钢构焊缝计算(受力)
《钢结构》网上辅导材料二
钢结构的焊接连接
钢结构的连接方法可分为焊缝连接、螺栓连接和铆钉连接三种。焊接连接是现代钢结构最主要的连接方法。它的优点是：（1）焊件间可直接相连，构造简单，制作加工方便；（2）不削弱截面，用料经济；（3）连接的密闭性好，结构刚度大；（4）可实现自动化操作，提高焊接结构的质量。缺点是：（1）在焊缝附近的热影响区内，钢材的材质变脆；（2）焊接残余应力和变形使受压构件承载力降低；（3）焊接结构对裂纹很敏感，低温时冷脆的问题较为突出。
一、焊缝的形式
1．角焊缝
图1 直角角焊缝截面
图2 斜角角焊缝截面
角焊缝按其截面形式可分为直角角焊缝和斜角角焊缝。两焊脚边的夹角为90°的焊缝称为直角角焊缝，直角边边长h f称为角焊缝的焊脚尺寸，h e＝0.7h f 为直角角焊缝的计算厚度。斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中。对于夹角大
于135°或小于60°的斜角角焊缝，不宜用作受力焊缝（钢管结构除外）。
2．对接焊缝
对接焊缝的焊件常需加工成坡口，故又叫坡口焊缝。焊缝金属填充在坡口内，所以对接焊缝是被连接件的组成部分。
坡口形式与焊件厚度有关。当焊件厚度很小（手工焊≤
t6mm，埋弧焊t10mm）时，可用直边缝。对于一般厚度（t=10～20mm）的焊件可采用具有≤
斜坡口的单边V形或V形焊缝。斜坡口和离缝c共同组成一个焊条能够运转的施焊空间，使焊缝易于焊透；钝边p有托住熔化金属的作用。对于较厚的焊件（t ＞20mm），则采用U形、K形和X形坡口。对于V形缝和U形缝需对焊缝根部进行补焊。对接焊缝坡口形式的选用，应根据板厚和施工条件按现行标准《建筑结构焊接规程》的要求进行。
凡T形，十字形或角接接头的对接焊缝称之为对接与角接组合焊缝。
图3 对接焊缝的坡口形式
3．焊缝质量检验
《钢结构工程施工质量验收规范》规定焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级和三级。三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查且符合三级质量标准；一级、二级焊缝则除外观检查外，还要求一定数量的超声波检验并符合相应级别
的质量标准。焊缝质量的外观检验检查外观缺陷和几何尺寸，内部无损检验检查内部缺陷。
二、直角角焊缝的构造与计算
角焊缝按其与作用力的关系可分为正面角焊缝、侧面角焊缝和斜焊缝。正面角焊缝的焊缝长度方向与作用力垂直，侧面角焊缝的焊缝长度方向与作用力平行，斜焊缝的焊缝长度方向与作用力倾斜，由正面角焊缝、侧面角焊缝和斜焊缝组成的混合，通常称作围焊缝。
侧面角焊缝主要承受剪力，塑性较好，强度较低。应力沿焊缝长度方向的分布不均匀，呈两端大而中间小的状态。焊缝越长，应力分布不均匀性越显著。
正面角焊缝受力复杂，其破坏强度高于侧面角焊缝，但塑性变形能力差。斜焊缝的受力性能和强度值介于正面角焊缝和侧面角焊缝之间。
1．角焊缝的构造要求
（1） 最小焊脚尺寸
h f ≥1.52t （1）
式中 t 2—较厚焊件厚度，单位为mm 。
计算时，焊脚尺寸取整数。
自动焊熔深较大，可减小1mm ；T 形连接的单面角焊缝，应增加1mm ；当焊件厚度小于或等于4mm 时，则取与焊件厚度相同。
（2）最大焊脚尺寸
12.1t h f （2）
式中 t 1—较薄焊件的厚度，单位为mm 。
对板件边缘的角焊缝，当板件厚度t＞6mm时，取h f≤t-（1～2）mm；当t ≤6mm时，取h f≤t。
图4 最大焊角尺寸
（3）角焊缝的最小计算长度
侧面角焊缝或正面角焊缝的计算长度不得小于8h f和40mm。
（4）侧面角焊缝的最大计算长度
侧面角焊缝在弹性阶段沿长度方向受力不均匀，两端大而中间小，可能首先在焊缝的两端破坏，故规定侧面角焊缝的计算长度l w≤60h f。若内力沿侧面角焊缝全长分布，可不受上述限制。
（5）搭接连接的构造要求
当板件端部仅有两条侧面角焊缝连接时，应使每条侧焊缝的长度不宜小于两侧焊缝之间的距离。两侧面角焊缝之间的距离也不宜大于16t（t＞12mm）或190mm（t≤12mm），t为较薄焊件的厚度。
搭接连接中，当仅采用正面角焊缝时，其搭接长度不得小于焊件较小厚度的5倍，也不得小于25mm。
图5 焊缝长度及两侧焊缝间距 图6 搭接连接
（6） 间断角焊缝的构造要求
间断角焊缝只能用于一些次要构件的连接或受力很小的连接中。间断角焊缝的间断距离l 不宜过长，以免连接不紧密。一般在受压构件中应满足l ≤15t ；在受拉构件中l ≤30t ，t 为较薄焊件的厚度。
图7 连续角焊缝和间断角焊缝
（7） 减小角焊缝应力集中的措施 杆件端部搭接采用三面围焊时，所有围焊的转角处必须连续施焊。对于非围焊情况，当角焊缝的端部在构件转角处时，可连续地作长度为2h f 的绕角焊。
2. 直角角焊缝强度计算的基本公式
f w f f f f ≤+???? ??τβσ22 （3） 式中 σf —垂直于焊缝长度方向的应力；
τf —平行于焊缝长度方向的应力；
βf —正面角焊缝的强度增大系数，βf =1.22；直接承受动力荷载结构中
的角焊缝，βf =1.0；
w f f —角焊缝的强度设计值。
式（3）为角焊缝的基本计算公式。只要将焊缝应力分解为垂直于焊缝长度方向的应力σf 和平行于焊缝长度方向的应力τf ，上述基本公式可适用于任何受
力状态。
对正面角焊缝，τf =0，得
σf =l h N w
e f w
f f β≤ （4） 对侧面角焊缝，σf =0，得
τf =l h N w
e f w f ≤ （5） 式中 h e —直角角焊缝的有效厚度，h e = 0.7h f ；
l w —焊缝的计算长度，考虑起灭弧缺陷，按各条焊缝的实际长度每端减去h f 计算。
3．角焊缝连接的计算
（1）承受轴心力作用的角焊缝连接计算
1）采用盖板连接
当轴心力通过连接焊缝中心时，可认为焊缝应力是均匀分布的。
图8 承受轴心力的盖板连接
当只有侧面角焊缝时 τf =l h N w
e f w f ≤ 当只有正面角焊缝时 σf =
l h N w e f w
f f β≤ 当采用三面围焊时，先计算正面角焊缝所承担的内力∑=11w e w f f l h f N β 式中 ∑1w l —连接一侧正面角焊缝计算长度的总和。
再计算侧面角焊缝的强度： w f w e f f l h N N ≤∑-=
1τ 式中 ∑w l —连接一侧正面角焊缝计算长度的总和。
2）承受斜向轴心力
图9 承受斜向轴心力
将N 力分解为垂直于焊缝和平行于焊缝的分力θsin N N x =; θcos N N y =
???????
