第3章鋼結(jié)構(gòu)連接 經(jīng)典

1、第三章第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接鋼結(jié)構(gòu)的連接本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容：3.1 連接方法連接方法 3.2 焊接方法和焊縫形式焊接方法和焊縫形式3.3 對接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算對接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算3.4 角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算3.5 焊接應(yīng)力和焊接變形焊接應(yīng)力和焊接變形3.6 螺栓連接的構(gòu)造要求螺栓連接的構(gòu)造要求3.7 普通螺栓連接計(jì)算普通螺栓連接計(jì)算 3.7.1 螺栓連接的受力形式螺栓連接的受力形式 3.7.2 普通螺栓普通螺栓抗剪抗剪連接連接 3.7.3 普通螺栓普通螺栓抗拉抗拉連接連接 3.7.4 普通螺栓普通螺栓抗拉抗拉、剪聯(lián)剪聯(lián)聯(lián)合作用聯(lián)合作用本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容：3.8 高

2、強(qiáng)度螺栓連接的連接計(jì)算高強(qiáng)度螺栓連接的連接計(jì)算 3.8.1 高強(qiáng)度螺栓的分類和構(gòu)造要求高強(qiáng)度螺栓的分類和構(gòu)造要求 3.8.2 高強(qiáng)度螺栓的工作性能及單栓承載力高強(qiáng)度螺栓的工作性能及單栓承載力 3.8.3 高強(qiáng)度螺栓群的高強(qiáng)度螺栓群的抗剪抗剪計(jì)算計(jì)算 3.8.4 高強(qiáng)度螺栓群的高強(qiáng)度螺栓群的抗拉抗拉計(jì)算計(jì)算 3.8.5 高強(qiáng)度螺栓群在高強(qiáng)度螺栓群在拉力拉力和和剪力剪力共同作用下的連接計(jì)算共同作用下的連接計(jì)算 3.8.6高強(qiáng)度螺栓群在高強(qiáng)度螺栓群在拉力拉力、彎矩彎矩和和剪力剪力共同作用下的連接計(jì)算共同作用下的連接計(jì)算3.9 混合連接混合連接3.1 連接方法連接方法u鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件制作和整體安裝都離不

3、開零部件和構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件制作和整體安裝都離不開零部件和構(gòu)件之間的連接（之間的連接（connection）。鋼結(jié)構(gòu)主要的連接方法有）。鋼結(jié)構(gòu)主要的連接方法有焊接連接焊接連接鉚釘連接鉚釘連接 螺栓連接螺栓連接（1）焊接連接焊接連接（2）螺栓連接螺栓連接（3）鉚釘連接鉚釘連接焊接連接焊接連接鉚釘連接鉚釘連接鉚釘鉚釘螺栓連接螺栓連接螺栓螺栓（1） 焊接連接焊接連接 u在被連接金屬件之間的縫隙區(qū)域，通過高溫使在被連接金屬件之間的縫隙區(qū)域，通過高溫使被連接金屬被連接金屬與與填填充金屬充金屬熔融結(jié)合，冷卻后形成牢固連接的工藝過程稱為熔融結(jié)合，冷卻后形成牢固連接的工藝過程稱為焊接連接焊接連接（welded

4、connection），填充金屬帶稱為），填充金屬帶稱為焊縫焊縫。u焊接連接不削弱構(gòu)件截面，接頭緊湊，可以采用自動化操作，焊接連接不削弱構(gòu)件截面，接頭緊湊，可以采用自動化操作，是是現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)最主要的連接方法現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)最主要的連接方法。u但是，由于焊縫附近高溫作用而形成的但是，由于焊縫附近高溫作用而形成的熱影響區(qū)熱影響區(qū)，使鋼材的金，使鋼材的金相組織和力學(xué)性能發(fā)生變化，材質(zhì)變脆，一旦局部發(fā)生裂紋很容相組織和力學(xué)性能發(fā)生變化，材質(zhì)變脆，一旦局部發(fā)生裂紋很容易擴(kuò)展，尤其在低溫下易發(fā)生脆斷；另外，焊接過程中會產(chǎn)生易擴(kuò)展，尤其在低溫下易發(fā)生脆斷；另外，焊接過程中會產(chǎn)生焊焊接應(yīng)力接應(yīng)力和和焊接變形焊接變形

