析出，進(jìn)入結(jié)晶群之間，對(duì)

純鐵體的塑性變形起著遏制作用，使強(qiáng)度提高，塑性、韌性降低，這種現(xiàn)象稱人左

陜

速爵經(jīng)過(guò)冷加工后(10%左右的塑性

變形),加熱至200~300度，僅

需幾小時(shí)，時(shí)效就可以完成。2、時(shí)效硬化0E冷作及時(shí)效后的塑性區(qū)(b)冷作硬化后的塑性區(qū)(a)冷作及時(shí)效后/冷作及時(shí)效前σ冷作硬化后O時(shí)效硬化后再

加

荷卸荷冷作硬化與時(shí)效硬化fy0卸荷↓再

加

荷f,二1E!

=

山同號(hào)復(fù)雜應(yīng)力：強(qiáng)度提高，塑性降低，性能變脆異號(hào)復(fù)雜應(yīng)力：強(qiáng)度降低，塑性提高O

<

f,

彈性狀態(tài)O

>

=f,塑性狀態(tài)oea<f,彈性狀態(tài)

oeq>=f,

塑性狀態(tài)復(fù)雜應(yīng)力對(duì)鋼材性能的四、復(fù)雜應(yīng)力的影響單向應(yīng)力作用復(fù)雜應(yīng)力作用下下鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件中存在的孔洞、槽口、凹角、裂縫、厚度變

化、形狀變化、內(nèi)部缺陷等

使一些區(qū)域產(chǎn)生局部高峰應(yīng)

力，此謂應(yīng)力集中現(xiàn)象。應(yīng)力集中越嚴(yán)重，鋼材塑性越差。(e)圖2-10

應(yīng)力集中對(duì)鋼材性能的影響件a(N/mm2)胸r尸(b)(a)殘

余

應(yīng)力由于不均勻的加熱或冷卻，使得鋼材收

縮和膨脹不均勻，先冷卻部分與后冷卻

部分相互牽制，從而在截面內(nèi)形成自相

平衡的內(nèi)結(jié)應(yīng)力。影響

：

·對(duì)靜載下的承載能力沒(méi)有影響·

構(gòu)件部分提前達(dá)到塑性，剛度下降，

整體穩(wěn)定承載力下降六、殘余應(yīng)力的影響℃20100200300400500600F,(%)10095826540100溫度超過(guò)300°C以后，屈服點(diǎn)和極限強(qiáng)度顯著下降，

達(dá)到600°℃時(shí)強(qiáng)度幾乎等于零。對(duì)于正溫范圍(正常溫度以上),總的趨勢(shì)是：

隨著溫度增加，鋼材強(qiáng)度下降(下表),塑性增大。七、溫度的影響鋼材受溫度影響總的趨勢(shì)是隨溫度升高，f

、

f

、

E

下降，但溫度達(dá)250℃左右時(shí)，

鋼材抗拉強(qiáng)度提高，塑性、韌性下降，表面氧化膜呈藍(lán)色，即發(fā)生藍(lán)脆現(xiàn)象。在負(fù)溫范圍，即當(dāng)溫度從常溫下降時(shí)，

塑性、韌性降低，下降到某一溫度時(shí)

沖擊韌性突然下降很快，發(fā)生脆性破

壞，這就是低溫冷脆現(xiàn)象。藍(lán)脆現(xiàn)象低溫冷脆在連續(xù)反復(fù)(循環(huán))荷載作用下，當(dāng)應(yīng)力低于抗拉強(qiáng)度甚至低于屈服強(qiáng)度便發(fā)生突然脆性斷裂。這種

現(xiàn)象稱鋼材疲勞破壞。其特點(diǎn)是：強(qiáng)度降低，材料轉(zhuǎn)為脆性，破壞突然發(fā)

生?！嘈云茐?。八、鋼材的疲勞游鑿戴圖·安鴻1、碳素結(jié)構(gòu)鋼國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》

(GB

700-88)將碳素結(jié)構(gòu)鋼按屈服點(diǎn)數(shù)值分5個(gè)牌號(hào)：Q195、Q215、Q235、Q255、Q275。鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范中推薦的是Q

235。一

、建筑鋼材的種類建筑用鋼

碳素結(jié)構(gòu)鋼

低合金鋼?！?建筑鋼材的種類、規(guī)格及選擇普通低合金鋼是在普通碳素鋼中添加少量的一種或幾種合金元素(總量<5%)以提高

其強(qiáng)度、耐腐蝕性、耐熱性、低溫沖擊韌性。

其含碳量<0.2%,以便鋼材的加工和焊接?，F(xiàn)行的《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》(GB/T1591-94)

將低合金高強(qiáng)度鋼分5

個(gè)牌號(hào)：Q295、Q345、Q390、Q420、另6在橋梁結(jié)趨靚落安搭蓄的屬等專業(yè)用鋼材，分

別在來(lái)尾加Q420

。C”、“r”、“g”,如：

Q235q,Q345q“QXXX

口

·[]

”

,

例

如Q235—A

·F、Q235—B·b、Q345

·

E·Z。其中Q

:

屈服強(qiáng)度的第一個(gè)拼音字母。XXX:

