(二)焊接連接的構(gòu)造和計(jì)算
1．連接形式和焊縫形式
連接形式有對(duì)接、搭接和T形連接三種基本形式(圖11-102)。
構(gòu)成的口內(nèi)，成為被連接板件截面的組成部分(圖11-102a、d)。角焊縫指焊縫金屬填充在由連接板件構(gòu)成的直角或斜角區(qū)域內(nèi)(圖11-102b，c)。板件構(gòu)成為直角時(shí)稱為直角角焊為銳角或鈍角時(shí)稱為斜角角焊縫。直角角焊縫最常用。
由對(duì)接焊縫構(gòu)成的對(duì)接，構(gòu)件位于同一平面，截面無(wú)顯著變化，傳力直接，應(yīng)力集中鋼板和焊條用量省。但要求構(gòu)件平直，板較厚時(shí)(≥10mm)還要對(duì)板的焊接邊緣進(jìn)行加工，故較費(fèi)工。角焊縫連接，由于板件相疊，截面突變，應(yīng)力集中較大，且較費(fèi)，但施工簡(jiǎn)便，因而應(yīng)用較普遍。T形連接板件相互垂直，一般采用角焊縫，直接承受 荷載時(shí)應(yīng)采用對(duì)接焊縫。
2. 焊縫代號(hào)
鋼結(jié)構(gòu)圖紙中用焊縫代號(hào)標(biāo)注焊縫形式、尺寸和輔助要求。焊縫代號(hào)由引出線、圖形符號(hào)和輔助符號(hào)三部分組成。圖形符號(hào)表示焊縫剖面的基本形式。當(dāng)引出線的箭頭指向焊縫所在的一面時(shí)，應(yīng)將圖形符號(hào)和焊縫尺寸等注在水平橫線的上面；當(dāng)箭頭指向?qū)?yīng)焊縫所在的另一面時(shí)，則應(yīng)將圖形符號(hào)和焊縫尺寸標(biāo)注在水平橫線下面。表11—38給出了幾個(gè)常用的焊縫代號(hào)標(biāo)注方法。
3．對(duì)接焊縫連接的構(gòu)造和計(jì)算
(1)對(duì)接焊縫的構(gòu)造
1) 對(duì)接焊縫的坡口形式，應(yīng)根據(jù)板厚和施工條件按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《手工電弧焊焊接頭的基本形式與尺寸》和《埋弧焊焊接接頭的基本形式與尺寸》的要求選用。
2) 在對(duì)接焊縫的拼接處：當(dāng)焊件的寬度不同或厚度相差4mm以上時(shí)，應(yīng)分別在寬度方向或厚度方向從一側(cè)或兩側(cè)做成坡度不大于1／4的斜角(如圖11-103)。
3) 對(duì)接焊縫的起點(diǎn)和終點(diǎn)，常因不能熔透而出現(xiàn)凹形焊口，為避免其受力而出現(xiàn)裂紋及應(yīng)力集中，對(duì)于重要的連接，焊接時(shí)應(yīng)采用引弧板，將焊縫兩端引至引弧板上，然后再將多余的部分割除(圖11-104)。
(2)對(duì)接焊縫的計(jì)算
1)對(duì)接焊縫的強(qiáng)度 《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》對(duì)焊縫的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)分成三級(jí)：—、二級(jí)要求焊縫不但要通過(guò)外觀檢查，同時(shí)要通過(guò)X光或g射線的—、二級(jí)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)；三級(jí)則只要求通過(guò)外觀檢查。能通過(guò)—二級(jí)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的焊縫，其質(zhì)量為一、二級(jí)，焊縫的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值相同；未通過(guò)一、二級(jí)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)或只通過(guò)外觀檢查的對(duì)接焊縫，其質(zhì)量均屬于三級(jí)，焊縫的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為焊件強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的0．85倍。當(dāng)對(duì)按焊縫承受壓力或剪力時(shí)，焊縫中的缺陷對(duì)強(qiáng)度無(wú)明顯影響。因此，對(duì)接焊縫的抗壓和抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值均與焊件的抗壓和抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值相同。