5、，對結(jié)構(gòu)的工作性能往往有不利影響。，對結(jié)構(gòu)的工作性能往往有不利影響。3.1 連接方法連接方法視頻：焊縫視頻：焊縫優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：不削弱截面，方便施工，連接剛度大；不削弱截面，方便施工，連接剛度大；缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：材質(zhì)易脆，存在殘余應(yīng)力，對裂紋敏感。材質(zhì)易脆，存在殘余應(yīng)力，對裂紋敏感。 對接焊縫連接對接焊縫連接角焊縫連接角焊縫連接3.1 連接方法連接方法焊接連接焊接連接對接焊縫連接對接焊縫連接角焊縫連接角焊縫連接焊接連接焊接連接是現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)最基本最基本的連接方式，應(yīng)用最廣泛。的連接方式，應(yīng)用最廣泛。N3.1 連接方法連接方法（2） 螺栓連接螺栓連接螺栓連接需要在被連接間上螺栓連接需要在被連接

6、間上鉆孔鉆孔，裝上，裝上螺桿螺桿、擰緊、擰緊螺帽螺帽進(jìn)行連接。進(jìn)行連接。動畫：螺栓與螺母動畫：螺栓與螺母u螺栓（螺栓（bolt）分為）分為普通螺栓普通螺栓和和高強(qiáng)度螺栓高強(qiáng)度螺栓兩類。兩類。u 普通螺栓普通螺栓：分為：分為A、B、C三級。三級。A、B級螺栓稱為精制螺栓，級螺栓稱為精制螺栓，成本較高，其性能等級為成本較高，其性能等級為8.8級（表示抗拉強(qiáng)度不小于級（表示抗拉強(qiáng)度不小于800N/mm2，屈服點(diǎn)與抗拉強(qiáng)度之比為，屈服點(diǎn)與抗拉強(qiáng)度之比為0.8)； C級螺栓為粗制螺級螺栓為粗制螺栓，成本低，其性能等級為栓，成本低，其性能等級為4.6級或級或4.8級。級。u高強(qiáng)螺栓高強(qiáng)螺栓：高強(qiáng)度螺栓用優(yōu)

7、質(zhì)碳素鋼或低合金鋼制作，并經(jīng)：高強(qiáng)度螺栓用優(yōu)質(zhì)碳素鋼或低合金鋼制作，并經(jīng)過熱處理，材料性能等級達(dá)到過熱處理，材料性能等級達(dá)到8.8級以上。高強(qiáng)度螺栓按工作性級以上。高強(qiáng)度螺栓按工作性能不同，又分為能不同，又分為摩擦型連接摩擦型連接和和承壓型連接承壓型連接。 視頻：螺栓、螺母的生產(chǎn)視頻：螺栓、螺母的生產(chǎn)3.1 連接方法連接方法（3）鉚釘連接）鉚釘連接鉚釘（鉚釘（rivet）連接是將鉚釘插入鉚孔后施壓使鉚釘端部鉚合，）連接是將鉚釘插入鉚孔后施壓使鉚釘端部鉚合，常用常用加熱鉚合加熱鉚合，也可在常溫下鉚合。，也可在常溫下鉚合。鉚釘連接的塑性、韌性較好，連接變形小，承受動力荷載時(shí)鉚釘連接的塑性、韌性較好

8、，連接變形小，承受動力荷載時(shí)抗疲勞性能好，抗疲勞性能好，適合于重型和直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)適合于重型和直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)。由于鉚釘連接費(fèi)材費(fèi)工，噪音大，一般情況下由于鉚釘連接費(fèi)材費(fèi)工，噪音大，一般情況下很少采用很少采用。3.1 連接方法連接方法視頻：鉚釘機(jī)鉚接過程視頻：鉚釘機(jī)鉚接過程3.2.1 鋼結(jié)構(gòu)的焊接方法鋼結(jié)構(gòu)的焊接方法u常用：電弧焊常用：電弧焊手工電弧焊、自動手工電弧焊、自動(或半自或半自動動)埋弧焊埋弧焊，氣體保護(hù)焊及電阻焊，氣體保護(hù)焊及電阻焊 。1.手工電弧焊手工電弧焊原理：利用電弧產(chǎn)生熱量原理：利用電弧產(chǎn)生熱量 熔化焊條和母材形熔化焊條和母材形 成焊縫。成焊縫。 焊機(jī)焊機(jī)導(dǎo)線

