教学PPT钢结构焊接连接.ppt
3.3角焊缝连接的构造和计算角焊缝连接的构造和计算3.3.1 角焊缝的截面形式和强度角焊缝的截面形式和强度角焊缝按角焊缝按截面形式截面形式可分为：直角角焊缝（普通、平坡、深熔焊可分为：直角角焊缝（普通、平坡、深熔焊缝）和斜角角焊缝。除管结构外，夹角大于缝）和斜角角焊缝。除管结构外，夹角大于135或小于或小于60的斜角角焊缝不宜用作受力焊缝。的斜角角焊缝不宜用作受力焊缝。承受动力荷载的连接中，宜采用平坡或深熔焊缝承受动力荷载的连接中，宜采用平坡或深熔焊缝 第三章 钢结构的连接2)端焊缝受力复杂端焊缝受力复杂,其各面均存在正应力和剪应力其各面均存在正应力和剪应力,且焊根且焊根处存在严重的应力集中，塑性差，但强度高处存在严重的应力集中，塑性差，但强度高(是侧焊缝强是侧焊缝强度的度的1.351.55倍倍)。强度分析：强度分析：试验证明：试验证明：1)侧焊缝以侧焊缝以45最小截面破坏居最小截面破坏居多，主要承受剪应力，其应力沿多，主要承受剪应力，其应力沿焊缝长度方向的分布不均匀焊缝长度方向的分布不均匀,呈呈两端大而中间小的状态。但塑性两端大而中间小的状态。但塑性好好,应力可重分布应力可重分布,因此在届临塑因此在届临塑性工作阶段，其应力分布的不均性工作阶段，其应力分布的不均匀现象渐趋缓和。匀现象渐趋缓和。3.3.1 3.3.1 角焊缝的截面形式和强度角焊缝的截面形式和强度第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝连接的构造和计算3)斜焊缝受力性能和强度介于侧焊缝和端焊缝之间。斜焊缝受力性能和强度介于侧焊缝和端焊缝之间。规范规定：规范规定：在焊缝计算时以侧焊缝强度（在焊缝计算时以侧焊缝强度（）为基准）为基准wff3.3.1 3.3.1 角焊缝的截面形式和强度角焊缝的截面形式和强度3.3 角焊缝连接的构造和计算第三章 钢结构的连接3.3.2 角焊缝的构造要求角焊缝的构造要求一一 对焊对焊脚脚尺寸尺寸 要求：要求：其中其中 最小焊脚尺寸最小焊脚尺寸：，较厚板件的厚度。较厚板件的厚度。注意：若注意：若 ,取取 ；对自动焊，对自动焊，取取 ；对对T形单面焊，取形单面焊，取 。原因：焊脚尺寸过小，焊缝因冷却过快而产生裂缝，不易焊透，原因：焊脚尺寸过小，焊缝因冷却过快而产生裂缝，不易焊透，为了保证焊缝的最小承载能力。为了保证焊缝的最小承载能力。maxminfffhhh1min1.5 thf1tmmt4111.51minfth11.51minfth1minthffh第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝连接的构造和计算3.3.2 角焊缝的构造要求角焊缝的构造要求最大焊脚尺寸最大焊脚尺寸：，较薄板件的厚度。较薄板件的厚度。注意：对于贴着板边焊注意：对于贴着板边焊 当当t6mm时，时，当当t6mm时，时，原因：以避免焊缝穿透较薄的焊件，而且焊缝冷却收缩将产原因：以避免焊缝穿透较薄的焊件，而且焊缝冷却收缩将产生较大的焊接残余变形。生较大的焊接残余变形。2tt1-(12)t1hf1.2tminhf(当t16)(当t16)hfhft2t1t1t22fmax1.2ththmaxfmmth)21(maxf第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝连接的构造和计算二二 对焊缝计算长度对焊缝计算长度 要求：要求：其中其中 焊缝最大计算长度焊缝最大计算长度：（静荷）（静荷）（动荷）（动荷）原因原因：侧缝应力沿长度分布不均匀，两端较中间大，焊缝越侧缝应力沿长度分布不均匀，两端较中间大，焊缝越长其差别也越大，太长时侧缝两端应力可先达到极限而破坏长其差别也越大，太长时侧缝两端应力可先达到极限而破坏，此时焊缝中部还未充分发挥其承载力，这种应力分布的不，此时焊缝中部还未充分发挥其承载力，这种应力分布的不均匀性，对承受动力荷载的构件更加不利。均匀性，对承受动力荷载的构件更加不利。超过部分在计算超过部分在计算中不予考虑。中不予考虑。若内力沿角焊缝全长分布，则计算长度不受此限若内力沿角焊缝全长分布，则计算长度不受此限。焊缝最小计算长度焊缝最小计算长度：且且原因原因：长度过小会使杆件局部加热严重，且起弧、落弧坑相长度过小会使杆件局部加热严重，且起弧、落弧坑相距太近，加上一些可能产生的缺陷，使焊缝不够可靠。