對(duì)接焊縫、角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算

1、3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)3.5 對(duì) 接 焊 縫的構(gòu)造和計(jì)算3.5.1對(duì) 接 焊 縫的 構(gòu) 造：坡口形式坡口形式直邊縫直邊縫單邊單邊V形縫形縫雙邊雙邊V形縫形縫板厚板厚 t 20 mm3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)不同寬度不同寬度不同厚度不同厚度可不設(shè)斜坡可不設(shè)斜坡引弧板引弧板3.5.2其它構(gòu)造其它構(gòu)造3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)3.5.3 焊縫截面焊縫截面焊縫截面厚度焊縫所連接板件的較薄厚度；焊縫截面厚度焊縫所連接板件的較薄厚度；焊縫截面計(jì)算長(zhǎng)度焊縫截面計(jì)算長(zhǎng)度 采用引弧板時(shí)，焊縫全長(zhǎng)有效；采用引弧板時(shí)，焊縫全長(zhǎng)有效； 未采用引弧板時(shí)，計(jì)算焊縫長(zhǎng)度未采用引弧板時(shí)，計(jì)算焊縫長(zhǎng)度= =焊縫長(zhǎng)度減去焊縫長(zhǎng)度減去2 2t

2、t。t為對(duì)接接頭中為連接件的較小厚度；在T形接頭中為腹板厚度;3.4.4 傳力特性傳力特性（1 1）焊縫傳遞焊件拼接處所承受的構(gòu)件內(nèi)力）焊縫傳遞焊件拼接處所承受的構(gòu)件內(nèi)力（2 2）力線沒有轉(zhuǎn)折（或基本沒有轉(zhuǎn)折）力線沒有轉(zhuǎn)折（或基本沒有轉(zhuǎn)折） 3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì) 構(gòu)件鋼材 對(duì)接焊縫 角焊縫 焊縫質(zhì)量為下列等級(jí)時(shí)，抗拉wtf 焊接方法 和焊條型號(hào) 牌號(hào) 厚度或直徑 （mm） 抗壓 wcf 一級(jí)、二級(jí) 三級(jí) 抗剪 wvf 抗拉、 抗壓 和抗彎 wff 16 215 215 185 125 1640 205 205 175 120 4060 200 200 170 115 自動(dòng)焊、 半自動(dòng)焊和E43

3、型焊條的手工焊 Q235 鋼 60100 190 190 160 110 160 16 310 310 265 180 1635 295 295 250 170 3550 265 265 225 155 自動(dòng)焊、 半自動(dòng)焊和E50型焊條的手工焊 Q345 鋼 50100 250 250 210 145 200 16 350 350 300 205 1635 335 335 285 190 3550 315 315 270 180 Q390 鋼 50100 295 295 250 170 220 16 380 380 320 220 1635 360 360 305 210 3550 340 3

4、40 290 195 自動(dòng)焊、 半自動(dòng)焊和E55型焊條的手工焊 Q420 鋼 50100 325 325 275 185 220 3.5.4 焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)1.1. 確定計(jì)算截面上的內(nèi)力（荷載效應(yīng)）確定計(jì)算截面上的內(nèi)力（荷載效應(yīng)）2. 2. 確定焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)等級(jí)確定焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)等級(jí) 根據(jù)結(jié)構(gòu)重要性、荷載特性、焊縫形式、工作根據(jù)結(jié)構(gòu)重要性、荷載特性、焊縫形式、工作環(huán)境以及應(yīng)力狀態(tài)等對(duì)接焊縫一般均有全熔透環(huán)境以及應(yīng)力狀態(tài)等對(duì)接焊縫一般均有全熔透要求，等級(jí)為二級(jí)或一級(jí)要求，等級(jí)為二級(jí)或一級(jí) 3. 3. 確定焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值確定焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度 抗壓強(qiáng)度

5、抗壓強(qiáng)度 抗剪強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度 4. 4. 計(jì)算焊縫截面特性計(jì)算焊縫截面特性 截面面積截面面積A A、慣性矩、慣性矩I I、截面模量、截面模量W W、面積矩、面積矩S S等等5. 5. 應(yīng)力計(jì)算應(yīng)力計(jì)算6. 6. 強(qiáng)度校核強(qiáng)度校核3.5.6 計(jì)算步驟計(jì)算步驟3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)直直焊焊縫縫引弧板引弧板wcwtwwfftlN 或N 軸心拉力或壓力軸心拉力或壓力tw 焊縫厚度（不同板連接時(shí)為較小板厚）焊縫厚度（不同板連接時(shí)為較小板厚）lw 焊縫計(jì)算長(zhǎng)度，焊縫計(jì)算長(zhǎng)度，有引弧板有引弧板lwL， 無引弧板無引弧板lwL2t（較小板厚）（較小板厚） 對(duì)接焊縫抗拉或抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度強(qiáng)度對(duì)接焊縫抗拉或抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度強(qiáng)