9、導(dǎo)線熔池熔池焊條焊條焊鉗焊鉗保護(hù)氣體保護(hù)氣體焊件焊件電弧電弧視頻：手工電弧焊視頻：手工電弧焊3.2 焊接方法和焊縫形式焊接方法和焊縫形式A、焊條的選擇：、焊條的選擇：焊條應(yīng)與焊件鋼材相適應(yīng)。焊條應(yīng)與焊件鋼材相適應(yīng)。如：如： Q235-E4328；Q345-E5048；Q390-E5518B、焊條的表示方法：、焊條的表示方法： E焊條焊條(Electrode)第第1、2位數(shù)字為熔融金屬的最小抗拉強(qiáng)度（位數(shù)字為熔融金屬的最小抗拉強(qiáng)度（10N/mm2)第第3、4適用焊接位置、電流及藥皮的類型。適用焊接位置、電流及藥皮的類型。不同鋼種的鋼材焊接，宜采用與不同鋼種的鋼材焊接，宜采用與低強(qiáng)度低強(qiáng)度鋼材相適

10、應(yīng)的焊條。鋼材相適應(yīng)的焊條。優(yōu)點(diǎn)：方便，特別在高空和野外作業(yè)，小型焊接；優(yōu)點(diǎn)：方便，特別在高空和野外作業(yè)，小型焊接；缺點(diǎn)：質(zhì)量波動大，要求焊工等級高，勞動強(qiáng)度大，效率低。缺點(diǎn)：質(zhì)量波動大，要求焊工等級高，勞動強(qiáng)度大，效率低。C、優(yōu)、缺點(diǎn)：、優(yōu)、缺點(diǎn)：3.2 焊接方法和焊縫形式焊接方法和焊縫形式視頻：焊條視頻：焊條2.埋弧焊（自動或半自動）埋弧焊（自動或半自動）、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埋弧自動焊埋弧自動焊視頻：埋弧自動焊視頻：埋弧自動焊3.2 焊接方法和焊縫形式焊接方法和焊縫形式 埋弧焊的焊條應(yīng)與焊件鋼材相匹配，如：埋弧焊的焊條應(yīng)與焊件鋼材相匹配，如

11、：Q235-H08、H08A、H08MnA; Q345、Q390-H08A、H08E、H08Mn送送絲絲器器機(jī)機(jī)器器3.2 焊接方法和焊縫形式焊接方法和焊縫形式視頻：焊絲視頻：焊絲小結(jié)：小結(jié)：A、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。B、優(yōu)、缺點(diǎn)：、優(yōu)、缺點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：自動化程度高，焊接速度快，勞動強(qiáng)度低，：自動化程度高，焊接速度快，勞動強(qiáng)度低，焊接質(zhì)量好。焊接質(zhì)量好。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：設(shè)備投資大，施工位置受限等。：設(shè)備投資大，施工位置受限等。3.2 焊接方法和焊縫形式焊接方法和焊縫形式3.氣體保護(hù)焊氣體保護(hù)焊氣體保護(hù)焊簡稱氣體保護(hù)焊簡稱氣電焊氣電焊，是利用，是利用惰性氣體（如氬惰

12、性氣體（如氬氣）氣）或或二氧化碳?xì)怏w二氧化碳?xì)怏w作為保護(hù)介質(zhì)，在電弧周圍造作為保護(hù)介質(zhì)，在電弧周圍造成局部的保護(hù)層，使被熔化的鋼材不與空氣接觸，成局部的保護(hù)層，使被熔化的鋼材不與空氣接觸，因而電弧加熱集中，焊接速度快，熔化深度大，焊因而電弧加熱集中，焊接速度快，熔化深度大，焊縫強(qiáng)度高，塑性好?？p強(qiáng)度高，塑性好。 視頻：視頻：CO2氣體保護(hù)焊氣體保護(hù)焊3.2 焊接方法和焊縫形式焊接方法和焊縫形式視頻：氬弧焊視頻：氬弧焊4.電阻焊電阻焊 電阻焊是利用電流通過焊件接觸點(diǎn)表面的電阻所產(chǎn)生的熱量電阻焊是利用電流通過焊件接觸點(diǎn)表面的電阻所產(chǎn)生的熱量來熔化金屬，再通過壓力使其焊合。冷彎薄壁型鋼的焊接常用來熔

