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5.7 》 焊缝连接
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原标【准这节的标题为“】。焊缝:连接计算”本次【修订去除《“计算?。”因焊缝设》。计不仅包括计算还包!括选择种类、等级】和尺度等《
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5.7】.1 ? 本标?准涵盖风力发电塔】等带疲劳动》。力作用的高耸结构所!以删除了原标准【中“一般《高耸结构不承受疲】劳,动力荷载”
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高耸【结构中所有的焊缝】原则上都可以用现行!国,家标准钢结构设【计标准?GB 50017的!。方法验算但为了使】高耸钢结构的焊接】连接:受力均?衡应力流顺畅—减少焊接对母材的】不利:影响:提高焊?接的经济《性也是为了减—少高耸钢结》构设计中焊》缝计算的工作量【。分,不同等级提出了四】条焊缝设计要求【
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【。 (1)对》高耸钢?结构中受疲》劳动力作用》且,受拉的?对接焊缝和角接【。焊缝要求尽可能采】用,。一,。级焊缝因为一级焊缝!有利于焊缝》处,母材允许《疲劳应力幅的提高提!出,“受拉”的原因【是有些角接》。焊缝尽?管有疲劳动》力作用?但其应力变化—。均在受压范围内【所以不存在疲劳【问题:也不必用一级焊缝检!验,要求:。之所以?取消是因《为与现行国家—标准钢结构设计【标准GB《 5001》7相同
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》 (?2)除(1》)所规?定的对接焊》缝及角接焊缝原【则上按与《。母材等强《设计所以用二级焊】。。缝
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《 (3)“等厚!。”,是为了应力》流的:顺畅也是因为等强等!厚就不?需要做对接》焊缝:强度验算等厚也是为!了限制焊缝设计过厚!对母材产生不利影响!
—。 《(4)高耸结构【中不可避《免有一些角焊—缝这:些角焊缝《一般暴露在》。户外受力也较复杂故!对其提出“按二级焊!。缝作外?观检:查”的进一步质【量要求
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,5,.,7.2、5》.7.3 原标】准第5.7》.2条~第5—.7.6条》与现行国家标准钢】结构:设计标准G》B 50017内】容相同故删除原标准!第,5.7.7条—的连接不《常用而且均》为,偏心连接《不提倡故取》消但类似的对称【连接方?式还可?采用因为这类对【。称连接方式的焊缝验!算与现行国家标准钢!。结构:设计标准《GB 50017中!的验算方法无—本质区别故》不再列出本标准【。第5.7.2条【规定了焊缝要按【现行国家《标准钢结构设计【标准GB 》50017做承【载,能力验算;》本标准第《5.7.3条—规定了与焊》缝相邻的金》属母材当受疲劳动力!作用应?按现行国家》标准钢结构》设计:标准GB 500】1,7,做疲劳验算
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5.7【.4 《图5.7.》4-1所示主管与支!杆连接方式很—常用支杆可》以跟钢?管用双剪《或单:剪连接也可以是角钢!螺栓:抗剪:。连接类似的连接还】有水平向再加一【根,横杆的?板-管连接受力优于!仅有斜杆的板-【管连接
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【 这种连接的设计规!。定基于高《耸钢结?。构的以下特点①【高耸钢结构杆—件长细比较大多为空!间桁架结构所以【连接板与主管之【焊缝上?的力可归结为—△N和?△M没有垂直于立管!轴线方?向的合力;②高耸】钢结构主管内力源】于风荷载引起高耸】结构:的弯矩沿高度方【向,呈,二次抛物线分—布从:上到下?增长速率很快;而】支杆内力《源于风荷载引起高】耸结构?的剪力沿高度方向】从上到下按算术方】式增长?速率较慢所》以除了输电塔的横担!节点、电视塔的塔】楼节点?。之外支杆相》对于主管的内—力大多要小一个【数量级所以当—作出一些适》当的设计规》定,后实际上大部分高耸!结构的板-》管节点都可以—免除钢管局部承载】力这一?最为:复杂的验算》。而其他验算》都是相对基本而【简单的
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【关于具?体,要求的原因陈述如下!