距太近，加上一些可能产生的缺陷，使焊缝不够可靠。焊缝计算长度焊缝计算长度：每条实际长度减去：每条实际长度减去2 2hfwlmaxminwwwlllfwhl60maxfwhl8minmmh40f3.3.2 3.3.2 角焊缝的构造要求角焊缝的构造要求fwhl40max3.3 角焊缝连接的构造和计算第三章 钢结构的连接三三 对绕角焊的要求对绕角焊的要求 当角焊缝的端部在构件转角处时，必须连续地作长度为当角焊缝的端部在构件转角处时，必须连续地作长度为 2 的绕角焊。的绕角焊。四四 对搭接长度的要求对搭接长度的要求 在搭接连接中，当仅采用正面角焊缝时，其在搭接连接中，当仅采用正面角焊缝时，其搭接长度不搭接长度不得小于焊件较小厚度的得小于焊件较小厚度的5倍，并不得小于倍，并不得小于25mm。五五 对仅用两条侧面角焊缝连接时的要求对仅用两条侧面角焊缝连接时的要求 当板件的端部仅有两侧面角焊缝连接时，当板件的端部仅有两侧面角焊缝连接时，每条侧面角焊每条侧面角焊缝长度缝长度l不宜小于两侧面角焊缝之间的距离不宜小于两侧面角焊缝之间的距离b；同时；同时b不宜大不宜大于于16t（当（当t12mm）或）或200mm（当（当t12mm），t为较薄焊为较薄焊件的厚度。不满足此规定时，应加焊正面角焊缝，或加槽件的厚度。不满足此规定时，应加焊正面角焊缝，或加槽焊或加电铆钉。焊或加电铆钉。fh第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝连接的构造和计算bl第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝连接的构造和计算3.3.3 直角角焊缝的计算直角角焊缝的计算一一 基本假定基本假定1）所有角焊缝只承受剪应力，其强度设计值为）所有角焊缝只承受剪应力，其强度设计值为 2）焊缝计算截面为）焊缝计算截面为45最小截面最小截面，有效高度，有效高度 面积为面积为 。二二 基本计算公式基本计算公式焊缝承受焊缝承受Nx、Ny，在有效截面上产生的应力，在有效截面上产生的应力可分解为三个方向应力，可分解为三个方向应力，即即 、wfwelhlh7.0wfffehh7.0wexxlhNweyylhNwezzlhN第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝连接的构造和计算xN为了便于计算，不计诸力的偏心作用，并认为有效截面上诸为了便于计算，不计诸力的偏心作用，并认为有效截面上诸应力都是均匀分布的。应力都是均匀分布的。wfzyxyxf222)(2/313.3.3 3.3.3 直角角焊缝的计算直角角焊缝的计算wff3)(32/22z/2/fx2/fx2/fy2/fywffyfxfyfxf3)2/2/(32/2/2/22第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝连接的构造和计算3.3.3 直角角焊缝的计算直角角焊缝的计算二二 基本计算公式基本计算公式如只有如只有Ny，则，则 其中：其中：端焊缝受力总和；端焊缝受力总和；侧焊缝受力总和；侧焊缝受力总和；端焊缝强度提高系数，静载时为端焊缝强度提高系数，静载时为1.22，动载，动载时为时为1.0。斜焊缝为。斜焊缝为22fffwfffff。3sin112第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝连接的构造和计算三三 几种典型的焊缝受力分析几种典型的焊缝受力分析（1）焊缝受轴心拉力（盖板连接的端焊缝）焊缝受轴心拉力（盖板连接的端焊缝）（2）焊缝受轴心剪力（盖板连接的侧焊缝）焊缝受轴心剪力（盖板连接的侧焊缝）焊缝计算长度焊缝计算长度：每条实际长度减去：每条实际长度减去2hfwffwfflhN0.7NNhfNNhfNhfNNN3.3.3 3.3.3 直角角焊缝的计算直角角焊缝的计算wfwfflhN0.73.3 角焊缝连接的构造和计算第三章 钢结构的连接（3）角钢连接焊缝的计算）角钢连接焊缝的计算 角钢连接焊缝一般可采用两面侧焊，也可采用三面围焊或角钢连接焊缝一般可采用两面侧焊，也可采用三面围焊或L形焊。其计算方法如下：形焊。