6、度wcwtff 或焊縫應(yīng)力驗(yàn)算焊縫應(yīng)力驗(yàn)算式中：式中：3.5.7 典型節(jié)點(diǎn)（典型節(jié)點(diǎn)（1）焊縫軸心受力直縫）焊縫軸心受力直縫直縫直縫3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)斜斜焊焊縫縫焊縫應(yīng)力焊縫應(yīng)力簡(jiǎn)化驗(yàn)算簡(jiǎn)化驗(yàn)算wcwtwwfftlN sin或 coswvwwftlNlw 斜焊縫計(jì)算長(zhǎng)度，斜焊縫計(jì)算長(zhǎng)度， 對(duì)接焊縫抗剪設(shè)計(jì)強(qiáng)度強(qiáng)度對(duì)接焊縫抗剪設(shè)計(jì)強(qiáng)度強(qiáng)度 wVf規(guī)范規(guī)定規(guī)范規(guī)定當(dāng)當(dāng) ，可不驗(yàn)算。，可不驗(yàn)算。5 . 1tg斜縫斜縫3.5.7典型節(jié)點(diǎn)（典型節(jié)點(diǎn)（1）焊縫軸心受力斜縫）焊縫軸心受力斜縫3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)彎矩彎矩 M剪力剪力 V平板梁平板梁 工字形梁工字形梁應(yīng)力分布應(yīng)力分布應(yīng)力分布應(yīng)力分布彎矩彎矩

7、M剪力剪力 V軸力軸力 N應(yīng)力分應(yīng)力分布布)(maxwcwtxffWMwvwwwftIVSmaxwtzsf1 . 1321213.5.7 典型節(jié)點(diǎn)（典型節(jié)點(diǎn)（2）梁的拼接彎矩、剪力、軸力作用）梁的拼接彎矩、剪力、軸力作用3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)彎矩彎矩 M 剪力剪力 V梁柱連接處梁柱連接處柱牛腿處柱牛腿處atw焊縫截焊縫截面面應(yīng)力分應(yīng)力分布布與一般梁中連接計(jì)算不同：與一般梁中連接計(jì)算不同：剪力僅由梁或牛腿腹板承受剪力僅由梁或牛腿腹板承受 wAV3.5.7典型節(jié)點(diǎn)（典型節(jié)點(diǎn)（3）牛腿焊接彎矩、剪力作用）牛腿焊接彎矩、剪力作用3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì))(11wcwtwwffIMyANwtzswwwfAVI

8、MyAN1 . 13, ,2222222wtzswwwfAVIMyAN1 . 13,2323333wtwwfIMyAN44wwthA0焊縫有效抗剪面積，wA整個(gè)焊縫截面的面積； 3.5.7典型節(jié)點(diǎn)（典型節(jié)點(diǎn)（4）牛腿焊接彎矩、剪力、軸力作用）牛腿焊接彎矩、剪力、軸力作用3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)3.6 角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算直角焊縫直角焊縫斜角焊縫斜角焊縫3.6.1 角焊縫的構(gòu)造角焊縫的構(gòu)造 ： 角焊縫的截面角焊縫的截面（1）按）按兩焊角邊夾角劃分兩焊角邊夾角劃分 除鋼管結(jié)構(gòu)外除鋼管結(jié)構(gòu)外, 對(duì)于對(duì)于135o或或6mm 6mm時(shí)，時(shí)， h hf,maxf,max t t -(12)mm -(12)mm；

9、鋼管構(gòu)件除外鋼管構(gòu)件除外 對(duì)圓孔或槽孔內(nèi)的角焊縫，焊腳尺寸尚不宜大于對(duì)圓孔或槽孔內(nèi)的角焊縫，焊腳尺寸尚不宜大于圓孔直徑或槽孔短徑的圓孔直徑或槽孔短徑的1/31/33 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)（3）最小焊腳尺寸最小焊腳尺寸h hf,minf,min6.2 角焊縫截面尺寸（角焊縫截面尺寸（3）)(5 . 12min,計(jì)算數(shù)值只進(jìn)不舍！thf式中式中: : t t2 2-較厚焊件厚度。較厚焊件厚度。 當(dāng)當(dāng)t2 24mm時(shí)時(shí), hf,minf,min = t2 2另另: : 對(duì)于自動(dòng)埋弧焊對(duì)于自動(dòng)埋弧焊h hf,minf,min可減去可減去1mm;1mm; 對(duì)于對(duì)于T T型連接單面角焊縫型連接單面角焊縫hf,

