對接焊縫角焊縫的構(gòu)造和計算演示文稿

對接焊縫角焊縫的構(gòu)造和計算演示文稿目前一頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點優(yōu)選對接焊縫角焊縫的構(gòu)造和計算目前二頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計不同寬度不同厚度可不設(shè)斜坡引弧板其它構(gòu)造目前三頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計3.5.3焊縫截面焊縫截面厚度－－焊縫所連接板件的較薄厚度；焊縫截面計算長度－－采用引弧板時，焊縫全長有效；未采用引弧板時，計算焊縫長度=焊縫長度減去2t。t為對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（1）焊縫傳遞焊件拼接處所承受的構(gòu)件內(nèi)力（2）力線沒有轉(zhuǎn)折（或基本沒有轉(zhuǎn)折）目前四頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計3.5.4焊縫強度設(shè)計值目前五頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計確定計算截面上的內(nèi)力（荷載效應(yīng)）2.確定焊縫質(zhì)量檢驗等級－－

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－－對接焊縫一般均有全熔透要求，等級為二級或一級

3.確定焊縫強度設(shè)計值

抗拉強度抗壓強度抗剪強度

4.計算焊縫截面特性

截面面積A、慣性矩I、截面模量W、面積矩S等5.應(yīng)力計算6.強度校核3.5.6計算步驟目前六頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計直焊縫引弧板N—軸心拉力或壓力tw—焊縫厚度（不同板連接時為較小板厚）lw—焊縫計算長度，有引弧板lw＝L，無引弧板lw＝L－2t（較小板厚）

—對接焊縫抗拉或抗壓設(shè)計強度強度焊縫應(yīng)力驗算式中：3.5.7典型節(jié)點（1）－－焊縫軸心受力－－直縫直縫目前七頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計斜焊縫焊縫應(yīng)力簡化驗算lw—斜焊縫計算長度，—對接焊縫抗剪設(shè)計強度強度規(guī)范規(guī)定當(dāng)，可不驗算。斜縫典型節(jié)點（1）－－焊縫軸心受力－－斜縫目前八頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計彎矩M剪力V平板梁工字形梁應(yīng)力分布應(yīng)力分布彎矩M剪力V軸力N應(yīng)力分布3.5.7典型節(jié)點（2）－－梁的拼接－－彎矩、剪力、軸力作用目前九頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計彎矩M剪力V梁柱連接處柱牛腿處atw焊縫截面應(yīng)力分布與一般梁中連接計算不同：剪力僅由梁或牛腿腹板承受典型節(jié)點（3）－－牛腿焊接－－彎矩、剪力作用目前十頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計——焊縫有效抗剪面積，——整個焊縫截面的面積；

典型節(jié)點（4）－－牛腿焊接－－彎矩、剪力、軸力作用目前十一頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計3.6角焊縫的構(gòu)造和計算直角焊縫斜角焊縫3.6.1角焊縫的構(gòu)造：角焊縫的截面（1）按兩焊角邊夾角劃分

除鋼管結(jié)構(gòu)外,對于α>135o或α<60o斜角角焊縫,不宜用作受力焊縫。目前十二頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計普通型深熔型平坡型適宜動力荷載，但施焊不便施焊方便，最常用角焊縫截面（2）按焊縫截面形式劃分在直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)中，正面角焊縫宜采用平坦型，且長邊沿內(nèi)力方向；目前十三頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計角焊縫側(cè)焊縫（與力平行）端焊縫（與力垂直）（2）按焊縫方向與受力方向分角焊縫截面目前十四頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計不應(yīng)太小

——

否則不能焊透，導(dǎo)致實際承載力不足焊縫冷卻太快容易開裂（1）角焊縫焊腳尺寸

hf不應(yīng)太大

——

否則焊縫冷卻后產(chǎn)生較大變形較薄焊件容易燒穿具體要求詳見規(guī)范3.6.2角焊縫截面尺寸（1）hft1t2tt1hf焊腳尺寸是指角焊縫根角至焊縫截面外邊緣（焊趾）的尺寸

