鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 第三章課件

1、第三章第三章 連連 接接Chapter 3 Connections 焊縫連接焊縫連接 螺栓連接螺栓連接鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections3.1 3.1 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接連接的方式連接的方式焊縫連接、鉚釘連接和螺栓連接焊縫連接、鉚釘連接和螺栓連接連接的原則連接的原則安全可靠、傳力明確、構(gòu)造簡(jiǎn)單、制造方便和節(jié)約鋼材安全可靠、傳力明確、構(gòu)造簡(jiǎn)單、制造方便和節(jié)

2、約鋼材 圖圖3.1.1 3.1.1 連接的方式連接的方式a)NNNNc)NNb)螺栓連接螺栓連接鉚釘連接鉚釘連接焊接連接焊接連接鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections3.1.1 3.1.1 焊縫連接焊縫連接1. 1. 鋼結(jié)構(gòu)常用的焊接方法鋼結(jié)構(gòu)常用的焊接方法電弧焊、埋弧焊、氣體保護(hù)焊和電阻焊。電弧焊、埋弧焊、氣體保護(hù)焊和電阻焊。 （1 1）手工電弧焊）手工電弧焊原理：原理：利用電弧產(chǎn)生熱量熔化焊條利用電弧產(chǎn)生熱量熔化焊條和母材形成焊縫。和母材形成焊縫。 圖圖3.1

3、.2 3.1.2 手工電弧焊手工電弧焊優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：方便，適用于任意空間位置方便，適用于任意空間位置的焊接，特別適用于在高空和野外的焊接，特別適用于在高空和野外作業(yè)，小型焊接。作業(yè)，小型焊接。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：質(zhì)量波動(dòng)大，要求焊工等級(jí)質(zhì)量波動(dòng)大，要求焊工等級(jí)高，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低。高，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 ConnectionsA A、焊條的選擇：、焊條的選擇： 焊條應(yīng)與焊件鋼材（主體金屬）相適應(yīng)。焊條應(yīng)與焊件鋼材（主體金屬）相適應(yīng)。Q390Q39

4、0、Q420Q420鋼選擇鋼選擇E55E55型焊條型焊條(E5500-E5518)(E5500-E5518)Q345Q345鋼選擇鋼選擇E50E50型焊條型焊條 (E5001-E5048)(E5001-E5048)Q235Q235鋼選擇鋼選擇E43E43型焊條（型焊條（E4300-E4328)E4300-E4328)B B、焊條的表示方法：、焊條的表示方法：EE焊條焊條(Electrode)(Electrode)第第1 1、2 2位數(shù)字為熔敷金屬的最小抗拉強(qiáng)度（位數(shù)字為熔敷金屬的最小抗拉強(qiáng)度（kgf/mmkgf/mm2 2) )第第3 3、4 4表示適用焊接位置、電流及藥皮的類型。表示適用焊接

5、位置、電流及藥皮的類型。不同鋼種的鋼材焊接，宜采用與低強(qiáng)度鋼材相適應(yīng)的焊條。不同鋼種的鋼材焊接，宜采用與低強(qiáng)度鋼材相適應(yīng)的焊條。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections（2 2）埋弧焊（自動(dòng)或半自動(dòng)）埋弧焊（自動(dòng)或半自動(dòng)）電弧在焊劑層下燃燒的一種電弧焊方法。電弧在焊劑層下燃燒的一種電弧焊方法。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：自動(dòng)化程度高，焊接速度快，勞動(dòng)強(qiáng)度低，焊接質(zhì)量好。自動(dòng)化程度高，焊接速度快，勞動(dòng)強(qiáng)度低，焊接質(zhì)量好。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：設(shè)備投資大，施工位置受限。設(shè)備投資大，施工位置受限。

6、焊絲的選擇應(yīng)與焊件等強(qiáng)度。焊絲的選擇應(yīng)與焊件等強(qiáng)度。（3 3）氣體保護(hù)焊）氣體保護(hù)焊 利用焊槍噴出的利用焊槍噴出的COCO2 2或其他惰性氣體代替焊劑的電弧溶焊方或其他惰性氣體代替焊劑的電弧溶焊方法。直接依靠保護(hù)氣體在電弧周圍形成保護(hù)層，以防止有害氣體法。直接依靠保護(hù)氣體在電弧周圍形成保護(hù)層，以防止有害氣體的侵入。的侵入。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：沒有熔渣，焊接速度快，焊接質(zhì)量好。沒有熔渣，焊接速度快，焊接質(zhì)量好。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：施工條件受限制，不適用于在風(fēng)較大的地方施焊。施工條件受限制，不適用于在風(fēng)較大的地方施焊。（4 4）電阻焊）電阻焊 利用電流通過焊件接觸點(diǎn)表面的電阻所產(chǎn)生的熱量來(lái)溶化金屬，利用電流通過

7、焊件接觸點(diǎn)表面的電阻所產(chǎn)生的熱量來(lái)溶化金屬，再通過壓力使其焊合。適用于板疊厚度不大于再通過壓力使其焊合。適用于板疊厚度不大于1212的焊接。的焊接。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections* *構(gòu)造簡(jiǎn)單，任何形式的構(gòu)件都可直接相連；構(gòu)造簡(jiǎn)單，任何形式的構(gòu)件都可直接相連；* *用料經(jīng)濟(jì)，不削弱截面；用料經(jīng)濟(jì)，不削弱截面；* *制作加工方便，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作；制作加工方便，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作；* *連接的密閉性好，結(jié)構(gòu)剛度大，整體性好。連接的密閉性好，結(jié)構(gòu)剛度大，整體性

8、好。 焊接的缺點(diǎn)焊接的缺點(diǎn)* * 焊縫附近有熱影響區(qū)，鋼材的金相組織發(fā)生改變，導(dǎo)致焊縫附近有熱影響區(qū)，鋼材的金相組織發(fā)生改變，導(dǎo)致 局部材質(zhì)變脆；局部材質(zhì)變脆；* * 焊接的殘余應(yīng)力使結(jié)構(gòu)易發(fā)生脆性破壞、降低壓桿穩(wěn)定焊接的殘余應(yīng)力使結(jié)構(gòu)易發(fā)生脆性破壞、降低壓桿穩(wěn)定 的臨界荷載，殘余變形使結(jié)構(gòu)形狀、尺寸發(fā)生變化；的臨界荷載，殘余變形使結(jié)構(gòu)形狀、尺寸發(fā)生變化； * * 焊接裂縫一經(jīng)發(fā)生，便容易擴(kuò)展到整體；焊接裂縫一經(jīng)發(fā)生，便容易擴(kuò)展到整體；* * 低溫冷脆問題較為突出。低溫冷脆問題較為突出。焊接的優(yōu)點(diǎn)焊接的優(yōu)點(diǎn)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel St