10、minf,min應(yīng)加上應(yīng)加上1mm;1mm; 3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)（4）側(cè)縫的最大計(jì)算長(zhǎng)度側(cè)縫的最大計(jì)算長(zhǎng)度3.6.2 角焊縫截面尺寸（角焊縫截面尺寸（4）fwhl60 當(dāng)實(shí)際長(zhǎng)度大于以上值時(shí)，計(jì)算時(shí)不考慮超過部分的強(qiáng)度；當(dāng)實(shí)際長(zhǎng)度大于以上值時(shí)，計(jì)算時(shí)不考慮超過部分的強(qiáng)度；但當(dāng)內(nèi)力沿側(cè)焊縫全長(zhǎng)分布時(shí)，不受上式限制。但當(dāng)內(nèi)力沿側(cè)焊縫全長(zhǎng)分布時(shí)，不受上式限制。（5）角焊縫的最小計(jì)算長(zhǎng)度角焊縫的最小計(jì)算長(zhǎng)度mmhlfw408且不得小于當(dāng)焊件的焊接長(zhǎng)度不受限制時(shí)，在滿足最大焊縫長(zhǎng)度的當(dāng)焊件的焊接長(zhǎng)度不受限制時(shí)，在滿足最大焊縫長(zhǎng)度的要求下，小而長(zhǎng)的焊縫比大而短的焊縫好！要求下，小而長(zhǎng)的焊縫比大而短的焊縫

11、好！3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)（6）搭接連接的構(gòu)造要求搭接連接的構(gòu)造要求3.6.2 角焊縫截面尺寸（角焊縫截面尺寸（5）C C、角焊縫的端部位于構(gòu)件轉(zhuǎn)角處時(shí)，應(yīng)作、角焊縫的端部位于構(gòu)件轉(zhuǎn)角處時(shí)，應(yīng)作2 2h hf f的繞角焊，且的繞角焊，且轉(zhuǎn)角處必須連續(xù)施焊。轉(zhuǎn)角處必須連續(xù)施焊。D D、在搭接連接中，搭接長(zhǎng)度不得小于焊件較小厚度的、在搭接連接中，搭接長(zhǎng)度不得小于焊件較小厚度的5 5倍，倍，且不得小于且不得小于25mm25mm。b2hft1t225,51t3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)構(gòu)造要求匯總構(gòu)造要求匯總3.6.2 角焊縫截面尺寸（角焊縫截面尺寸（6） 角焊縫構(gòu)造尺寸要求 部位 項(xiàng)目 構(gòu) 造 要 求 備 注

12、 上限 12.1 thf（鋼管構(gòu)件除外） ； 對(duì)板件：mmthmmtthmmtff)21(66時(shí)，時(shí)， 圓孔或槽孔內(nèi)的角焊縫，fh尚不宜大于圓孔直徑 和槽孔短徑的 1/3 1t為較薄焊件厚度，t為板邊角焊縫的板件厚度 焊腳尺寸fh 下限 25.1thf；當(dāng)42t時(shí)，thf 2t為較厚焊件厚(當(dāng)采用低氫型堿性焊條施焊時(shí)，2t可采用較薄焊件的厚度)。對(duì)自動(dòng)焊可減 1mm；對(duì)單面T 形焊應(yīng)加 1mm 上限 fwhl60 若超出限值， 則超出部分在計(jì)算中不予考慮。內(nèi)力沿側(cè)縫全長(zhǎng)均勻分布者不限 焊縫長(zhǎng)度wl 下限 fwhl8 和 mm40 長(zhǎng)度wl dlw wl為每條側(cè)面焊縫的長(zhǎng)度，d為兩條側(cè)面焊縫之間

13、的距離 板件端部與節(jié)點(diǎn)板僅用兩側(cè)面角焊縫連接 距離d 時(shí)；時(shí)mmtmmdmmttd121901216111 1t為較薄焊件厚度 搭接連接 搭接最小長(zhǎng)度 15t及mm25 1t為較薄焊件厚度 3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)角焊縫的其它構(gòu)造要求：角焊縫的其它構(gòu)造要求： (1) 承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)中，垂直于受力方向的焊縫不宜采用不焊透的對(duì)接焊縫。 (2) 在直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)中，角焊縫表面應(yīng)做成直線形或凹形，焊腳尺寸的比例：對(duì)正面角焊縫宜為1:1.5,長(zhǎng)邊順內(nèi)力方向；對(duì)側(cè)面角焊縫可為1:1。 (3) 在次要構(gòu)件或次要焊接連接中，可采用斷續(xù)角焊縫。斷續(xù)角焊縫之間的凈距，不應(yīng)大于15t（對(duì)受壓構(gòu)件）或30t（

