钢结构节点设计中，为何要避免焊缝密集和双向、三向相交？

钢结构节点构造中，各构成部件的布局和朝向存在差异，焊缝分布复杂，相互交织，那么，为何要防止焊缝集中且形成双向或三向交汇？

1、双向焊缝

（1）双向相交焊缝

箱形截面构件若采用半熔透焊接方式，则隔板同箱形截面壁板间的焊缝属于双向交叉类型，参见图 2.30-1 (a)。这种情况下，壁板相互之间的半熔透焊缝同隔板焊缝彼此独立，但隔板同壁板之间的双向焊缝存在交叉现象。

（2）双向分离焊缝

在隔板的四个角上各开一个三角形的缺口，隔板和箱形截面壁板之间的接缝是双向分离式的，参见图2.30-1（b）。

2、三向焊缝

（1）三向相交焊缝

箱形截面构件实施全熔透焊接时，隔板同箱形截面壁板间的焊缝构成双向交叉焊缝，壁板间的全熔透焊缝同隔板双向交叉焊缝进一步组合成立体三维交叉焊缝，简称为三向交叉焊缝，参见图 2.30-2 (a)。

（2）三向分离焊缝

在隔板的四个角各开一个三角形的缺口，隔板和箱形截面壁板之间的焊缝是三向分离焊缝，参见图 2.30-2（b）。切口隔断了隔板与壁板之间的双向相交焊缝，同时全熔透焊缝和隔板之间也因切口分隔而各自形成独立且连续的焊缝。

这种焊缝的特质实际上和图 2.30-1（b）所展示的现象一致,倘若隔板的四个角没有进行切割处理,就会形成三个方向交汇的焊缝,因此,在称呼上仅仅可以看作是三向分离焊缝。

3、密集焊缝及双向和三向相交焊缝的危害

焊接部位时常带有各种瑕疵，例如断裂纹、未熔合、夹杂物和气穴等，这些瑕疵可能成为焊接部位开裂的起因。

焊接完成之后，构件内部会产生剩余应力，焊缝分布越密集，这种应力状况就越为复杂。剩余应力未必是造成焊缝失效的根本原因，然而，当它与其他不利条件共同作用时，便容易引发焊缝出现裂纹现象。

焊接结构的接合部位刚性很强，特别是三条互相垂直的焊缝交汇时，比如图2.30-2（a）所示情形，钢材的延性形变就很难进行，导致焊接部位承受巨大的拉应力，非常容易造成焊缝断裂。图2.30-3展示了焊接区域在三向拉伸状态下的应力-应变特性，以及原材料应力-应变特性的对照情况。

两条焊缝垂直交叉时，会限制次要板材的塑性形变，例如内隔板或横向加劲板，这些板材常由半熔透焊缝构成箱形截面构件，或存在于成品H型钢构件中，这种约束容易导致焊缝出现裂纹。

焊接让结构变成一个整体，如果出现裂缝，可能会完全断裂。

4、避免焊缝密集和双向、三向相交

由完全熔合的接缝组合的箱型结构部件同内部隔板拼接时，需要保证关键接缝（完全熔合的接缝）完全连通，而辅助接缝（隔板与壳体之间的接缝）则要截断，也就是说要把内部隔板的四个角各削去一个三角区域，这样做既能防止接缝过于密集，也能避免形成三维交叉的接缝，参见图 2.30-2（b）。

在拼接 H 型钢结构件和横向加劲板时，要保证主要接缝，也就是两翼缘和腹板连结的接缝完全连接，而辅助接缝，即加劲板同 H 型钢相接的接缝则要断开，同时需要对加劲板进行斜切处理，防止形成三个方向交汇的焊缝

对于由半熔透焊缝连接的箱形截面构件，主要焊缝（半熔透焊缝）完全穿过不影响次要焊缝，仅存在次要焊缝（隔板与壁板间的焊缝）交叉的情况，需要将内隔板四个角各切掉一个三角块，防止形成双向交叉焊缝，参见图 2.30-1（b）。

成品 H 型钢构件不存在主要焊缝贯通问题，即翼缘与腹板之间没有焊缝，需要将次要焊缝，也就是加劲板同成品 H 型钢之间的焊缝断开，同时把加劲肋做成斜角，防止形成两个方向交叉的焊缝。

简记：切角避害。

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