目前十五頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計（2）最大焊腳尺寸hf,max3.6.2角焊縫截面尺寸（2）

hf,max≤1.2t1式中:t1---較薄焊件厚度。對于板件邊緣的角焊縫：當(dāng)t≤6mm時，hf,max≤t；當(dāng)t>6mm時，hf,max

≤t-(1~2)mm；鋼管構(gòu)件除外

對圓孔或槽孔內(nèi)的角焊縫，焊腳尺寸尚不宜大于圓孔直徑或槽孔短徑的1/3目前十六頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計（3）最小焊腳尺寸hf,min6.2角焊縫截面尺寸（3）式中:t2---較厚焊件厚度。

當(dāng)t2≤4mm時,hf,min=t2另:對于自動埋弧焊hf,min可減去1mm;

對于T型連接單面角焊縫hf,min應(yīng)加上1mm;

目前十七頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計（4）側(cè)縫的最大計算長度3.6.2角焊縫截面尺寸（4）當(dāng)實際長度大于以上值時，計算時不考慮超過部分的強度；但當(dāng)內(nèi)力沿側(cè)焊縫全長分布時，不受上式限制。（5）角焊縫的最小計算長度當(dāng)焊件的焊接長度不受限制時，在滿足最大焊縫長度的要求下，小而長的焊縫比大而短的焊縫好！目前十八頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計（6）搭接連接的構(gòu)造要求3.6.2角焊縫截面尺寸（5）C、角焊縫的端部位于構(gòu)件轉(zhuǎn)角處時，應(yīng)作2hf的繞角焊，且轉(zhuǎn)角處必須連續(xù)施焊。D、在搭接連接中，搭接長度不得小于焊件較小厚度的5倍，且不得小于25mm。b2hft1t2目前十九頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計構(gòu)造要求匯總3.6.2角焊縫截面尺寸（6）目前二十頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計角焊縫的其它構(gòu)造要求：

(1)

承受動力荷載的結(jié)構(gòu)中，垂直于受力方向的焊縫不宜采用不焊透的對接焊縫。(2)

在直接承受動力荷載的結(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：對正面角焊縫宜為1:1.5,長邊順內(nèi)力方向；對側(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（對受壓構(gòu)件）或30t（對受拉構(gòu)件），t為較薄焊件的厚度。3.6.2角焊縫截面尺寸（7）目前二十一頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計（1）端縫：焊縫垂直于受力方向，其特點為受力后應(yīng)力狀態(tài)較復(fù)雜，應(yīng)力集中嚴重，焊縫根部形成高峰應(yīng)力，易于開裂。端縫破壞強度要高一些，但塑性差。

（2）側(cè)縫：焊縫長度方向與受力方向平行，其特點為應(yīng)力分布簡單些，但分布并不均勻，剪應(yīng)力兩端大，中間小。側(cè)縫強度低，但塑性較好。3.7角焊縫的受力特點目前二十二頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計側(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，焊縫越長應(yīng)力不均勻程度越高強度相對較低，塑性較好破壞常發(fā)生在近似45°斜平面上目前二十三頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計角焊縫應(yīng)力狀態(tài)遠比側(cè)焊縫復(fù)雜正、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焊縫破壞強度高，但塑性差端焊縫應(yīng)力分布ABCD端縫應(yīng)力狀態(tài)破壞模式目前二十四頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計θ＝90°側(cè)焊縫θ＝0°端焊縫荷載－變形曲線3.7.3端縫與側(cè)縫的比較目前二十五頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計端焊縫側(cè)焊縫

計算截面均取焊縫45°喉部為有效截面（假定破壞截面）有效焊縫高度he＝0.7hf(焊縫高度)hfhfhe有效截面計算焊縫長度lw＝每條連續(xù)焊縫的長度－2hf（每端扣hf

）3.7.4角焊縫的計算截面（1）hfhehh1h2deh---焊縫厚度、h1—熔深h2—凸度、d—焊趾、e—焊根目前二十六頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計