9、ructure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections2. 2. 焊縫連接形式及焊縫形式焊縫連接形式及焊縫形式（1 1）焊縫連接形式：分為）焊縫連接形式：分為對(duì)接、搭接、對(duì)接、搭接、T T形連接形連接和和角部連接角部連接。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections（2 2）焊縫形式：分為）焊縫形式：分為對(duì)接焊縫對(duì)接焊縫和和角焊縫角焊縫。 對(duì)接焊縫按受力與焊縫方向分：對(duì)接焊縫按受力與焊縫方向分： 1 1）正對(duì)接焊縫）正對(duì)接焊縫( (a a)

10、)：作用力方向與焊縫方向正交。：作用力方向與焊縫方向正交。 2 2）斜對(duì)接焊縫）斜對(duì)接焊縫( (b b) )：作用力方向與焊縫方向斜交。：作用力方向與焊縫方向斜交。 角焊縫按受力與焊縫方向分：角焊縫按受力與焊縫方向分： 1 1）正面角焊縫）正面角焊縫( (c c) ) ：作用力方向與焊縫長(zhǎng)度方向垂直。：作用力方向與焊縫長(zhǎng)度方向垂直。 2 2）側(cè)面角焊縫）側(cè)面角焊縫( (c c) ) ：作用力方向與焊縫長(zhǎng)度方向平行。：作用力方向與焊縫長(zhǎng)度方向平行。 3 3）斜焊縫（）斜焊縫（c c）：作用力方向與焊縫方向斜交。）：作用力方向與焊縫方向斜交。圖圖3.1.5 3.1.5 焊縫形式焊縫形式鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原

11、理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections角焊縫沿長(zhǎng)度方向的布置角焊縫沿長(zhǎng)度方向的布置1 1）連續(xù)角焊縫：受力性能較好，為主要的角焊縫形式）連續(xù)角焊縫：受力性能較好，為主要的角焊縫形式。 2 2）間斷角焊縫：在起、滅弧處容易引起應(yīng)力集中。）間斷角焊縫：在起、滅弧處容易引起應(yīng)力集中。 平焊、立焊、橫焊和仰焊。平焊、立焊、橫焊和仰焊。 焊縫按施工位置分為：焊縫按施工位置分為： （1 1）焊縫缺陷）焊縫缺陷 焊縫缺陷指焊接過程中產(chǎn)生于焊縫金屬或附近熱影響區(qū)鋼材表面或內(nèi)焊縫缺陷指焊接過程

12、中產(chǎn)生于焊縫金屬或附近熱影響區(qū)鋼材表面或內(nèi)部的缺陷。部的缺陷。 常見的缺陷有常見的缺陷有裂紋、焊瘤、燒穿、弧坑、氣孔、夾渣、咬邊、未熔合、裂紋、焊瘤、燒穿、弧坑、氣孔、夾渣、咬邊、未熔合、未焊透未焊透等；以及等；以及焊縫尺寸不符合要求、焊縫成形不良焊縫尺寸不符合要求、焊縫成形不良等。等。 3. 3. 焊縫缺陷及焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)焊縫缺陷及焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections（2 2）焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)：）焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)：外觀檢查：外觀檢查：檢查外觀缺陷和幾何尺寸；

13、檢查外觀缺陷和幾何尺寸； 內(nèi)部無(wú)損檢驗(yàn)：內(nèi)部無(wú)損檢驗(yàn)：檢驗(yàn)內(nèi)部缺陷。（超聲波檢驗(yàn)、檢驗(yàn)內(nèi)部缺陷。（超聲波檢驗(yàn)、X X射線或射線或r r射射線透照或拍片）線透照或拍片）鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50205-2001GB50205-2001規(guī)定焊縫按其規(guī)定焊縫按其檢驗(yàn)方法和質(zhì)量要求分為檢驗(yàn)方法和質(zhì)量要求分為一級(jí)、二級(jí)一級(jí)、二級(jí)和和三級(jí)三級(jí)。 三級(jí)焊縫只要求對(duì)全部焊縫作外觀檢查且符合三級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；三級(jí)焊縫只要求對(duì)全部焊縫作外觀檢查且符合三級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)； 一級(jí)、二級(jí)焊縫則除外觀檢查外，還要求一定數(shù)量的超聲波探一級(jí)、二級(jí)焊縫則除外觀檢查外，還要求一定數(shù)量的超聲波探傷檢驗(yàn)，超聲

14、波探傷不能對(duì)缺陷作出判斷時(shí)，應(yīng)采用射線探傷檢驗(yàn)，傷檢驗(yàn)，超聲波探傷不能對(duì)缺陷作出判斷時(shí)，應(yīng)采用射線探傷檢驗(yàn)，并應(yīng)符合國(guó)家相應(yīng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求。并應(yīng)符合國(guó)家相應(yīng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections（3 3）焊縫質(zhì)量等級(jí)及選用）焊縫質(zhì)量等級(jí)及選用 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50017-2003GB50017-2003）中，對(duì)焊縫質(zhì)量等）中，對(duì)焊縫質(zhì)量等級(jí)的選用有如下規(guī)定：級(jí)的選用有如下規(guī)定： 1 1） 需要進(jìn)行疲勞計(jì)算的構(gòu)件中，垂直于作用力方向

15、的橫向?qū)雍缚p受需要進(jìn)行疲勞計(jì)算的構(gòu)件中，垂直于作用力方向的橫向?qū)雍缚p受拉時(shí)應(yīng)為一級(jí)，受壓時(shí)應(yīng)為二級(jí)。平行于作用力方向的縱向?qū)雍缚p應(yīng)拉時(shí)應(yīng)為一級(jí)，受壓時(shí)應(yīng)為二級(jí)。平行于作用力方向的縱向?qū)雍缚p應(yīng)為二級(jí)。為二級(jí)。 2 2） 在不需要進(jìn)行疲勞計(jì)算的構(gòu)件中，凡要求與母材等強(qiáng)的受拉對(duì)接焊在不需要進(jìn)行疲勞計(jì)算的構(gòu)件中，凡要求與母材等強(qiáng)的受拉對(duì)接焊縫應(yīng)不低于二級(jí)；受壓時(shí)宜為二級(jí)?？p應(yīng)不低于二級(jí)；受壓時(shí)宜為二級(jí)。 3 3） 重級(jí)工作制和起重量重級(jí)工作制和起重量50t50t的中級(jí)工作制吊車梁的腹板與上的中級(jí)工作制吊車梁的腹板與上 翼緣板之間以及吊車桁架上弦桿與節(jié)點(diǎn)板之間的形接頭焊透的翼緣板之間以及吊車桁架