==
∑∑w e f w e f l h N l h N θτθσc o s s i n 代入式（3）验算角焊缝的强度
f w f f f f ≤+???? ??τβσ22
3）承受轴心力的角钢角焊缝计算
钢桁架中角钢腹杆与节点板的连接焊缝一般采用两面侧焊或三面围焊，特殊情况也可采用L 形围焊。腹杆受轴心力作用，为了避免焊缝偏心受力，焊缝所传
递的合力的作用线应与角钢杆件的轴线重合。
图10 角钢与节点板的连接
对于三面围焊，可先假定正面角焊缝的焊脚尺寸3f h ，求出正面角焊缝所分担的轴心力3N 。当腹杆为双角钢组成的T 形截面，且肢宽为b 时，
3N =2×0.73f h b f βw f f （6） 由平衡条件（∑M ＝0）可得：
1N =b e b N )(--23N =1k N-2
3N （7） 2N =b Ne -23N =2k N-2
3N （8） 式中 1N 、2N ——角钢肢背和肢尖的侧面角焊缝所承受的轴力；
e ——角钢的形心距；
1k 、2k ——角钢肢背和肢尖焊缝的内力分配系数，可查表得到。
对于两面侧焊，因3N ＝0，则：
1N =1k N （9）
2N =2k N （10）
求得各条焊缝所受的内力后，按构造要求假定肢背和肢尖焊缝的焊脚尺寸，即可求出焊缝的计算长度。对双角钢截面
1w l =w
f f f h N 117.02? （11） 2w l =
w f f f h N 227.02? （12） 式中 1f h 、1w l ——一个角钢肢背上的侧面角焊缝的焊脚尺寸及计算长度；
2f h 、2w l ——一个角钢肢尖上的侧面角焊缝的焊脚尺寸及计算长度。 实际焊缝长度为计算长度加2f h 。对于三面围焊，焊缝实际长度为计算长度加f h ；对于采用绕角焊的侧面角焊缝实际长度等于计算长度（绕角焊缝长度2f h 不进入计算）。
当杆件受力很小时，可采用L 形围焊。由于只有正面角焊缝和角钢肢背上的侧面角焊缝，令2N ＝0，得：
3N =22k N （13）
1N =N-3N （14）
角钢端部的正面角焊缝的长度已知，可按下式计算其焊脚尺寸：
3f h =
w
f f w f l N β337.02? （15） 式中，3w l =b -f h 。
（2）承受弯矩、轴心力或剪力共同作用的角焊连连接计算
图11 承受偏心斜拉力的角焊缝
图11所示的双面角焊缝连接承受偏心斜拉力N 作用，计算时，可将作用力N 分解为N x 和N y 两个分力。角焊缝同时承受轴心力N x 和剪力N y 和弯矩M=N x ·e 的共同作用。焊缝计算截面上的应力分布如图所示，图中A 点应力最大为控制设计点。此处垂直于焊缝长度方向的应力由两部分组成，即由轴心拉力N x 产生的应力：
N σ=
e x A N =w
e x l h N 由弯矩M 产生的应力： M σ=e W M =26w
e l h M 这两部分应力由于在A 点处的方向相同，可直接叠加，故A 点垂直于焊缝方向的应力为
f σ=w e x l h N 2+226w
e l h M 剪力N y 在A 点处产生平行于焊缝长度方向的应力
f τ=
e y A N =w e y l h N 2 则焊缝的强度计算式为：
f w f f f f ≤+???? ??τβσ22
当连接直接承受动力荷载作用时，取f β＝1.0。
工字形和H 形截面梁（或牛腿）与钢柱翼缘的角焊缝连接，通常承受弯矩M 和剪力V 的共同作用。计算时通常假设腹板焊缝承受全部剪力，弯矩则由全部焊缝承受。
图12 工字形梁（或牛腿）的脚焊缝连接
翼缘焊缝的最大弯曲应力发生在翼缘焊缝的最外纤维处，此应力满足角焊缝的强度条件
1f σ=w I M ·2
h ≤f βw f f 式中 M ——全部焊缝所承受的弯矩；
I w ——全部焊缝有效截面对中和轴的惯性矩。
腹板焊缝承受两种应力的共同作用，即弯曲应力和剪应力，设计控制点为翼缘焊缝与腹板焊缝的交点处A ，此处的弯曲应力和剪应力分别按下式计算：
2f σ=w I M ·2
2h f τ=
()∑22w e l h V
式中 ()∑22w e l h ——腹板焊缝有效截面之和。
则腹板焊缝在A 点的强度验算式为：
f w f f f f ≤+???? ??τβσ2
2
2 （3）承受扭矩或扭矩与剪力共同作用的角焊缝连接计算
1）环形角焊缝承受扭矩T
在有效截面的任一点上所受切线方向的剪应力f τ，应按下式计算：
f
τ=p I r T ?﹤w f f
（16） 式中 r ——圆心至焊缝有效截面中线的距离；
p I ——焊缝有效截面的惯性矩，p I =3
2r h e π。 2）围焊承受剪力和扭矩作用时的计算
图13 受剪力和扭矩作用的脚焊缝
图13所示为采用三面围焊搭接连接。该连接角焊缝承受竖向剪力V ＝F 和扭矩T ＝F （e 1+e 2）作用。
计算角焊缝在扭矩T 作用下产生的应力时，是基于下列假定：
①被连接件是绝对刚性的，它有绕焊缝形心O 旋转的趋势，而角焊缝是弹性的；
②角焊缝上任一点的应力方向垂直于该点与形心的连线，且应力大小与连线长度r 成
正比。
图中A 点与A '点距形心O 点最远，故A 点和A '点由扭矩T 引起的剪应力T τ最大，焊缝群其他各处由扭矩T 引起的剪应力T τ均小于A 点和A '点的剪应力，故A 点和A '点为设计控制点。
在扭矩T 作用下，A 点（或A '点）的应力为
T
τ=p I r T ?=y
x I I r T +? （17）
将T τ沿x 轴和y 轴分解为： Tx τ=T τ·sin θ=p I r T ?·r
r y （18） Ty τ=T τ·cos θ=
p I r T ?·r r x （19） 由剪力V 在焊缝群引起的剪应力V τ按均匀分布，则在A 点（或A '点）引起的应力Vy τ为
Vy τ=∑w
e l h V 则A 点受到垂直于焊缝长度方向的应力为：
f σ=Ty τ+Vy τ
沿焊缝长度方向的应力为Tx τ，则A 点的应力满足的强度条件为
f w f Tx f Vy Ty ≤+????? ??+τβττ22
当连接直接承受动态荷载时，取βf =1.0。
三、斜角角焊缝的计算
两焊脚边夹角α为o o 13560≤≤α的T 形接头的斜角角焊缝采用与直角角焊缝相同的计算公式进行计算。但不考虑焊缝的方向，一律取f β （或θβf ）＝1.0。
四、对接焊缝的构造和计算
1．对接焊缝的强度
焊接缺陷对受压、受剪的对接焊缝影响不大，故可认为受压、受剪的对接焊缝与母材强度相等，但受拉的对接焊缝对缺陷甚为敏感，由于三级检验的焊缝允许存在的缺陷较多，故其抗拉强度为母材强度的85％，而—、二级检验的焊缝的抗拉强度可认为与母材强度相等。
2．对接焊缝的构造和计算
（1）对接焊缝的构造
对接焊缝的拼接处，当焊件的宽度不同或厚度在一侧相差4mm 以上时，应分别在宽度方向或厚度方向从一侧或两侧做成坡度不大于1:2.5（直接承受动力荷载且需要进行疲劳计算时不大于1:4）的斜角，以减小应力集中。
焊接时一般应设置引弧板和引出板，焊后将它割除。对受静力荷载的结构设置引弧（出）板有困难时，允许不设置引弧（出）板，此时可令焊缝计算长度等于实际长度减2t 。
钢构焊缝计算(受力)
