第4章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接--New

1、本科教學本科教學 第 4 章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)-原理與設計中南大學中南大學 土木工程學院土木工程學院 歐陽震宇歐陽震宇第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇第第4 4章章 焊縫連接焊縫連接Chapter 4 Welt Connections 焊縫連接焊縫連接2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇主要內(nèi)容主要內(nèi)容 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接 對接焊縫的構(gòu)造和計算對接焊縫的構(gòu)造和計算 角焊縫的構(gòu)造和計算角焊縫的構(gòu)造和計算 焊接殘余應力和焊接變形焊接殘余應力和焊接變形 普通螺栓的構(gòu)造和計算普通螺栓

2、的構(gòu)造和計算 高強度螺栓的構(gòu)造和計算高強度螺栓的構(gòu)造和計算2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇4.1 .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焊縫連接、鉚釘連接和、鉚釘連接和螺栓連接稱為鋼結(jié)構(gòu)連接螺栓連接稱為鋼結(jié)構(gòu)連接連接的原則連接的原則安全可靠、傳力明確、構(gòu)造簡單、制造方便和節(jié)約鋼材安全可靠、傳力明確、構(gòu)造簡單、制造方便和節(jié)約鋼材 圖圖 4.1.1 4.1.1 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2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接

3、中南大學 土木工程學院 歐陽震宇缺點缺點 Chapter 3 Connections* * 構(gòu)造簡單構(gòu)造簡單 任何形式的構(gòu)件都可直接相連；任何形式的構(gòu)件都可直接相連；* * 用料經(jīng)濟用料經(jīng)濟 不削弱截面；不削弱截面；* * 制作加工方便制作加工方便 可實現(xiàn)自動化操作；可實現(xiàn)自動化操作；* * 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，整體性好。 * * 材質(zhì)易變脆；材質(zhì)易變脆；* * 產(chǎn)生殘余應力、殘余應變、焊接缺陷產(chǎn)生殘余應力、殘余應變、焊接缺陷* * 降低壓桿穩(wěn)定、影響疲勞強度降低壓桿穩(wěn)定、影響疲勞強度* * 對裂紋十分敏感對裂紋十分敏感* * 低溫冷脆問題較為突出。

4、低溫冷脆問題較為突出。優(yōu)點優(yōu)點4.1.1 4.1.1 焊縫連接焊縫連接1. 1. 焊縫連接的特點焊縫連接的特點現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)最基本的連接方式，應用最廣泛?，F(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)最基本的連接方式，應用最廣泛。2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇2. 2. 鋼結(jié)構(gòu)常用的焊接方法鋼結(jié)構(gòu)常用的焊接方法電阻焊電阻焊電弧焊電弧焊1 1）手工電弧焊）手工電弧焊2 2）自動半自動埋弧焊）自動半自動埋弧焊氣體保護焊氣體保護焊（1 1）手工電弧焊）手工電弧焊原理：原理：利用電弧產(chǎn)生熱量熔化涂有利用電弧產(chǎn)生熱量熔化涂有焊藥的焊條及母材形成焊縫。焊藥的焊條及母材形成焊縫。

5、焊機焊機導線導線熔池熔池焊條焊條焊鉗焊鉗保護氣體保護氣體焊件焊件電弧電弧優(yōu)點：優(yōu)點：方便，適應性強，特別適用方便，適應性強，特別適用于在高空和野外作業(yè)，小型焊接，于在高空和野外作業(yè)，小型焊接，應用最廣泛。應用最廣泛。缺點：缺點：質(zhì)量波動大，要求焊工等級質(zhì)量波動大，要求焊工等級高，勞動強度大，生產(chǎn)效率低。高，勞動強度大，生產(chǎn)效率低。 2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇A A、焊條的選擇：、焊條的選擇： 焊條應與焊件鋼材（主體金屬）相適應。焊條應與焊件鋼材（主體金屬）相適應。Q390Q390、Q420Q420鋼選擇鋼選擇E55E55型焊

6、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：E E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度（位數(shù)字為熔敷金屬的最小抗拉強度（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。表示適用焊接位置、電流及藥皮的類型。不同鋼種的鋼材焊接，宜

7、采用與低強度鋼材相適應的焊條。不同鋼種的鋼材焊接，宜采用與低強度鋼材相適應的焊條。2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇（2 2）埋弧焊（自動或半自動）埋弧焊（自動或半自動）l 光焊絲埋在焊劑下，通電后電弧使焊絲、焊光焊絲埋在焊劑下，通電后電弧使焊絲、焊件、焊劑熔化形成焊縫。件、焊劑熔化形成焊縫。l 焊劑溶化后形成焊渣浮在溶化金屬表面，隔焊劑溶化后形成焊渣浮在溶化金屬表面，隔絕空氣接觸，供給必要的合金元素。絕空氣接觸，供給必要的合金元素。、焊絲轉(zhuǎn)盤焊絲轉(zhuǎn)盤送絲器送絲器焊劑漏斗焊劑漏斗焊劑焊劑熔渣熔渣焊件焊件優(yōu)點：優(yōu)點：焊接速度快，勞動強