16、上弦桿與節(jié)點(diǎn)板之間的形接頭焊透的 對(duì)接與角接組合焊縫，質(zhì)量不應(yīng)低于二級(jí)。對(duì)接與角接組合焊縫，質(zhì)量不應(yīng)低于二級(jí)。 4 4） 角焊縫質(zhì)量等級(jí)一般為三級(jí)，但對(duì)直接承受動(dòng)力荷載且需要驗(yàn)算疲勞角焊縫質(zhì)量等級(jí)一般為三級(jí)，但對(duì)直接承受動(dòng)力荷載且需要驗(yàn)算疲勞和起重量和起重量Q Q50t50t的中級(jí)工作制吊車梁的角焊縫的外觀質(zhì)量應(yīng)符合二級(jí)。的中級(jí)工作制吊車梁的角焊縫的外觀質(zhì)量應(yīng)符合二級(jí)。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections（4 4） 焊縫代號(hào)焊縫代號(hào)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理

17、Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections精制螺栓精制螺栓粗制螺栓粗制螺栓代號(hào)代號(hào)A A級(jí)和級(jí)和B B級(jí)級(jí)C C級(jí)級(jí)強(qiáng)度等級(jí)強(qiáng)度等級(jí)5.65.6級(jí)和級(jí)和8.88.8級(jí)級(jí)4.64.6級(jí)和級(jí)和4.84.8級(jí)級(jí)加工方式加工方式車床上經(jīng)過切削而成車床上經(jīng)過切削而成單個(gè)零件上一次沖成單個(gè)零件上一次沖成加工精度加工精度螺桿與栓孔直徑之差為螺桿與栓孔直徑之差為mm0.5mm螺桿與栓孔直徑之差為螺桿與栓孔直徑之差為1.51.53mm3mm抗剪性能抗剪性能好好較差較差經(jīng)濟(jì)性能經(jīng)濟(jì)性能價(jià)格高價(jià)格

18、高價(jià)格經(jīng)濟(jì)價(jià)格經(jīng)濟(jì)用途用途構(gòu)件精度很高的結(jié)構(gòu)（機(jī)械構(gòu)件精度很高的結(jié)構(gòu)（機(jī)械結(jié)構(gòu)）；在鋼結(jié)構(gòu)中很少采結(jié)構(gòu)）；在鋼結(jié)構(gòu)中很少采用用沿螺栓桿軸受拉的連接；次沿螺栓桿軸受拉的連接；次要的抗剪連接；安裝的臨時(shí)要的抗剪連接；安裝的臨時(shí)固定固定3.1.2 3.1.2 螺栓連接螺栓連接1. 1. 普通螺栓連接普通螺栓連接鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections2. 2. 高強(qiáng)度螺栓連接高強(qiáng)度螺栓連接 高強(qiáng)度螺栓是高強(qiáng)螺桿和配套螺母的合稱。高強(qiáng)度螺栓是高強(qiáng)螺桿和配套螺母的合稱。由由4

19、545號(hào)、號(hào)、40B40B和和20MnTiB20MnTiB鋼經(jīng)過熱處理加工而成。鋼經(jīng)過熱處理加工而成。 4545號(hào)號(hào)8.88.8級(jí)；級(jí)；40B40B和和20MnTiB20MnTiB10.910.9級(jí)級(jí) （a）大六角頭螺栓）大六角頭螺栓 （b）扭剪型螺栓）扭剪型螺栓鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections連接方法連接方法優(yōu)優(yōu) 點(diǎn)點(diǎn)缺缺 點(diǎn)點(diǎn)焊焊 接接對(duì)幾何形體適應(yīng)性強(qiáng)，構(gòu)對(duì)幾何形體適應(yīng)性強(qiáng)，構(gòu)造簡(jiǎn)單，省材省工，易于造簡(jiǎn)單，省材省工，易于自動(dòng)化，工效高自動(dòng)化，工效高 。

20、焊接殘余應(yīng)力大且不易控制，焊接殘余應(yīng)力大且不易控制，焊接變形大。對(duì)材質(zhì)要求高，焊接變形大。對(duì)材質(zhì)要求高，質(zhì)量檢驗(yàn)工作量大。質(zhì)量檢驗(yàn)工作量大。 鉚鉚 接接傳力可靠，韌性和塑性好，傳力可靠，韌性和塑性好，質(zhì)量易于檢查，抗動(dòng)力荷質(zhì)量易于檢查，抗動(dòng)力荷載好。載好。 費(fèi)鋼、費(fèi)工費(fèi)鋼、費(fèi)工 。目前很少采用目前很少采用普通螺栓普通螺栓連接連接裝卸便利，設(shè)備簡(jiǎn)單裝卸便利，設(shè)備簡(jiǎn)單螺栓精度低時(shí)不宜受剪，螺螺栓精度低時(shí)不宜受剪，螺栓精度高時(shí)加工和安裝難度栓精度高時(shí)加工和安裝難度較大較大 。高強(qiáng)螺栓高強(qiáng)螺栓連接連接 加工方便，對(duì)結(jié)構(gòu)削弱少，加工方便，對(duì)結(jié)構(gòu)削弱少，能承受動(dòng)力荷載，耐疲勞，能承受動(dòng)力荷載，耐疲勞，塑性

21、、韌性好塑性、韌性好 。摩擦面處理，安裝工藝略為摩擦面處理，安裝工藝略為復(fù)雜，造價(jià)略高復(fù)雜，造價(jià)略高 主要連接方法及優(yōu)缺點(diǎn)主要連接方法及優(yōu)缺點(diǎn)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections3.2 3.2 對(duì)接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算對(duì)接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算3.2.1 3.2.1 對(duì)接焊縫的構(gòu)造對(duì)接焊縫的構(gòu)造1. 1. 對(duì)接焊縫的坡口形式對(duì)接焊縫的坡口形式對(duì)接焊縫的焊件常需做成坡口，又叫坡口焊縫。坡口形式與焊件厚度有關(guān)。對(duì)接焊縫的焊件常需做成坡口，又叫坡口焊縫。坡口形式與焊件厚度有關(guān)。

22、 圖圖3.2.1 對(duì)接焊縫的坡口形式對(duì)接焊縫的坡口形式a a）直邊縫：適合板厚）直邊縫：適合板厚t t 10mm 10mm b b）單邊）單邊V V形、形、c c）雙邊）雙邊V V形：適合板厚形：適合板厚t t 101020mm 20mm d d）U U形、形、e e）K K形、形、f f）X X形：適合板厚形：適合板厚t t 20mm 20mm 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections2.2.對(duì)接焊縫的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)接焊縫的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：用料經(jīng)濟(jì)、傳力均勻、無(wú)明顯的