屈服強(qiáng)度值，單位為N/mm2,

結(jié)構(gòu)用鋼常有235、345、390。口

：質(zhì)量等級(jí)，有A、B、C、D、E

五等。其中A

無(wú)沖擊功規(guī)定；

B有20°℃時(shí)的沖擊功要求；C

有0°℃時(shí)的沖擊功要求；D有-20°℃時(shí)的沖擊功要求；

E

有

-

40

°C時(shí)的沖擊功要求，低合金鋼才有E。[]

:脫氧方法，可分為F、b、Z

和TZ,F

表示沸騰鋼，b表示半鎮(zhèn)靜鋼，Z

表示鎮(zhèn)靜鋼，TZ

表示特殊鎮(zhèn)靜鋼，其中Z和TZ命名規(guī)可不寫?！逗附咏Y(jié)構(gòu)用耐候鋼》

(GB/4172-2000)Q235NH

、Q345NH《高層建筑結(jié)構(gòu)用鋼板》

(YB4104-2000)Q235GJ

、Q345GJ

、Q235GJZ

、Q345GJZZ向鋼

耐候鋼耐火鋼(1)熱軋鋼板和鋼帶(2)冷軋鋼板和鋼帶，(3)花紋涂板(用作走道板和梯子踏板),(4)高層建筑結(jié)構(gòu)用鋼板；薄板<6mm,厚板>40mm;

常用熱軋板6～25n冷軋板0.6~2mm。鋼板代號(hào)：

"—寬×厚×長(zhǎng)"如—600mm×10mm×3600mm二、建筑鋼材的規(guī)格1

、鋼板(plate)P1272

、熱軋型鋼(hot-rolledsection)工字鋼，H型

鋼

，T

型鋼，槽鋼，角鋼，圓

管，方管，圓鋼。3

、焊接型鋼(weldedsection)H

形

，T

形，箱形，十字型。4

、冷彎薄壁(厚度1

.

5～5mm)型

鋼(cold-formedsection)L型鋼，C

型鋼，Z

型鋼，

∑型鋼等。O

所

四口L

[5、壓型鋼板1、工字鋼表示方法●普通工字鋼用符號(hào)I

及號(hào)數(shù)表示，其中號(hào)數(shù)

代表截面高度的厘米數(shù)?！?/p>

I20

以上的工字鋼根據(jù)腹板的厚度和翼緣寬度的不同，同號(hào)工字鋼又分為a、b類型，

I

32分為a、b、c三類。三、建筑鋼材的表示方法10100684.57.612.61267458.414140805.59.1161608869.918180946.510.720a200100711.420b200102911.422a2201107.512.322b2201129.512.325a25011681325b250118101328a2801228.513.728b28012410.513.732a3201309.51532b32013211.51532c32013413.51536a3601361015.836b3601381215.836c3601401415.840a40014210.516.540b40014412.516.540c40014614.516.545a45015011.51845b45015213.51845c45015415.51811.513.51345816p·

分為等邊角鋼和不等邊角鋼·

等邊角鋼用符號(hào)L和肢寬×肢厚的毫米

數(shù)表示。如L90×8●不等邊角鋼用符號(hào)L

和長(zhǎng)肢寬×短肢寬×厚度的毫米數(shù)表示。如L125×80×82、角鋼表示方法25*16*32516325*16*42516432*20*33220332*20*43220440*25*34025340*25*44025445*28*34528345*28*44528450*32*350323吊50*32*45032456*36*35636356*36*45636456*36*55636563*40*46340463*40*56340563*40*66340663*40*7634071670*45*47045470*45*57045570*45*67045670*45*77045775*50*5755053675*50*67550675*50*87550875*50*10755010分為普通槽鋼和輕型槽鋼，其代號(hào)分別為

[

和Q

[及號(hào)數(shù)組成，其中號(hào)數(shù)也表示

截面高度的厘米數(shù)。3、槽鋼型號(hào)H(mm)B(mm)Tw(mm)Tf(mm)550324.476.565364.47.2880404.57.410100464.57.612120524.87.814140584.98.114a140624.98.7161606458.416a160685918180705.18.718a180745.19.320200765.2920a200805.29.722220825.49.522a220875.410.224240905.61024a240955.610.72727095610.5303001006.51133330105711.7363601107.512.640400115813.5代號(hào)為C,及號(hào)數(shù)組成，其型號(hào)用相應(yīng)代

號(hào)和截面高度×翼緣寬度×垂邊長(zhǎng)度×

鋼板厚度(單位為mm)。4、冷彎薄壁C型鋼型號(hào)H(mm)B(mm)C(mm)T(mm)100*50*15*2.510050152.5120*50*20*2.512050202.5120*60*20*3.012060203140*50*20*2.014050202140*50*20*2.214050202.2140*50*20*2.514050202.52.5140*60*20*3.014060203160*60*20*2.016060202160*60*20*2.216060202.2160*60*20*2.516060202.5

日160*70*20*3.016070203180*70*20*2.018070202180*70*20*2.218070202.2180*70*20*2.518070202.5200*70*20*2.020070202200*70*20*2.220070202.250200*70*20*2.52007020220*75*20*2.022075202220*75*20*2.222075202.2220*75*20*2.522075202.580*40*15*2.080401522.5分為寬翼緣H型鋼、中翼緣H型鋼、窄翼緣H型鋼