角焊縫的有效截面為平分角焊縫夾角的截面，破壞往往從這個截面發(fā)生。有效截面的高度（不考慮焊縫余高）稱為角焊縫的有效厚度he

，當(dāng)

=90o

時：he

＝0.7hf

；其他：he

＝hf

cos(/2)。角焊縫的計算截面（2）目前二十七頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計破壞面試驗公式3.7.5角焊縫的計算應(yīng)力（1）NyNxσ┻τ┻τ∥=τfhelw45O45Ohf目前二十八頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計簡化公式f—

端焊縫強度增大系數(shù)

f直角焊縫斜角焊縫＝1.0＝1.22靜載、間接動載＝1.0直接動載f當(dāng)＝0時＝0時式中：—

平行焊縫長度方向的計算應(yīng)力

—垂直焊縫長度方向的計算應(yīng)力

—

角焊縫強度設(shè)計值

危險點3.7.5角焊縫的計算應(yīng)力（2）┻┻∥目前二十九頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計3.7.6角焊縫強度設(shè)計值目前三十頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計

角焊縫計算的基本公式

式中

f——正面角焊縫的強度設(shè)計值增大系數(shù)，

；但對直接承受動力荷載結(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算，垂直于焊縫長度方向的正應(yīng)力；f

——按角焊縫有效截面計算，沿焊縫長度方向的剪應(yīng)力。

3.8角焊縫計算目前三十一頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計3.8.1計算步驟軸力、剪力及聯(lián)合作用彎矩及與軸力、剪力的共同作用扭矩及與軸力、剪力的共同作用焊縫群截面特性計算計算長度：非連續(xù)焊縫計算長度Lw=L-n×hf

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、截面模量計算等應(yīng)力計算強度校核確定焊縫（焊縫群）內(nèi)力分析目前三十二頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計兩邊側(cè)焊兩邊端焊驗算－端焊縫強度提高系數(shù)驗算認為焊縫有效截面上應(yīng)力均勻分布一條單獨的焊縫，每端扣除hf3.8.2典型節(jié)點（1）－－拼接板連接－－承受軸力N作用目前三十三頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計驗算四周圍焊當(dāng)焊縫受直接動力荷載時：由端焊縫1N1122再驗算側(cè)焊縫N1lw1N2，lw2減小拼接板角部應(yīng)力集中四周菱形圍焊簡化驗算－無論靜載、動載3.8.2典型節(jié)點（1）－－拼接板連接－－承受軸力N作用目前三十四頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點典型節(jié)點（1）受軸心力作用時①一般情況：軸心力N通過焊縫重心，且與焊縫長度方向的夾角為θ：3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計目前三十五頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點特殊情況：

②θ=90°，焊縫長度與受力方向垂直（正面角焊縫）：

(3-6)③θ=0°，焊縫長度與受力方向平行（側(cè)面角焊縫）：

(3-7)

式中l(wèi)w為連接一側(cè)所有焊縫的計算長度之和，每條焊縫按實際長度減去2hf。

3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計目前三十六頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計肢背焊縫肢尖焊縫blw2lw1兩邊側(cè)焊N1、N2不均勻分配3.8.3典型節(jié)點（2）－－角鋼與拼接板連接－－承受軸力N作用N1+N2=NN1e1=N2e2e1+

e2=b由平衡目前三十七頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計角鋼類型連接形式內(nèi)力分配系數(shù)肢背K1肢尖K2等肢角鋼0.700.30不等肢角鋼短肢連接0.750.25不等肢角鋼長肢連接0.650.353.8.3典型節(jié)點（2）－－角鋼與拼接板連接－－承受軸力N作用目前三十八頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3.8.3典型節(jié)點（3）－－角鋼與拼接板連接－－承受軸力N作用－－角鋼用三面圍焊與節(jié)點板連接的焊縫計算

3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計blw2lw1三面圍焊目前三十九頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點N1+N2