23、應(yīng)力集中，用料經(jīng)濟(jì)、傳力均勻、無(wú)明顯的應(yīng)力集中，利于承受動(dòng)力荷載。利于承受動(dòng)力荷載。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：需剖口，焊件長(zhǎng)度要求精確。需剖口，焊件長(zhǎng)度要求精確。 3.3.對(duì)接焊縫的構(gòu)造處理對(duì)接焊縫的構(gòu)造處理墊板墊板墊板墊板墊板墊板圖圖3.2.2 3.2.2 根部加墊板根部加墊板圖圖3.2.3 3.2.3 對(duì)接焊縫的引弧板對(duì)接焊縫的引弧板引弧板引弧板鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections1 1）為防止熔化金屬流淌必要時(shí)可在坡口下加墊板。）為防止熔化金屬流淌必要時(shí)可在坡口下加墊板

24、。2 2）在焊縫的起滅弧處，常會(huì)出現(xiàn)弧坑等缺陷，故焊接時(shí)可設(shè)置引）在焊縫的起滅弧處，常會(huì)出現(xiàn)弧坑等缺陷，故焊接時(shí)可設(shè)置引弧板和引出板，焊后將它們割除。弧板和引出板，焊后將它們割除。3 3）在對(duì)接焊縫的拼接處，當(dāng)焊件的寬度不同或厚度相差）在對(duì)接焊縫的拼接處，當(dāng)焊件的寬度不同或厚度相差4mm4mm以上以上時(shí)，應(yīng)分別在寬度方向或厚度方向從一側(cè)或兩側(cè)做成坡度不大于時(shí)，應(yīng)分別在寬度方向或厚度方向從一側(cè)或兩側(cè)做成坡度不大于1:2.51:2.5的斜角，以使截面過渡和緩，減小應(yīng)力集中。的斜角，以使截面過渡和緩，減小應(yīng)力集中。圖圖3.2.4 不同厚度或?qū)挾鹊匿摪迤唇硬煌穸然驅(qū)挾鹊匿摪迤唇觓) 改變厚度改變厚度

25、b) 改變寬度改變寬度1:2.51:2.5鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections4. 4. 對(duì)接焊縫的強(qiáng)度對(duì)接焊縫的強(qiáng)度 1 1）受壓、受剪的對(duì)接焊縫與母材強(qiáng)度相等。）受壓、受剪的對(duì)接焊縫與母材強(qiáng)度相等。 2 2）三級(jí)檢驗(yàn)的焊縫允許存在的缺陷較多，故其抗拉強(qiáng)）三級(jí)檢驗(yàn)的焊縫允許存在的缺陷較多，故其抗拉強(qiáng)度為母材強(qiáng)度的度為母材強(qiáng)度的85%85%。 3 3）一、二級(jí)檢驗(yàn)的焊縫的抗拉強(qiáng)度可認(rèn)為與母材強(qiáng)度）一、二級(jí)檢驗(yàn)的焊縫的抗拉強(qiáng)度可認(rèn)為與母材強(qiáng)度相等。相等。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

26、原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections3.2.2 3.2.2 對(duì)接焊縫的計(jì)算對(duì)接焊縫的計(jì)算1. 1. 軸心受力的對(duì)接焊縫軸心受力的對(duì)接焊縫圖圖3.2.5 直對(duì)接焊縫連接直對(duì)接焊縫連接wcwtwfftlN或（3.2.1）lw焊縫計(jì)算長(zhǎng)度，焊縫計(jì)算長(zhǎng)度，t連接件的較小厚度，對(duì)連接件的較小厚度，對(duì)T T形接頭為腹板的厚度形接頭為腹板的厚度 ; ; ftw、fcw對(duì)接焊縫的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（對(duì)接焊縫的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（P382P382表表1.31.3）；）；（1 1）對(duì)）對(duì)

27、lw的取值：考慮到起落弧缺陷的影響，無(wú)引弧板時(shí)，焊縫計(jì)算長(zhǎng)度取的取值：考慮到起落弧缺陷的影響，無(wú)引弧板時(shí)，焊縫計(jì)算長(zhǎng)度取實(shí)際長(zhǎng)度減去實(shí)際長(zhǎng)度減去2t；有引弧板時(shí)，取實(shí)際長(zhǎng)度。；有引弧板時(shí)，取實(shí)際長(zhǎng)度。（2 2）在一般加引弧板施焊的情況下，所有受壓、受剪的對(duì)接焊縫以及受拉的）在一般加引弧板施焊的情況下，所有受壓、受剪的對(duì)接焊縫以及受拉的一、二級(jí)焊縫，均與母材等強(qiáng)，不用計(jì)算。一、二級(jí)焊縫，均與母材等強(qiáng)，不用計(jì)算。 （3 3）直對(duì)接焊縫需要計(jì)算焊縫強(qiáng)度的只有兩種情況。）直對(duì)接焊縫需要計(jì)算焊縫強(qiáng)度的只有兩種情況。a)a)沒有引弧板時(shí)需要計(jì)沒有引弧板時(shí)需要計(jì)算。算。b)b)受拉情況下的三級(jí)焊縫。受拉情況

28、下的三級(jí)焊縫。 圖圖3.2.6 斜對(duì)接焊縫斜對(duì)接焊縫bwcwtsinfftlNw或（3.2.2）wvwftlNcos（3.2.3）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections斜向受力的對(duì)接焊縫斜向受力的對(duì)接焊縫 對(duì)接焊縫斜向受力是指作用力通過焊縫重心，并與焊縫長(zhǎng)度方向呈對(duì)接焊縫斜向受力是指作用力通過焊縫重心，并與焊縫長(zhǎng)度方向呈 夾角，其計(jì)算公式為：夾角，其計(jì)算公式為：lw斜焊縫計(jì)算長(zhǎng)度。加引弧板時(shí)，斜焊縫計(jì)算長(zhǎng)度。加引弧板時(shí)，lwb/sin ；不加引弧板時(shí)，；不加引弧板