三類，代號(hào)分別為HW、HM、HN,

其型號(hào)用

相應(yīng)代號(hào)和截面高度×翼緣寬度×腹板厚度×

翼緣厚度(單位為mm),

如HM440×300、H220×206×15×25。5

、H型鋼型號(hào)H(mm)B(mm)Tw(mm)Tf(mm)HM148*10014810069HM194M244*175244175711HM294*200294200812HM340*250340250914HM390*3003903001016HM482*3004823001115HM440*3004403001118HM488*3004883001118HM544*3005443001115HM550*3005503001118HM582*3005823001217HM588*3005883001220HM594*3025943021423型號(hào)H(mm)B(mm)Tw(mm)Tf(mm)300*200*6*10300200610300*200*6*12300200612300*200*8*14300200814300*250*8*12300250812300*250*10*143002501014300*300*8*12300300812300*300*10*163003001016300*300*12*203003001220350*175*6*10350175610350*175*8*12350175812350*200*6*835020068350*200*8*10350200810350*200*8*12350200812200350*200*10*163502001016350*250*8*10350250810350*250*8*12350250812350*250*10*163502501016350*300*8*12350300812分為寬翼緣T型鋼、中翼緣T型鋼、窄翼緣T型鋼

三類，代號(hào)分別為TW、TM、TN,

其型號(hào)用

相應(yīng)代號(hào)和截面高度×翼緣寬度×腹板厚度×

翼緣厚度(單位為mm),

如TN223×199,T220×206×15×25。6

、T型鋼型號(hào)H(mm)B(mm)Tw(mm)Tf(mm)TH50*50505057TN62.5*6062.56068TN75*75757557TN87.5*9087.59058TH99*9999994.57TN100*1001001005.58TN124*12412412458TN125*12512512569TH149*1491491495.58TN150*1501501506.59TN173N175*175175175711TN198*199198199711TH200*200200200813TH223*199223199812TN225*200225200914TN248*199248199914代號(hào)為D或φ,其型號(hào)用相應(yīng)代號(hào)和外徑×壁厚

(單位為mm),

如D38×3

、φ38×3。7、圓管(鋼管)型號(hào)D(mm)T(mm)38*2.5382.538*338338*3.5383.538*438442*2.5422.542*342342*3.5423.542*442445*2.5452.545*345345*3.5453.545*445450*2.5502.550*350350*3.5503.550*450450*4.5504.550*5505代號(hào)為φ,其型號(hào)用相應(yīng)代號(hào)和直徑(單位為

mm),如φ20。8、圓鋼(鋼筋)型號(hào)D(mm)5.55.5666.56.577889910101111121213131414151516161717181819192020212122222323242425252626--用文字箱或口表示，其型號(hào)用相應(yīng)代號(hào)和高×寬

×壁厚(單位為mm),

如□40×25×2。9、方管(方鋼)型號(hào)H(mm)B(mm)T(mm)30*20*1.530201.530*20*1.7530201.7530*20*2.03020230*20*2.530202.540*20*1.540201.540*20*1.7540201.7540*20*2.04020240*20*2.540202.540*20*3.04020340*25*1.540251.540*25*1.7540251.7540*25*2.04025240*25*2.540252.540*25*3.04025340*30*1.540301.540*30*1.7540301.7540*30*2.04030240*30*2.540302.540*30*3.040303·

輕鋼結(jié)構(gòu)屋面及墻體一般采用彩色鋼板維護(hù)

結(jié)構(gòu)，可以雙層加保溫，也可不加，有多種樣

式可供選擇，具體根據(jù)用戶或設(shè)計(jì)要求選用，采用各種緊固件和泛水配件組裝而成?！?/p>

表示：YX肋高-肋距-單個(gè)板寬-板厚，如：

YX15-220-880-0.6?！?/p>

彩鋼板根據(jù)防腐、防雨及外形要求有不同型

號(hào)可供選擇，下面介紹幾種常用板型。10、壓型彩鋼板840210

210YX28-210-840

展開(kāi)寬度1000)國(guó)主要用途：屋面板墻面板酸

厚有

效截

面

特

征m0.60.81.0Letcm+/m10.7614.5918.24Wetcm3/m5.627:479.3主要用途：屋面板墻面板板

厚

f

m

m

)

有

效

載

畫

特

征0.60.81.0Let

cm+/m10.013.3816,73Wet

cm/m5.096.75桂

4678220

220680YX15-220-880C展開(kāi)寬度1000)酒主要用途：墻面板有效載面特板摩證m

)0.50.60.8Letcm/m5.768.12t0.83Wetcm3/m3.594.355,75880吊

用

彩

權(quán)

8

8

0

型760760240

80

YX51-380-760

(展開(kāi)寬度1000)■主要用途：隱藏式屋面板板

季

m

m有效載面特

位060.81.0Let

cm"/m37.2749.6962.11Wet

cm/m12.2916.3920.4吊用彩板760型

常用彩板加工設(shè)備四、建筑鋼材的選擇

1、原則：保證結(jié)構(gòu)可靠安全，同時(shí)要經(jīng)濟(jì)合理，節(jié)約鋼材。2、選擇使用鋼材時(shí)，應(yīng)考慮的主要因素：(1)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的重要性(主要的、