8、度低，焊縫質(zhì)量好，焊接速度快，勞動強度低，焊縫質(zhì)量好，無弧光及煙塵很少等優(yōu)點。缺點：缺點：設備投資大，施工位置受限。設備投資大，施工位置受限。2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇（3 3）氣體保護焊）氣體保護焊 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。直接依靠保護氣體在電弧周圍形成保護層，以防止有害氣體法。直接依靠保護氣體在電弧周圍形成保護層，以防止有害氣體的侵入。的侵入。 優(yōu)點：優(yōu)點：沒有熔渣，焊接速沒有熔渣，焊接速度快，焊接質(zhì)量好。度快，焊接質(zhì)量好。2022

9、-3-7缺點缺點：施工條件受限制，不：施工條件受限制，不適用于在風較大的地方施焊適用于在風較大的地方施焊。第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇（4 4）電阻焊）電阻焊 利用電流通過焊件接觸點表面的電阻所產(chǎn)生的熱量來溶化金屬，利用電流通過焊件接觸點表面的電阻所產(chǎn)生的熱量來溶化金屬，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。 2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇3. 3. 焊接接頭及焊縫形式焊接接頭及焊縫形式（1 1）焊接接頭焊接接頭

10、：分為：分為對接、搭接、對接、搭接、T T形連接形連接和和角部連接角部連接。2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇（2 2）焊縫形式焊縫形式：分為：分為對接焊縫對接焊縫和和角焊縫角焊縫。 對接焊縫對接焊縫按受力與焊縫方向分：按受力與焊縫方向分： 1）直對接焊縫）直對接焊縫 2）斜對接焊縫）斜對接焊縫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）正面角焊縫：作用力方向與焊縫長度方向垂直。）正面角焊縫：作用力方向與焊縫長度方向垂直。 2）側(cè)面角焊縫：作用力方向與焊縫長度方向平行。）側(cè)面角焊縫：作用力方向與焊縫長度方向平行。202

11、2-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇角焊縫沿長度方向的布置角焊縫沿長度方向的布置 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、滅弧處容易引起應力集中。）間斷角焊縫：在起、滅弧處容易引起應力集中。 不重要或受力小的構(gòu)件，可采用間斷角焊縫連接50或或10hf2022-3-7Notation：flange and web第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇平焊、立焊、橫焊和仰焊。平焊、立焊、橫焊和仰焊。施焊方式施焊方式

12、圖圖3.1.6 3.1.6 施焊方式施焊方式平焊平焊立焊立焊a)焊條焊條d)仰焊仰焊b)c)橫焊橫焊質(zhì)量好質(zhì)量好質(zhì)量一般質(zhì)量一般質(zhì)量差質(zhì)量差2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇4. 4. 焊縫缺陷及焊縫質(zhì)量等級焊縫缺陷及焊縫質(zhì)量等級（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。常見的缺陷有部的缺陷。常見的缺陷有裂紋、焊瘤、燒穿、弧坑、氣孔、夾渣、咬邊、裂紋、焊瘤、燒穿、弧坑、氣孔、夾渣、咬邊、未熔合、未焊透未熔合、未焊透等

13、；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。 裂紋裂紋焊瘤焊瘤燒穿燒穿弧坑弧坑氣孔氣孔夾渣夾渣咬邊咬邊未熔合未熔合未焊透未焊透2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇（2 2）焊縫質(zhì)量等級）焊縫質(zhì)量等級鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB50205-2001GB50205-2001規(guī)定焊縫按規(guī)定焊縫按其檢驗方法和質(zhì)量要求分為其檢驗方法和質(zhì)量要求分為一級、二級一級、二級和和三級三級。u 三級焊縫三級焊縫只要求對全部焊縫作外觀檢查且符合三級質(zhì)量標準，只要求對全部焊縫作外觀檢查且符合

14、三級質(zhì)量標準，適用于一般連接。適用于一般連接。 外觀檢查（肉眼）外觀檢查（肉眼）尺寸偏差、表面缺陷；尺寸偏差、表面缺陷；無損檢驗（儀器）無損檢驗（儀器）檢驗內(nèi)部缺陷（超聲波探傷、檢驗內(nèi)部缺陷（超聲波探傷、X X射線探傷、射線探傷、滲透探傷）。滲透探傷）。u 二級焊縫二級焊縫：外觀檢查：外觀檢查+ +無損檢驗（超聲波探傷）合格，用于受無損檢驗（超聲波探傷）合格，用于受較大拉應力的重要連接。較大拉應力的重要連接。u 一級焊縫一級焊縫：外觀檢查外觀檢查+ +無損檢驗（超聲波探傷、無損檢驗（超聲波探傷、X X射線探傷射線探傷）合）合格，用于抗動力、需要驗算疲勞的重要連接。格，用于抗動力、需要驗算疲勞的

15、重要連接。2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇（3 3）焊縫質(zhì)量等級及選用）焊縫質(zhì)量等級及選用 鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范（GB50017-2003GB50017-2003）中，對焊縫質(zhì)量等）中，對焊縫質(zhì)量等級的選用有如下規(guī)定：級的選用有如下規(guī)定： 1 1） 需要進行疲勞計算的構(gòu)件中，垂直于作用力方向的橫向?qū)雍缚p受需要進行疲勞計算的構(gòu)件中，垂直于作用力方向的橫向?qū)雍缚p受拉時應為一級，受壓時應為二級。平行于作用力方向的縱向?qū)雍缚p應拉時應為一級，受壓時應為二級。平行于作用力方向的縱向?qū)雍缚p應為二級。為二級。 2 2） 在不需要進

