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编号： 黑龙江大学大学生创新创业训练计划 创新训练项目申报书 （2014年度） 项目名称： 焊接残余变形对钢结构的影响 项目负责人: 马天鹤 学 院: 建筑工程学院 专 业: 土木工程 年 级: 2011级 指导教师： 李方慧 填表时间： 2014年4月7日  研 究 项 目 项目名称 焊接残余变形对钢结构的影响 项目形式 A.自然科学类学术论文 B.人文社会科学类社会调查报告和学术论文 C.科技发明（含设计）√ 选题方式 A.自主选题√ B.参研教师项目 项目性质 A.基础研究 B开发研究 C.应用研究√ 申请经费（元） 5000 起止时间 2014年 04 月 － 2015 年 04 月 项目分类 A.学生创新课题项目 B.学生创新实验室项目 √ 学 生 负 责 人 姓 名 马天鹤 学 号 201113109 专 业 土木工程 年 级 2011级 学 院 建筑工程学院 联系方式 指导教师 姓 名 李方慧 所在学院 建筑工程学院 职 称 副教授 联系方式 参 加 人 员 3-10人 总计（含项目负责人） 9 人 其中本科生 9 人 姓 名 学 院 专 业 学 号 学历 （填写参加人员时，不填项目主持人） 张宇强 建筑工程学院 土木工程 201113132 本科 李新媛 建筑工程学院 土木工程 201113117 本科 殷雯静 建筑工程学院 土木工程 201113112 本科 冯金平 建筑工程学院 土木工程 201113115 本科 董福娟 建筑工程学院 土木工程 201113116 本科 郭洋洋 建筑工程学院 土木工程 201113123 本科 崔嘉楠 建筑工程学院 土木工程 201113114 本科 张辉 建筑工程学院 土木工程 201113121 本科 项目论证（1.项目理论与实践意义；2.项目基本内容，重点、难点； 3.项目研究创新点；4.校内外研究现状及调研结果；5.项目研究基础。） 1. 项目的基本内容、创新点与重点、难点 （1）焊接残余变形会使钢结构不能保持原来的设计尺寸及位置，影响结构的正常工作，严重时还会造成各个构件无法正常安装就位。 （2）残余变形的影响因素： ①焊缝截面积的影响；②焊接热输入的影响；③工件的预热、层间温度影响④焊接方法的影响；⑤接头形式的影响；⑥焊接层数的影响。 （3）减小焊接残余变形和残余应力的方法: ①采取合理的施焊次序，例如对厚焊缝分层施焊;工宇形截面施焊时采用对称跳焊;钢板对接焊接时可采用分段施焊等方法；②尽可能采用对称焊缝，焊缝厚度不宜太大；③施焊前给构件施加一个和焊接残余变形相反的预变形，使构件在焊接后产生的变形正好与之抵消；④对于小构件，可在焊前预热或焊后回火，都可消除残余应力。 2. 校内外研究现状调研结果 近年来,随着我国的工业发展,钢结构工程因其结构性能好、结构组织均匀、强度高、弹性模量高、塑性和韧性好,适于承受冲击和地震荷载、施工速度快、便于机械化生产和工业化程度高等很多优越条件,因此钢结构工程在建筑领域被广泛应用。但是,也不能否认,钢结构还存在着缺陷和隐患。本文将结合本人在某大型钢构加工企业驻厂监造以及在多个超高层建筑现场施工的经验,浅析钢结构焊接残余应力的形成、控制与消残方法。1焊接残余应力的成因焊接应力是指对钢构件进行焊接加工过程中,在焊件上产生局部高温的不均匀温度场,焊接中心处温度可达1800℃,局部高温使材料产生不均匀的膨胀。处于高温区域的材料受到周围温度较低、膨胀量较小的材料的限制而不能自由地进行膨胀,于是焊件内出现内应力,使高温区的材料受到挤压,产生局部压缩塑性应变,在冷却过程中,经受压缩塑性应变的材料,由于不能自由收缩而受到拉伸,于是焊件中又出现了一个与焊件加热方向大致相反的内应力场。 3.项目的理论与实践意义 钢结构是用钢板、型钢等扎成的钢材或通过冷加工 成形的薄壁型钢，通过焊接等方式制造的一种建筑结 构。其具有安全、可靠、强度高、便于安装和拆迁等特点， 主要应用于重型厂房结构、大跨度结构以及高层建筑结 构中。由于钢结构主要是通过大量的焊接工艺制造成形 的，再加上其构件往往很大，致使较小的残余应力就能 引起较