一般的、次要的)(2)荷載性質(zhì)(靜力荷載還是動(dòng)力荷載)(3)連接方式(焊接還是其它連接)(4)工作環(huán)境(溫度及腐蝕介質(zhì))(5)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力狀態(tài)(6)鋼板厚度3、承重鋼結(jié)構(gòu)用鋼材的保證項(xiàng)目fu

f,

δ?冷彎180°沖擊韌性

-40°沖擊韌性三項(xiàng)保證

五項(xiàng)保證六項(xiàng)保證1、建筑鋼材應(yīng)具有質(zhì)量證明書2、屬于下列情況之一，須同時(shí)具備質(zhì)量證明書和

試

驗(yàn)

報(bào)

告：(1)國(guó)外進(jìn)口的鋼材(2)鋼材質(zhì)量保證書的項(xiàng)目少于設(shè)計(jì)要求(應(yīng)提

供缺少項(xiàng)目的試驗(yàn)報(bào)告)(3)混批采購(gòu)的鋼材(4)設(shè)計(jì)有特殊要求的鋼結(jié)構(gòu)用材五、建筑鋼材的檢驗(yàn)●

請(qǐng)畫圖表示下列鋼材符號(hào)的含義：●

1

、

—

100X8X500

2

、I22b

.

3、L50×30×6

4

、[16a5

、C160×60×20×2.26

、H300×150×8×14

·7

、T300×150×8×148

、φ40×3/D40×3●

9

、

φ2510

、□50×30×3·11

、YX28-210-840-0.8·

作

業(yè)

：(⑤結(jié)

構(gòu)類型簡(jiǎn)介及識(shí)圖7

鋼結(jié)構(gòu)的加工制作8

鋼結(jié)構(gòu)的安裝O

涂裝工程10鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收緒論鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼結(jié)構(gòu)的連接柱(軸心受力構(gòu)件)梁(受彎構(gòu)件)①②3④50課程主要內(nèi)容1主要學(xué)習(xí)情境3.1

鋼結(jié)構(gòu)的連接的種類及其特點(diǎn)3.2焊接3.3

螺栓連接3、鋼結(jié)構(gòu)的連接連接方法優(yōu)

點(diǎn)缺

點(diǎn)焊

接對(duì)幾何形體適應(yīng)性強(qiáng)，構(gòu)造簡(jiǎn)單，不削弱截面，省材省工，易于自動(dòng)化，工效高。焊接殘余應(yīng)力大且不易控制，焊接變形大對(duì)材質(zhì)要求高，焊接程序嚴(yán)格，質(zhì)量檢驗(yàn)工作量大鉚

接傳力可靠，韌性和塑性好，質(zhì)量易于檢查，抗動(dòng)力荷載好費(fèi)鋼、費(fèi)工，逐漸被高強(qiáng)螺栓取代普通螺栓連接裝卸便利，設(shè)備簡(jiǎn)單螺栓精度低時(shí)不宜受剪，螺

栓精度高時(shí)加工和安裝難度較大高強(qiáng)螺栓連接加工方便，對(duì)結(jié)構(gòu)削弱少，可拆換，能承受動(dòng)力荷載，耐疲勞，塑性、韌性好摩擦面處理，安裝工藝略為復(fù)雜，造價(jià)略高03.1鋼結(jié)構(gòu)的連接的種類及其特點(diǎn)焊接連接

鉚釘連接

螺栓連接b)焊縫連接的常識(shí)對(duì)接焊縫連接角焊縫連接1

3.2

焊接§1§2

§3焊接的類型適用范圍特點(diǎn)電弧焊手工

焊交流焊機(jī)焊接普通鋼結(jié)構(gòu)利用焊條與焊件之間產(chǎn)生的電弧熱焊接，

設(shè)備簡(jiǎn)單，操作靈活，可進(jìn)行各種位置

的焊接，是建筑工地應(yīng)用最廣泛的焊接

方法。直流焊機(jī)焊接要求較高的鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)與交流焊機(jī)相同，成本比交流

焊機(jī)高，但焊接時(shí)電弧穩(wěn)定。埋弧自動(dòng)焊焊接長(zhǎng)度較大的對(duì)接貼角焊縫，

一般是有

規(guī)律的直焊縫利用埋在焊劑層下的電弧熱焊接，效率

高，質(zhì)量好，操作技術(shù)要求低，勞動(dòng)條

件好，是大型構(gòu)件制作中應(yīng)用最廣的高

效焊接方法。半自動(dòng)焊焊接較短的或彎曲的

對(duì)接、貼角焊縫與埋弧自動(dòng)焊基本相同，操作靈活，但

使用不夠方便CO2氣體保護(hù)焊用于構(gòu)件長(zhǎng)焊縫的自

動(dòng)焊用CO2或惰性氣體保護(hù)的實(shí)芯焊絲或藥芯

焊接，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，焊接效率

高，質(zhì)量好電渣焊用于箱型梁及柱隔板

與面板全焊透連接利用電流通過(guò)液態(tài)熔渣所產(chǎn)生的電阻熱

焊接，能焊大厚度焊縫§1焊縫連接的常識(shí)一、焊接方法a)連續(xù)焊縫：受力較好b)斷續(xù)焊縫：易發(fā)生應(yīng)力集中1、按焊縫的性質(zhì)a)對(duì)接焊縫b)角焊縫被連接板件2角焊縫二