14、對(duì)受拉構(gòu)件），t為較薄焊件的厚度。 3.6.2 角焊縫截面尺寸（角焊縫截面尺寸（7）3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)（1）端縫：焊縫垂直于受力方向，其特點(diǎn)為受力后應(yīng)力狀態(tài)較復(fù)雜，應(yīng)力集中嚴(yán)重，焊縫根部形成高峰應(yīng)力，易于開裂。端縫破壞強(qiáng)度要高一些，但塑性差。 （2）側(cè)縫：焊縫長(zhǎng)度方向與受力方向平行，其特點(diǎn)為應(yīng)力分布簡(jiǎn)單些，但分布并不均勻，剪應(yīng)力兩端大，中間小。側(cè)縫強(qiáng)度低，但塑性較好。 3.7 角焊縫的受力特點(diǎn)角焊縫的受力特點(diǎn)3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)3.7.1側(cè)縫的應(yīng)力狀態(tài)側(cè)縫的應(yīng)力狀態(tài)主要受剪應(yīng)力，分布不均，兩頭大中間小，主要受剪應(yīng)力，分布不均，兩頭大中間小， 焊縫越長(zhǎng)應(yīng)力不均勻程度越高焊縫越長(zhǎng)應(yīng)力不均勻程度越

15、高強(qiáng)度相對(duì)較低，塑性較好強(qiáng)度相對(duì)較低，塑性較好破壞常發(fā)生在近似破壞常發(fā)生在近似4545斜平面上斜平面上3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)角焊縫應(yīng)力狀態(tài)遠(yuǎn)比側(cè)焊縫復(fù)雜角焊縫應(yīng)力狀態(tài)遠(yuǎn)比側(cè)焊縫復(fù)雜正、剪應(yīng)力都有，且分布很不均勻正、剪應(yīng)力都有，且分布很不均勻根部應(yīng)力集中最厲害，常常是開裂的起源點(diǎn)根部應(yīng)力集中最厲害，常常是開裂的起源點(diǎn)焊縫破壞強(qiáng)度高，但塑性差焊縫破壞強(qiáng)度高，但塑性差端焊縫應(yīng)力端焊縫應(yīng)力分布分布ABCD3.7.2端縫應(yīng)力狀態(tài)端縫應(yīng)力狀態(tài)破壞模式3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)90側(cè)焊縫側(cè)焊縫0端焊縫端焊縫荷載變形曲線荷載變形曲線3.7.3 端縫與側(cè)縫的比較端縫與側(cè)縫的比較3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)端焊縫端焊縫側(cè)焊縫側(cè)焊

16、縫 計(jì)算截面計(jì)算截面 均取均取焊縫焊縫45喉部為有效截面喉部為有效截面（假定破壞截面）（假定破壞截面）有效焊縫高度有效焊縫高度 h e 0.7 h f ( (焊縫高度焊縫高度) )h fh fh e有效截面有效截面計(jì)算焊縫長(zhǎng)度計(jì)算焊縫長(zhǎng)度lw 每條連續(xù)焊縫的長(zhǎng)度每條連續(xù)焊縫的長(zhǎng)度2h f（每端扣（每端扣h f ）3.7.4 角焊縫的計(jì)算截面角焊縫的計(jì)算截面（1）hfhehh1h2deh-h-焊縫厚度、焊縫厚度、h h1 1熔深熔深h h2 2凸度、凸度、d d焊趾、焊趾、e e焊根焊根3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì) 角焊縫的有效截面為平分角焊縫夾角的截面，破壞往往從這個(gè)截面發(fā)生。有效截面的高度（不考慮焊

17、縫余高）稱為角焊縫的有效厚度he， 當(dāng) =90o 時(shí)： he0.7 hf； 其他： he hfcos( /2)。3.7.4角焊縫的角焊縫的計(jì)算計(jì)算截面（截面（2）3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)破壞面破壞面wf2/223)(3f試驗(yàn)公式試驗(yàn)公式 3.7.5 角焊縫的計(jì)算應(yīng)力（角焊縫的計(jì)算應(yīng)力（1）NyNx= fh he el lw w45O45Oh hf f3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化公式簡(jiǎn)化公式 wf2f2f)(ff 端焊縫強(qiáng)度增大系數(shù)端焊縫強(qiáng)度增大系數(shù) f直角焊縫直角焊縫斜角焊縫斜角焊縫 1.01.22 靜載、靜載、 間接動(dòng)載間接動(dòng)載 1.0 直接動(dòng)載直接動(dòng)載 fwffff當(dāng)當(dāng) 0 時(shí)fwfff 0 時(shí)式