29、時(shí)，lwb/sin 2t。 fvw對(duì)接焊縫抗剪設(shè)計(jì)強(qiáng)度。（對(duì)接焊縫抗剪設(shè)計(jì)強(qiáng)度。（P382P382表表1.31.3）規(guī)范規(guī)定，當(dāng)斜焊縫傾角規(guī)范規(guī)定，當(dāng)斜焊縫傾角 56.3，即，即tan 1.5時(shí)，可認(rèn)為對(duì)接時(shí)，可認(rèn)為對(duì)接斜焊縫與母材等強(qiáng)，不用計(jì)算。斜焊縫與母材等強(qiáng)，不用計(jì)算。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections2. 2. 承受彎距和剪力聯(lián)合作用的對(duì)接焊縫承受彎距和剪力聯(lián)合作用的對(duì)接焊縫 焊縫內(nèi)應(yīng)力分布同母材。焊縫截面是矩形，正應(yīng)力與剪應(yīng)力圖形分焊縫內(nèi)應(yīng)力分布同母

30、材。焊縫截面是矩形，正應(yīng)力與剪應(yīng)力圖形分布分別為三角形與拋物線形，其最大值應(yīng)分別滿足下列強(qiáng)度條件。布分別為三角形與拋物線形，其最大值應(yīng)分別滿足下列強(qiáng)度條件。 wVwwwmax23ftlVtIVS（3.2.5）wmaxt2w6wMMfWl t（3.2.4）圖圖3.2.7a 彎矩和剪力共同作彎矩和剪力共同作用下的對(duì)接焊縫用下的對(duì)接焊縫M焊縫承受的彎矩；焊縫承受的彎矩；Ww焊縫截面模量。焊縫截面模量。V焊縫承受的剪力；焊縫承受的剪力；Iw焊縫計(jì)算截面慣性矩；焊縫計(jì)算截面慣性矩；Sw計(jì)算剪應(yīng)力處以上（或以下）焊縫計(jì)算截面對(duì)中和軸的面積矩。計(jì)算剪應(yīng)力處以上（或以下）焊縫計(jì)算截面對(duì)中和軸的面積矩。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)

31、計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections 對(duì)于工字形或?qū)τ诠ぷ中位騎 T形截面除應(yīng)分別驗(yàn)算最大正應(yīng)力與最大剪應(yīng)形截面除應(yīng)分別驗(yàn)算最大正應(yīng)力與最大剪應(yīng)力外，還應(yīng)驗(yàn)算腹板與翼緣交接處的折算應(yīng)力力外，還應(yīng)驗(yàn)算腹板與翼緣交接處的折算應(yīng)力: :wt21211 . 13f（3.2.6）式中式中 : : 1 1、 1 1為腹板與翼緣為腹板與翼緣交接處的正應(yīng)力和剪應(yīng)力。交接處的正應(yīng)力和剪應(yīng)力。 1.11.1為考慮到最大折算應(yīng)力只為考慮到最大折算應(yīng)力只在局部出現(xiàn)，而將強(qiáng)度設(shè)計(jì)值適在局部出現(xiàn)，

32、而將強(qiáng)度設(shè)計(jì)值適當(dāng)提高系數(shù)。當(dāng)提高系數(shù)。 圖圖3.2.7b 彎矩和剪力聯(lián)合作彎矩和剪力聯(lián)合作用下的對(duì)接焊縫用下的對(duì)接焊縫工字形截面梁在彎曲時(shí)，彎曲正應(yīng)力主要由上、下翼緣承擔(dān)，剪應(yīng)力主要工字形截面梁在彎曲時(shí)，彎曲正應(yīng)力主要由上、下翼緣承擔(dān)，剪應(yīng)力主要由腹板承擔(dān)，這使得截面上各處的材料能達(dá)到充分的利用。由腹板承擔(dān)，這使得截面上各處的材料能達(dá)到充分的利用。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections3. 3. 受軸力、彎矩和剪力聯(lián)合作用的對(duì)接焊縫受軸力、彎矩和剪力聯(lián)合作用的對(duì)

33、接焊縫 軸力和彎矩作用下對(duì)接焊縫產(chǎn)生正應(yīng)力，剪力作用下產(chǎn)生剪應(yīng)軸力和彎矩作用下對(duì)接焊縫產(chǎn)生正應(yīng)力，剪力作用下產(chǎn)生剪應(yīng)力，其計(jì)算公式為：力，其計(jì)算公式為：wtwwMNmaxfWMAN（3.2.4*）wvwwmaxmaxftISV（3.2.5*） 同樣對(duì)于工字形、箱形截面，還要計(jì)算腹板與翼緣交界處的折算應(yīng)力，同樣對(duì)于工字形、箱形截面，還要計(jì)算腹板與翼緣交界處的折算應(yīng)力，其公式為其公式為 ： wt2121f1 . 13fMN（3.2.6*）tIVSw11hhWM0wM1式中式中鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接

34、接 Chapter 3 Connections 對(duì)于梁柱節(jié)點(diǎn)處的牛腿，假定剪力由腹板承受，且剪應(yīng)力均對(duì)于梁柱節(jié)點(diǎn)處的牛腿，假定剪力由腹板承受，且剪應(yīng)力均勻分布，其計(jì)算公式為：勻分布，其計(jì)算公式為：Aw牛腿處腹板牛腿處腹板的焊縫計(jì)算面積。的焊縫計(jì)算面積。wVwfAV（3.2.5*） 對(duì)接焊縫的計(jì)算除考慮焊縫長(zhǎng)度是否減少，焊縫強(qiáng)對(duì)接焊縫的計(jì)算除考慮焊縫長(zhǎng)度是否減少，焊縫強(qiáng)度要否折減外，對(duì)接焊縫的計(jì)算方法與母材的強(qiáng)度計(jì)算完度要否折減外，對(duì)接焊縫的計(jì)算方法與母材的強(qiáng)度計(jì)算完全相同。全相同。 1.1.角焊縫的形式和強(qiáng)度角焊縫的形式和強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles o

35、f Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections3.3 3.3 角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算3.3.1 角焊縫的構(gòu)造角焊縫的構(gòu)造角焊縫按截面形式（兩焊腳邊角焊縫按截面形式（兩焊腳邊的夾角）可分為的夾角）可分為直角角焊縫直角角焊縫和和斜角角焊縫。斜角角焊縫。 （a） （b） （c）圖圖3.3.1 直角角焊縫截面直角角焊縫截面（1 1）直角角焊縫）直角角焊縫通常做成表面微凸的等通常做成表面微凸的等腰直角三角形截面（腰直角三角形截面（a a）。）。對(duì)承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)對(duì)承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)中，正面角焊縫的截面中，正面角焊縫的截面通常采用（通

36、常采用（b b）的形式，）的形式，側(cè)面角焊縫的截面則做側(cè)面角焊縫的截面則做成凹面式（成凹面式（c c）。）。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections（2 2）斜角角焊縫）斜角角焊縫兩焊邊的夾角兩焊邊的夾角a90a90或或a90a135135o o或或6012mm）或或200mm（t12mm）；）；a) a) 構(gòu)件端部?jī)H有兩邊側(cè)縫連接時(shí)：構(gòu)件端部?jī)H有兩邊側(cè)縫連接時(shí)：試驗(yàn)結(jié)果表明，連接的承載力與試驗(yàn)結(jié)果表明，連接的承載力與b / lw有關(guān)有關(guān)。為了避免應(yīng)力傳遞為了避免應(yīng)

