角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算課件

第三節(jié)角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算一、角焊縫的構(gòu)造1.截面形式（1）直角焊縫（a）普通焊縫（b）平坡焊縫（c）深熔焊縫

一般采用（a）。但（a）應(yīng)力集中較嚴(yán)重，在承受動力荷載時(shí)采用（b）、（c）。（2）斜角角焊縫（d）斜銳角焊縫圖4-9直角焊縫圖4-10斜角角焊縫（e）斜鈍角焊縫（f）斜凹面角焊縫主要用于鋼管連接部位項(xiàng)目構(gòu)造要求備注焊腳尺寸hf

上限

對板邊：t1為較薄焊件厚下限

；當(dāng)t2為較厚焊件厚對自動焊可減1mm；對單面T型焊應(yīng)加1mm焊縫長度lw上限

（受動力荷載）；（其他情況）；內(nèi)力沿側(cè)縫全長均勻分布者不限下限8hf或40mm，取兩者最大值

端部僅有兩側(cè)面角焊縫連接長度lw

距離l0

t為較薄焊件厚端部轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角處加焊一段長度2hf（兩面?zhèn)瓤p時(shí)）或用三面圍焊轉(zhuǎn)角處焊縫須連續(xù)施焊搭接連接搭接最小長度5t1或25mm，取兩者最大值t1為較薄焊件厚度表4-3角焊縫的構(gòu)造要求

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.端縫和側(cè)縫（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：焊縫長度方向與受力方向平行，其特點(diǎn)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(qiáng)度低，但塑性較好。圖4-11端縫和側(cè)縫4.有效厚度圖4-12焊縫的有效厚度式中：——兩焊腳邊的夾角，——焊腳尺寸。二、角焊縫的計(jì)算角焊縫的計(jì)算包括如下幾個(gè)類型：1.端縫、側(cè)縫在軸向力作用下的計(jì)算2.角鋼桿件與節(jié)點(diǎn)板連接，承受軸向力N3.彎矩、剪力、軸力共同作用下的頂接連接角焊縫4.牛腿在彎矩、剪力共同作用下的角焊縫連接計(jì)算5.扭矩、剪力、軸力共同作用下的搭接連接角焊縫1.端縫、側(cè)縫在軸向力作用下的計(jì)算：（1）端縫

——垂直于焊縫長度方向的應(yīng)力；

he

——角焊縫有效厚度；

lw

——角焊縫計(jì)算長度，每條角焊縫取實(shí)際長度減10mm （每端減5mm）；

ffw

——角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；

f

——系數(shù)，對承受靜力荷載和間接承受動力荷載的結(jié) 構(gòu)，f

=1.22，直接承受動力荷載f

=1.0。

（2）側(cè)縫

f

——沿焊縫長度方向的剪應(yīng)力。式中：式中：2.角鋼桿件與節(jié)點(diǎn)板焊接連接，承受軸向力N：（1）角鋼用兩面?zhèn)群缚p與節(jié)點(diǎn)板連接的焊縫計(jì)算K1、

K2——焊縫內(nèi)力分配系數(shù)；N1

、N2

——分別為角鋼肢背和肢尖傳遞的內(nèi)力。圖4-13兩面?zhèn)群缚p表4-4角鋼與節(jié)點(diǎn)板連接焊縫的內(nèi)力分配系數(shù)角鋼類型分配系數(shù)角鋼肢背K1角鋼肢尖K2等邊角鋼0.700.30不等邊角鋼（短邊相連）0.750.25不等邊角鋼（長邊相連）0.650.35（2）角鋼用三面圍焊與節(jié)點(diǎn)板連接的焊縫計(jì)算

圖4-14三面圍焊端部正面角焊縫能傳遞的內(nèi)力為：（3）角鋼用“L”型焊縫與節(jié)點(diǎn)板連接的焊縫計(jì)算圖4-15“L”型焊縫

由N2=0得：[例4－2]某衍架的腹桿、截面為2L40×l0，Q235-BF鋼，手工焊，E43型焊條。構(gòu)件承受靜力荷載，由恒載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的NGK＝300kN，由活載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的NQK＝580kN。構(gòu)件與16mm厚的節(jié)點(diǎn)板相連接，如圖所示。試分別設(shè)計(jì)下列情況時(shí)此節(jié)點(diǎn)的連接：1)當(dāng)采用三面圍焊時(shí)；2)只采用側(cè)面角焊縫時(shí)3)采用L形圍焊時(shí)。[解]記角鋼背部為1，角鋼趾部為2，角鋼端部為3(1)當(dāng)采用三面圍焊時(shí)角焊縫的焊腳尺寸hf最大最小采用hf

＝8mm，滿足上述要求。軸力N的設(shè)計(jì)值構(gòu)件截面上的應(yīng)力

設(shè)計(jì)三面圍焊時(shí)，實(shí)質(zhì)上是把荷載N分解成各段焊縫的受力N1、N2和N3，使它們的合力與N相平衡。平面平行力系只有兩個(gè)靜力平衡條件。因此，必須先確定N3

，然后方能求得N1，N2。Q235鋼、E43型焊條：ftw＝160N／mm2。N3與焊經(jīng)長度lw3相垂直，故注：2lw3為雙角鋼肢寬，即2lw3＝2×140mm，不存在起滅弧問題。對角鋼背取力矩建立平衡方程，得

注：N21、N2通?？砂唇卿摫趁媾c趾部側(cè)面焊縫的內(nèi)力分配系數(shù)確定。對本題等邊角鋼連接：每段焊縫長度角鋼背lw1

3.彎矩、剪力、軸力共同作用下的頂接連接角焊縫:圖4-16M、V、N共同作用下的連接角焊縫的計(jì)算彎矩M作用下，x方向應(yīng)力剪力作用下，y方向應(yīng)力軸力N作用下x方向應(yīng)力M、V和N共同作用下，焊縫上或下端點(diǎn)最危險(xiǎn)處應(yīng)滿足：式中：

如果只承受上述M、N、V的某一、兩種荷載時(shí)，只取其相應(yīng)的應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算。4.牛腿在彎矩、剪力共同作用下的角焊縫連接計(jì)算:M＝Ve圖4-17M、V共同作用下角焊縫計(jì)算翼緣豎向剛度較差，不能承受剪力，所以全部剪力均由豎向焊縫承受，彎矩由翼緣與腹板角焊縫共同承受。點(diǎn)1：點(diǎn)3：點(diǎn)2：5.扭矩、剪力、軸力共同作用下搭接連接角焊縫:圖4-18T、V、N共同作用下搭接連接角焊縫計(jì)算采用下列假定：①被連接件是絕對剛性的，而角焊縫是彈性的；②被連接件繞形心O旋轉(zhuǎn)，角焊縫群上任意一點(diǎn)處的應(yīng)力方向垂直于該點(diǎn)與形心的連線，且應(yīng)力的大小