18、中：式中：f 平行平行焊縫長(zhǎng)度方向的計(jì)算應(yīng)力焊縫長(zhǎng)度方向的計(jì)算應(yīng)力 f 垂直垂直焊縫長(zhǎng)度方向的計(jì)算應(yīng)力焊縫長(zhǎng)度方向的計(jì)算應(yīng)力 wff 角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 危險(xiǎn)點(diǎn)危險(xiǎn)點(diǎn)3.7.5 角焊縫的計(jì)算應(yīng)力（角焊縫的計(jì)算應(yīng)力（2）weyflhNwexflhN2f f：得 1.22整理上式，并令 23f 3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì) 構(gòu)件鋼材 對(duì)接焊縫 角焊縫 焊縫質(zhì)量為下列等級(jí)時(shí)，抗拉wtf 焊接方法 和焊條型號(hào) 牌號(hào) 厚度或直徑 （mm） 抗壓 wcf 一級(jí)、二級(jí) 三級(jí) 抗剪 wvf 抗拉、 抗壓 和抗彎 wff 16 215 215 185 125 1640 205 205 175 120 40

19、60 200 200 170 115 自動(dòng)焊、 半自動(dòng)焊和E43型焊條的手工焊 Q235 鋼 60100 190 190 160 110 160 16 310 310 265 180 1635 295 295 250 170 3550 265 265 225 155 自動(dòng)焊、 半自動(dòng)焊和E50型焊條的手工焊 Q345 鋼 50100 250 250 210 145 200 16 350 350 300 205 1635 335 335 285 190 3550 315 315 270 180 Q390 鋼 50100 295 295 250 170 220 16 380 380 320 220

20、 1635 360 360 305 210 3550 340 340 290 195 自動(dòng)焊、 半自動(dòng)焊和E55型焊條的手工焊 Q420 鋼 50100 325 325 275 185 220 3.7.6 角角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì) 角焊縫計(jì)算的基本公式角焊縫計(jì)算的基本公式 式中 f 正面角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增大系數(shù)， ；但對(duì)直接承受動(dòng)力荷載結(jié)構(gòu)中的角焊縫，由于正面角焊縫的剛度大，韌性差，應(yīng)取f 1.0； f按角焊縫有效截面計(jì)算，垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的正應(yīng)力； f 按角焊縫有效截面計(jì)算，沿焊縫長(zhǎng)度方向的剪應(yīng)力。 22. 123f 3.8角焊縫計(jì)算角焊縫計(jì)算3 鋼結(jié)構(gòu)的連接

21、設(shè)計(jì)3.8.1 計(jì)算步驟計(jì)算步驟軸力、剪力及聯(lián)合作用軸力、剪力及聯(lián)合作用彎矩及與軸力、剪力的共同作用彎矩及與軸力、剪力的共同作用扭矩及與軸力、剪力的共同作用扭矩及與軸力、剪力的共同作用焊縫群截面特性計(jì)算焊縫群截面特性計(jì)算計(jì)算長(zhǎng)度：非連續(xù)焊縫計(jì)算長(zhǎng)度計(jì)算長(zhǎng)度：非連續(xù)焊縫計(jì)算長(zhǎng)度Lw=L-nhf 連續(xù)焊縫只考慮起弧和落弧處的扣除連續(xù)焊縫只考慮起弧和落弧處的扣除hf焊縫群形心軸確定、有效截面積、截面模量計(jì)算等焊縫群形心軸確定、有效截面積、截面模量計(jì)算等 應(yīng)力計(jì)算應(yīng)力計(jì)算強(qiáng)度校核強(qiáng)度校核確定確定、ffwf2f2f)(f焊縫（焊縫群）內(nèi)力分析焊縫（焊縫群）內(nèi)力分析3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)兩邊側(cè)焊兩邊側(cè)焊兩邊