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(1】)两支杆相》连的节点板连成一】体后水平方向的分】力可在节点板内平衡!。不必影?响,到连接焊缝
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(2】)节:点板:的尺度要《。求与螺栓连接—的构造要求是—不同的构造》要求满?足后节点板的尺【度,往往足够大》可以省去《。很多麻?烦
】 (3)无论】哪一种支杆及连【接方式?。支杆与节点板的连接!均应符合现行国家】标准钢结构设—计标准G《B 50《017的规定
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(!4)节点板与—主管的?连接焊缝强度应符合!现行国家标》准钢结?构设计标准GB【 500《17的规《定与:此同时节点板的【强,度也满足了现—。行,国家标准钢结构设】计标准GB 50】01:7的规定
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(5【)主管是《整体结构《中的主要构》。件,此处:。。按轴心受压设计不希!望受支杆连接板的过!大不利影响因—而规定支板厚应比】主管壁厚小2mm以!上(:包括2mm)—。本条:比现行?国家:标准钢结构设计标】准GB 5001】7的规定严格这是由!于高耸钢结构—主,。管与支管的受力【相,对比值?和重要性差异决定的!。。也比较?容易自然满》足
【 《(6)主《管,与支:管连接板焊接后受】到连接?板传:来的力△N和—力矩△M《(见图5.》7.4-2》)根据同济大学的研!究,以及大量《工程实?践,调查只要节点—板长度L《g与主管直径D之比!。大于表D.0.1的!要求主管《承载能力即可满足】节点板处《局部受力的要求即大!部分此?类,节点都无需进—行,复杂的主管局部承】载能力的分析这和】现行:国家标?准钢:结构设计标准GB】 ,50017的规定不!同现行国家标准钢结!构设计标准》GB 50017因!为不具备本》条,文说明总结》。的高耸钢结》构,节点设计的两—条基本特点所—。以对此类节点都【要求进行《主管局部承载—能力的验《算
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【另外空间方向多块连!接板同时与主—管连接(呈9—0°:或120《°,、135°)—时的主管《壁局部承载》力要大于单块—连接板?作用时的主管—壁局部承载力不做】计算
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:5.7.5 【主管与支管的相贯】。线焊接大量》用于高耸钢结构【中原标准未涉及此】内容本次修订增【加本条
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对于承】受疲劳动力作用【(风力发《电塔)或高频—振动(有《鞭梢效应《的电:视塔或天线顶段)】的相贯线按一级焊】缝且构造处》理均按对接焊缝要】求这是必要》的相:应施工难度会—较,大但可以在设计【时避免用相贯线焊缝!被焊接管交角—小于30°也是首先!应该避免《的,实在难以《避免时则按高标【。准做
】 相》贯线焊接有三大【问题一是焊缝强【度问题?二是主管壁的局部承!载力问三是焊缝残余!应,力和应力集中问题】
】 (1《)焊缝强度问—题其实不是问题【因为按本标准规定无!。论,是对接焊《缝还是角焊》缝其强度都应与【管壁强?度相当而高耸结【构钢管构件均—。。为压力大于拉力【抗压又?以整体稳定》控,制特别是支管长细比!一般都?比较大所以按强【度验算?。应力水?平很低而相贯线长】度总是大于圆周所以!焊缝强度就不必【验算
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《 (2)主管壁!的局部承载》力问题现行国家【标准钢结构设计【标准G?B, 500《。。17有详细计—算方法但很烦琐【根据高耸结构钢管结!构的两个基本—特点①支管力与【主管力相《比相当?小;:②支管长《细比与主管长—细比相比大得多(计!。算长度?支管比主管大40】%,左右回转《半,。径支管只有主—管的5?0,%,左右)所《以支管直径不应该取!。得过小本条第1款】按高耸钢结构的实】。际常见状况规定了几!个设计参数的—取值范围然后按现】行国家?标准:钢结构设计》标准GB《 ,500?。17相应条款—进行大量验算—。验算结果及趋—势都证明《。只要符合这》些条件?相贯线焊缝》连接的主管局—部承载力都》满足:要求:不,必验算这是绝大部】分情况少量不能【满足上述规定的情况!就按现行《国家标?。准钢结构设》计标准GB 50】017验算
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? (3)相【贯线焊缝的残余应】力和应力集中—问题主要是在疲劳】作用下对结构安全】很不利?当交角小于30°时!。。尖角处的《撕裂应力也较严重所!以将这?两种情况《和一般情况区—别对待?A区是?不用开坡口就—能保:证,对接焊的《B区是稍加修—整就能?形成坡口并做对【接焊的对《于一般情况》C区就用等强—。度角焊缝即可但【对于有?疲劳作用《的节点或交角小【。于30°的节—点则要?在C区和D区—切出:适当的坡口再做对】接焊这样才》能减少焊接应—力保:证焊接质量》这种:方法:借鉴于美国海—洋钻井平台的焊接】标准在我《国高耸钢《结构中使用也超【过20年(1993!年青岛电视塔—使用了此技术此后的!20多年内多—个大型钢《管塔也用这种技术)!没有出现过一—例工程事《。故所:以将:此技:术列入?本标:准
【 另》一种情况是很—多支管相连于主管且!发生干扰的情—况,。现,行国家标准》。钢结构设计》标准GB 500】17允许相互重叠】甚至重叠《处,。可以有不完》。整,的焊:缝然后规定不同【的验算方法根—据高耸结构》中,此类“干扰》”经常表现的形【式本标准不建—议支:管相:互重叠更不》允许:重叠处的《间断焊缝而是列出了!利用对?称中心加《强板作为部分—。“媒介”传递部分】内力的连接方式这】种方:式受力明确、均【衡现行国家标准钢】结,构设计标准GB 】。50017》。中有:合适:的验算方法而且也在!大量高耸钢结—构,。中,使用取得《了,。成熟的经《验所以列《入本标准
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5.7》.6 本条指【例如输电塔的横担或!是多功能电视塔的塔!楼悬挑桁架与塔【柱,连接的情况这类节点!与一般腹《杆和钢管柱连接不同!支管受力与》。主管受力比较—接近:这种情况下主管的局!部承载力《问题就较为严重因此!可以用多《种方法对塔柱做【局,。部加强再进行—验算
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