37、力傳遞的過分彎折而使構(gòu)件中應(yīng)力不均，每條側(cè)縫長(zhǎng)度的過分彎折而使構(gòu)件中應(yīng)力不均，每條側(cè)縫長(zhǎng)度b / lw 1；b為兩側(cè)縫之間的距離為兩側(cè)縫之間的距離；lw為焊縫長(zhǎng)度；為焊縫長(zhǎng)度；t為較薄焊件的厚度。為較薄焊件的厚度。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections c)c)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：或凹形，焊腳尺寸的比例：正面角焊縫正面角焊縫宜為宜為1:1.51:1.5，長(zhǎng)邊與內(nèi)，長(zhǎng)

38、邊與內(nèi)力方向一致力方向一致 ；側(cè)面角焊縫側(cè)面角焊縫可用直角焊縫為可用直角焊縫為1:1 1:1 。 b) b) 僅用正面角焊縫的搭接連接中，搭接長(zhǎng)度不得小于焊僅用正面角焊縫的搭接連接中，搭接長(zhǎng)度不得小于焊件較小厚度的件較小厚度的5 5倍或倍或25mm25mm。 d) d) 當(dāng)焊縫端部在焊件轉(zhuǎn)當(dāng)焊縫端部在焊件轉(zhuǎn)角處時(shí)，應(yīng)將焊縫延續(xù)繞過角處時(shí)，應(yīng)將焊縫延續(xù)繞過轉(zhuǎn)角加焊轉(zhuǎn)角加焊2 2h hf f。避開起落弧發(fā)。避開起落弧發(fā)生在轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中。生在轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中。b)2hfa)2hf2hf圖圖3.3.6 繞角焊縫繞角焊縫鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Stee

39、l Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections e) e) 在次要構(gòu)件或次要焊接連接中，可采用在次要構(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。斷續(xù)角焊縫的長(zhǎng)度不得小于斷續(xù)角焊縫的長(zhǎng)度不得小于1010h hf f 或或50mm50mm，斷續(xù)角焊縫之間的，斷續(xù)角焊縫之間的凈距，不應(yīng)大于凈距，不應(yīng)大于1515t t（對(duì)受壓構(gòu)件）或（對(duì)受壓構(gòu)件）或3030t t（對(duì)受拉構(gòu)件），（對(duì)受拉構(gòu)件），t t為較薄焊件的厚度。以防板件局部凸曲鼓起，而對(duì)受力不利為較薄焊件的厚度。以防板件局部凸曲鼓起，而對(duì)受力不利或潮氣易于侵入而引起銹蝕?；虺睔庖子谇秩攵痄P蝕

40、。 圖圖3.3.7 斷續(xù)角焊縫斷續(xù)角焊縫鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections 焊角尺寸焊角尺寸：hfd c b adcbahe ehfhf1 1）焊縫的破壞面）焊縫的破壞面3.3.2 直角焊縫的基本計(jì)算公式直角焊縫的基本計(jì)算公式試驗(yàn)表明，直角角焊縫的破壞常試驗(yàn)表明，直角角焊縫的破壞常沿有效厚度方向發(fā)生。沿有效厚度方向發(fā)生。圖圖3.3.8 直角角焊縫截面直角角焊縫截面 有效厚度有效厚度：he （0.7hf） 焊縫厚度焊縫厚度：有效厚度有效厚度+熔深熔深+凸度凸度

41、有效截面有效截面：有效厚度有效厚度計(jì)算長(zhǎng)度計(jì)算長(zhǎng)度計(jì)算時(shí)假定有效截面上應(yīng)力均勻計(jì)算時(shí)假定有效截面上應(yīng)力均勻分布。分布。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections2 2）有效截面上的應(yīng)力狀態(tài)）有效截面上的應(yīng)力狀態(tài)圖圖3.3.9 角焊縫有效截面上的應(yīng)力角焊縫有效截面上的應(yīng)力國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISOISO）推薦）推薦用式（用式（.1）確定角焊縫的）確定角焊縫的極限強(qiáng)度極限強(qiáng)度) 1 . 3 . 3()(8 . 1wu222fd a dacche

42、 e 在外力作用下，直角角焊縫有效截面上有三個(gè)應(yīng)力：在外力作用下，直角角焊縫有效截面上有三個(gè)應(yīng)力： 正應(yīng)力，與焊縫長(zhǎng)度方向（面外垂直）正應(yīng)力，與焊縫長(zhǎng)度方向（面外垂直） 剪應(yīng)力，與焊縫長(zhǎng)度方向（面內(nèi)平行）剪應(yīng)力，與焊縫長(zhǎng)度方向（面內(nèi)平行） 剪應(yīng)力，與焊縫長(zhǎng)度方向（面內(nèi)垂直）剪應(yīng)力，與焊縫長(zhǎng)度方向（面內(nèi)垂直） 上式相當(dāng)于國(guó)產(chǎn)上式相當(dāng)于國(guó)產(chǎn)Q235Q235鋼提出，其它鋼種公式左邊系數(shù)（鋼提出，其它鋼種公式左邊系數(shù)（3.0）式中：式中： fuw -焊縫金屬的抗拉強(qiáng)度焊縫金屬的抗拉強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structur

43、e第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connectionswf2112233f（3.3.3）ffw角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值我國(guó)我國(guó)規(guī)范規(guī)范采用了折算應(yīng)力公式，引入抗力分項(xiàng)系數(shù)后采用了折算應(yīng)力公式，引入抗力分項(xiàng)系數(shù)后得角焊縫計(jì)算公式為：得角焊縫計(jì)算公式為：)2 . 3 . 3()(3wu222f 出于偏于安全考慮，且與母材的能量強(qiáng)度理論的折算出于偏于安全考慮，且與母材的能量強(qiáng)度理論的折算應(yīng)力公式一致，歐洲鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)（應(yīng)力公式一致，歐洲鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)（ECCSECCS），將（），將（.1）的的1.81.8改為改為3 3即：即：ffw由角焊縫抗剪條件確定，所以公式右邊

