彩钢、钢结构构造要求.pdf

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、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 《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： 34 15 2 36 2 7 89 2 1: （ ） ! 0 1 2 2 2 ! # ./ - + #+ 当 ! % $= 时，钢材的淬硬倾向不明显，可焊性