其计算方法如下：角钢连接肢背、肢尖焊缝的内力分配系数：角钢连接肢背、肢尖焊缝的内力分配系数：e2e1hfhf2N 2121eeek2112eeek0.70.650.750.30.350.251k2k3.3.3 3.3.3 直角角焊缝的计算直角角焊缝的计算第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝连接的构造和计算两面侧焊：两面侧焊：三面围焊：三面围焊：L形焊：形焊：wff1f1f1fhlhNk)2(0.721wfff2f2fhlhNk)2(0.7222e1e2hfhf2N wfffbhN1.220.723wfff1ffhlhNNk)(0.72231wfff2ffhlhNNk)(0.72232e2e1hfN 3.3.3 3.3.3 直角角焊缝的计算直角角焊缝的计算02NNkN232NkkNNkN213112/第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝连接的构造和计算（4）焊缝受轴心拉力和轴心剪力共同作用）焊缝受轴心拉力和轴心剪力共同作用wfNl0.7hNwfVl0.7hVwfVfNf22)()(NNVhf3.3.3 3.3.3 直角角焊缝的计算直角角焊缝的计算第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝连接的构造和计算（5）焊缝受弯矩作用）焊缝受弯矩作用 （6）焊缝偏心受剪）焊缝偏心受剪wfwfflhM22.10.762MhfMwflhV0.7V2M0.76wflhVawfff2V2M)()(hfaV3.3.3 3.3.3 直角角焊缝的计算直角角焊缝的计算第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝连接的构造和计算（7）焊缝受）焊缝受N、M、V 联合作用联合作用aahfbFwflhF0.7sinVwflhF0.7cosN2M0.7)sincos(6wflhaFbF2V2NM)()(f3.3.3 3.3.3 直角角焊缝的计算直角角焊缝的计算第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝连接的构造和计算32x0.7121)2(0.72bhbahIff232y)2(0.720.7122)(0.7xaahahxbhIfffyxTy)(IIxaTyxTx2IIbTwfff2Tx2Ty)()()2(0.720.72bahaahxff（8）焊缝受扭矩作用）焊缝受扭矩作用axbhfT 3.3.3 3.3.3 直角角焊缝的计算直角角焊缝的计算第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝连接的构造和计算（9）围焊缝受偏心剪力）围焊缝受偏心剪力扭矩剪力扭矩剪力sin,cosyxFFFF)(2yxxcFbFT)(20.7)2(0.7xNyVbahFbahFff，yxTyyxTx)(2IIxaTIIbTwfff2TxN2TyV)()(bFachfx3.3.3 3.3.3 直角角焊缝的计算直角角焊缝的计算第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝连接的构造和计算四四 计算步骤计算步骤 1 1）求出同一平面焊缝群的形心；）求出同一平面焊缝群的形心；2 2）将荷载向形心简化，找出最不利位置；）将荷载向形心简化，找出最不利位置；3 3）分别求出各荷载分量在最不利位置产生的应力；）分别求出各荷载分量在最不利位置产生的应力；4 4）区分侧焊缝受力与端焊缝受力，视荷载种类（静荷或）区分侧焊缝受力与端焊缝受力，视荷载种类（静荷或动荷）代入公式，进行计算。动荷）代入公式，进行计算。3.3.3 3.3.3 直角角焊缝的计算直角角焊缝的计算第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝连接的构造和计算 3.3.4 斜角角焊缝的计算斜角角焊缝的计算 斜角角焊缝一般用于腹板倾斜的斜角角焊缝一般用于腹板倾斜的T形接头，采用与直角角焊形接头，采用与直角角焊缝相同的计算公式进行计算，但一律缝相同的计算公式进行计算，但一律 。0.1f2cos5.11356000fehhmm且根部间隙2coscos55.11356000根部间隙但且根部间隙fehhmmmm第三章 钢结构的连接3.3 角焊缝连接的构造和计算3.4 对接焊缝连接的构造和计算对接焊缝连接的构造和计算3.4.1 对接焊缝的构造对接