44、相當(dāng)于角焊由角焊縫抗剪條件確定，所以公式右邊相當(dāng)于角焊縫抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。縫抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections圖圖3.3.10 直角角焊縫的計(jì)算直角角焊縫的計(jì)算 如圖所示承受互相垂直的如圖所示承受互相垂直的Ny、Nx兩個(gè)軸心力作用的直角兩個(gè)軸心力作用的直角角焊縫，角焊縫，Ny垂直于焊縫長(zhǎng)度方向產(chǎn)生平均應(yīng)力垂直于焊縫長(zhǎng)度方向產(chǎn)生平均應(yīng)力 f，其在有效其在有效截面上引起的應(yīng)力值為：截面上引起的應(yīng)力值為：weyflhN（3.3.4） f 對(duì)于有效截面既

45、不是正應(yīng)力也對(duì)于有效截面既不是正應(yīng)力也不是剪應(yīng)力，但可分解為不是剪應(yīng)力，但可分解為 和和 。2f對(duì)直角角焊縫對(duì)直角角焊縫 ：3 3）實(shí)用計(jì)算方法）實(shí)用計(jì)算方法鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections圖圖3.3.10 直角角焊縫的計(jì)算直角角焊縫的計(jì)算沿焊縫長(zhǎng)度方向的力沿焊縫長(zhǎng)度方向的力Nx，在有效截面上引起平行于焊在有效截面上引起平行于焊縫長(zhǎng)度方向的剪應(yīng)力縫長(zhǎng)度方向的剪應(yīng)力 f。（3.3.5）wezflhN鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principle

46、s of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections則直角角焊縫在各種應(yīng)力綜合作用下的計(jì)算公式為：則直角角焊縫在各種應(yīng)力綜合作用下的計(jì)算公式為：wff33222（3.3.3）wf2f2fff（3.3.6）wff33242322f2f2ff2f22. 123f f 正面角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增大正面角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增大系數(shù)。靜載時(shí)系數(shù)。靜載時(shí) f 1.22，對(duì)直接承受對(duì)直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)，動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)， f 1.0 。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連

47、連 接接 Chapter 3 Connections正面角焊縫正面角焊縫 f0，力力N與焊縫長(zhǎng)度方向垂直。與焊縫長(zhǎng)度方向垂直。側(cè)面角焊縫側(cè)面角焊縫 f0，力力N與焊縫長(zhǎng)度方向平行。與焊縫長(zhǎng)度方向平行。wffwefflhN（3.3.7）wfwefflhN（3.3.8）22wffff(3.3.6)f以上各式中：以上各式中： he=0.7hf； lw角焊縫計(jì)算長(zhǎng)度，考慮起滅弧角焊縫計(jì)算長(zhǎng)度，考慮起滅弧缺陷時(shí)，每條焊縫取其實(shí)際長(zhǎng)度減去缺陷時(shí)，每條焊縫取其實(shí)際長(zhǎng)度減去2hf。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 C

48、hapter 3 Connections3.3.3 3.3.3 角焊縫的計(jì)算角焊縫的計(jì)算1.1.軸心力（拉力、壓力和剪力）作用時(shí)角焊縫的計(jì)算軸心力（拉力、壓力和剪力）作用時(shí)角焊縫的計(jì)算 當(dāng)焊件受軸心力，且軸心力通過連接焊縫群的中心，當(dāng)焊件受軸心力，且軸心力通過連接焊縫群的中心，焊縫的應(yīng)力可認(rèn)為是均勻分布的。焊縫的應(yīng)力可認(rèn)為是均勻分布的。(1(1）用蓋板的對(duì)接連接）用蓋板的對(duì)接連接wffe wNfh lA A、僅采用側(cè)面角焊縫連接、僅采用側(cè)面角焊縫連接NNl lw wS Slw連接一側(cè)的側(cè)面角焊縫連接一側(cè)的側(cè)面角焊縫計(jì)算長(zhǎng)度的總和計(jì)算長(zhǎng)度的總和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Prin

49、ciples of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 ConnectionswffweNfl hB B、采用三面圍焊連接、采用三面圍焊連接wffweNNfl hNNl lw wl lw w先計(jì)算正面角焊縫承擔(dān)的內(nèi)力先計(jì)算正面角焊縫承擔(dān)的內(nèi)力S Slw連接一側(cè)的正面角焊縫連接一側(cè)的正面角焊縫計(jì)算長(zhǎng)度的總和計(jì)算長(zhǎng)度的總和再計(jì)算側(cè)面角焊縫的強(qiáng)度再計(jì)算側(cè)面角焊縫的強(qiáng)度S Slw連接一側(cè)的側(cè)面角焊縫連接一側(cè)的側(cè)面角焊縫計(jì)算長(zhǎng)度的總和計(jì)算長(zhǎng)度的總和鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連

50、連 接接 Chapter 3 Connections(2(2）承受斜向軸心力的角焊縫）承受斜向軸心力的角焊縫NNxNy f f圖圖3.3.12 軸心力軸心力作用下的角焊縫作用下的角焊縫平行于焊縫長(zhǎng)度方向的分力平行于焊縫長(zhǎng)度方向的分力Ncos 垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的分力垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的分力Nsin wefsinlhN（3.3.9a）welhNcosf（3.3.9b）外力外力N和焊縫長(zhǎng)度方向斜交，焊縫受到的力和焊縫長(zhǎng)度方向斜交，焊縫受到的力N被分解為：被分解為：代入（代入（.6），得焊縫計(jì)算公式：），得焊縫計(jì)算公式：wf2we2wefcossinflhNlhNSSwf2f2fff

51、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections（3.3.10）wtffflhNwewf2we22we3sin1cos5 . 1sinflhNlhN取取5 . 122. 122f得：得：令：令：3sin112f則斜焊縫的計(jì)算公式為：則斜焊縫的計(jì)算公式為： 020 30 40 50 60 70 8090 f 1.001.021.041.001.22將將 f f （斜焊縫強(qiáng)度增大系數(shù)）作成表格（斜焊縫強(qiáng)度增大系數(shù)）作成表格鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 D

52、esign Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections（3 3）承受軸心力的角鋼端部連接）承受軸心力的角鋼端部連接 在鋼桁架中，角鋼腹桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫常用兩面?zhèn)仍阡撹旒苤?，角鋼腹桿與節(jié)點(diǎn)板的連接焊縫常用兩面?zhèn)群?，或三面圍焊，特殊情況也允許采用焊，或三面圍焊，特殊情況也允許采用L L形圍焊（如圖所形圍焊（如圖所示）。腹桿受軸心力作用，為了避免焊縫偏心受力，示）。腹桿受軸心力作用，為了避免焊縫偏心受力，焊縫所焊縫所傳遞的合力的作用線應(yīng)與角鋼桿件的軸線重合傳遞的合力的作用線應(yīng)與角鋼桿件的軸線重合。圖圖3.3.13