钢结构的焊接连接 钢结构的连接方法可分为焊缝连接、螺栓连接和铆钉连接三种。焊接连接是现代钢结构最主要的连接方法。它的优点是：（1）焊件间可直接相连，构造简单，制作加工方便；（2）不削弱截面，用料经济；（3）连接的密闭性好，结构刚度大；（4）可实现自动化操作，提高焊接结构的质量。缺点是：（1）在焊缝附近的热影响区内，钢材的材质变脆；（2）焊接残余应力和变形使受压构件承载力降低；（3）焊接结构对裂纹很敏感，低温时冷脆的问题较为突出。 一、焊缝的形式 1．角焊缝 图 1 直角角焊缝截面 图 2 斜角角焊缝截面 角焊缝按其截面形式可分为直角角焊缝和斜角角焊缝。两焊脚边的夹角为90°的焊缝称为直角角焊缝，直角边边长h f 称为角焊缝的焊脚尺寸，h e ＝0.7h f 为直角角焊缝的计算厚度。斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中。对于夹角大于135°或小于60°的斜角角焊缝，不宜用作受力焊缝（钢管结构除外）。 2．对接焊缝 对接焊缝的焊件常需加工成坡口，故又叫坡口焊缝。焊缝金属填充在坡口内，所以对接焊缝是被连接件的组成部分。 坡口形式与焊件厚度有关。当焊件厚度很小（手工焊≤t 6mm ，埋弧焊≤t 10mm ）时，可用直边缝。对于一般厚度（t=10～20mm ）的焊件可采用具有斜坡口的单边V 形或V 形焊缝。斜坡口和离缝c 共同组成一个焊条能够运转的施焊空间，使焊缝易于焊透；钝边p 有托
住熔化金属的作用。对于较厚的焊件（t＞20mm），则采用U形、K形和X形坡口。对于V形缝和U形缝需对焊缝根部进行补焊。对接焊缝坡口形式的选用，应根据板厚和施工条件按现行标准《建筑结构焊接规程》的要求进行。 凡T形，十字形或角接接头的对接焊缝称之为对接与角接组合焊缝。 图3 对接焊缝的坡口形式 3．焊缝质量检验 《钢结构工程施工质量验收规范》规定焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级和三级。三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查且符合三级质量标准；一级、二级焊缝则除外观检查外，还要求一定数量的超声波检验并符合相应级别的质量标准。焊缝质量的外观检验检查外观缺陷和几何尺寸，内部无损检验检查内部缺陷。 二、直角角焊缝的构造与计算 角焊缝按其与作用力的关系可分为正面角焊缝、侧面角焊缝和斜焊缝。正面角焊缝的焊缝长度方向与作用力垂直，侧面角焊缝的焊缝长度方向与作用力平行，斜焊缝的焊缝长度方向与作用力倾斜，由正面角焊缝、侧面角焊缝和斜焊缝组成的混合，通常称作围焊缝。 侧面角焊缝主要承受剪力，塑性较好，强度较低。应力沿焊缝长度方向的分布不均匀，呈两端大而中间小的状态。焊缝越长，应力分布不均匀性越显著。 正面角焊缝受力复杂，其破坏强度高于侧面角焊缝，但塑性变形能力差。斜焊缝的受力性能和强度值介于正面角焊缝和侧面角焊缝之间。 1．角焊缝的构造要求 （1）最小焊脚尺寸 t（1） h f≥1.5 2 式中t2—较厚焊件厚度，单位为mm。
钢构焊缝计算受力
《钢结构》网上辅导材料二 钢结构的焊接连接 钢结构的连接方法可分为焊缝连接、螺栓连接和铆钉连接三种。焊接连接是现代钢结构最主要的连接方法。它的优点是：（1）焊件间可直接相连，构造简单，制作加工方便；（2）不削弱截面，用料经济；（3）连接的密闭性好，结构刚度大；（4）可实现自动化操作，提高焊接结构的质量。缺点是：（1）在焊缝附近的热影响区内，钢材的材质变脆；（2）焊接残余应力和变形使受压构件承载力降低；（3）焊接结构对裂纹很敏感，低温时冷脆的问题较为突出。 一、焊缝的形式 1．角焊缝 图 1 直角角焊缝截面 图 2 斜角角焊缝截面 角焊缝按其截面形式可分为直角角焊缝和斜角角焊缝。两焊脚边的夹角为90°的焊缝称为直角角焊缝，直角边边长h f称为角焊缝的焊脚尺寸，h e＝0.7h f 为直角角焊缝的计算厚度。斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中。对于夹角大于135°或小于60°的斜角角焊缝，不宜用作受力焊缝（钢管结构除外）。
2．对接焊缝 对接焊缝的焊件常需加工成坡口，故又叫坡口焊缝。焊缝金属填充在坡口内，所以对接焊缝是被连接件的组成部分。 坡口形式与焊件厚度有关。当焊件厚度很小（手工焊≤ t10mm） t6mm，埋弧焊≤ 时，可用直边缝。对于一般厚度（t=10～20mm）的焊件可采用具有斜坡口的单边V形或V形焊缝。斜坡口和离缝c共同组成一个焊条能够运转的施焊空间，使焊缝易于焊透；钝边p有托住熔化金属的作用。对于较厚的焊件（t＞20mm），则采用U形、K形和X形坡口。对于V形缝和U形缝需对焊缝根部进行补焊。对接焊缝坡口形式的选用，应根据板厚和施工条件按现行标准《建筑结构焊接规程》的要求进行。 凡T形，十字形或角接接头的对接焊缝称之为对接与角接组合焊缝。Array 图3 对接焊缝的坡口形式 3．焊缝质量检验 《钢结构工程施工质量验收规范》规定焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级和三级。三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查且符合三级质量标准；一级、二级焊缝则除外观检查外，还要求一定数量的超声波检验并符合相应级别的质量标准。焊缝质量的外观检验检查外观缺陷和几何尺寸，内部无损检验检查内部缺陷。 二、直角角焊缝的构造与计算
角焊缝及其计算
角焊缝及其计算 型式及分类 截面形式:普通型（等边凸形）、平坦型（不等边凹形）、凹面形 两焊脚边夹角：直角角焊缝、斜角角焊缝、焊缝长度与作用方向 1.侧面角焊缝（侧缝） 侧缝主要承受剪力，应力状态叫单纯，在弹性阶段，剪应力沿焊缝长度方向分布不均匀，两端大中间小，且焊缝越长越不均匀，但侧缝塑性好。 2．正面角焊缝（端缝） 端缝连接中传力线有较大的弯折，应力状态较复杂，正面角焊缝沿焊缝长度方向分布比较均匀，但焊脚及有效厚度面上存在严重的应力集中现象，所以其破坏属于正应力和剪应力的综合破坏，但正面角焊缝的刚度较大，变形较小，塑性较差，性质较脆。 3．斜向角焊缝 斜向角焊缝受力情况较复杂，其性能介于侧缝和端缝之间，常用于杆件倾斜相支的情况，也用在板件较宽，内力较大连接中。 4．周围角焊缝 主要为了增加焊缝的长度和使焊缝遍及板件全宽，而把板件交搭处的所有交搭线尽可能多的加以焊接，成为开口或封闭的周围角焊缝。构造及要求。 4.1.最小焊脚尺寸 4.2.最大焊脚尺寸贴边处满足
4.3.角焊缝最小长度 4.4.侧面角焊缝最大计算长度 4.5.板件端部仅有两条角焊缝时每条侧面角焊缝的计算长度 4.6.搭接连接中搭接长度应满足而且不宜采用一条正面角焊缝来传力。 4.7.在次要构件和焊缝连接中，允许采用断续角焊缝，各段间距满足以保证整体受力。 角焊缝连接计算 基本计算公式 轴心作用下的角焊缝计算 轴心作用下角钢的角焊缝计算 弯矩，剪力和轴心力共同作用下角焊缝计算（T形接头） 弯矩，剪力和轴心力共同作用下角焊缝计算（搭接形接头） 1. 端缝、侧缝在轴向力作用下的计算： （1）端缝 ——垂直于焊缝长度方向的应力； he ——角焊缝有效厚度； lw ——角焊缝计算长度，每条角焊缝取实际长度减10mm（每端减5mm）；ffw ——角焊缝强度设计值；bf ——系数，对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构，bf =1.22，直接承受动力荷载bf =1.0。 （2）侧缝