13、化金屬，再通過壓力使其焊合。冷彎薄壁型鋼的焊接常用這種接觸點(diǎn)焊這種接觸點(diǎn)焊(如圖如圖)。電阻焊適用于。電阻焊適用于板疊厚度不超過板疊厚度不超過12mm的焊的焊接。接。視頻：電阻焊視頻：電阻焊3.2 焊接方法和焊縫形式焊接方法和焊縫形式電阻焊電阻焊 主體金屬主體金屬焊縫焊縫夾具夾具3.2.2 焊縫形式及焊接連接形式焊縫形式及焊接連接形式焊縫形式主要有兩種：焊縫形式主要有兩種：對接焊縫對接焊縫和和角焊縫角焊縫 焊縫形式焊縫形式角焊縫角焊縫 對接焊縫對接焊縫 3.2 焊接方法和焊縫形式焊接方法和焊縫形式按施焊時(shí)焊工所持焊條與焊件間的相對位置關(guān)系，焊縫還分為：按施焊時(shí)焊工所持焊條與焊件間的相對位置關(guān)系

14、，焊縫還分為： 焊縫施焊位置焊縫施焊位置 平焊平焊 橫焊橫焊 立焊立焊仰焊仰焊 3.2 焊接方法和焊縫形式焊接方法和焊縫形式仰焊仰焊橫焊橫焊平焊平焊立焊立焊角焊縫按施焊位置或表示為：角焊縫按施焊位置或表示為：船形位置焊船形位置焊（平焊）（平焊）立立焊焊立立焊焊仰焊仰焊仰焊仰焊仰焊仰焊橫焊橫焊橫焊橫焊橫焊橫焊平焊平焊3.2 焊接方法和焊縫形式焊接方法和焊縫形式仰焊仰焊連接形式連接形式平接平接 搭接搭接 T T形連接形連接 角接角接 3.2 焊接方法和焊縫形式焊接方法和焊縫形式(a)(c)(b)(d)(e)(f)(g)(h)(i)除上述主要形式外，有時(shí)還采用除上述主要形式外，有時(shí)還采用焊釘焊釘和和

15、槽焊槽焊。即在板件上加工出即在板件上加工出圓孔圓孔或或槽孔槽孔，在孔內(nèi)進(jìn)行，在孔內(nèi)進(jìn)行部分或全部焊接部分或全部焊接。焊釘和槽焊用于搭接連接可以傳遞剪力焊釘和槽焊用于搭接連接可以傳遞剪力，或用于防止搭接部分，或用于防止搭接部分的鼓曲，或用于組裝件的連接。的鼓曲，或用于組裝件的連接。3.2 焊接方法和焊縫形式焊接方法和焊縫形式焊釘焊釘槽焊槽焊3.2.3 焊縫缺陷和焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)焊縫缺陷和焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)（1）焊縫缺陷）焊縫缺陷焊縫的常見缺陷：焊縫的常見缺陷： 裂紋裂紋是焊縫連接中是焊縫連接中最危險(xiǎn)的缺陷最危險(xiǎn)的缺陷（defect）。按裂紋產(chǎn)生的）。按裂紋產(chǎn)生的時(shí)間，可分為時(shí)間，可分為熱裂紋熱裂紋和和冷裂

16、紋冷裂紋。 3.2 焊接方法和焊縫形式焊接方法和焊縫形式氣孔氣孔夾碴夾碴未焊透未焊透咬邊咬邊焊瘤焊瘤冷裂紋冷裂紋熱裂紋熱裂紋（2） 焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)與焊縫強(qiáng)度焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)與焊縫強(qiáng)度 焊縫檢驗(yàn)就是檢驗(yàn)焊縫及焊接熱影響區(qū)域的有無各種缺焊縫檢驗(yàn)就是檢驗(yàn)焊縫及焊接熱影響區(qū)域的有無各種缺陷，并作出相應(yīng)的處理，評價(jià)焊接質(zhì)量、性能是否達(dá)到設(shè)陷，并作出相應(yīng)的處理，評價(jià)焊接質(zhì)量、性能是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，確保焊縫安全可靠。計(jì)要求，確保焊縫安全可靠。3.2 焊接方法和焊縫形式焊接方法和焊縫形式焊縫質(zhì)量檢查焊縫質(zhì)量檢查外觀檢查：外觀檢查：檢查外觀缺陷檢查外觀缺陷和和幾何尺寸；幾何尺寸；內(nèi)部無損檢驗(yàn)：內(nèi)部無損檢驗(yàn)：檢驗(yàn)內(nèi)部缺