、焊縫連接的形式2、按焊縫連續(xù)性對(duì)接焊縫對(duì)接焊縫4、角焊縫按受力與焊縫方向分a)側(cè)縫

(側(cè)面角焊縫):作用力方向與焊縫長(zhǎng)度方向平行b)

端縫

(正面角焊縫):

作用力方向與焊縫長(zhǎng)度方向垂直3、對(duì)接焊縫按受力與焊縫方向分a)直縫：作用力方向與焊縫方向正交b)

斜縫：作用力方向與焊縫方向斜交c)斜縫：作用力與焊縫長(zhǎng)度方向斜交角焊縫的種類6、按施工位置俯(平)焊、立焊、橫焊、仰焊。其中以俯焊施工位置最好，所以焊縫質(zhì)量也最好，仰焊最差。焊縫

鋼構(gòu)件鋼構(gòu)件焊縫蓋板對(duì)接平焊

立焊

橫焊

仰焊a)

焊條5、按兩焊件的相對(duì)位置分頂接T

形連接)焊縫

鋼構(gòu)件搭接角接鋼構(gòu)件焊縫1、焊縫連接的缺陷常見(jiàn)的缺陷形式：

裂紋、焊瘤、燒穿、弧坑、

氣孔、夾渣、咬邊、未融合、未焊透三

、焊縫連接的缺陷、質(zhì)量檢驗(yàn)和焊縫質(zhì)量級(jí)別(b)

氣孔(e)

未焊造4

相

關(guān)

1(a)

裂取(d)

未焊

透(C)

夾溢(f)

交肉2、焊縫質(zhì)量檢

焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)方法分：

外觀檢查、超聲波探傷檢驗(yàn)

、X射線檢驗(yàn)。3、焊縫質(zhì)量等級(jí)焊縫質(zhì)量分三級(jí)：一級(jí)焊縫、二級(jí)焊縫需經(jīng)外觀檢查、超聲波探傷，超聲波探傷不能對(duì)缺陷作出判斷時(shí)，應(yīng)采用射線探傷。以確保無(wú)外觀、內(nèi)部缺陷。探傷比例：

一級(jí)焊縫100%,二級(jí)焊縫20%。三級(jí)焊縫需外觀檢查合格。Y

0652透照室041526378

9需不IIII基準(zhǔn)線(實(shí)線)箭頭線基準(zhǔn)線(虛線)焊縫符號(hào)：引出線、基本符號(hào)，必要時(shí)加上輔助符號(hào)。1、引出線由帶箭頭的指引線和兩條基準(zhǔn)線組成(其中一條

為實(shí)線，一條為虛線)2、基本《圖形

)符號(hào)3、輔助

符

號(hào)四

、焊縫的符號(hào)及標(biāo)注方法

P132示

意

圖標(biāo)

注

示

例C△11說(shuō)

明表示V形焊縫的背面底部有

墊板工件三面帶有焊縫，焊接方

法為手工電弧焊表示在現(xiàn)場(chǎng)沿工件周圍施焊圖2和圖3給出的示例說(shuō)明下例術(shù)語(yǔ)的含義：a.

接頭的箭頭側(cè)；b.

接頭的非箭頭側(cè)。箭頭線和接頭的關(guān)系(b)

焊縫在非箭頭側(cè)(a)

焊縫在箭頭側(cè)角

焊

縫對(duì)

接

焊

縫塞焊縫三

面

圍

焊單面焊縫雙面焊縫安裝焊縫相同焊縫型

式代

b

pP647標(biāo)

注

方

法hPbaP[h

E50E50為對(duì)焊條的輔助說(shuō)明焊

縫

符

號(hào)

表4-1船形焊還可參閱《疑難釋義》節(jié)4.2圖4-1。06板厚t≤12mm

(埋弧焊)

板厚t=

12~20mm(埋弧焊)h)K型

板厚t>20mm

(埋弧焊)§2對(duì)接焊縫連接

一、對(duì)接焊縫的形式和構(gòu)造1、對(duì)接焊縫的形式c)

單邊V型

e)

單邊U型

溶合線(1)引弧板：

起落弧處易有焊接缺陷，所以用

引弧板。但采用引弧板施工復(fù)雜，除承受動(dòng)力

荷載外，

一般不用，計(jì)算時(shí)將焊縫長(zhǎng)度兩端各

減去t(t為較薄焊件的厚度)。2、對(duì)接焊縫的構(gòu)造處理Cutofl

project-

ing

materialWeld

run-on

run-offtab(2)

墊板：為防止熔化金屬流淌必要時(shí)可在坡口

下加墊板。加墊板的坡口墊板(3)切成斜面均勻過(guò)度：板厚相差4mm

或變

寬度板對(duì)接，在板的一面或兩面切成坡度不大于1:2.5(1:4動(dòng)力荷載)的斜面，避免應(yīng)

