针对钢结构课程中角焊缝连接问题研究

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1、高等建筑教育2010年第19卷第2期JOURNALOFARCHITECTURALEDUCATIONININSTITUTIONSOFHIGHERLEARNINGVol.19No.2201069钢结构课程中“角焊缝连接”问题研究李晓克，李长永，王慧，赵顺波(华北水利水电学院土木与交通学院，河南郑州450011)摘要:通过对钢结构课程中“角焊缝连接”若干问题的分析研究，总结出了角焊缝构造—判断—计算的有效教学思路，梳理授课内容，由干到枝、再由枝到干，抓重点、抓难点、抓易失误点，帮助学生理清思路

2、，将课程内容由厚变薄，看清问题实质再由薄变厚，以期同行讨论、参考。关键词:钢结构;教学思路;角焊缝中图分类号:TU391;G642文献标志码:A文章编号:1005-2909(2010)02-0069-03随着中国国民经济的快速稳定增长，钢结构技术和钢材产量均有了极大提高，钢结构工程也逐渐增多，在规模和产值上都呈现出欣欣向荣的景象，为钢结构的发展提供了良好的机遇。钢结构课程作为土木工程专业人才培养的主干核心课程之一，其教学质量优劣深刻地影响着钢结构行业的健康快速发展。但在实际教学过程中，该课程内容与钢筋混凝土结构差异大、设计方法自成体系、细部构造复杂琐碎等特

3、点，学生要熟练掌握相关知识存在一定难度。在授课过程中，如果教师能够有意识的帮助学生及时进行总结、从繁杂的公式推导中追寻设计和施工的主要矛盾，将复杂的理论分析和多变的构造要求简单化、系统化，使学生便于理解和掌握相关教学内容，将起到事半功倍的效［1－4］果。如在“角焊缝连接”章节中，相关规定与公式较多，若能理出主线，由主线再到枝叶，计算过程将变得脉络清晰、有章可循;反之，若一味死记硬背公式而忽视了公式背后隐藏的设计原则，在面对不同问题时，学生往往不知道如何下手，缺乏灵活变通的能力。笔者结合自身经验，在讲授这部分内容时总结出了一条教学思路，即构造—判断—计算，具

4、体分角焊缝构造和角焊缝计算。一、角焊缝的构造［5］角焊缝构造主要包括焊脚尺寸确定和焊缝长度确定两部分内容，看似简单却容易出现问题。(一)焊脚尺寸确定焊脚尺寸确定是角焊缝计算的重要基础之一。焊脚尺寸hf首先应满足15槡t2收稿日期:2010－01－05基金项目:河南省教育科学“十一五”规划课题(2007－JKGHAG－173;2009－JKGHAZ－0090)作者简介:李晓克(1975－)，男，华北水利水电学院土木与交通学院副教授，博士，主要从事土木工程研究，(E－mail)lixk@ncwu.edu.cn。70高等建筑教育2010年第19卷第2期

5、hf1.2t1要求，其中t1、t2分别表示较薄和较厚焊因讲述清楚，引导学生在理解基础上记忆该构造要件的厚度，正确确定t1和t2是计算焊脚尺寸的关键。求的限值。强调板件边缘焊缝(贴边焊)在满足上述学习过程中，有些学生误认为t1代表上部焊件的厚限值的前提下，还应满足不同厚度条件下焊脚尺寸度、t2代表下部焊件的厚度(如图1a所示)。如果上部hf上限值的要求;如果另一焊件厚度t′

6、所示)，学生容范围将人为扩大，为后续焊缝计算埋下不安全因素。易忽略这个特例，在授课过程中应进行重点说明和所以讲解该部分内容时，应将限制焊脚尺寸hf的原讲解。图1最大焊脚尺寸(二)焊缝长度lw确定1.应力性质判定确定焊缝长度lw时，很多学生将计算得到的焊角焊缝计算时，应力性质判定要和前面学过的缝长度值作为最终结果，没有甄别焊缝长度是否在相关课程例如材料力学等区分开。通常情况下，认规定的限值范围内。如果焊缝长度lw超出了规定的为轴力产生正应力，剪力和扭矩产生剪应力，但是，限制范围时仍采用上述数值进行设计、施工，将造成对于角焊缝在承受各种内力时引起应力的性质并不

7、整体结构的安全隐患。为避免这种情况发生，引导学能如此简单的下结论，应该通过产生的应力方向与生在计算完焊缝计算长度lw后，应及时进行判断其焊缝长度方向的几何关系进行判断。如果引起的应是否在规定的限值内。如果超出了相应的范围，应根力方向垂直于该点所在焊缝长度的方向，则判定该据相应要求以确定最终焊缝长度lw。应力对这个角焊缝为正应力;如果引起的应力方向平行于该点所在焊缝长度的方向，则判定其为剪应二、角焊缝的计算(一)基本计算公式力;如果引起的应力方向与焊缝的长度方向有夹角，通常我们将其分解为平行于焊缝长度方向和垂直于角焊缝在各种综合作用下，其正应力σf和剪应［5

8、］焊缝方向的两个应力后对其进行相应的计算。角焊力τf应满足公式缝计