22、端焊兩邊端焊驗(yàn)算驗(yàn)算 端焊縫強(qiáng)度提高系數(shù)端焊縫強(qiáng)度提高系數(shù)驗(yàn)算驗(yàn)算認(rèn)為焊縫有效截面上應(yīng)力均勻分布認(rèn)為焊縫有效截面上應(yīng)力均勻分布一條單獨(dú)的焊縫，每端扣除一條單獨(dú)的焊縫，每端扣除hf3.8.2 典型節(jié)點(diǎn)（典型節(jié)點(diǎn)（1）拼接板連接拼接板連接 承受軸力承受軸力N作用作用3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)驗(yàn)算驗(yàn)算四周圍焊四周圍焊當(dāng)焊縫受直接動(dòng)力荷載時(shí)當(dāng)焊縫受直接動(dòng)力荷載時(shí)：由端焊縫由端焊縫1N1122再驗(yàn)算側(cè)焊縫再驗(yàn)算側(cè)焊縫N1lw1N2，lw2減小拼接板減小拼接板角部應(yīng)力集中角部應(yīng)力集中四周菱形圍焊四周菱形圍焊簡(jiǎn)化驗(yàn)算簡(jiǎn)化驗(yàn)算 無論靜載、動(dòng)載無論靜載、動(dòng)載12NNN3.8.2 典型節(jié)點(diǎn)（典型節(jié)點(diǎn)（1）拼接板連接拼接

23、板連接 承受軸力承受軸力N作用作用 3.8.2典型節(jié)點(diǎn)（1） 受軸心力作用時(shí) 一般情況：軸心力N通過焊縫重心，且與焊縫長(zhǎng)度方向的夾角為：3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)特殊情況： =90，焊縫長(zhǎng)度與受力方向垂直（正面角焊縫）： (3-6) =0，焊縫長(zhǎng)度與受力方向平行（側(cè)面角焊縫） ： (3-7) 式中 lw為連接一側(cè)所有焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度之和，每條焊縫按實(shí)際長(zhǎng)度減去2hf。 3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)wffwefflhNwfwefflhV3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)肢背焊縫肢背焊縫肢尖焊縫肢尖焊縫blw2lw1兩邊側(cè)焊兩邊側(cè)焊N1、N2 不均勻分配不均勻分配3.8.3 典型節(jié)點(diǎn)（典型節(jié)點(diǎn)（2）角鋼與）角鋼與拼接板連接拼接

24、板連接 承受軸力承受軸力N作作用用N1 +N2 =NN1 e1 = N2 e2e1 + e2 =b由平衡由平衡3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)角鋼類型角鋼類型連接形式連接形式內(nèi)力分配系數(shù)內(nèi)力分配系數(shù)肢背肢背K1肢尖肢尖K2等肢角鋼等肢角鋼0.700.30不等肢角鋼不等肢角鋼短肢連接短肢連接0.750.25不等肢角鋼不等肢角鋼長(zhǎng)肢連接長(zhǎng)肢連接0.650.353.8.3 典型節(jié)點(diǎn)（典型節(jié)點(diǎn)（2）角鋼與）角鋼與拼接板連接拼接板連接 承受軸力承受軸力N作作用用 3.8.3 典型節(jié)點(diǎn)（典型節(jié)點(diǎn)（3）角鋼與）角鋼與拼接板連接拼接板連接 承受軸力承受軸力N作用作用角鋼用三面圍焊與節(jié)點(diǎn)板連接的焊縫計(jì)算角鋼用三面圍焊與節(jié)點(diǎn)

25、板連接的焊縫計(jì)算 3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)blw2lw1三面圍焊三面圍焊N1 +N2 +N3 =NN1 e1 = N2 e2 +N3(e2 b/2) e1 + e2 =b端部正面角焊縫能傳遞的內(nèi)力為： 3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)由平衡由平衡3.8.3 典型節(jié)點(diǎn)（典型節(jié)點(diǎn)（4）角鋼與）角鋼與拼接板連接拼接板連接 承承受軸力受軸力N作用作用角鋼用角鋼用“L”型焊縫與節(jié)點(diǎn)板連接型焊縫與節(jié)點(diǎn)板連接的焊縫計(jì)算的焊縫計(jì)算 由 N2 = 0得： 3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)blw2lw13.8.3 典型節(jié)點(diǎn)（典型節(jié)點(diǎn)（5）彎矩單獨(dú)作用時(shí)彎矩單獨(dú)作用時(shí)的焊縫計(jì)算的焊縫計(jì)算 3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)ffIMywffwffWMmax