16、行疲勞計算的構(gòu)件中，凡要求與母材等強的受拉對接焊在不需要進行疲勞計算的構(gòu)件中，凡要求與母材等強的受拉對接焊縫應不低于二級；受壓時宜為二級?？p應不低于二級；受壓時宜為二級。 3 3） 重級工作制和起重量重級工作制和起重量50t50t的中級工作制吊車梁的腹板與上翼緣板的中級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)點板之間的形接頭焊透的對接與角接組合之間以及吊車桁架上弦桿與節(jié)點板之間的形接頭焊透的對接與角接組合焊縫，質(zhì)量不應低于二級。焊縫，質(zhì)量不應低于二級。 4 4） 角焊縫質(zhì)量等級一般為三級，但對直接承受動力荷載且需要驗算疲勞角焊縫質(zhì)量等級一般為三級，但對直接承受動力荷載且需要驗算疲

17、勞和起重量和起重量Q Q50t50t的中級工作制吊車梁的角焊縫的外觀質(zhì)量應符合二級。的中級工作制吊車梁的角焊縫的外觀質(zhì)量應符合二級。2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇5. 5. 焊縫符號及標注方法焊縫符號及標注方法焊縫符號主要由圖形符號、輔助符號和引出線等部分組成焊縫符號主要由圖形符號、輔助符號和引出線等部分組成焊縫符號表示法焊縫符號表示法（GB/T324-1988GB/T324-1988）建筑結(jié)構(gòu)制圖標準建筑結(jié)構(gòu)制圖標準（GB/T50105-2001GB/T50105-2001）2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)

18、構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇1. 1. 對接焊縫的對接焊縫的坡口形式坡口形式4.2 4.2 對接焊縫的構(gòu)造和計算對接焊縫的構(gòu)造和計算4.2.1 4.2.1 對接焊縫的構(gòu)造對接焊縫的構(gòu)造t20mm0.52mm34mmt20mm34mmt20mm34mm)直邊縫單邊V形縫雙邊V形縫U形縫X形縫K形縫2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇b=0.52mm（直邊縫）（直邊縫）b=23mm（單邊（單邊V）b=23mm（V型）型）p p（U型）型）b=34mmp pb=34mmp p（K型）型）b=34mmp p（X型）型）2022

19、-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇3.3.對接焊縫的構(gòu)造處理對接焊縫的構(gòu)造處理2.2.對接焊縫的優(yōu)缺點對接焊縫的優(yōu)缺點優(yōu)點：優(yōu)點：用料經(jīng)濟、傳力均勻、無明顯的應力集中，利于承用料經(jīng)濟、傳力均勻、無明顯的應力集中，利于承受動力荷載。受動力荷載。缺點：缺點：需剖口，焊件長度要求精確。需剖口，焊件長度要求精確。 墊板墊板墊板墊板墊板墊板1 1）為防止熔化金屬流）為防止熔化金屬流淌必要時可在坡口淌必要時可在坡口下加墊板。下加墊板。2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇2 2）在焊縫的起滅弧處

20、，常會出現(xiàn)?。┰诤缚p的起滅弧處，常會出現(xiàn)弧坑等缺陷，故焊接時可設置引弧坑等缺陷，故焊接時可設置引弧板和引出板，焊后將它們割除。板和引出板，焊后將它們割除。引弧板引弧板 一般受靜力荷載的結(jié)構(gòu)，也可不設引弧板，一般受靜力荷載的結(jié)構(gòu)，也可不設引弧板，但焊縫的計算長度比實際長度減小但焊縫的計算長度比實際長度減小2t2t或或2h2hf f。2022-3-73 3）在對接焊縫的拼接處，當焊件的寬度不同或厚度相差）在對接焊縫的拼接處，當焊件的寬度不同或厚度相差4mm4mm以上時，應以上時，應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.

21、5的斜角，的斜角，以使截面過渡和緩，減小應力集中。以使截面過渡和緩，減小應力集中。a) 改變厚度改變厚度b) 改變寬度改變寬度1:2.51:2.5第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇4. 4. 對接焊縫的強度對接焊縫的強度 1 1）受壓、受剪的對接焊縫與母材強度相等。）受壓、受剪的對接焊縫與母材強度相等。 2 2）三級質(zhì)量的焊縫允許存在的缺陷較多，故其）三級質(zhì)量的焊縫允許存在的缺陷較多，故其抗抗拉強度拉強度為母材強度的為母材強度的85%85%。 3 3）一、二級質(zhì)量的焊縫的抗拉強度可認為與母材）一、二級質(zhì)量的焊縫的抗拉強度可認為與母材強度相等。強度相