+N3=NN1e1=N2e2+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)計由平衡目前四十頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3.8.3典型節(jié)點（4）－－角鋼與拼接板連接－－承受軸力N作用－－角鋼用“L”型焊縫與節(jié)點板連接的焊縫計算由N2=0得：

3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計blw2lw1目前四十一頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3.8.3典型節(jié)點（5）－－彎矩單獨作用時的焊縫計算3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計

任一點處：式中Ww——角焊縫有效截面的截面模量。目前四十二頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3.8.3典型節(jié)點（6）－－扭矩單獨作用時的焊縫計算

3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計目前四十三頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3.8.3典型節(jié)點（6）－－扭矩單獨作用時的焊縫計算3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計扭矩單獨作用時

式中J

——角焊縫有效截面的極慣性矩，J=Ix＋Iy

；

rA——A點至形心o點的距離。

將

A分解到x和y方向，有

目前四十四頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3.8.3角焊縫在彎矩、剪力、軸向力、扭矩共同作用時的焊縫計算

3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計目前四十五頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3.8.3角焊縫在彎矩、剪力、軸向力、扭矩共同作用時的焊縫計算步驟：

3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計1、首先求出單獨外力作用下的角焊縫的應(yīng)力，并判斷該應(yīng)力狀態(tài)相對該焊縫產(chǎn)生端縫受力還是側(cè)縫受力，分別用和表示。2、采用疊加原理，將各種外力作用下的焊縫應(yīng)力用進行疊加。疊加時注意應(yīng)取焊縫截面上同一點處的應(yīng)力值進行疊加，而不是最大應(yīng)力值進行疊加。為此，事先應(yīng)預(yù)判斷焊縫應(yīng)力“最危險點”，“最危險點”一般位于焊縫邊緣處，偏離形心較遠處。目前四十六頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計梁柱連接－受彎矩M、剪力V、軸力N作用危險點a：驗算危險點b：僅腹板焊縫截面梁柱連接整個焊縫截面焊縫應(yīng)力分布

彎矩軸力剪力

加勁肋整個截面Aw,Iw3.8.3典型節(jié)點（7）－－梁柱連接－－彎矩、剪力、軸力作用目前四十七頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計焊縫截面=V(a+e)剪力V產(chǎn)生的A點應(yīng)力典型節(jié)點（8）－－牛腿焊接－－扭矩、剪力、軸力作用軸力N產(chǎn)生A點的應(yīng)力扭矩T產(chǎn)生A點的應(yīng)力極慣性矩

Izw=Ixw+Iyw目前四十八頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計焊縫截面=V(a+e)X方向合應(yīng)力：Y方向合應(yīng)力：驗算：A點：典型節(jié)點（8）－－牛腿焊接－－扭矩、剪力、軸力作用目前四十九頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計目前五十頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計目前五十一頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點

焊接應(yīng)力與焊接變形1.焊接變形：鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件或節(jié)點在焊接過程中，局部區(qū)域受到很強的高溫作用，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：焊接后冷卻時，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

（1）原因焊接應(yīng)力產(chǎn)生的原因本質(zhì)上焊接過程中的熱脹冷縮引起的。兩塊鋼板上施焊時，產(chǎn)生不均勻的溫度場，焊縫附近溫度高達1600C，其鄰近區(qū)域溫度較低，且冷卻很快。冷卻時鋼材收縮，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)計目前五十二頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計縱向焊接應(yīng)力－－沿焊縫方向

兩板焊接－－焊縫區(qū)受拉、兩側(cè)受壓焊接工字鋼－－腹板中央受壓，兩端受拉翼緣中央受拉，兩端受壓橫向焊接應(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

B.施焊先后不同，則冷卻時間不同，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

A和B兩種作用疊加厚度方向焊接應(yīng)力－－表面受壓，中央受拉

焊接應(yīng)力與焊接變形焊接應(yīng)力：目前五十三頁\總數(shù)五十九頁\編于二十二點3鋼結(jié)構(gòu)的連接設(shè)計X(橫向焊接應(yīng)力)Y(縱向焊接應(yīng)力)Z(厚度方向焊