53、 桁架腹桿節(jié)點(diǎn)板的連接桁架腹桿節(jié)點(diǎn)板的連接鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 ConnectionsNN1N2eb角鋼的側(cè)縫連接角鋼的側(cè)縫連接 a) a) 僅用側(cè)面焊縫連接僅用側(cè)面焊縫連接NNN2112-N eNb e解上式得肢背和肢尖的受力為：解上式得肢背和肢尖的受力為：（3.3.14）11b eNNK Nb22eNNK Nb（3.3.15）（3.3.16） 在在N1、N2作用下，側(cè)縫的作用下，側(cè)縫的計(jì)算長(zhǎng)度為：計(jì)算長(zhǎng)度為：1w1wf1f20.7Nlhf2w 2wf 2f20.7N

54、lhf（3.3.17）由平衡條件得：由平衡條件得：肢背肢背肢尖肢尖K1角鋼肢背焊縫的內(nèi)力分配系數(shù)角鋼肢背焊縫的內(nèi)力分配系數(shù)K2角鋼肢尖焊縫的內(nèi)力分配系數(shù)角鋼肢尖焊縫的內(nèi)力分配系數(shù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections表表3.3.1 角鋼角焊縫內(nèi)力分配系數(shù)角鋼角焊縫內(nèi)力分配系數(shù)K鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections b) b) 角鋼用

55、三面圍焊時(shí)角鋼用三面圍焊時(shí)，可減小角鋼的搭接長(zhǎng)度?？上燃俣ㄕ蓽p小角鋼的搭接長(zhǎng)度?？上燃俣ㄕ娼呛缚p的焊腳尺寸面角焊縫的焊腳尺寸hf3 ，并算出它所能承受的內(nèi)力并算出它所能承受的內(nèi)力N3 ：wfff337 . 02fbhN（3.3.11）11312NK NN（3.3.12）通過平衡關(guān)系得肢背和肢尖側(cè)焊縫受力為通過平衡關(guān)系得肢背和肢尖側(cè)焊縫受力為: :22312NK NN（3.3.13） 角鋼角焊縫圍焊的計(jì)算角鋼角焊縫圍焊的計(jì)算NN1N2ebN3lw2lw1在在N1、N2作用下，側(cè)焊縫的長(zhǎng)作用下，側(cè)焊縫的長(zhǎng)度用公式度用公式（3.3.16、3.3.17）。）。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Des

56、ign Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connectionsc) c) 當(dāng)采用當(dāng)采用L L形圍焊時(shí)形圍焊時(shí)，令，令N20，得：得：L L形圍焊角焊縫計(jì)算公式為：形圍焊角焊縫計(jì)算公式為：（3.3.19）322NK N13NNN若求出得若求出得hf3大于大于hfmax , ,則不能采用則不能采用L L形圍焊。形圍焊。（3.3.18）1w1wf1f3f3wffw32 0.72 0.7Nlh fNhf l（3.3.20）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第

57、三章 連連 接接 Chapter 3 Connections例題例題3.23.2 試設(shè)計(jì)用拼接蓋板的對(duì)接連接。已知鋼板寬試設(shè)計(jì)用拼接蓋板的對(duì)接連接。已知鋼板寬B270mm，厚度，厚度t1=28mm，拼接蓋板的厚度，拼接蓋板的厚度t2=16mm。該連。該連接承受的靜態(tài)軸心力接承受的靜態(tài)軸心力N1400kN（設(shè)計(jì)值），鋼材為（設(shè)計(jì)值），鋼材為Q235B，手工焊，焊條為，手工焊，焊條為E43型型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections分析分析方法一：方法一：假定焊腳尺寸假

58、定焊腳尺寸-焊縫長(zhǎng)度焊縫長(zhǎng)度-拼接蓋板尺寸拼接蓋板尺寸步驟步驟1：假定焊腳尺寸（：假定焊腳尺寸（hf）角焊縫的尺寸是根據(jù)板件的厚度確定的。角焊縫的尺寸是根據(jù)板件的厚度確定的。最大焊腳尺寸：規(guī)范規(guī)定，當(dāng)最大焊腳尺寸：規(guī)范規(guī)定，當(dāng)t6mm時(shí)，時(shí)，hft-(12)mm，t為為較薄焊件的厚度較薄焊件的厚度hfmax =1415mm取取hf=10mm最小焊腳尺寸：規(guī)范規(guī)定，最小焊腳尺寸：規(guī)范規(guī)定，hf1.5(t)1/2，t為較厚焊件的厚度為較厚焊件的厚度hfmin = 7.9mm鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接

59、 Chapter 3 Connections步驟步驟2：計(jì)算焊縫長(zhǎng)度（：計(jì)算焊縫長(zhǎng)度（lw）假設(shè)采用兩面?zhèn)群缚p，拼接蓋板采用上下兩塊。假設(shè)采用兩面?zhèn)群缚p，拼接蓋板采用上下兩塊。根據(jù)公式（根據(jù)公式（3.3.8）式算得連接一側(cè)所需焊縫的的總長(zhǎng)度）式算得連接一側(cè)所需焊縫的的總長(zhǎng)度S Slw =1250mm拼接蓋板的長(zhǎng)度拼接蓋板的長(zhǎng)度 L=676mm, 取取680mm由于該連接采用了上下兩塊拼接蓋板，在連接一側(cè)有由于該連接采用了上下兩塊拼接蓋板，在連接一側(cè)有4條側(cè)焊縫，一條側(cè)焊縫，一條側(cè)焊縫的實(shí)際長(zhǎng)度條側(cè)焊縫的實(shí)際長(zhǎng)度lw = 333mm 驗(yàn)算驗(yàn)算lwminlwlwmax鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理

60、Design Principles of Steel Structure第三章第三章 連連 接接 Chapter 3 Connections步驟步驟3：確定拼接蓋板的寬度（：確定拼接蓋板的寬度（b）雖然沿拼接蓋板的寬度方向沒有施焊，但也應(yīng)該根據(jù)強(qiáng)度條件和雖然沿拼接蓋板的寬度方向沒有施焊，但也應(yīng)該根據(jù)強(qiáng)度條件和構(gòu)造要求確定其寬度。構(gòu)造要求確定其寬度。強(qiáng)度條件：假設(shè)強(qiáng)度條件：假設(shè)b=240mm,則拼接蓋板的橫截面積則拼接蓋板的橫截面積A=3840mm2, 根根據(jù)靜態(tài)軸力計(jì)算的強(qiáng)度值據(jù)靜態(tài)軸力計(jì)算的強(qiáng)度值 =182.3 N/mm2f=215 N/mm2選用拼接蓋板的尺寸為選用拼接蓋板的尺寸為680m