22、等。2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇4.2.2 4.2.2 對接焊縫的計算對接焊縫的計算1. 1. 軸心受力的對接焊縫軸心受力的對接焊縫wcwtwfftlN或（4.2.1）N軸心拉力或壓力設計值軸心拉力或壓力設計值lw焊縫計算長度，焊縫計算長度，無引弧板時，焊縫計算長度取實際長度減去無引弧板時，焊縫計算長度取實際長度減去2t；有引??；有引弧板時，取實際長度。板時，取實際長度。t連接件的較小厚度，連接件的較小厚度，對對T T形接頭為腹板的厚度形接頭為腹板的厚度 ; ; ftw、fcw對接焊縫的抗拉、抗壓強度設計值（對接焊縫的抗拉、抗

23、壓強度設計值（P382P382表表1.31.3）。）。 與構(gòu)件母材強度計算方法相同，采用材料力學的計算公式與構(gòu)件母材強度計算方法相同，采用材料力學的計算公式 加引弧板（引出板）施焊的情況下，一、二級對接焊縫不需計算。加引弧板（引出板）施焊的情況下，一、二級對接焊縫不需計算。 三級焊縫受拉時，或無引弧板（引出板）時才驗算。三級焊縫受拉時，或無引弧板（引出板）時才驗算。 NNlt要點要點2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇斜向受力的對接焊縫斜向受力的對接焊縫 對接焊縫斜向受力是指作用力通過焊縫重心，并與焊縫長度方向呈對接焊縫斜向受力是指作

24、用力通過焊縫重心，并與焊縫長度方向呈 夾角，其計算公式為：夾角，其計算公式為：lw斜焊縫計算長度。加引弧板時，斜焊縫計算長度。加引弧板時， lwb/sin ； 不加引弧板時，不加引弧板時，lwb/sin 2t。 fvw對接焊縫抗剪設計強度。對接焊縫抗剪設計強度。規(guī)范規(guī)定，當斜焊縫傾角規(guī)范規(guī)定，當斜焊縫傾角 56.3，即，即tan 1.5時，可認為對時，可認為對接斜焊縫與母材等強，不用計算。接斜焊縫與母材等強，不用計算。bwcwtsinfftlNw或（4.2.2）wvwftlNcos（4.2.3）2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇2.

25、 2. 承受彎距和剪力聯(lián)合作用的對接焊縫承受彎距和剪力聯(lián)合作用的對接焊縫 焊縫內(nèi)應力分布同母材。焊縫截面是矩形，正應力與剪應力圖形分焊縫內(nèi)應力分布同母材。焊縫截面是矩形，正應力與剪應力圖形分布分別為三角形與拋物線形，其最大值應分別滿足下列強度條件。布分別為三角形與拋物線形，其最大值應分別滿足下列強度條件。 wVwwwmax23ftlVtIVS（4.2.5）wmaxt2w6wMMfWl t（4.2.4）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焊縫計算截面慣性矩；焊縫計算截面慣性矩；Sw焊縫截面計算剪應力處以上部分對中和軸的面積矩。焊

26、縫截面計算剪應力處以上部分對中和軸的面積矩。2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇 對于工字形或?qū)τ诠ぷ中位騎 T形截面除應分別驗算最大正應力與最大剪應形截面除應分別驗算最大正應力與最大剪應力外，還應驗算腹板與翼緣交接處的折算應力力外，還應驗算腹板與翼緣交接處的折算應力: :wt21211 . 13f（4.2.6）式中式中 : : 1 1、 1 1為腹板與翼緣交為腹板與翼緣交接處的正應力和剪應力。接處的正應力和剪應力。 注意，注意，系數(shù)系數(shù)1.11.1為考慮到最大為考慮到最大折算應力只在焊縫局部出現(xiàn)，而將折算應力只在焊縫局部出現(xiàn)，而將焊

27、縫強度設計值適當提高的系數(shù)。焊縫強度設計值適當提高的系數(shù)。 工字形截面梁在彎曲時，彎曲正應力主要由上、下翼緣承擔，剪應力工字形截面梁在彎曲時，彎曲正應力主要由上、下翼緣承擔，剪應力主要由腹板承擔，這使得截面上各處的材料能達到充分的利用。主要由腹板承擔，這使得截面上各處的材料能達到充分的利用。20w1hIMwww11tIVS2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇3. 3. 受軸力、彎矩和剪力聯(lián)合作用的對接焊縫受軸力、彎矩和剪力聯(lián)合作用的對接焊縫 軸力和彎矩作用下軸力和彎矩作用下對接焊縫產(chǎn)生正應力，剪對接焊縫產(chǎn)生正應力，剪力作用下產(chǎn)生剪應力

28、，其力作用下產(chǎn)生剪應力，其計算公式為：計算公式為：wtwwMNmaxfWMAN（4.2.4*）wvwwmaxmaxftISV（4.2.5*）wt21211 . 13fMN（4.2.6*）tIVSw11hhWM0wM1式中：式中：1 12 22022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇 對于梁柱節(jié)點處的牛腿，假定剪力由腹板承受，且剪應力均對于梁柱節(jié)點處的牛腿，假定剪力由腹板承受，且剪應力均勻分布，其計算公式為：勻分布，其計算公式為：Aw牛腿處腹板的焊縫計算面積。牛腿處腹板的焊縫計算面積。wVwfAV（4.2.5*） 對接焊縫的計算除考慮焊縫長度