2)對(duì)接焊縫的計(jì)算
對(duì)接焊縫截面上的應(yīng)力分布與焊件截面上的應(yīng)力分布相同，按力學(xué)中計(jì) 算桿件截面；應(yīng)力的方法計(jì)算焊縫截面的應(yīng)力，并保證不超過(guò)焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。
對(duì)接焊縫在軸向力(拉力或壓力)作用下(圖11—105a)，假?zèng)]焊縫截面上的 應(yīng)力是均勻分布的，按下式計(jì)算：
2)角焊縫的尺寸限制
a角焊縫的焊腳尺寸
最小焊腳尺寸。角焊縫最小焊腳尺寸hfmin取1．5而(t——較厚焊件的厚度，單位mm)。但對(duì)于自動(dòng)焊，最小焊腳尺寸可減小lmm；對(duì)T形連接的單面角焊縫應(yīng)增加lmm。當(dāng)焊件厚度小于或等于4mm時(shí)，最小焊腳尺寸應(yīng)與焊件厚度相同。
最大焊腳尺寸。角焊縫的最大焊腳尺寸hfmax=1．2‘(t——較厚焊件的厚度，圖11—108)；但焊件(厚度為t)邊緣的最大焊腳尺寸為(圖11—108b)：當(dāng)t≤6mm時(shí)，hfmax=t；當(dāng)t>6mm時(shí)，hfmax=t —(1-2mm)。
計(jì)算長(zhǎng)度限制。
3)其他構(gòu)造要求
a．在直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)中，角焊縫應(yīng)采用平坡凸形(圖11-106b)或凹面形(圖11-106c)；對(duì)正面角焊縫焊腳尺寸的比例宜為1：15(長(zhǎng)邊順內(nèi)力方向)，對(duì)側(cè)面角焊縫可為1：1。
b．當(dāng)板件的端部?jī)H采用兩側(cè)面角焊縫時(shí)，每條側(cè)面角焊縫長(zhǎng)度不宜小于側(cè)面角焊縫之間的距離；同時(shí)兩側(cè)面角焊縫之間的距離不宜大于16t(t>12mm)或200mm(當(dāng)t≤12mm)，t為較薄焊件厚度。
c．在搭接連接中，搭接長(zhǎng)度不得小于焊件較小厚度的5倍，并不得小于25mm。
d．在次要構(gòu)件或次要焊縫連接中，如計(jì)算所需的焊縫長(zhǎng)度過(guò)小時(shí)，可采用斷續(xù)角焊縫。斷續(xù)角焊縫之間的凈距不應(yīng)大于15t(對(duì)受壓構(gòu)件)或30t(對(duì)受拉構(gòu)件)，t為較薄焊件的厚度。
e．桿件與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫一般宜采用兩面?zhèn)群?圖11-109a)，也可采用三面圍焊 (圖11-109b)；對(duì)角鋼桿件還可采用L形圍焊(圖11-109c)。所有圍焊的轉(zhuǎn)角處必須連續(xù)計(jì)算長(zhǎng)度限制。
2)構(gòu)造要求：螺栓間距過(guò)大時(shí)，構(gòu)件接觸面不嚴(yán)密，當(dāng)濕度較大時(shí)，潮氣易侵入，使鋼材銹蝕，故螺栓間距不能過(guò)大
3)施工要求：布置螺栓時(shí)，還要考慮用扳手?jǐn)Q螺栓的可能性。
根據(jù)上述三個(gè)方面的要求， 《鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范》規(guī)定了螺栓排列的最大、最小容許距離
(見(jiàn)《規(guī)范》表8．3．4)。
(3)螺栓及孔的圖例
抗剪普通螺栓連接有五種可能的破壞形式：
a．當(dāng)螺栓直徑較小，板件較厚時(shí)，螺栓可能被剪斷(圖11—114a)；
b．當(dāng)螺栓直徑較大，板件相對(duì)較薄時(shí)，構(gòu)件孔壁可能被擠壓破壞(圖11-114b)；
c．當(dāng)栓孔對(duì)構(gòu)件的削弱過(guò)大時(shí)，構(gòu)件可能在削弱處被拉斷(圖11—114c)；
d．當(dāng)螺栓桿過(guò)長(zhǎng)時(shí)，螺栓桿可能發(fā)生過(guò)大的彎曲變形而使連接破壞(圖11-114d)；
e．當(dāng)端距過(guò)小時(shí)，板端可能受沖剪而破壞(圖11—114e)。
上述五種情況中，后兩種情況可以采取構(gòu)造措施防止，如被連接構(gòu)件板重疊厚度不大 于5倍的螺栓直徑，可以避免螺栓過(guò)度彎曲破壞；端距不小于2倍螺栓的孔徑，可以避免 構(gòu)件端部板被剪壞。前三種情況則須通過(guò)計(jì)算來(lái)保證�！ �2)抗剪普通螺栓連接的計(jì)算。
a． 一個(gè)抗剪螺栓的承載力設(shè)計(jì)法