力集中。所有驗(yàn)算的思路如下(步驟不限):1、

分析題目，考慮該驗(yàn)算采用什么計(jì)算公式；2、計(jì)算或查出該計(jì)算公式中所有的參數(shù)；3、

將參數(shù)代入進(jìn)計(jì)算公式，進(jìn)行比較大?。?、如果應(yīng)力小于強(qiáng)度(滿足計(jì)算公式要求),則

滿足要求；反之，則不滿足要求。特例，如果應(yīng)力大于強(qiáng)度，但是不超過(guò)5%,即(應(yīng)力—強(qiáng)度)/強(qiáng)度X100%≤5%,這種情況可以認(rèn)為滿足要求。

當(dāng)然，也可以直接認(rèn)定不滿足要求。二

、對(duì)接焊縫連接的計(jì)算對(duì)接焊縫只有驗(yàn)算。1.軸心受力的對(duì)接焊縫(1)直縫驗(yàn)算截面矩形，只有正應(yīng)力?；?/p>

f"矩形截面(2-3)N—軸向拉力或壓力設(shè)計(jì)值l焊縫計(jì)算長(zhǎng)度(有引弧扳時(shí)為焊件寬度b,

無(wú)引弧扳時(shí)為b-2t(mm)。t—兩連接件中較小的厚度，T

形連接時(shí)為腹板厚度

fw—對(duì)接焊縫抗拉設(shè)計(jì)強(qiáng)度，按不同質(zhì)檢級(jí)別定，除3級(jí)質(zhì)檢外(為主體鋼材的0.85倍)與鋼材同。

f.w—對(duì)接焊縫抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度，與鋼材同。對(duì)接連接直焊縫若加引弧板施焊，且質(zhì)量

達(dá)到一、二級(jí)，則無(wú)需焊縫抗拉強(qiáng)度驗(yàn)算?；?/p>

fw拉強(qiáng)度驗(yàn)算：a.未使用引弧板施焊；b.II級(jí)焊縫質(zhì)量。直焊縫長(zhǎng)度不夠時(shí)可增加焊縫長(zhǎng)度

或改用斜焊縫。(2)三級(jí)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，使用引弧板施焊，當(dāng)tanθ≤1.5時(shí)，斜焊縫強(qiáng)度不低于母材強(qiáng)度，不需要驗(yàn)算焊縫強(qiáng)度。只有以下兩種情況，才需對(duì)直焊縫進(jìn)行抗θ=56.3

=1.2b例1、圖示兩塊Q235鋼板為對(duì)接焊縫連接；采用手

工電弧焊，焊條為E43,

焊縫質(zhì)量為三級(jí)。已知

板截面為460mm×10mm,承受軸心拉力設(shè)計(jì)值N=8

50KN,

試驗(yàn)算該構(gòu)件焊縫的軸心受拉承載力。Q235N=850KN

N=850KN①口十解、因Q235鋼、板厚t=10mm<16mm、對(duì)接焊縫、三級(jí)，

故由P255附表1-3可知ftW=185N/mm2。因N=850KN,1=460-2t=460-2×10=440mm,t=10mm,

故σ=N/(1,t)=850×103/(440×10)=193.2N/mm2>ftw=185N/mm2。所以該構(gòu)件焊縫的軸心受拉承載力不滿足要求。需采取

措

施

。例2、如下圖，

除在施焊時(shí)采用引弧板和引出板

外，其余條件同例1,焊縫質(zhì)量為三級(jí)。試驗(yàn)

算該構(gòu)件焊縫的軸心受拉承載力。解、因Q235鋼、板厚t=10mm<16mm、對(duì)接焊縫、三級(jí)，故由附表1-3可知ftW=185N/mm2。因N=850KN,1=460mm,t=10mm,故[N]=ftW(1,t)=185×(460×10)=851000N>N=850×103N。(851000-850000)/850000=0.12%<5%所以該構(gòu)件焊縫的軸心受拉承載力滿足要求。例3、圖示兩塊軸心受拉Q235不等厚鋼板采用對(duì)

接焊縫連接；手工電弧焊，焊條為E43,

焊縫

質(zhì)量為三級(jí)

。已知板寬度均為550mm,

厚度分

別為20mm、16mm,承受恒載標(biāo)準(zhǔn)值N=1180KN,

試驗(yàn)算該構(gòu)件焊縫的軸心受拉承載力。Nk=1180KNNk=1180KN三級(jí)焊縫Q235○

G

G解、因Q235鋼、較小板厚t=16mm、對(duì)接焊縫、三級(jí)，故由附表1

-

3可知ftW=185N/mm2。因N=1180KN,N=1.35×1180=1593KN,1=550-2t=550-2×16=518mm,t=16mm,故

σ

=N/(1wt)=1593×103/(518×16)=192.2N/mm2>ftW=185N/mm2。所以該構(gòu)件焊縫的軸心受拉承載力不滿足要求。需

采取措施。練習(xí)1、圖示兩塊軸心受拉Q235不等厚鋼板采用

對(duì)接焊縫連接；手工電弧焊，焊條為E43,焊

縫質(zhì)量為三級(jí)，采用引弧板和引出板施焊。已知板寬度均為550mm,

厚度分別為20mm、16m

m,承受恒載標(biāo)準(zhǔn)值N=1180KN

,

試驗(yàn)算該構(gòu)件

焊縫的軸心受拉承載力。Nk=1180KNNk=1180KN三級(jí)焊縫Q235550W

—焊縫截面的截面模量焊縫截面慣性矩-焊縫計(jì)算剪應(yīng)力處以上或以下部分截

面對(duì)中性軸的面積矩2、

受彎矩和剪力共同作用的對(duì)接焊縫O

T(2-4)(2-5)lw1驗(yàn)算截面分別

驗(yàn)算O、

T(1)矩形截面T問(wèn)題特點(diǎn)：在腹板和翼緣連接處(1點(diǎn)),O、T均較大。除按式(2-4,2-5)對(duì)σmaxTmax進(jìn)行檢算外，還要用最大折算應(yīng)力進(jìn)行檢算。折算應(yīng)力驗(yàn)算公式：

(P30)

√o2+3t2≤1.1f,"

(2-6)σ1、t?