钢结构计算题解答
Q235 用。由于翼缘处的剪应力很小，假定剪力全部由腹板的竖向焊缝均匀承受，而弯矩由整个T 形焊缝截面承受。分别计算a 点与b 点的弯矩应力、腹板焊缝的剪应力及b 点的折算应力，按照各自应满足的强度条件，可以得到相应情况下焊缝能承受的力F i ，最后，取其最小的F 值即为所求。 1．确定对接焊缝计算截面的几何特性 (1)确定中和轴的位置 ()()()()80 10 102401020160)10115(1010240510201601≈?-+?-+??-+??-= y mm 160802402=-=y mm (2)焊缝计算截面的几何特性 ()6232 31068.22)160115(230101014012 151602301014023010121mm I x ?=-??+??++-??+??= 腹板焊缝计算截面的面积： 230010230=?=w A mm 2 2．确定焊缝所能承受的最大荷载设计值F 。 将力F 向焊缝截面形心简化得： F Fe M 160==（KN·mm） F V =（KN ）
查表得：215=w c f N/mm 2，185=w t f N/mm 2，125=w v f N/mm 2 点a 的拉应力M a σ，且要求M a σ≤w t f 18552.010 226880101604 31===???==w t x M a f F F I My σ N/mm 2 解得：278≈F KN 点b 的压应力M b σ，且要求M b σ≤w c f 215129.110 2268160101604 32===???==w c x M b f F F I My σ N/mm 2 解得：5.190≈F KN 由F V =产生的剪应力V τ，且要求V τ≤w V f 125435.010 23102 3===??=w V V f F F τ N/mm 2 解得：7.290≈F KN 点b 的折算应力，且要求起步大于1.1w t f () ()()w t V M b f F F 1.1435.03129.132 22 2=?+= +τσ 解得：168≈F KN
焊缝强度(计算书)
完全焊透的对接焊缝和T形连接焊缝设计计算书 Ⅰ.设计依据: 《钢结构设计手册上册》（第三版） 《钢结构设计规范》 GB 50017-2003 Ⅱ.计算公式和相关参数的选取方法 一、焊缝质量等级的确定方法： 焊缝应根据结构的重要性、荷载特性、焊缝形式、工作环境以及应力状态等情况，按下述原则分别选用不同的质星等级： 1在需要进行疲劳计算的构件中，凡对接焊缝均应焊透，其质缝等级为：1）作用力垂直于焊缝长度方向的横向对接焊缝或T形对接与角接组合焊缝，受拉时应为一级，受压时应为二级； 2）作用力平行于焊缝长度方向的纵向对接焊缝应为二级。 2不需要计算疲劳的构件中，凡要求与母材等强的对接焊缝应予焊透，其质量等级当受拉时应不低于二级，受压时宜为二级。 3重级工作制和起重量Q≥50t的中级工作制吊车梁的腹板与上翼缘之间以及吊车衔架上弦杆与节点板之间的T形接头焊缝均要求焊透，焊缝形式一般为对接与角接的组合焊缝.其质量等级不应低于二级。 4不要求焊透的T形接头采用的角焊缝或部分焊透的对接与角接组合焊缝，以及搭接连接采用的角焊缝，其质量等级为： 1）对直接承受动力荷载且需要验算疲劳的结构和吊车起重量等于或大于50 t的中级工作制吊一车梁，焊缝的外观质量标准应符合二级； 2）对其他结构，焊缝的外观质量标准可为三级。 ——(GB50017—2003 7.1.1) 二、焊缝连接计算公式 1、完全焊透的对接接头和T形接头焊缝计算公式 1）在对接接头和T形接头中，垂直于轴心拉力或轴心压力的对接焊缝或对接与角接组合焊缝，其强度应按下式计算：
拉应力或压应力：c t w f f tl 或≤=σ ( GB 50017-2003 7.1.2 -1) 参数：N ——轴心拉力和轴心压力（N ）； w l ——焊缝计算长度，为设计长度减2t （有引弧板时可不减）（mm ）； t ——对接接头中连接件的较小厚度；T 形接头中为腹板的厚度（mm ）； w c w t f f 、——对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值（查表2-5可得） （N/mm 2 ）； 2）在对接接头和T 形接头中，承受弯矩和剪力共同作用的对接焊缝或对接与角接组合焊缝，其正应力和剪应力应分别进行计算。但在同时受有较大正应力和剪应力处(例如梁腹板横向对接焊缝的端部)，应按下式计算折算应力： w t f 1.13221≤+τσ (GB55017—2003 7.1.1.2-2) 注:1当承受轴心力的板件用斜焊缝对接，焊缝与作用力间的夹角θ符合,当tg θ≤1.5时焊缝的强度可不计算. 2 当对接焊缝和T 形对接焊缝与角接组合焊缝无法采用引弧板和引出板施焊时每条焊缝的长度计算时应减去2t 附表1-1 焊缝的强度设计值
焊缝计算书
重庆华润中心一期塔楼幕墙施工工程A 标段(A区院落,T2\T3塔楼) T2\T3塔楼 埋板与转接件焊缝设计计算书 上海旭博幕墙装饰工程有限公司 2014－5－4
目录 第1节计算说明 (2) 1.结构设计综述： (2) 2.计算对象： (2) 第2节 T2塔楼标准层埋板处焊缝 (3) 第3节高区焊缝连接节点计算 (5) 1.连接计算二 (6) 2.连接计算五 (8) 第4节 T3塔楼埋板处焊缝计算 (10) 1
第1节计算说明 1.结构设计综述： 此处选择T2塔楼以及T3塔楼埋板和转接件之间的焊缝进行计算，计算数据均来自于重庆华润中心一期塔楼幕墙施工工程A标段(A区 院落,T2\T3塔楼)设计计算书。 2.计算对象： 此部分计算对象包括 T2塔楼标准层埋板处焊缝 T2塔楼高区幕墙埋板处焊缝 T3塔楼标准层埋板处焊缝
第2节 T2塔楼标准层埋板处焊缝 焊缝处所受最大支反力为 剪力： V y ＝RFy ＝2545.1 N 轴力： N ＝RFz ＝10378 N 弯矩为：Mx ＝V ×L ＝2545.1×272＝692267.2 N ×mm 埋板处焊缝截面图 焊缝采用角焊缝，两个L 型转接件单边焊接，焊脚尺寸为6mm ，由于焊接的不规则，设计的焊缝长度每边减少10mm ，E43型焊条现场手工焊接，焊缝质量等级为三级，其抗拉、抗剪强度设计值均为：ftb ＝160 N/mm 2。 该节点上转接件的根部焊缝处的最大外荷载大小为： 剪力V ＝2545.1 N 轴力： N ＝10378 N 弯矩为：Mx ＝692267.2 N ×mm 则焊缝的强度为： 正应力： σ＝N/2A ＝10378/1316 型材X 轴主惯性距: 122.030cm4 X 轴的惯性距: 122.185cm4型材Y 轴主惯性距: 287.170cm4 Y 轴的惯性距: 287.015cm4型材X 轴上抗弯距: 41.847cm3 X 轴下抗弯距: 18.797cm3型材Y 轴左抗弯距: 29.132cm3 Y 轴右抗弯距: 29.936cm3型材X 轴的面积矩: 17.746cm3型材Y 轴的面积矩: 26.884cm3 型材面积: 13.160cm2
各类焊缝连接的强度计算_图文.