29、是否減少，焊縫強對接焊縫的計算除考慮焊縫長度是否減少，焊縫強度要否折減外，對接焊縫的計算方法與母材的強度計算完度要否折減外，對接焊縫的計算方法與母材的強度計算完全相同。全相同。 2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇對接焊縫計算步驟對接焊縫計算步驟l確定荷載；確定荷載；l進行截面應力狀態(tài)分析；進行截面應力狀態(tài)分析；l計算截面幾何特征值；計算截面幾何特征值；l強度驗算。強度驗算。確定最不利位置；確定最不利位置；wVwwwftIVS maxtlNwN wteqf1 . 1322 wMWM wwwtIVS11 wcwtorffmax4.2 4

30、.2 對接焊縫的構(gòu)造和計算對接焊縫的構(gòu)造和計算2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇max 驗算如圖所示的鋼板對接焊縫的連接。驗算如圖所示的鋼板對接焊縫的連接。M=1008kN.m，V=240KN，鋼材，鋼材Q235，E43焊條，手工焊，質(zhì)量等級為三級，采用焊條，手工焊，質(zhì)量等級為三級，采用引弧板。引弧板。1. 截面幾何特征值計算截面幾何特征值計算4633mm1028981210002401032250wI【例題4.1】【解】2501016161000MV366maxmm106163. 5516102898yIWwwmax 1 1 13

31、61mm10032. 250816250wS361mm10282. 325010500wwSS2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇2. 焊縫強度計算焊縫強度計算max 1 max 1 2wV2wtN/mm125,N/mm185ff查表，wWMmaxtIVSwwmax66106163. 5101008滿足。,N/mm185N/mm5 .17922wtf1010289810032. 210240663，滿足。2wv2N/mm125N/mm2 .27fhh0max1 wwwtISV 112N/mm9 .173103210005 .17910

32、10289810032. 210240663 2N/mm8 .1621213 eq222N/mm3 .1768 .1639 .173，滿足。2N/mm5 .2031851 . 11 . 1wtf2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇 驗算如圖所示牛腿與柱的對接焊縫連接。驗算如圖所示牛腿與柱的對接焊縫連接。F=170kN，鋼材，鋼材Q390，E55焊條，手工焊，質(zhì)量等級為三級，不采用引弧板。焊條，手工焊，質(zhì)量等級為三級，不采用引弧板?！纠}4.2】961012190max bM aM F1601201220010ba2022-3-7第第4

33、 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇961012190max bM aM 2. 荷載計算荷載計算kN170 FVmkN2 .27160. 0170MF160ba1. 截面幾何特征值計算截面幾何特征值計算【解】46mm1005.1312 96 6 10 190 (95 12)68.9mm12 96 10 190cy 2mm190019010wA332296 12190 1019096 12 (68.96)190 10 (190 1268.9)12122wIxx0961219010yc2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土

34、木工程學院 歐陽震宇3. 焊縫強度驗算焊縫強度驗算w2w2w2tcv300N/mm ,350N/mm ,205N/mmfff622max627.2 1068.9143.6N/mm300N/mm13.05 10awatwMyfI6max627.2 10(190 1268.9)13.05 10bbwMyI22N/mm350N/mm4 .277wcf32w2maxv170 1089.5N/mm205N/mm1900wVfA，滿足。2222max3277.43 89.5beqM，滿足。22N/mm3303001 . 11 . 1N/mm8 .317wtf2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接

35、鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇1.1.角焊縫的形式和強度角焊縫的形式和強度4.3.1 角焊縫的構(gòu)造角焊縫的構(gòu)造4.3 4.3 角焊縫的構(gòu)造和計算角焊縫的構(gòu)造和計算 角焊縫按截面形式（兩焊角焊縫按截面形式（兩焊腳邊的夾角）可分為腳邊的夾角）可分為直角角焊直角角焊縫縫和和斜角角焊縫。斜角角焊縫。（1 1）直角角焊縫）直角角焊縫通常做成表面微凸的通常做成表面微凸的等腰等腰直角直角三角形截面。三角形截面。2022-3-7角焊縫應用最多的為直接角焊縫應用最多的為直接角焊縫。其中，普通型的角焊縫。其中，普通型的等邊直接焊縫又占所有直等邊直接焊縫又占所有直接焊縫的絕大多數(shù)。接焊縫的絕大多數(shù)

36、。焊腳尺寸焊腳尺寸-hf圖圖4.3.1 直角角焊縫截面直角角焊縫截面第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇（2 2）斜角角焊縫）斜角角焊縫兩焊邊的夾角兩焊邊的夾角 9090或或 90135135o o或或6012mm）或或190mm（t12mm）；）；a) a) 構(gòu)件端部僅有兩邊側(cè)縫連接時：構(gòu)件端部僅有兩邊側(cè)縫連接時：試驗結(jié)果表明，連接的承載力與試驗結(jié)果表明，連接的承載力與b / lw有關有關。為了避免應力傳遞的過為了避免應力傳遞的過分彎折而使構(gòu)件中應力不均，應使：分彎折而使構(gòu)件中應力不均，應使：b / lw 1；b兩側(cè)縫之間的距離；兩側(cè)縫之間的距離；

