钢结构焊缝连接工艺探究

钢结构的连接方法可分为焊缝连接、螺栓连接以及铆钉连接等,其中焊缝连接是现代钢结构最主要的连接方法。其优点是方便适用,零件简单,制造方便,并能节省钢材,易于采用自动化操作,生产效率高。文章首先对焊缝连接形式对接焊缝和角焊缝进行简要介绍,然后对二者相关因子的计算方法稍作分析,最后通过实例探究钢结构焊缝连接工艺。     

钢材及其与其他材料的构造连接方法研究

引言 连接的作用是通过一定方式将板材或型钢组合成构件，或将若干构件组合成整体结构，以保证其共同工作。钢结构是由钢板、型钢通过必要的连接组成构件．再通过一定的安装连接而形成的整体结构。因此，连接在钢结构中占有重要地位。钢结构的连接方法有焊缝连接、螺栓连接、铆钉连接和紧固件连接等四种。     

钢结构的螺栓端板连接

螺栓端板连接是钢结构中常用的一种安装连接.作者介绍了工字形截面钢构件这种连接的几种常用形式;分析了它的受力破坏状态;给出了螺栓受力、端板厚度的实用计算表达式和连接处焊缝、构件腹板的设计及计算要求.     

中美建筑钢结构设计方法比较——焊缝连接

焊缝连接是钢结构连接的主要形式,世界各国都制定了相应的技术标准对焊缝连接的设计和构造做出了详细规定。通过梳理中国现行GB 50017—2017《钢结构设计标准》和美国现行AISC 360-16《建筑钢结构标准(Specification for Structural Steel Buildings)》及其相关技术标准中有关钢结构焊缝连接的基本规定和设计方法,分析比较了GB 50017—2017和AISC 360-16及其相关技术标准在焊缝形式、构造要求、质量检验、焊缝承载力计算方法等方面的规定和要求。重点讨论了两国技术标准的差异和相近性,主要内容包括:1)焊缝连接的技术标准。美国钢结构焊缝连接设计的主要依据是各个行业协会制定的团体标准,美国焊接协会(American Welding Society)制定了焊接材料和焊接工艺AWS标准,美国材料与试验协会(American Society for Testing and Materials)制定了结构钢材和连接材料ASTM标准,美国钢结构协会(American Institute of Steel Construction)制定了焊缝承载力计算和构造要求AISC标准,而中国钢结构焊缝连接设计采用政府发布的国家GB标准或建筑结构行业JGJ标准。2)焊缝连接的形式。GB 50017和AISC 360推荐采用的钢结构焊缝连接形式完全一致,包括熔透对接焊缝、部分熔透对接焊缝、角焊缝、塞焊缝和槽焊缝,两个标准对各种焊缝连接形式的构造要求也基本相同。3)焊缝连接的设计原则。GB 50017要求采用"极限状态设计法"计算各类焊缝连接的设计承载力,而AISC 360允许设计人员选择"容许强度设计法"或"荷载与抗力系数设计法"(相当于"极限状态设计法")计算焊缝的承载力。4)对接焊缝的计算。GB 50017根据全熔透对接焊缝的强度设计指标计算对接焊缝的承载力,而AISC 360主要通过规定全熔透对接焊缝的构造、焊接工艺和质量检验等要求实现焊缝与母材等强度。对于部分熔透对接焊缝的承载力,两个标准都采取了相当于角焊缝的计算方法。5)角焊缝的计算。GB 50017和AISC 360规定的角焊缝、塞焊缝和槽焊缝计算方法基本相同,AISC 360计算的角焊缝承载力略高。两个标准都对受剪长焊缝进行了承载力折减。相关内容为从事钢结构设计和施工人员准确理解和应用GB 50017和AISC 360提供了参考,同时也提出了进一步完善GB 50017—2017的意见和建议。     

铆接和栓接连接缺陷的修复

钢结构的连接形式有三种：焊缝连接、螺栓连接和铆钉连接.在构件制作、运输和安装过程中,由于操作不当或结构因荷载反复作用,都会导致铆钉或螺栓的松动、掉头、剪断、断裂和滑移等情况的发生,造成质量缺陷,这些缺陷必须及时修复.     

某钢结构车间现状质量检测评价

随着我国经济、技术的迅速发展和进步,钢结构已逐步成为各类工程结构中被广泛应用的一种结构形式,如何保证钢结构的施工质量以及既有钢结构的质量安全,越来越受到人们的重视。结合工程实例,主要通过对现场建筑的基本情况调查、资料调查、现场检查(结构表观质量及连接检查)、检测(构件截面尺寸复核、基础、钢构件材料强度、涂层厚度、焊缝质量以及变形等方面)等方式,分析钢结构车间的现状质量,从而对类似工程的检测提供参考或帮助。     

钢结构的连接方式

钢结构连接是钢结构构件的重要组成部分.本文结合工程实践,着重对钢结构中广泛应用的连接形式,如焊接连接、普通螺栓连接、高强度螺栓连接和混合连接等形式进行了介绍.对各种连接方式的构造形式、施工质最检查、验收等方面做了综合性论述和总结介绍,     