26、任一點(diǎn)處：式中 Ww角焊縫有效截面的截面模量。3.8.3 典型節(jié)點(diǎn)（典型節(jié)點(diǎn)（6）扭矩單獨(dú)作用時(shí)扭矩單獨(dú)作用時(shí)的焊縫計(jì)算的焊縫計(jì)算 3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)3.8.3 典型節(jié)點(diǎn)（典型節(jié)點(diǎn)（6）扭矩單獨(dú)作用時(shí)扭矩單獨(dú)作用時(shí)的焊縫計(jì)算的焊縫計(jì)算 3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)扭矩單獨(dú)作用時(shí) 式中 J 角焊縫有效截面的極慣性矩，J=IxIy ； rAA點(diǎn)至形心o點(diǎn)的距離。 將 A分解到x和y方向，有 JrTAAJrTAyTAxJrTAxTAy3.8.3 角焊縫在彎矩、剪力、軸向力、角焊縫在彎矩、剪力、軸向力、扭矩共同作用時(shí)扭矩共同作用時(shí)的焊的焊縫計(jì)算縫計(jì)算 3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)3.8.3 角焊縫在彎矩、剪力、軸向

27、力、角焊縫在彎矩、剪力、軸向力、扭矩共同作用時(shí)扭矩共同作用時(shí)的焊的焊縫計(jì)算步驟：縫計(jì)算步驟： 3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)1、首先求出單獨(dú)外力作用下的角焊縫的應(yīng)力，并判斷該、首先求出單獨(dú)外力作用下的角焊縫的應(yīng)力，并判斷該應(yīng)力狀態(tài)相對(duì)該焊縫產(chǎn)生端縫受力還是側(cè)縫受力，分別用應(yīng)力狀態(tài)相對(duì)該焊縫產(chǎn)生端縫受力還是側(cè)縫受力，分別用 和和 表示。表示。ff2、采用疊加原理，將各種外力作用下的焊縫應(yīng)力用、采用疊加原理，將各種外力作用下的焊縫應(yīng)力用進(jìn)行疊加。疊加時(shí)注意應(yīng)取焊縫截面上同一點(diǎn)處的應(yīng)力值進(jìn)行疊加。疊加時(shí)注意應(yīng)取焊縫截面上同一點(diǎn)處的應(yīng)力值進(jìn)行疊加，而不是最大應(yīng)力值進(jìn)行疊加。為此，事先應(yīng)預(yù)進(jìn)行疊加，而不是最大應(yīng)力

28、值進(jìn)行疊加。為此，事先應(yīng)預(yù)判斷焊縫應(yīng)力判斷焊縫應(yīng)力“最危險(xiǎn)點(diǎn)最危險(xiǎn)點(diǎn)”， “最危險(xiǎn)點(diǎn)最危險(xiǎn)點(diǎn)”一般位于焊一般位于焊縫邊緣處，偏離形心較遠(yuǎn)處?？p邊緣處，偏離形心較遠(yuǎn)處。wfffff223 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)梁柱連接梁柱連接受彎矩受彎矩M、剪力、剪力V、軸力、軸力N 作用作用wffwawMaNfafIMyAN危險(xiǎn)點(diǎn)危險(xiǎn)點(diǎn) a：驗(yàn)算驗(yàn)算wffbffbf22 ,wvfbwbwMbNfbAVIMyAN危險(xiǎn)點(diǎn)危險(xiǎn)點(diǎn) b：僅腹板僅腹板焊縫截面焊縫截面梁柱連接梁柱連接 整個(gè)焊縫截面整個(gè)焊縫截面 焊縫應(yīng)力分布焊縫應(yīng)力分布 彎矩彎矩 軸力軸力 剪力剪力 加勁肋加勁肋整個(gè)截面整個(gè)截面Aw, Iw3.8.3 典型節(jié)點(diǎn)（

29、典型節(jié)點(diǎn)（7）梁柱）梁柱連接連接 彎矩、剪力、軸力作用彎矩、剪力、軸力作用3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)焊縫截面焊縫截面 =V(a+e)weVf ylhV剪力剪力V產(chǎn)生的產(chǎn)生的A點(diǎn)應(yīng)力點(diǎn)應(yīng)力3.8.3典型節(jié)點(diǎn)（典型節(jié)點(diǎn)（8）牛腿焊接）牛腿焊接 扭矩、剪力、軸力作用扭矩、剪力、軸力作用zwxyzwTf yzwyyzwTxfzwTITrrrITrITrrrITrITrf , 軸力軸力N產(chǎn)生產(chǎn)生A點(diǎn)的應(yīng)力點(diǎn)的應(yīng)力weNf xlhN扭矩扭矩T產(chǎn)生產(chǎn)生A點(diǎn)的應(yīng)力點(diǎn)的應(yīng)力極慣性矩極慣性矩 Izw=Ixw+Iyw3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)焊縫截面焊縫截面 =V(a+e)Vf yTf yfNf xTf xfX方向合應(yīng)力：方向