—受拉區(qū)1點(diǎn)的正應(yīng)力、剪應(yīng)力。系數(shù)1.1考慮折算應(yīng)力發(fā)生在焊縫局部，設(shè)計(jì)強(qiáng)度提高10%。MO

T驗(yàn)算截面(2)工字形截面例3-1

設(shè)計(jì)牛腿與鋼柱間連接的對(duì)接焊縫。鋼材Q235,

焊條E43

型，手工焊，焊縫質(zhì)量三級(jí)。驗(yàn)算焊縫強(qiáng)度。

偏心力N=400kN

(間接動(dòng)力荷載引起),e=25cm

。

采用引弧板施焊。個(gè)人VM e

NTA=360×10=3600mm2計(jì)算：(1)計(jì)算截面幾何量與外力①確定焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值M=Ne=400×25=10000kN·cm查《規(guī)范》,②最大應(yīng)力驗(yàn)算V=N=400kN,(2)強(qiáng)度驗(yàn)算f"=125③

折算應(yīng)力驗(yàn)算1點(diǎn)彎曲正應(yīng)力和剪應(yīng)力σ=√552+3×1112=199N/mm2<1.1×175=192.5N/mm2驗(yàn)算滿足要求。1點(diǎn)折算應(yīng)力例3-2某6m跨度簡(jiǎn)支梁的截面和荷載如圖示。

在距支座2.4m處有翼緣和腹板的拼接連接，試

驗(yàn)算其拼接的對(duì)接焊縫。已知鋼材為Q235,

采

用E43型焊條，手工焊，三級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，施焊時(shí)

采用引弧板。-250X16q=240KN/mE-1000X10-250×16計(jì)算(1)計(jì)算截面幾何量與外力Sw=250×16×508+500×10×250=3282000mm3S?=250×16×508=2032000mm3(2)強(qiáng)度驗(yàn)算①

確定焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值查《規(guī)范》,

②

最

大應(yīng)力驗(yàn)算

支座反力N=240x6/2=720kN,V=720-240x2.4=144kN,M=720×2.4-240x2.4x1.2=1036.8kN·mσ=√o2+3t2=√

178.8812+3×10.0972=179.7N/mm2<1.1f,"=1.1×185=203.5N/mm2滿足驗(yàn)算要求。③

折算應(yīng)力驗(yàn)算1點(diǎn)彎曲正應(yīng)力和剪應(yīng)力1點(diǎn)折算應(yīng)力練習(xí)2

設(shè)計(jì)牛腿與鋼柱間連接的對(duì)接焊縫。鋼材Q235,

焊條E43

型，手工焊，焊縫質(zhì)量三級(jí)。驗(yàn)算焊縫強(qiáng)度。偏心力N=350kN

(間接動(dòng)力荷載引起),

e=300mm。

采用引弧板施焊。目T練

習(xí)3某8m跨度簡(jiǎn)支梁的截面和荷載如圖示。

在距支座1.2m處有翼緣和腹板的拼接連接，試

驗(yàn)算其拼接的對(duì)接焊縫。已知鋼材為Q235,采

用E43型焊條，手工焊，三級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，施焊

時(shí)采用引弧板。-250X14=150KN/m-800×10-250×141,2m§3

角焊縫連接一

、角焊縫的形式和構(gòu)造1、角焊縫的形式(按兩焊腳邊的夾角分)(1)直角焊縫：α=900a)(a)

普通焊縫

(b)

平坡焊縫(c)

深熔焊縫(凹焊縫)b)a

b普通焊縫：兩焊腳尺寸都等于hf,

常用。但應(yīng)力集中較嚴(yán)重。凹焊縫：兩邊的焊縫寬度被加寬成凹面，應(yīng)力集中小，用于受

動(dòng)荷的結(jié)構(gòu)中可提高疲勞強(qiáng)度，但手工焊費(fèi)工。平坡焊縫：是在一側(cè)焊腳處將焊縫寬度加寬至1.5h+而成。易焊，應(yīng)力集中介于普通焊縫與凹焊縫之間。凹焊縫(深熔焊縫)普通焊縫平坡焊縫特

點(diǎn)

：b)d)主要用于鋼管連接中e)(a)斜銳角焊縫

(b)

斜鈍角焊縫

(c)斜凹面角焊縫我們主要討論直角焊縫(2)斜角角焊縫直角角焊縫的種類按照作用力和焊縫關(guān)系，直角角焊縫分為：側(cè)焊縫

(a

圖):外力與焊縫軸線平行，

端焊縫

(b

圖):外力與焊縫軸線垂直，

斜焊縫

(c

圖):外力與焊縫軸線斜交。

1.5√tsh,≤1.2tm

1.5√tmax≤h,≤t?(當(dāng)t?≤6mm時(shí))邊緣焊縫≤t?-(1~2)

(當(dāng)t?