17、陷。檢驗(yàn)內(nèi)部缺陷。內(nèi)部檢驗(yàn)主要采用內(nèi)部檢驗(yàn)主要采用超聲波超聲波，有時(shí)還用有時(shí)還用磁粉檢驗(yàn)、熒光磁粉檢驗(yàn)、熒光檢驗(yàn)檢驗(yàn)等輔助檢驗(yàn)方法。還等輔助檢驗(yàn)方法。還可以采用可以采用X射線射線或或射線射線透透照或拍片。照或拍片。3.2 焊接方法和焊縫形式焊接方法和焊縫形式鋼結(jié)構(gòu)工程施工鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范驗(yàn)收規(guī)范(GB50205-2001)規(guī)定：規(guī)定：焊縫按其檢驗(yàn)方法和質(zhì)量要求分為一級、二級和三級。焊縫按其檢驗(yàn)方法和質(zhì)量要求分為一級、二級和三級。三級焊縫三級焊縫：規(guī)定只對全部焊縫作外觀質(zhì)量檢查，即檢查焊縫尺規(guī)定只對全部焊縫作外觀質(zhì)量檢查，即檢查焊縫尺寸和外觀缺陷（表面裂紋、焊瘤、氣孔、咬邊等）是否

18、符合焊寸和外觀缺陷（表面裂紋、焊瘤、氣孔、咬邊等）是否符合焊縫質(zhì)量三級標(biāo)準(zhǔn)的要求；縫質(zhì)量三級標(biāo)準(zhǔn)的要求；二級焊縫二級焊縫：除了作焊縫外觀檢查，還需對除了作焊縫外觀檢查，還需對20%的焊縫作的焊縫作超聲波檢查。超聲波檢查。一級焊縫一級焊縫：除了作焊縫外觀檢查，還需對全部焊縫作超聲波檢除了作焊縫外觀檢查，還需對全部焊縫作超聲波檢查，當(dāng)超聲波探傷不能對缺陷作出判斷時(shí)，還應(yīng)按查，當(dāng)超聲波探傷不能對缺陷作出判斷時(shí)，還應(yīng)按金屬熔金屬熔化焊焊接接頭射線照相化焊焊接接頭射線照相（GB/T 33232005），還要求作），還要求作X射線檢查。射線檢查。3.2 焊接方法和焊縫形式焊接方法和焊縫形式uGB50017

19、-2003鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范還規(guī)定焊縫應(yīng)根據(jù)結(jié)還規(guī)定焊縫應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性、荷載特性、焊縫形式、工作環(huán)境以及應(yīng)力狀構(gòu)的重要性、荷載特性、焊縫形式、工作環(huán)境以及應(yīng)力狀態(tài)等情況，按下列原則分別選用不同的質(zhì)量等級。態(tài)等情況，按下列原則分別選用不同的質(zhì)量等級。（1）需要計(jì)算疲勞的構(gòu)件：需要計(jì)算疲勞的構(gòu)件：垂直于作用力方向的橫向?qū)哟怪庇谧饔昧Ψ较虻臋M向?qū)雍缚p或焊縫或T形接頭對接與角接組合焊縫，受拉時(shí)為一級，受壓形接頭對接與角接組合焊縫，受拉時(shí)為一級，受壓時(shí)為二級；平行于作用力方向的縱向?qū)雍缚p為二級時(shí)為二級；平行于作用力方向的縱向?qū)雍缚p為二級。（2）不需要計(jì)算疲勞的構(gòu)件：不需要計(jì)算疲勞的

20、構(gòu)件：凡要求與母材等強(qiáng)的對接焊凡要求與母材等強(qiáng)的對接焊縫，受拉時(shí)應(yīng)不低于二級，受壓時(shí)宜為二級?？p，受拉時(shí)應(yīng)不低于二級，受壓時(shí)宜為二級。3.2 焊接方法和焊縫形式焊接方法和焊縫形式（3）重級工作制和起重量重級工作制和起重量Q50t的中級工作制的中級工作制吊車梁吊車梁：腹：腹板與上翼緣之間，以及吊車桁架上弦桿與節(jié)點(diǎn)板之間的全板與上翼緣之間，以及吊車桁架上弦桿與節(jié)點(diǎn)板之間的全焊透焊透T形接頭對接與角接組合焊縫，形接頭對接與角接組合焊縫，不應(yīng)低于二級不應(yīng)低于二級。（4）T形接頭形接頭的角焊縫或部分焊透的對接與角接組合焊縫，的角焊縫或部分焊透的對接與角接組合焊縫，以及以及搭接連接搭接連接的角焊縫，在用于