37、lw側(cè)焊縫計算長度；側(cè)焊縫計算長度；t較薄焊件的厚度。較薄焊件的厚度。2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇 c)c)直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)中，角焊縫表面應做成直線形直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)中，角焊縫表面應做成直線形或凹形，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，長邊與內(nèi)，長邊與內(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，搭接長度不得小于焊僅用正面角焊縫的搭接連接中，搭接長度不得小于焊件較小厚度的件較

38、小厚度的5 5倍或倍或25mm25mm。 d) d) 當焊縫端部在焊件轉(zhuǎn)當焊縫端部在焊件轉(zhuǎn)角處時，應將焊縫延續(xù)繞過角處時，應將焊縫延續(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)角處的應力集中。生在轉(zhuǎn)角處的應力集中。b)2hfa)2hf2hf圖圖3.3.7 繞角焊縫繞角焊縫5 5t2525圖圖3.3.6 搭接連接搭接連接2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇破壞面常發(fā)生在破壞面常發(fā)生在45斜面上。斜面上。側(cè)焊縫側(cè)焊縫端焊縫端焊縫4.3.2 直角焊縫的基本計算公式直角焊縫的基本計算公式1.1.焊縫的破壞面焊縫的

39、破壞面計算截面計算截面均取焊縫均取焊縫45處有效截面（處有效截面（有效厚度有效厚度計算長度計算長度）焊縫有效高度焊縫有效高度he 0.7hf焊縫計算長度焊縫計算長度lw=每條焊縫長度每條焊縫長度-2hfhfhehh1h2deh-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hf-焊腳尺寸焊腳尺寸2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇2.2.有效截面上的應力狀態(tài)有效截面上的應力狀態(tài)圖圖3.3.9 角焊縫有效截面上的應力角焊縫有效截面上的應力國際標準化組織（國際標準化組織（ISOISO）

40、推薦用式）推薦用式（.1）確定角焊縫的極限強度）確定角焊縫的極限強度) 1 . 3 . 3()(8 . 1wu222fd a dacche e 在外力作用下，直角角焊縫有效截面上有三個應力：在外力作用下，直角角焊縫有效截面上有三個應力： 垂直于焊縫有效截面的垂直于焊縫有效截面的正應力正應力 垂直于焊縫長度的垂直于焊縫長度的剪應力剪應力 平行于焊縫長度方向平行于焊縫長度方向剪應力剪應力 上式中上式中1.81.8系數(shù)針對系數(shù)針對Q235Q235鋼，其它鋼種，則公式中系數(shù)為：鋼，其它鋼種，則公式中系數(shù)為：3.0式中：式中： fuw -焊縫金屬的抗拉強度焊縫金屬的抗拉

41、強度2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇wf2112233f（3.3.3）ffw角焊縫強度設計值角焊縫強度設計值 我國我國規(guī)范規(guī)范采用了折算應力公式，引入抗力分項系采用了折算應力公式，引入抗力分項系數(shù)后得角焊縫計算公式為：數(shù)后得角焊縫計算公式為：)2 . 3 . 3()(3wu222f 出于偏于安全考慮，且與母材的能量強度理論的折算應力公式一出于偏于安全考慮，且與母材的能量強度理論的折算應力公式一致，歐洲鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會（致，歐洲鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會（ECCSECCS），將（），將（.1）的）的1.81.8改為改為3 3即：即：ffw

42、由角焊縫抗剪條件確定，所以公式右邊相當于角焊由角焊縫抗剪條件確定，所以公式右邊相當于角焊縫抗拉強度設計值?？p抗拉強度設計值。2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇 如圖所示承受互相垂直的如圖所示承受互相垂直的Ny、Nx兩個軸心力作用的直角兩個軸心力作用的直角角焊縫，角焊縫，Ny垂直于焊縫長度方向產(chǎn)生平均應力垂直于焊縫長度方向產(chǎn)生平均應力 f，其在有效，其在有效截面上引起的應力值為：截面上引起的應力值為：weyflhN（3.3.4） f 對于有效截面既不是正應力也對于有效截面既不是正應力也不是剪應力，但可分解為不是剪應力，但可分解為 和和

43、 。2f對直角角焊縫對直角角焊縫 ：3.3.實用計算方法實用計算方法2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇圖圖3.3.10 直角角焊縫的計算直角角焊縫的計算沿焊縫長度方向的力沿焊縫長度方向的力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度方向的剪應力縫長度方向的剪應力 f。（3.3.5）wexflhN2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇則直角角焊縫在各種應力綜合作用下的計算公式為：則直角角焊縫在各種應力綜合作用下的計算公式為：wff33222（3.3.3）wf2

44、f2fffwff33242322f2f2f2f2f22. 123f f 正面角焊縫的強度設計值增大正面角焊縫的強度設計值增大系數(shù)。靜載時系數(shù)。靜載時 f 1.22，對直接承受對直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)，動力荷載的結(jié)構(gòu)， f 1.0 。 2f2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇正面角焊縫正面角焊縫 f0，力力N與焊縫長度方向垂直。與焊縫長度方向垂直。側(cè)面角焊縫側(cè)面角焊縫 f0，力力N與焊縫長度方向平行。與焊縫長度方向平行。wffwefflhNwfwefflhN22wffff(3.3.6)f以上各式中：以上各式中： he=0.7hf； lw