30、合應(yīng)力：Y方向合應(yīng)力：方向合應(yīng)力：wfffff22驗(yàn)算：驗(yàn)算：A A點(diǎn)：點(diǎn)：3.8.3典型節(jié)點(diǎn)（典型節(jié)點(diǎn)（8）牛腿焊接）牛腿焊接 扭矩、剪力、軸力作用扭矩、剪力、軸力作用3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)3.8.4 焊接應(yīng)力與焊接變形焊接應(yīng)力與焊接變形1.焊接變形：焊接變形： 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件或節(jié)點(diǎn)在焊接過程中，局部區(qū)域受到很強(qiáng)的高溫作用，在此不均勻的加熱和冷卻過程中產(chǎn)生的變形稱為焊接變形。 2.焊接應(yīng)力：焊接應(yīng)力： 焊接后冷卻時(shí)，焊縫與焊縫附近的鋼材不能自由收縮，由此約束而產(chǎn)生的應(yīng)力稱為焊接應(yīng)力。3.焊接應(yīng)力產(chǎn)生的原因及其危害焊接應(yīng)力產(chǎn)生的原因及其危害 （1）原因 焊接應(yīng)力產(chǎn)生的原因本質(zhì)上焊

31、接過程中的熱脹冷縮引起的。兩塊鋼板上施焊時(shí)，產(chǎn)生不均勻的溫度場(chǎng)，焊縫附近溫度高達(dá)1600C，其鄰近區(qū)域溫度較低，且冷卻很快。冷卻時(shí)鋼材收縮，冷卻慢的區(qū)域收縮受到限制，從而產(chǎn)生拉應(yīng)力，冷卻快的區(qū)域受到壓應(yīng)力。 3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)縱向焊接應(yīng)力沿焊縫方向縱向焊接應(yīng)力沿焊縫方向 兩板焊接兩板焊接 焊縫區(qū)受拉、兩側(cè)受壓焊縫區(qū)受拉、兩側(cè)受壓 焊接工字鋼腹板中央受壓，兩端受拉焊接工字鋼腹板中央受壓，兩端受拉 翼緣中央受拉，兩端受壓翼緣中央受拉，兩端受壓橫向焊接應(yīng)力垂直焊縫方向橫向焊接應(yīng)力垂直焊縫方向 A. 焊縫縱向收縮導(dǎo)致兩塊板反向彎曲中間橫向受拉，兩端受壓焊縫縱向收縮導(dǎo)致兩塊板反向彎

32、曲中間橫向受拉，兩端受壓 B. 施焊先后不同，則冷卻時(shí)間不同，導(dǎo)致后焊部分收縮受拉，先冷施焊先后不同，則冷卻時(shí)間不同，導(dǎo)致后焊部分收縮受拉，先冷 部分受杠桿作用也受拉，中間部分受壓部分受杠桿作用也受拉，中間部分受壓 A和和B兩種作用疊加兩種作用疊加厚度方向焊接應(yīng)力厚度方向焊接應(yīng)力表面受壓，中央受拉表面受壓，中央受拉 3.8.4 焊接應(yīng)力與焊接變形焊接應(yīng)力與焊接變形焊接應(yīng)力：焊接應(yīng)力：3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)X ( (橫向焊接應(yīng)力橫向焊接應(yīng)力) ) Y ( (縱向焊接應(yīng)力縱向焊接應(yīng)力 ) )Z ( (厚度方向厚度方向焊接應(yīng)力焊接應(yīng)力) )焊縫焊縫縱向焊接應(yīng)力縱向焊接應(yīng)力平平 板板 工字形截面工字形截面3.8.4焊接應(yīng)力與焊接變形焊接應(yīng)力與焊接變形3 鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計(jì)第一部分第一部分 施焊施焊方向方向收縮收縮橫向焊接應(yīng)力橫向焊接應(yīng)力應(yīng)力分布應(yīng)力分布 第二部分第二部分 厚度方向焊接應(yīng)力厚度方向焊接應(yīng)力= =合成合成 應(yīng)力應(yīng)力3.8.4焊接應(yīng)力與焊接變形焊接應(yīng)力與焊接變形（2）焊接應(yīng)力的危害 A. 由于承載時(shí)可擴(kuò)展塑性區(qū)，常溫下受靜載不影響強(qiáng)度，由于承載時(shí)可擴(kuò)展塑性區(qū)，常溫下受靜載不影響強(qiáng)度，但會(huì)影響剛度但會(huì)影響剛度 B. 焊縫中的三向應(yīng)力阻礙塑