21、的角焊縫，在用于直接承受動力荷載直接承受動力荷載且需要計(jì)且需要計(jì)算算疲勞疲勞的結(jié)構(gòu)和起重量的結(jié)構(gòu)和起重量Q50t的中級工作制吊車梁時(shí)，外觀的中級工作制吊車梁時(shí)，外觀質(zhì)量應(yīng)質(zhì)量應(yīng)符合二級符合二級。在用于其他結(jié)構(gòu)時(shí)，外觀質(zhì)量可為三級。在用于其他結(jié)構(gòu)時(shí)，外觀質(zhì)量可為三級。3.2 焊接方法和焊縫形式焊接方法和焊縫形式3.2.4 焊縫代號焊縫代號 焊縫代號用于鋼結(jié)構(gòu)施工圖上對焊縫進(jìn)行標(biāo)注，標(biāo)明焊縫焊縫代號用于鋼結(jié)構(gòu)施工圖上對焊縫進(jìn)行標(biāo)注，標(biāo)明焊縫形式、尺寸和輔助要求。常用焊縫代號和標(biāo)注方法如下：形式、尺寸和輔助要求。常用焊縫代號和標(biāo)注方法如下： hfhfhfhfccpccphfhf焊縫代號及標(biāo)注方法焊縫

22、代號及標(biāo)注方法3.2 焊接方法和焊縫形式焊接方法和焊縫形式u焊縫分布比較復(fù)雜或用上述注標(biāo)方法不能表達(dá)清楚時(shí)，可焊縫分布比較復(fù)雜或用上述注標(biāo)方法不能表達(dá)清楚時(shí)，可在標(biāo)注焊縫代號的同時(shí)，在圖上加在標(biāo)注焊縫代號的同時(shí)，在圖上加?xùn)啪€表示焊縫柵線表示焊縫。 3.2 焊接方法和焊縫形式焊接方法和焊縫形式焊縫符號及標(biāo)注方法焊縫符號及標(biāo)注方法焊縫符號表示法焊縫符號表示法（GB/T324-1988）建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)（GB/T50105-2001）（a）正面焊縫）正面焊縫（b）背面焊縫）背面焊縫（c）安裝焊縫）安裝焊縫（d）背面安裝焊縫）背面安裝焊縫3.3.1 對接焊縫的構(gòu)造對接焊縫的構(gòu)造 對接焊

23、縫常做成帶坡口的形式，故又稱為坡口焊縫。常用的對接焊縫常做成帶坡口的形式，故又稱為坡口焊縫。常用的坡口形式有坡口形式有直邊形、單邊直邊形、單邊V形、形、V形、形、U形、形、K形和形和X形形(如下圖如下圖)。做坡口是為了便于施焊，保證焊接質(zhì)量，應(yīng)根據(jù)焊件的厚度選做坡口是為了便于施焊，保證焊接質(zhì)量，應(yīng)根據(jù)焊件的厚度選用不同的坡口形式。用不同的坡口形式。坡口形狀參數(shù)坡口形狀參數(shù)有：斜坡角度有：斜坡角度、鈍邊厚度、鈍邊厚度p和間隙寬度和間隙寬度c。3.3 對接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算對接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算pppppc=0.52mmc=23mmc=23mmc=34mmc=34mmc=34mmu當(dāng)焊件厚度當(dāng)焊件厚度

24、t6mm(手工焊手工焊)或或t10mm(埋弧焊埋弧焊)時(shí)，可采用直時(shí)，可采用直邊形焊縫；對于邊形焊縫；對于一般厚度一般厚度（t820mm），可采用單邊），可采用單邊V或或V形焊縫，斜坡口和間隙形焊縫，斜坡口和間隙c形成一個(gè)焊條能夠施焊的空間，使焊縫形成一個(gè)焊條能夠施焊的空間，使焊縫易于焊透；易于焊透；對于厚度對于厚度t20mm，應(yīng)采用施焊空間更大的，應(yīng)采用施焊空間更大的U形、形、K形或形或X形焊縫。形焊縫。u當(dāng)當(dāng)間隙間隙c過大時(shí)過大時(shí)，為防止熔化金屬溢出，可采用墊板，施焊成，為防止熔化金屬溢出，可采用墊板，施焊成型后，墊板可除去，也可保留。型后，墊板可除去，也可保留。3.3 對接焊縫的構(gòu)造和計(jì)

