彩钢、钢结构构造要求

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1、第二章彩钢、钢结构构造要求!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!第二章彩钢、钢结构构造要求第一节一般要求设计钢结构时，首先应对采用的结构方案进行认真的分析比较，务必确定一种最优方案。另外，对结构的构造也应给予充分重视，它是实现设计思想的重要保证。构造设计应尽量符合设计计算时采用的力学图形，并使结构受力简单明确，无过大的应力集中和焊接残余应力。设计、制作和安装是建成一个建筑物的三个连续阶段，良好的构造设计，应使结构的材料、制作和安装费用以及维护、使用寿命等达到最优的平衡。一、

2、焊接构件的裂纹敏感和层状撕裂板件的层状撕裂是垂直于轧制钢材厚度方向的一种开裂现象。因为焊缝收缩使附近金属产生很大应变和应力集中，所以焊接接头中很容易产生层状撕裂。图!"#（!）为$形坡口对接焊缝用光弹技术测定的等应变线分布情况，焊缝中的序号表示多层焊时的施焊顺序，焊缝附近母材中的曲线为等应变线。在水平钢板内，焊缝附近#%&’’处，应变达到!(，距离)%*’’处仍达到+,&(，都比钢材弹性极限时所对应的应变值（+,#(%+,#&(）大若干倍。若钢材内部存在非金属微小杂质（图!"#-），焊缝收缩产生的拉应变将使杂质张开。当材料的延性不够时，裂

3、缝将沿图!"#（.）中的虚线发展，可能使水平板在施工过程中就产生撕裂。层状撕裂大多发生于厚度较大的部件中。厚钢板的辊轧次数少，压缩比较小，停轧温度和冷却速度不易控制，因而存在的冶金缺陷较多，化学成分的偏析也较严重，焊接后层状撕裂的危险性就较大。此外，厚板焊件施焊时传热速度快，焊缝及其附近母材产生淬硬组织，加之厚板的焊接残余应力复杂，往往存在较大的三向同号应力场，因而容易产生除层状撕裂外的裂纹。所以，当结构受力时，厚板焊件容易脆性破坏。尤其是强度较高的钢材，其破坏时的应变和延性下降，层状撕裂、裂纹产生和脆硬倾向也就更为严重。规范!"#,/条

4、规定：“焊接结构是否需要采取焊前预热或焊后热处理等特殊措施，应根据材质、焊件厚度、焊接工艺、施焊时气温以及结构的性能要求等综合因素来确·!)&·第三篇彩钢、钢结构造型设计、制作工艺及应用图集####################################################图!"#焊件的应变和层状撕裂定，并在设计文件中加以说明”。#$钢材材质焊接用钢材应严格控制其含碳量（!!%$!%&），并保证其塑性性能和冷弯试验合格。对厚板宜要求有良好的缺口韧性和截面收缩率，并严格控制其含硫量。我国国家机械委员会重型机械局企业标准《

5、焊接设计规范》’()**+—,-建议，钢材的可焊性宜用碳当量进行评价，对碳钢和低合金结构钢，常用的碳当量公式为：3415236278921:!./01222（!"#）-+#+当!.;<%$=&时，钢材的淬硬倾向不明显，可焊性优良。当!./0%$=&>%$-&时，淬硬倾向明显，冷裂纹的敏感将增大，需要采取预热、控制线能量等措施。该规范还根据焊缝形式、焊脚尺寸、焊缝位置、结构刚度、焊接工艺来确定所必需的板厚方向的截面收缩率审!?。当需要的!?@#%时，就要求采用*向钢板。当"!=%AA时应按图!"!（#）制备截面收缩率的试件；当""=%AA时

6、，则直接从板厚方向制取试件（图!"!$）。上述这些规定或建议可供参考。计算碳当量的公式，国内外不尽相同。另外，从钢材材质上反映其可焊性的指标，除碳当量外，还有焊接裂纹感性指数%BA。我国行业标准《高层建筑结构用钢板》C(=#%=—!%%%参照日本标准提出了!./和%BA。的计算公式：·!D-·第二章彩钢、钢结构构造要求""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""图!"!截面收缩率的试件)*,-/-’1)34!#$（%）&’((((((（!"!）+!..02.5.,-)*’9/-’

7、1)34"67（%）&’((((((((2:（!"8）80!0!0+0!05250另外，钢中杂质如硫、磷、氧、氮等对焊接接头的裂纹敏感性和力学性能都有较大影响。若硫、，磷较多，可能在晶界上形成低熔点的硫、磷化合物，引起焊缝熔合线附近的裂纹，此外，高硫含量还可能引起气孔。故先进国家对钢中的硫、磷含量均控制较严。低合金钢的淬硬性较低碳钢强，故板厚宜从严控制。但最近日本新开发一种超低碳素贝氏体的非调质;,2<0)=>级厚型高强度钢板，在厚度、#!<277的情况下施焊时完全不用预热。!?焊接材料在选择焊条和焊剂时，应注意熔敷金属中的扩散氢的含量。

8、当焊接电弧中有氢时，电弧的高温（达+000@）促使氢分子分解为原子氢，熔入液态金属的氢大多随着汽泡向外逸出，但焊缝金属冷却速度较快时，有些氢来不及逸出而留在金属中。扩散氢（氢原子）先向焊缝缺陷