浅析钢结构设计中的常见问题

从钢材材质的选用，焊缝连接，螺栓连接等方面探讨了钢结构设计的常见问题，介绍了建筑钢结构的防护措施及房屋抗震设计方法，可供钢结构设计人员参考。     

高性能钢结构若干重要概念及实现方法

介绍了高性能钢结构若干重要概念,指出高性能钢结构应满足承载性好、承灾性好和施工性好要求。而承载性好的钢结构应在确定的条件下具有较好的使用功能和较大的承载能力;承灾性好的钢结构应在罕遇的大地震下不发生整体结构倒塌,以及在可能发生的火灾、爆炸作用下产生的结构局部破坏不会引起结构的连续性倒塌;而施工性好的钢结构应便于制作与安装,减少施工工期与成本。还提出了高性能钢结构相关重要概念的实现方法,指出高承载性钢结构可以从采用高强结构钢材料、高承载结构构件和高效结构体系3个方面加以实现;另将传统钢结构地震下易屈服的构件(部件)替换为消能-承载双功能构件是提高钢结构抗震性能的有效方法,而加强结构的整体性(包括保证楼板的整体性和刚度、保证梁柱连接的强度和转动能力、加强角柱和边柱等),可以大大提高钢结构抵抗火灾、爆炸、撞击等偶然作用下抗连续性倒塌的能力;此外通过采用轧制型钢构件、现场螺栓连接可提高钢结构的施工性,并可通过抗侧结构与承重结构分离的方式提高钢结构现场螺栓连接的可实现性。     

加固用钢结构栓焊并用连接承载性能有限元分析

目的:对栓焊并用连接节点的受力性能进行有限元模拟,分析栓焊并用连接的承载性能。方法:对栓焊并用连接节点的受力性能进行有限元模拟,有限元模拟结果与试验数据进行对比分析,吻合较为良好。基于有限元计算结果进一步分析了栓焊并用连接节点的破坏模式和承载力,分析了螺栓和焊缝各自对承载力的贡献程度。结果:当栓焊并用节点中螺栓或焊缝其中一种连接形式的承载力明显高于另一种时,强度较低的连接形式首先发生破坏,承载能力基本充分发挥;强度较高的连接形式的承载能力不能得到充分的发挥。栓焊强度比是影响栓焊并用连接承载性能的重要指标,在节点设计中应考虑栓焊强度比的影响。结论:栓焊并用连接节点兼具高强度螺栓连接和焊接连接的优点,在钢结构节点加固改造工程中有很大的应用空间。     

高强度螺栓与焊缝并用接头抗剪承载力的有限元分析

通过对不同焊脚尺寸的侧面角焊缝与不同直径高强度螺栓之间并用连接的有限元模型研究,并考虑到不同螺栓数目或布置方式对并用连接承载力的影响,确定了高强度螺栓和侧面角焊缝之间合理的构造匹配方式。通过分析,绘出各连接情况下并用连接节点的荷载-变形曲线,研究探索高强度螺栓和焊缝的协同工作能力,以及影响栓焊并用连接承载力的因素。确定高强度螺栓和侧面角焊缝分别对并用连接节点承载力的贡献,给出承载力的计算公式,提出设计建议。     

高强度钢材疲劳性能研究进展

疲劳破坏是钢结构失效的主要形式,也是工程界与学术界关注的重点。在总结了国内外高强钢母材、焊缝连接和螺栓连接的疲劳性能研究现状基础上,介绍了疲劳寿命理论计算方法,结合大量试验数据分析统计了高强度钢材疲劳寿命发展规律,并基于国内外不同的疲劳设计规范对高强钢母材及连接接头的抗疲劳能力进行了评估。结果表明：随着钢材强度等级的提高,高强钢母材表现出较好的疲劳性能,规范设计曲线偏于保守,明显低估了高强钢母材的抗疲劳性能;受焊接工艺和焊接质量影响,高强钢焊缝连接的疲劳强度提高幅度较小,ANSI/AISC 360-10和EN 1993-1-9规范曲线能够较好地评估Q460D与Q690D焊缝连接的疲劳特性,并具有足够的安全储备;螺栓连接的疲劳强度受预紧力、摩擦面处理、成孔方式等众多因素影响,已有研究表明随着钢材强度的提高,疲劳强度亦有改善,ANSI/AISC 360-10和BS 7608-2014设计曲线适用于Q460螺栓连接疲劳寿命计算,具有足够安全保障,对于Q690钢螺栓连接疲劳性能评估,规范方法偏于保守。随着高强度钢材在实际工程中的应用增多,需开展大量不同等级高强钢母材和连接形式的疲劳试验,补充Q460及以上强度钢材的疲劳设计方法和细部连接构造。     

全熔透T形焊缝超声波探伤在钢结构中的应用

焊接连接在钢结构工程中是较为常见的连接形式,每个工程都需要对结构构件的连接焊缝进行UT检测,而T形接头的焊缝最为普遍,在钢结构构件连接中有许多T形接头焊缝为一、二级结构焊缝.检测T形接头焊缝时,按照常规检测方法容易出现焊接缺陷漏检的现象.经过反复研究,分析不同的检测结果,总结出斜探头与直探头并用的检测方法,做到全截面扫...     