>6mm

時(shí)

)(2)不等焊腳尺寸2.角焊縫的構(gòu)造要求(1)焊腳尺寸max{8h,,40}≤lw≤60h若內(nèi)力沿側(cè)面角焊縫全長(zhǎng)均勻分布，不受最大長(zhǎng)度限制。(4)焊縫間距(3)焊縫長(zhǎng)度(5)搭接最小尺寸焊縫

Iw≥max{5tm,25}lw(6)繞角連續(xù)焊構(gòu)造轉(zhuǎn)角處宜做成長(zhǎng)度為2hf的繞角連續(xù)焊。消除端部缺陷。1、應(yīng)力分析焊縫是一塊體，應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜，計(jì)算時(shí)把直角三角形以外的部分去掉，按有效厚度he確定最危險(xiǎn)截面(順著焊縫方

向的平面),通常稱為有效截面，對(duì)有效截面進(jìn)行驗(yàn)算。有效截面——焊縫兩焊腳面交線

(aa')與有效厚度he組成的截面(下圖中add'a')。h二、角焊縫連接的計(jì)算圖

中

，h—

較小焊腳尺寸，he—焊縫有效厚度。并

有

，he=0.7h,he—總是45°喉部截面上的最

小

高

度

。B這些剪應(yīng)力實(shí)際分布不均。試驗(yàn)表明兩頭大中

間小?？紤]到出現(xiàn)塑性后

應(yīng)力重分布，規(guī)范規(guī)定在

焊縫長(zhǎng)度范圍內(nèi)按均勻分(1)側(cè)焊縫有效截面上只有與

焊縫長(zhǎng)度方向平行的剪

應(yīng)

力

。1、

鋼板受軸心力作用時(shí)的計(jì)算lw-焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度lw=l-2h有效截面上正面角焊縫的正應(yīng)力是均勻分布的。正面角焊縫剛度大，破壞時(shí)變形小，強(qiáng)度比側(cè)縫高，

但塑性變形能力比側(cè)縫小，常呈脆性破壞。(2)端(正面)焊縫B.——正面角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值提高系數(shù)，對(duì)承受靜力荷載或

間接動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)取1.22,對(duì)直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)取1.0。(3)兩方向力綜合作用的角焊縫簡(jiǎn)化可按側(cè)面角焊縫計(jì)算，取β=1.0。(4)斜角焊縫的計(jì)算1、根據(jù)等強(qiáng)原則和強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件原則，確定蓋板截面面積。2、根據(jù)構(gòu)造要求，假定焊腳尺寸

邊緣焊縫3、計(jì)算正面角焊縫所分擔(dān)的荷載N1。

4、計(jì)算側(cè)面角焊縫所分擔(dān)的荷載N2=N-N1

。

5、計(jì)算側(cè)面角焊縫有效長(zhǎng)度lw。max{8h,,40}≤1≤60h,6、根據(jù)構(gòu)造要求驗(yàn)算側(cè)面角焊縫長(zhǎng)度lw是否滿足要求。h,=0.7h若l<max{8h,,40},

則取l=max{8h,,40}若

lw>60h,則返回第2步重新假定hf。7、計(jì)算蓋板長(zhǎng)度L=2(lw+hf)+10。雙蓋板連接三面圍焊角焊縫設(shè)計(jì)步驟：

例1

設(shè)計(jì)圖例3-3所示一雙蓋板的對(duì)接接頭。已

知鋼板截面250x14,

蓋板截面為2-200x10,

受軸心力

N=700kN

(靜荷載),鋼材Q235,

手工焊，焊條E43型。應(yīng)力和焊接變形)hf>hfmin=1.5(tmax)?.5=5.6mm(防止冷卻過(guò)快產(chǎn)生翠

硬組織)所以nf取8mmhfomax=t-(1~2)mm=10-(1~2)mm=8~9mm

(施焊時(shí)一般難以焊滿整個(gè)厚度)且

hfmax≤1.2tmin

=1.2×10=12mm

(防止產(chǎn)生較大的殘余解：1、確定焊縫的焊腳尺寸he2、正面角焊縫所能承擔(dān)的內(nèi)力N1為：N?=2×0.7h,Iwβf"=2×0.7×8×200×1.22×160=43728N3、側(cè)面角焊縫所分擔(dān)的力：5、驗(yàn)算：64=max{8h,,40}≤1=73.3≤60h,=4806、蓋板總長(zhǎng)：L=(73.3+8)x2+10=172.6mmm,取180mm.N?=N-N?=700×103-437284=262716N4、接頭一側(cè)所需側(cè)縫的計(jì)算長(zhǎng)度為：學(xué)習(xí)三面圍焊的設(shè)計(jì)例題2例2驗(yàn)算圖例3-3所示連接的強(qiáng)度。已知構(gòu)件-400X18,

受軸心力N=1425kN

(靜荷載),鋼材Q235,

手工焊，

焊條E43