钢式中结构 , 一—缝计算长度一焊板施焊时 , 轴心拉力或轴心压力 , 当未采用引弧取实际长度减去 , 介 , —头为腹板厚度对接焊缝的抗拉介—值计。 ·连接件的较小厚度、对形接晓嚼愁洛图斜角角焊缝截面。抗压强度设角焊缝简化而得· “ 因此 , 对斜角角焊缝不论。有效截面应力情况如何都按承受剪力考虑仁日口一的斜角角焊缝有效厚度为。二, “ 带司图一卜。一的斜角角焊缝的有效厚度按理 , 也应等于多时 , 但考虑到这种锐角焊缝 , 的焊根处往往不易施焊 , , 尤其是小于。。较根图与轴心力垂直的对接焊缝其熔深往往难于满足要求 , 此外 , , 当对接直焊缝不能满足强度要求时可据试验焊缝有效截面的抗剪强度比焊件主体金属高强度却较低金属之间 , , 采用斜对接焊缝“ , 当斜焊缝倾角毛但焊缝熔合边的抗剪即簇 ·时 , 任何情况下都可认一·其值介于焊缝熔敷金属与主体倍。一般取为焊缝熔敷金属抗剪强度若将锐角角焊缝的有效厚因熔合边长度与有效厚度。仁曰。的度取为相差不大因此 , , , 应补充验算熔合边的抗剪强度。柑叫之二二二【二二二二二二斗一付将的斜角角焊缝的有效厚度。图斜对接焊缝。不论夹角大小均取为以使有效厚
度值适当留有余量。为与母材等强满足要求时 , , 不用计算 , 但由于斜对接焊 , 缝消耗材料较多施工不便。若抗拉强度不角愈小。 , 可采用二级焊缝或将接头位置留的余量愈多影响 , 。这样可避免熔深不够的不利移至内力较小处解决三、也避免了熔合边的补充验算四、斜角角焊缝的计算“ 不焊透的对接焊缝两焊脚的夹角不是的角焊缝称为斜。不焊透的对接焊缝主要用于外部需要平角角焊缝仓斜壁板缝相同 , , 图 , 这种焊缝往往出现在料整的箱形柱 , 图和 , 形连接。图管形构件等连接中以及其它不需要焊透之处。箱形柱的斜角角焊缝的计算方法与前述直角角焊只是不考虑与作用力垂直或倾斜的 , 纵向焊缝通常只承受剪力时 , 采用对接焊缝不必焊透全厚度形连接 , 但在与横梁刚性连接。焊缝强度增大的因素即取刀 , 。这是处有可能要求焊透全厚度大的板厚和受力均较考虑到以前的对角焊缝试验针对直角角焊缝进行的 , 绝大部分都是当采用角焊缝焊脚尺寸很大而对斜角角焊缝研时 , 可将竖直板开坡口作成带坡口的角焊缝。究很少 , 我国采用的计算方法也是根据直角图 年第期。总期。不焊透对接焊缝与普通角焊缝相比相同的。 , 在我考虑到焊缝根部不易焊满当上述最短距离图、 , 取二情况下 , , 可以大大节约焊条。此种 , 。正好是熔合边长度 , 形式的焊缝国外常归入角焊缝的范畴或接近于熔合边长度图或其 , 国新规范把它专列为不焊透的对接焊缝时等于隙存在 , , 则有效截面正好在熔合边了。日曰刀剑书干一内冷 , 廿毛 , 的丁附近抗剪强度较低时计算应取强度设计值 , 正面角焊缝受压时即使焊件之间有间。试验发现其承载能力提高很多。这 , 乓图托不焊透的对接焊缝 , 主要由于缺陷对焊缝抗压强度的影响较小而且有近似钢材承压的性质间缝隙较小切割 , , 如果两焊件之、不论边缘为轧制锯切或火焰可将。总会有部分焊件截面直接接触而分担。一部分内力形 , 故当正面角焊缝受压时 , 一坡口根部至焊缝表面最短距离一坡口角度强度设计值取为和刀。但作为正面焊缝受 , 不焊透对接焊缝的坡口有全拉时 , 其强度设计值不能提高参考 , , 仍采用打半角处形 , 、形和图形三种在箱形截面的转形坡口时、。采用半形和宜在板的这样作可。文
焊接强度计算知识[1]
各种焊接接头都有不同程度的应力集中，当母材具有足够的塑性时，结构在静开车破坏之前就有显著的塑性变形，应力集中对其强度无影响。 例如，侧面搭接接头在加载时，如果母材和焊缝金属都有较好的塑性，其切应力的分布是不均匀的，见图29。继续加载，焊缝的两端点达到屈服点σs，则该处应力停止上升，而焊缝中段各点的应力因尚未达到σs，故应力随加载继续上升，到达屈服点的区域逐渐扩大，应力分布曲线变平，最后各点都达到σs。如再加载，直至使焊缝全长同时达到强度极限，最后导致破坏。
36什么是工作焊缝？什么是联系焊缝？ 焊接结构上的焊缝，根据其载荷的传递情况，可分为两种：一种焊缝与被连接的元件是串联的，承担着传递全部载荷的作用，一旦断裂，结构就立即失效，这种焊缝称为工作焊缝，见图30a、图30b，其应力称为工作应力。另一种焊缝与被连接的元件是并联的，仅传递很小的载荷，主要起元件之间相互联系的作用，焊缝一旦断裂，结构不会立即失效，这种焊缝称为联系焊缝，见图30c、图30d，其应力称为联系应力。设计时，不需计算联系焊缝的强度，只计算工作焊缝的强度。 37举例说明对接接头爱拉（压）时的静载强度计算。全焊透对接接头的各种受力情况见图31。图中F为接头所受的拉（压）力，Q为切力，M1为平面内弯矩， M2为垂平面弯矩。 受拉时的强度计算公式为
F σt＝───≤…σ′t ? Lδ1 F 受压时的强度计算公式为σα＝───≤…σ′α? Lδ1 式中 F——接头所受的拉力或压力（N）； L——焊缝长度（cm）； δ1——接头中较薄板的厚度（cm）； σ——接头受拉（σt）或受压（σα）时焊缝中所承受的应力（N/cm2）㈠ …σ′t?——焊缝受拉时的许用应力（N/cm2）…σ′α?——焊缝受压时的许用应力（N/cm2） 计算例题两块板厚为5mm、宽为500mm的钢板对接焊在一起，两端受28400N的拉力，材料为Q235-A钢，试校核其焊缝强度。 解：查表得…σ′t?=14200 N/cm2。 根据已知条件，在上述公式中，F=28400N，L=500 mm=50cm，δ1=5mm=0.5cm，代入计算为
直角角焊缝连接的构造和计算
§3.3 直角角焊缝连接的构造和计算 一．定义 侧焊缝——焊缝轴线平行于力线； 端焊缝——焊缝轴线垂直于力线； 斜焊缝——焊缝轴线倾斜于力线。 二．直角角焊缝应力分析 大量试验结果表明，侧面角焊缝主要承受剪应力。传力线通过侧面角焊缝时产生弯折，应力沿焊缝长度方向的分布不均匀，呈两端大而中间小的状态。 试验证明： 1．侧焊缝以45°“咽喉截面”破坏居多； 2．端焊缝的强度是侧焊缝强度的1.35～1.55倍。 规范规定：在焊缝计算时以侧焊缝强度为基准（w f f ）,端焊缝强度为1.22w f f ，斜焊缝强度为 。3 θ sin 12 w f -f 三．直角角焊缝的构造 t 1-(1~2) t 1 h f ≤1.2t min h f ≤ (当t 1＞6) (当t 1≤6)h f h f t 2 t 1 t 1 t 2 1．最小焊缝高度：fmin h =11.5t ，1t —较厚板件的厚度； 2．最大焊缝高度：2fmax 1.2t h =，2t —较薄板件的厚度； 对于贴边焊
当t ≤6mm 时，fmax h =t ； 当t >6mm 时，fmax h =t －（1～2）mm 要求：fmin h ≤f h ≤fmax h 3．最大焊缝长度：fmax l =60f h （静荷） fmax l =40f h （动荷） 若内力沿角焊缝全长分布，则计算长度不受此限； 4．最小焊缝长度：fmin l =8f h ≮40mm 要求：fmin l ≤f l ≤fmax l 5．搭接连接的构造要求 试验结果表明，连接的承载力与b/lw 有关。 要求： w b l ≤ 和 16 (1190 (12)t t m m b m m t m m >?
角焊缝强度计算.