45、角焊角焊縫計算長度，考慮起滅弧缺陷時，縫計算長度，考慮起滅弧缺陷時，每條焊縫取其實際長度減去每條焊縫取其實際長度減去2hf。計算公式計算公式2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇4.3.3 角焊縫的計算角焊縫的計算1.1.軸心力（拉力、壓力和剪力）作用時角焊縫的計算軸心力（拉力、壓力和剪力）作用時角焊縫的計算 當焊件受軸心力，且軸心力通過連接焊縫群的中心，焊縫的應力當焊件受軸心力，且軸心力通過連接焊縫群的中心，焊縫的應力可認為是均勻分布的。可認為是均勻分布的。(1(1）用蓋板的對接連接）用蓋板的對接連接wffe wNfh lA A、僅采

46、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)面角焊縫計算長連接一側(cè)的側(cè)面角焊縫計算長度的總和度的總和2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇wffweNfl hB B、采用三面圍焊連接、采用三面圍焊連接wffweNNfl hNNl lw wl lw w先計算正面角焊縫承擔的內(nèi)力先計算正面角焊縫承擔的內(nèi)力S Slw連接一側(cè)的正面角焊縫連接一側(cè)的正面角焊縫計算長度的總和計算長度的總和再計算側(cè)面角焊縫的強度再計算側(cè)面角焊縫的強度S Slw連接一側(cè)的側(cè)面角焊縫連接一側(cè)的側(cè)面角焊縫計算長度的總和計算長度的總和2022

47、-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇(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平行于焊縫長度方向的分力平行于焊縫長度方向的分力Ncos 垂直于焊縫長度方向的分力垂直于焊縫長度方向的分力Nsin wefsinlhN（3.3.9a）welhNcosf（3.3.9b）外力外力N和焊縫長度方向斜交，焊縫受到的力和焊縫長度方向斜交，焊縫受到的力N被分解為：被分解為：代入（代入（.6），得焊縫計算公式：），得焊縫計算公式：wf2we2wefcossinflhNlhNSSwf2f2fff2022-3-7第第4

48、 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇（3.3.10）wtffflhNwewf2we22we3sin1cos5 . 1sinflhNlhN取取5 . 122. 122f得：得：令：令：3sin112f則斜焊縫的計算公式為：則斜焊縫的計算公式為： 020 30 40 50 60 70 8090 f 1.001.021.041.001.22將將 f f （斜角焊縫強度增大系數(shù)）作成表格（斜角焊縫強度增大系數(shù)）作成表格2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇（3 3）承受軸心力的角鋼端

49、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)點板的連接焊縫常用在鋼桁架中，角鋼腹桿與節(jié)點板的連接焊縫常用（a a）兩面?zhèn)群福瑑擅鎮(zhèn)群?，或?b)(b)三面圍焊，特殊情況也允許采用三面圍焊，特殊情況也允許采用(c) (c) L L形圍焊（如圖所示）。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，腹桿受軸心力作用，為了避免焊縫偏心受力，焊縫所傳遞的合力焊縫所傳遞的合力的作用線應與角鋼桿件的軸線重合的作用線應與角鋼桿件的軸線重合。圖圖4.3.13 桁架腹桿節(jié)點板的連接桁架腹桿節(jié)點板的連接2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學

50、院 歐陽震宇NN1N2eb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） 在在N1、N2作用下，側(cè)縫作用下，側(cè)縫的計算長度為：的計算長度為：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)（3.3.16）wf1f11w7 . 02fhNlwf2f22w7 . 02fhNl（3.3.17）2022-3-7第

51、第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇表表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)Kw1ff11w2ff22weweNfl hNfl h對于校核問題對于校核問題: :對于設計問題對于設計問題: :11w1f22w2fweweNlhfNlhf2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇 b) b) 角鋼用三面圍焊時角鋼用三面圍焊時，可減小角鋼的搭接長度?？上燃俣ㄕ娼呛缚p的焊，可減小角鋼的搭接長度?？上燃俣ㄕ娼呛缚p的焊腳尺寸腳尺寸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N

52、3 ：wfff337 . 02fbhN（3.3.11）11312NK NN（3.3.12）通過平衡關系得肢背和肢尖側(cè)焊縫受力為通過平衡關系得肢背和肢尖側(cè)焊縫受力為: :22312NK NN（3.3.13） 角鋼角焊縫圍焊的計算角鋼角焊縫圍焊的計算NN1N2ebN3lw2lw1（3.3.16*）wf1w1f17 . 02flhNwf2w2f27 . 02flhN（3.3.17*）2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇c) c) 當采用當采用L L形圍焊時形圍焊時，令，令N20，得：，得：L L形圍焊角焊縫計算公式為：形圍焊角焊縫計算公式為

53、：（3.3.19）322NK N13NNN若求出的若求出的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）2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇例題例題4.34.3 試設計用拼接蓋板的對接連接。已知鋼板寬試設計用拼接蓋板的對接連接。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。該連接承受的靜態(tài)軸心力連接承受的靜態(tài)軸心力N1400kN（設計值），鋼材為（設計值