中印规范的钢结构角焊缝设计对比

参照印度IS 800:2007《钢结构设计规范》和中国GB 50017-2017《钢结构设计标准》中角焊缝的设计要求,论文从钢材性能、焊缝连接构造和焊缝设计强度三方面分析了中印规范对角焊缝设计要求的异同,并通过特定实例进行对比分析。结果表明,虽然国标和印标在角焊缝设计理论依据基本一致,但国标在焊缝连接构造的设计上要求更为严格,在焊缝应力计算上更接近于实际应力值。     

高强度钢材焊缝连接试验研究

结合《高强钢结构设计规程》编制工作,针对3种不同强度的高强度钢材焊缝连接的力学性能进行试验研究。分别对9个对接接头焊缝进行拉伸试验,得到3种材料焊缝的拉伸应力-应变关系,通过对18个角焊缝搭接接头进行的拉伸试验观测其破坏形态,并依据平均焊脚尺寸计算了角焊缝的极限强度。试验结果表明,随着钢材强度的提高,焊缝连接受拉破坏形式依然呈延性破坏,但破坏程度逐渐增大且呈现出脆断倾向。数据分析表明,正面角焊缝接头的刚度大于侧面角焊缝,且正面角焊缝的极限强度至少可以达到侧面角焊缝的1.43倍。     

装配式波纹钢结构连接部位轴压力学性能试验研究

为探索装配式波纹钢结构连接节点的轴压力学行为,以无节点构件作为对照组,以预紧力矩和螺栓间距作为参数变量,开展波纹板轴压试验,研究波纹钢构件螺栓节点受力性能及其对极限承载力的影响,分析构件破坏形态和承载力变化。建立有限元模型,将模拟的构件破坏形态和荷载-位移曲线与试验数据进行对比验证,总结了不同螺栓排数下的构件破坏形态,得到了波纹钢螺栓连接部位荷载-位移特征曲线。结果表明:栓接波纹钢构件破坏形式分为波纹板变形破坏和螺栓孔变形破坏两种; 4排螺栓连接的波纹钢构件与无节点波纹钢构件破坏形态均为波纹板屈曲破坏; 随着预紧力矩的增加,构件滑移荷载和构件承载力峰值不断提高,当超过标准力矩20%时,滑移平台消失; 构件发生螺栓孔变形破坏时,荷载-位移曲线在峰值位置处延性较优; 研究成果可为装配式波纹钢结构连接部位设计优化提供参考。     

H形截面构件中单面角焊缝接头的承载性能:Ⅰ焊缝熔深和接头抗剪承载力试验研究

在轻型钢结构建筑中采用的以单面角焊缝连接翼缘和腹板的组合H形截面钢构件 ,其焊缝接头性能尚未得到充分的试验验证。为此进行了两个基础性系列试验 :对单面角焊缝接头的 5 7个试件通过金相分析测定熔深 ,对 2 6个试件进行焊缝抗剪试验。试验结果表明 ,在单调静力荷载条件下 ,单面连接角焊缝有良好的承载和变形性能 ,可以按照钢结构设计规范有关规定计算其设计承载力。     

中美建筑钢结构设计方法比较——端板连接

螺栓端板连接节点是装配式钢结构和组合结构的主要连接构造形式之一,广泛应用于多层钢框架结构和门式刚架钢结构构件的连接和安装.螺栓端板连接具有螺栓用量少、构件拼装简单、工厂焊接量少、现场全螺栓连接、现场安装不受季节影响、容易拆装等综合优势,适用于构件拼接、梁柱连接、支撑连接,以及钢板剪力墙连接.螺栓端板连接可以设计成刚接节...     

天车轨道梁熔透角焊缝工艺设计的几个问题

从轨道梁的结构形式及其技术要求、轨道梁上翼缘熔透角焊缝工艺设计、焊接变形的防止与矫正、探伤检查和质量控制几个方面 ,将轨道梁上翼缘熔透角焊缝工艺设计时应考虑的几个问题予以介绍 ,供广大钢结构焊接工作者参考     

大跨越输电塔足尺单插板钢管连接强度的试验研究

单插板连接是钢管输电杆塔结构的主要连接节点形式之一,具有安装方便、制作简单等优点,节点焊缝和单插板的设置方法是影响连接强度的主要因素之一.本文针对某大跨越输电塔结构的主要连接形式,制作了4个足尺单插板钢管连接节点,并进行了相应连接节点的强度试验研究,考察了单插板连接的承载力～变形特性、失效及破坏模式,以及加栽过程中连接典型部位的应变发展情况.试验表明在轴压力作用下,单插板下侧的钢管应变发展较快,发生了局部外鼓的屈曲失稳;同时,在临近加载结束时单插板发生面外受压失稳.此外,对单插板连接节点的承载力计算方法进行了分析比较,验证了连接焊缝计算节点的连接强度基本能够反应节点强度的特点.