锅炉角焊缝强度计算方法 JB/T 6734-1993 中华人民共和国机械行业标准 JB/C 6734-1993 锅炉角焊缝强度计算方法 主题内容与适用范围 本标准规定了锅炉角焊缝强度计算方法 本标准适用于额定蒸汽压力大于2.5MYa固定式蒸汽锅炉锅筒,集箱和管道」_各种骨接 头连接焊缝和焊接到锅炉受压元件土受力构件的连接焊缝以及在制造,安装与运输过程中所 用受力构件的连接焊缝. 2名词术语及符号说明 2.1名词术语 2.1.1对接接头 两焊件端面相对平行的接头 2.1.2角接接头 两焊件端面问构成大于300,小于135'夹角的接头 2.1.3'r形接头 一焊件之端面与另一焊件表面构成直角或近似直角的接头_飞 2.1.4搭接接头 两焊件部分重叠构成的接头, 2.1.5圆钢连接接头 两圆形焊件表面连接或一圆形焊件与一非国形焊件连接的接头) 2.1.6对接焊缝 在焊件的坡口面间或一焊件的坡口面与另一焊件表面间焊接的焊缝. 2.1.7角焊缝 沿两直交或近直交焊件的交线所焊接的焊缝 2.1.8正面角焊缝 焊缝轴线与焊件受力方向相垂直的角焊缝,见图2-1 2.1.9侧面角焊缝 焊缝轴线与焊件受力方向相平行的角焊缝,见图2-2 2.1.10纵向焊缝 沿焊件长度方向分布的焊缝. 2.1.11横向焊缝 垂直于焊件长度方向的焊缝. 机械工业部1993-08-21批准1993-10-01实施 1962 2.1.12环形焊缝 沿筒形焊件分布的头尾相接的封闭焊缝. 图2-1正面角焊缝图2-2侧面角焊缝 2.1.13承载焊缝 焊件上用作承受荷载的焊缝 2.1.14非承载焊缝
焊件上不CL接承受荷载,只起连接作用的焊缝,习惯上称联系焊缝. 2.1.15坡口深度 焊件开坡口时,焊件端部沿焊件厚度方向加_r掉的尺寸 2.1.16焊脚尺寸 在角焊缝横截面中画出的最大直角三角形中直角边的长度. 2.1.17焊缝计算厚度 设计焊缝时使用的焊缝厚度. 2.1.18焊缝计算长度 计算焊缝强度时使用的焊缝长度.封闭焊缝的计算长度取实际长度;不封闭焊缝的计算 长度,对每条焊缝取其实际长度减去l Omm 2.1.19焊缝计算厚度截面积 焊缝计算厚度与焊缝计算长度的乘积. 2.1.20全焊透型焊缝 焊缝在其连接部位的全厚度上,用熔敷金属充分连接,无未焊透的部位,见图2-3必 要时,全焊透型焊缝可用角焊缝进行加强 2.1.21部分焊透型焊缝 焊件在其连接部位的部分厚度上用熔敷金属连接,尚有未焊透的部位,见图2-4必要 时,部分焊透焊缝可用角焊缝进行加强. 2.2符号说明 G焊缝计算厚度,二; A—焊缝计算厚度截面积,例n2; b—耳板宽度,mm; bI—搭接焊横向焊缝长度,mm; b2—搭接焊纵向焊接长度,圆钢与钢板连接焊焊缝长度,二; b3.佑—弯头耳板尺寸,mm; F3,13,,B2- 'F形接头焊缝长度,mm; 1963 图2-3全焊透型焊缝 图2-4部分焊透型焊缝 .—横向耳板与集箱及耳板与弯头连接焊缝圆弧部分的弦长,mm; d—管接头装配前筒体上的开孔直径,二; 试)—管接头外径,mm; d,—管接头内径,mm; d,,d2—大,小圆钢直径,二; D;—筒体内径,mm; .—耳板与弯头连接焊缝直段部分的长度,,; 厂—管接头,T形接头坡口深度,二; F-集中力,N; FFy.,凡-.r , y,二方向上的集中力,N; h—耳板孔中心沿耳板高度方向到连接焊缝的距离,mm; hi, h2—耳板孔中心沿耳板高度方向至连接焊缝的最大和最小距离,二;
钢构焊缝计算受力
钢构焊缝计算受力 The following text is amended on 12 November 2020.
钢结构的焊接连接 钢结构的连接方法可分为焊缝连接、螺栓连接和铆钉连接三种。焊接连接是现代钢结构最主要的连接方法。它的优点是：（1）焊件间可直接相连，构造简单，制作加工方便；（2）不削弱截面，用料经济；（3）连接的密闭性好，结构刚度大；（4）可实现自动化操作，提高焊接结构的质量。缺点是：（1）在焊缝附近的热影响区内，钢材的材质变脆；（2）焊接残余应力和变形使受压构件承载力降低；（3）焊接结构对裂纹很敏感，低温时冷脆的问题较为突出。 一、焊缝的形式 1．角焊缝 图 1 直角角焊缝截面 图 2 斜角角焊缝截面 角焊缝按其截面形式可分为直角角焊缝和斜角角焊缝。两焊脚边的夹角为90°的焊缝称为直角角焊缝，直角边边长h f 称为角焊缝的焊脚尺寸，h e ＝为直角角焊缝的计算厚度。斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中。对于夹角大于135°或小于60°的斜角角焊缝，不宜用作受力焊缝（钢管结构除外）。 2．对接焊缝 对接焊缝的焊件常需加工成坡口，故又叫坡口焊缝。焊缝金属填充在坡口内，所以对接焊缝是被连接件的组成部分。 坡口形式与焊件厚度有关。当焊件厚度很小（手工焊≤t 6mm ，埋弧焊≤t 10mm ）时，可用直边缝。对于一般厚度（t=10～20mm ）的焊件可采用具有斜坡口的单边V 形或V 形焊缝。斜坡口和离缝c 共同组成一个焊条能够运转的施焊空间，使焊缝易于焊透；钝边p 有托住熔化金属的作用。对于较厚的焊件（t ＞20mm ），则采用U 形、K 形和X 形坡口。对于V 形缝和U 形缝需对焊缝根部进行补焊。对接焊缝坡口形式的选用，应根据板厚和施工条件按现行标准《建筑结构焊接规程》的要求进行。 凡T 形，十字形或角接接头的对接焊缝称之为对接与角接组合焊缝。
焊接接头强度与韧性的计算
焊接接头强度匹配和焊缝韧性指标综述 1 焊接接头的强度匹配 长期以来，焊接结构的传统设计原则基本上是强度设计。在实际的焊接结构中，焊缝与母材在强度上的配合关系有三种：焊缝强度等于母材（等强匹配），焊缝强度超出母材（超强匹配，也叫高强匹配）及焊缝强度低于母材（低强匹配）。从结构的安全可靠性考虑，一般都要求焊缝强度至少与母材强度相等，即所谓“等强”设计原则。但实际生产中，多数是按照熔敷金属强度来选择焊接材料，而熔敷金属强度并非是实际的焊缝强度。熔敷金属不等同于焊缝金属，特别是低合金高强度钢用焊接材料，其焊缝金属的强度往往比熔敷金属的强度高出许多。所以，就会出现名义“等强”而实际“超强”的结果。超强匹配是否一定安全可靠，认识上并不一致，并且有所质疑。九江长江大桥设计中就限制焊缝的“超强值”不大于98MPa；美国的学者Pellini则提出〔1〕，为了达到保守的结构完整性目标，可采用在强度方面与母材相当的焊缝或比母材低137MPa的焊缝（即低强匹配）；根据日本学者佑藤邦彦等的研究结果〔2〕，低强匹配也是可行的，并已在工程上得到应用。但张玉凤等人的研究指出〔3〕，超强匹配应该是有利的。显然，涉及焊接结构安全可靠的有关焊缝强度匹配的设计原则，还缺乏充分的理论和实践的依据，未有统一的认识。为了确定焊接接头更合理的设计原则和为正确选用焊接材料提供依据，清华大学陈伯蠡教授等人承接了国家自然科学基金研究项目“高强钢焊缝强韧性匹配理论研究”。课题的研究内容有：490MPa级低屈强比高强钢接头的断裂强度，690～780MPa级高屈强比高强钢接头的断裂强度，无缺口焊接接头的抗拉强度，深缺口试样缺口顶端的变形行为，焊接接头的NDT试验等。大量试验结果表明： （1）对于抗拉强度490MPa级的低屈强比高强钢，选用具备一定韧性而适当超强的焊接材料是有利的。如果综合焊接工艺性和使用适应性等因素，选用具备一定韧性而实际“等强”的焊接材料应更为合理。该类钢焊接接头的断裂强度和断裂行为取决于焊接材料的强度和韧塑性的综合作用。因此，仅考虑强度而不考虑韧性进行的焊接结构设计，并不能可靠地保证其使用的安全性。 （2）对于抗拉强度690～780MPa级的高屈强比高强钢，其焊接接头的断裂性能不仅与焊缝的强度、韧性和塑性有关，而且受焊接接头的不均质性所制约，焊缝过分超强或过分低强均不理想，而接近等强匹配的接头具有最佳的断裂性能，按照实际等强原则设计焊接接头是合理的。因此，焊缝强度应有上限和下限的限定。