54、），鋼材為Q235B，手工焊，焊條為，手工焊，焊條為E43型型2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇 設計拼接蓋板的對接連接有兩種方法。設計拼接蓋板的對接連接有兩種方法。 一種方法是假定焊腳尺寸求得焊縫長度，再由焊縫長度確定拼接蓋一種方法是假定焊腳尺寸求得焊縫長度，再由焊縫長度確定拼接蓋板的尺寸；板的尺寸； 另一方法是先假定焊腳尺寸和拼接蓋板的尺寸，然后驗算焊縫的承另一方法是先假定焊腳尺寸和拼接蓋板的尺寸，然后驗算焊縫的承載力。載力。 如果假定的焊縫尺寸不能滿足承載力要求時，則應調(diào)整焊腳尺寸，如果假定的焊縫尺寸不能滿足承載力要求時，則應

55、調(diào)整焊腳尺寸，再行驗算，直到滿足承載力要求為止。再行驗算，直到滿足承載力要求為止。 解解 方法一方法一 角焊縫的焊腳尺寸角焊縫的焊腳尺寸hf應根據(jù)板件厚度確定：應根據(jù)板件厚度確定： 由于此處的焊縫在板件邊緣施焊，且拼接蓋板厚度由于此處的焊縫在板件邊緣施焊，且拼接蓋板厚度t2=16mm6mm，t2t1，則：，則： hfmaxt-(12)mm =1415mm取取hf=10mmhfmin1.5(t)1/2，hfmin = 7.9mm2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學

56、土木工程學院 歐陽震宇2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇方法方法2：采用菱形拼接蓋板。采用菱形拼接蓋板。 當拼接板寬度較大時，采用菱形當拼接板寬度較大時，采用菱形拼接蓋板可以減小角部的應力集中，拼接蓋板可以減小角部的應力集中，從而使連接的工作性能得以改善。設從而使連接的工作性能得以改善。設計時一般先假定拼接蓋板的尺寸再進計時一般先假定拼接蓋板的尺寸再進行驗算。蓋板尺寸如圖所示：行驗算。蓋板尺寸如圖所示：仍取仍取hf=10mm正面角焊縫：正面角焊縫：kN3 .10916022. 140107 . 022wffw1e1flhN解：解：側(cè)

57、面角焊縫：側(cè)面角焊縫：kN0 .44816010110107 . 044wfw2e2flhN2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇斜角焊縫：此焊縫與作用力夾角斜角焊縫：此焊縫與作用力夾角）有：由式（可得，10. 3 . 306. 13/7 .33sin1/17 .33150100arctan2f0kN8 .85416006. 1180107 . 044wffw3e3flhN連接一側(cè)焊縫所能承受的內(nèi)力：連接一側(cè)焊縫所能承受的內(nèi)力：1400kNkN14128 .8540 .4483 .109321NNNN連接設計滿足要求連接設計滿足要求20

58、22-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇例題4.4 試確定圖3.3.15所示承受靜態(tài)軸心力的三面圍焊連接的承載力及肢尖焊縫的長度。已知角鋼212510，與厚度為8mm的節(jié)點板連接，其搭接長度為300mm，焊腳尺寸hf=8mm，鋼材為Q235-B，手工焊，焊條為E43型。 解：角焊縫設計強度值角焊縫設計強度值2wfN/mm160fK1=0.7，K2=0.3，lw3=b=125mm2022-3-7第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇正面角焊縫所能承受的內(nèi)力正面角焊縫所能承受的內(nèi)力N3為：為：第第4 4章

59、章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇 當焊縫非軸心受力時，可以將外力作用分解為軸力、當焊縫非軸心受力時，可以將外力作用分解為軸力、彎矩、剪力、扭矩等簡單受力情況，分別求出具各自的焊彎矩、剪力、扭矩等簡單受力情況，分別求出具各自的焊縫應力，然后利用疊加原理，找出焊縫中受力最大的幾個縫應力，然后利用疊加原理，找出焊縫中受力最大的幾個點進行驗算。點進行驗算。2.2.復雜受力時角焊縫連接計算復雜受力時角焊縫連接計算第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇NeNx xNy y2wl2wlMANxNxM MNyNyh he eh he

60、 et t（1）受彎矩）受彎矩M 、剪力、剪力V 、軸力、軸力N聯(lián)合作用時角焊縫的計算聯(lián)合作用時角焊縫的計算T形連接形連接xxNee w2NNAh l由軸心拉力由軸心拉力Nx產(chǎn)生的應力：產(chǎn)生的應力：由彎矩由彎矩M產(chǎn)生的最大應力：產(chǎn)生的最大應力：M2ee w62MMWh l第第4 4章章 鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接鋼結(jié)構(gòu)的焊縫連接中南大學 土木工程學院 歐陽震宇A點產(chǎn)生的剪應力：點產(chǎn)生的剪應力：yfweNl hxf2e we w6NMh lh lA A點控制應力最大為控制設計點點控制應力最大為控制設計點A點產(chǎn)生的正應力由兩部分組成：軸心拉力點產(chǎn)生的正應力由兩部分組成：軸心拉力Nx和彎矩和彎矩M產(chǎn)生產(chǎn)生的正