几种常用焊接焊缝计算书
常用焊缝计算书 一、 轴力、剪力作用下的角焊缝计算 1. 角焊缝强度计算 焊缝受力示意图 F: 通过焊缝中心作用的轴向力:23kN θ: 轴向力与焊缝长度方向的夹角为45° N: 垂直于焊缝方向的分力 V: 平行于焊缝方向的分力 hf:角焊缝的焊脚尺寸为6mm lw:角焊缝的计算长度为 100mm 焊缝受力示意图
Af:角焊缝有效截面面积 βf:正面角焊缝(端焊缝)的强度设计增大系数，对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构取1.22；对直接承受动力荷载的结构取1.0 fwt:角焊缝的强度设计值取160N/mm2 N = F×sinθ = 23×sin45×103 =16263.5N V = F×cosθ = 23×cos45×103 =16263.5N Af = 0.7×hf×(lw-10) = 0.7×6×(100-10) =378mm2 ft=( N Af×βf) 2+(V Af) 2×0.5 =( 16263.5 378×1.22) 2+(16263.5 378) 2×0.5 =27.8158N/mm2≤fwt=160N/mm2焊缝强度满足要求
二、 轴力作用下的角钢连接的角焊缝计算 1. 角焊缝强度计算 焊缝受力示意图 N: 通过焊缝中心作用的轴向力:20kN hf:角焊缝的焊脚尺寸为6mm 角焊缝采用双不等肢短肢角钢三面围焊连接方式 lw1:角钢的肢背焊缝长度90mm lw2:角钢的肢尖焊缝长度75mm b:角钢的肢宽45mm βf:正面角焊缝(端焊缝)的强度设计增大系数，对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构取1.22；对直接承受动力荷载的结构取1.0 fwt:角焊缝的强度设计值取160N/mm 2 N3:角钢肢宽分配荷载 N3=0.7×hf ×b ×fwt ×βf 45m m 焊缝受力示意图
钢结构设计规范·连接计算·焊缝连接
钢结构设计规范·连接计算·焊缝连接 7.1.1焊缝应根据结构的重要性、荷载特性、焊缝形式、工作环境以及应力状态等情况，按下述原则分别选用不同的质量等级: 1在需要进行疲劳计算的构件中，凡对接焊缝均应焊透，其质缝等级为: 1)作用力垂直于焊缝长度方向的横向对接焊缝或T形对接与角接组合焊缝，受拉时应为一级，受限时应为二级; 2)作用力平行于焊缝长度方向的纵向对接焊缝应为二级。 2不需要汁算疲劳的构件中，凡要求与母材等强的对接焊缝应护焊透，其质量等级当受拉时应不低于二级，受压时宜为二级。 3重级工作制和起重量Q≥50t的中级工作制吊车梁的腹板与上翼缘之间以及吊车桁架上弦杆与节点板之间的T形接头焊缝均要求焊透，焊缝形式一般为对接与角接的组合焊缝，其质量等级不应低于二级。 4不要求焊透的T形接头采用的角焊缝或部分焊透的对接与角接组合焊缝，以及搭接连接采用的角焊缝，其质量等级为: 1)对直接承受动力荷载且需要验算疲劳的结构和吊车起重量等于或大 于50t的中级工作制吊车梁，焊缝的外观质量标准应符合二级; 2)对其他结构，焊缝的外观质量标准可为三级。 7.1.2对接焊缝或对接与角接组合焊缝的强度计算:
1在对接接头和T形接头中，垂直于轴心拉力或轴心压力的对接焊缝或对接与角接组合焊缝，其强度应按下式计算: `σ=N/(l_wt)≤f_t^w或f_c^w`(7.1.2-1)式中N——轴心拉力或轴心压力; l w——焊缝长度;在对接接头中为连接件的较小厚度;在T形接头中为腹板的厚度; f w t、f w c——对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值。 2在对接接头和T形接头中，承受弯矩和剪力共同作用的对接焊缝或对接与角接组合焊缝，其正应力和剪应力应分别进行计算。但在同时受有较大正应力和剪应力处(例如梁腹板横向对接焊缝的端部)，应按下式计算折算应力: `sqrt(σ^2+3τ^2)≤1.1f_t^w`(7.1.2-2)注:l 当承受轴心力的板件用斜焊缝对接，焊缝与作用力间的夹角θ符合tanθ≤1.5时，其强度可不计算。 2 当讨接焊缝和T形对接与角接红合焊缝无法采用引弧板和引出板施焊时，每条焊缝的长度计算时应各减去2t。 7.1.3直角角焊缝的强度计算。 1在通过焊缝形心的拉力、压力或剪力作用下: 正面角焊缝(作用力垂直于焊缝长度方向): `σ_f=N/(h_el_w)≤β_f f_f^w`(7.1.3-1)
钢结构焊缝连接-附答案
钢结构练习二焊缝连接 一、选择题（××不做要求） 1．焊缝连接计算方法分为两类，它们是（ C ）。 A）手工焊缝和自动焊缝 B）仰焊缝和俯焊缝 C）对接焊缝和角焊缝 D）连续焊缝和断续焊缝 2．钢结构连接中所使用的焊条应与被连接构件的强度相匹配，通常在被连接构件选用Q345时，焊条选用（ B ）。 A）E55 B）E50 C）E43 D）前三种均可 3．产生焊接残余应力的主要因素之一是（ C ）。 A）钢材的塑性太低 B）钢材的弹性模量太高 C）焊接时热量分布不均 D）焊缝的厚度太小 ××4．不需要验算对接焊缝强度的条件是斜焊缝的轴线和外力N之间的夹角θ满足（ B ）。 A）tanθ≤1.5 B）tanθ>1.5 C）θ≥70° D）θ<70° 5．角钢和钢板间侧焊搭接连接，当角钢肢背与肢尖焊缝的焊脚尺寸和焊缝的长度都等同时，（ C ）。 A）角钢肢背的侧焊缝与角钢肢尖的侧焊缝受力相等 B）角钢肢尖侧焊缝受力大于角钢肢背的侧焊缝 C）角钢肢背的侧焊缝受力大于角钢肢尖的侧焊缝 D）由于角钢肢背和肢尖的侧焊缝受力不相等，因而连接受有弯矩的作用 6．在动荷载作用下，侧焊缝的计算长度不宜大于（ B ）。 A）60h f B）40 h f C）80 h f D）120 h f 7．直角角焊缝的有效厚度h e＝（ A ）。 A）0.7 h f B）h f C）1.2 h f D）1.5 h f 8．等肢角钢与钢板相连接时，肢背焊缝的内力分配系数为（ A ）。 A）0.7 B）0.75 C）0.65 D）0.35 9．图示的角焊缝在P的作用下，最危险点是（ B ）。 A）a、b点 B）b、d点 C）c、d点 D）a、c点 ××10．对于直接承受动力荷载的结构，计算正面直角焊缝时（ C ）。 A）要考虑正面角焊缝强度的提高 B）要考虑焊缝刚度影响 C）与侧面角焊缝的计算式相同 D）取βf＝1.22 11．斜角焊缝主要用于（ C ）。 A）钢板梁 B）角钢桁架 C）钢管结构 D）薄壁型钢结构
角焊缝的构造和计算共23页
3.3 角焊缝的构造和计算 3.3.1 角焊缝的形式和强度 角焊缝按其与作用力的关系可分为：正面角焊缝、侧面角焊缝、斜焊缝； 正面角焊缝：焊缝长度方向与作用力垂直； 侧面角焊缝：焊缝长度方向与作用力平行。 按其截面形式分：直角角焊缝(图3.10)、斜角角焊缝(图3.11)。 直角角焊缝通常焊成表面微凸的等腰直角三角形截面[图3.10(a)]。在直接承受动力荷载的结构中，为了减少应力集中，提高构件的抗疲劳强度，侧面角焊缝以凹形为最好。但手工焊成凹形极为费事，因此采用手工焊时，焊缝做成直线性较为合适[图3.10(a)]。当用自动焊时，由于电流较大，金属熔化速度快、熔深大，焊缝金属冷却后的收缩自然形成凹形表面[图3.10(c)]。为此规定在直接承受动力荷载的结构（如吊车梁）中，侧面角焊缝做成凹形或直线形均可。对正面角焊缝，因其刚度较大，受动力荷载时应焊成平坡式[图3.10(b)]，直角边的比例通常为1:1.5（长边顺内力方向）。 两焊脚边的夹角α>90°或α<90°的焊缝称为斜角角焊缝，斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中。对于夹角α>135°或α<60°的斜角角焊缝，除钢管结构外，不宜用作受力焊缝。 大量试验结果表明： 侧面角焊缝(图3.12)主要承受剪应力，塑性较好，弹性模量低（E=0.7×105～1×105N/mm2），强度也较低。由于传力线通过侧面角焊缝时产生弯折，因而应力沿焊缝长度方向的分布不均匀，呈两端大中间小的状态，焊缝越长，应力分布不均匀性越显著。但在在接近塑性工作阶段时，产生应力重分布，可使应力分布的不均匀现象渐趋缓和。即分布不均匀，且不均匀程度随的增大而增加，破坏常在两端开始，再出现裂纹后很快沿焊缝有效截面迅速断裂
第三章--焊接连接
第三章焊接连接 一、选择题 6.1.1(Ⅰ) 焊缝连接计算方法分为两类，它们是。 (A) 手工焊缝和自动焊缝(B) 仰焊缝和俯焊缝 (C) 对接焊缝和角焊缝(D) 连续焊缝和断续焊缝 6.1.2(Ⅰ) 钢结构连接中所使用的焊条应与被连接构件的强度相匹配，通常在被连接构件选用Q345时，焊条选用。 (A) E55(B) E50(C) E43(D) 前三种均可 6.1.3(Ⅰ) 产生焊接残余应力的主要因素之一是。 (A) 钢材的塑性太低(B) 钢材的弹性模量太高 (C) 焊接时热量分布不均(D) 焊缝的厚度太小 6.1.4(Ⅰ)不需要验算对接焊缝强度的条件是斜焊缝的轴线和外力N之间的夹角 满足。 (A) (B)(C) (D) 6.1.5(Ⅰ)角钢和钢板间用侧焊搭接连接，当角钢肢背与肢尖焊缝的焊脚尺寸和焊缝的长度都等同时，。 (A) 角钢肢背的侧焊缝与角钢肢尖的侧焊缝受力相等 (B) 角钢肢尖侧焊缝受力大于角钢肢背的侧焊缝 (C) 角钢肢背的侧焊缝受力大于角钢肢尖的侧焊缝 (D) 由于角钢肢背和肢尖的侧焊缝受力不相等，因而连接受有弯矩的作用 6.1.6(Ⅰ) 一般情况下，侧面角焊缝的计算长度不宜大于。 (A)(B)(C)(D) 6.1.7(Ⅰ)直角角焊缝的有效厚度。 (A) 0.7(B) 4mm(C) 1.2(D) 1.5 6.1.8(Ⅰ)等肢角钢与钢板相连接时，肢背焊缝的内力分配系数为。 (A)1(B)2/3(C)1/3(D)0.3 6.1.9(Ⅰ)图示的角焊缝在P的作用下，最危险点是。 (A) c、b点(B) b、d点(C) c、d点(D) a、c点 6.1.10(Ⅰ)对于直接承受动力荷载的结构，计算正面直角角焊缝时。 (A) 要考虑正面角焊缝强度的提高(B) 要考虑焊缝刚度影响 (C) 与侧面角焊缝的计算式相同(D) 取＝1.22 6.1.ll(Ⅰ)斜角焊缝主要用于。 (A) 钢板梁(B) 角钢桁架(C) 钢管结构(D) 薄壁型钢结构 6.1.12(Ⅰ)直角角焊缝的强度计算公式中，是角焊缝的。 (A) 厚度(B) 有效厚度(C) 名义厚度(D) 焊脚尺寸
钢构焊缝计算受力
钢构焊缝计算受力 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
钢结构的焊接连接 钢结构的连接方法可分为焊缝连接、螺栓连接和铆钉连接三种。焊接连接是现代钢结构最主要的连接方法。它的优点是：（1）焊件间可直接相连，构造简单，制作加工方便；（2）不削弱截面，用料经济；（3）连接的密闭性好，结构刚度大；（4）可实现自动化操作，提高焊接结构的质量。缺点是：（1）在焊缝附近的热影响区内，钢材的材质变脆；（2）焊接残余应力和变形使受压构件承载力降低；（3）焊接结构对裂纹很敏感，低温时冷脆的问题较为突出。 一、焊缝的形式 1．角焊缝 图 1 直角角焊缝截面 图 2 斜角角焊缝截面 角焊缝按其截面形式可分为直角角焊缝和斜角角焊缝。两焊脚边的夹角为90°的焊缝称为直角角焊缝，直角边边长h f称为角焊缝的焊脚尺寸，h e＝为直角角焊缝的计算厚度。斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中。对于夹角大于135°或小于60°的斜角角焊缝，不宜用作受力焊缝（钢管结构除外）。 2．对接焊缝
对接焊缝的焊件常需加工成坡口，故又叫坡口焊缝。焊缝金属填充在坡口内，所以对接焊缝是被连接件的组成部分。 坡口形式与焊件厚度有关。当焊件厚度很小（手工焊≤t 6mm ，埋弧焊≤t 10mm ）时，可用直边缝。对于一般厚度（t=10～20mm ）的焊件可采用具有斜坡口的单边V 形或V 形焊缝。斜坡口和离缝c 共同组成一个焊条能够运转的施焊空间，使焊缝易于焊透；钝边p 有托住熔化金属的作用。对于较厚的焊件（t ＞20mm ），则采用U 形、K 形和X 形坡口。对于V 形缝和U 形缝需对焊缝根部进行补焊。对接焊缝坡口形式的选用，应根据板厚和施工条件按现行标准《建筑结构焊接规程》的要求进行。 凡T 形，十字形或角接接头的对接焊缝称之为对接与角接组合焊缝。 图3 对接焊缝的坡口形式 3．焊缝质量检验 《钢结构工程施工质量验收规范》规定焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级和三级。三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查且符合三级质量标准；一级、二级焊缝则除外观检查外，还要求一定数量的超声波检验并符合相应级别的质量标准。焊缝质量的外观检验检查外观缺陷和几何尺寸，内部无损检验检查内部缺陷。 二、直角角焊缝的构造与计算 角焊缝按其与作用力的关系可分为正面角焊缝、侧面角焊缝和斜焊缝。正面角焊缝的焊缝长度方向与作用力垂直，侧面角焊缝的焊缝长度方向与作用力平行，斜焊缝 的焊
角焊缝的焊接既计算
第三章连接返回 §3-3角焊缝的构造和计算 3.3.1角焊缝的构造 一、角焊缝的形式和强度 角焊缝（fillet welds）是最常用的焊缝。角焊缝按其与作用力的关系可分为：焊缝长度方向与作用力垂直的正面角焊缝；焊缝长度方向与作用力平行的侧面角焊缝以及斜焊缝。按其截面形式可分为直角角焊缝（图3.3.1）和斜角角焊缝（图3.3.2）。 直角角焊缝通常做成表面微凸的等腰直角三角形截面（图3.3.1a）。在直接承受动力荷载的结构中，正面角焊缝的截面常采用图3.3.1（b）所示的坦式，侧面角焊缝的截面则作成凹面式（图3.3.1c）。图中的h f为焊角尺寸。 两焊脚边的夹角α＞90°或α＜90°的焊缝称为斜角角焊缝（图3.3.2）。斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中。对于夹角α＞135°或α＜60°的斜角角焊缝，除钢管结构外，不宜用作受力焊缝。 传力线通过侧面角焊缝时产生弯折，应力沿焊缝长度方向的分布不均匀，呈两端大而中间小的状态。焊缝越长，应力分布越不均匀，但在进入塑性工作阶段时产生应力重分布，可使应力分布的不均匀现象渐趋缓和。
正面角焊缝（图3.3.3b）受力较复杂，截面的各面均存在正应力和剪应力，焊根处有很大的应力集中。这一方面由于力线的弯折，另一方面焊根处正好是两焊件接触间隙的端部，相当于裂缝的尖端。经试验，正面角焊缝的静力强度高于侧面角焊缝。国内外试验结果表明，相当于Q235钢和E43型焊条焊成的正面角焊缝的平均破坏强度比侧面角焊缝要高出35%以上（图3.3.4）。低合金钢的试验结果也有类似情况。由图3.3.4看出，斜焊缝的受力性能和强度介于正面角焊缝和侧面角焊缝之间。 二、角焊缝的构造要求 1、最大焊脚尺寸 为了避免烧穿较薄的焊件，减少焊接应力和焊接变形，角焊缝的焊脚尺寸不宜太大。规范规定：除了直接焊接钢管结构的焊脚尺寸hf不宜大于支管壁厚的2倍之外，hf不宜大于较薄焊件厚度的1.2倍。 在板件边缘的角焊缝，当板件厚度t＞6mm时，h f≤t；当t＞6mm时，hf≤t-（1-2）mm；。圆孔或槽孔内的角焊缝尺寸尚不宜大于圆孔直径或槽孔短径的1/3。 2、最小焊脚尺寸