25、算對接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算b=0.52mm（直邊縫）（直邊縫）b=23mm（單邊（單邊V）b=23mm（V型）型）p（U型）型）b=34mmpb=34mmp（K型）型）b=34mmp（X型）型）溫習(xí)：坡口形式溫習(xí)：坡口形式視頻：對接接頭的坡口形式視頻：對接接頭的坡口形式對接焊縫加引弧板對接焊縫加引弧板u對接焊縫的兩端，常因不能熔透而出現(xiàn)凹形的焊口，焊口處對接焊縫的兩端，常因不能熔透而出現(xiàn)凹形的焊口，焊口處常產(chǎn)生裂紋和應(yīng)力集中。所以，對接焊縫施焊時(shí)應(yīng)采用常產(chǎn)生裂紋和應(yīng)力集中。所以，對接焊縫施焊時(shí)應(yīng)采用引弧板引弧板消除此影響；消除此影響；u引弧板和引出板，焊后將它們割除；引弧板和引出板，焊后將它們割除

26、；u在一些特殊情況下無法采用引弧板時(shí)（如在一些特殊情況下無法采用引弧板時(shí)（如T形接頭的對接焊形接頭的對接焊縫），每條焊縫的縫），每條焊縫的計(jì)算長度（有效長度）焊縫長度計(jì)算長度（有效長度）焊縫長度2t(t為較為較薄焊件的厚度薄焊件的厚度)。3.3 對接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算對接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算引弧板引弧板u在對接焊縫的拼接處，當(dāng)兩塊焊件的寬度或厚度相差在對接焊縫的拼接處，當(dāng)兩塊焊件的寬度或厚度相差4mm以上時(shí)，應(yīng)分別把較寬或較厚一側(cè)的板件做成不大于以上時(shí)，應(yīng)分別把較寬或較厚一側(cè)的板件做成不大于1：2.5的的斜邊與窄或薄的焊件焊接，使截面緩和過渡以斜邊與窄或薄的焊件焊接，使截面緩和過渡以減小應(yīng)力集中減小

27、應(yīng)力集中。3.3 對接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算對接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算1:2.51: 對接焊縫的強(qiáng)度計(jì)算對接焊縫的強(qiáng)度計(jì)算焊縫的強(qiáng)度計(jì)算，就是計(jì)算焊縫在各種受力情況下，是否滿足焊縫的強(qiáng)度計(jì)算，就是計(jì)算焊縫在各種受力情況下，是否滿足強(qiáng)度條件，保證連接的可靠性。強(qiáng)度條件，保證連接的可靠性。（1）對接焊縫受軸心力作用）對接焊縫受軸心力作用對接焊縫與軸力垂直時(shí)，焊縫截面的應(yīng)力均勻分布，強(qiáng)度計(jì)算對接焊縫與軸力垂直時(shí)，焊縫截面的應(yīng)力均勻分布，強(qiáng)度計(jì)算公式為：公式為：wwtcwNffl t 或或式中式中 N 軸心拉力或壓力；軸心拉力或壓力； lw 焊縫的焊縫的計(jì)算長度計(jì)算長度。未。未使用引弧板時(shí)，使用引

28、弧板時(shí)， lw l2t，采，采用引弧板時(shí)用引弧板時(shí) lwl; 3.3 對接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算對接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算NNltl 焊縫的幾何長度；焊縫的幾何長度；t 被連接件的較小厚度，在被連接件的較小厚度，在T形連接中為腹板厚度形連接中為腹板厚度;ftw、 fcw對接焊縫的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（查附表）對接焊縫的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（查附表）。對于焊縫質(zhì)量等級為一、二級的對接焊縫，其強(qiáng)度與鋼對于焊縫質(zhì)量等級為一、二級的對接焊縫，其強(qiáng)度與鋼材強(qiáng)度相等。因此，如果連接中使用了引弧板，則鋼材強(qiáng)材強(qiáng)度相等。因此，如果連接中使用了引弧板，則鋼材強(qiáng)度滿足焊縫強(qiáng)度就滿足，可不驗(yàn)算。度滿足焊縫強(qiáng)度就滿足，可不驗(yàn)算。

29、而焊縫質(zhì)量為三級的焊縫，其強(qiáng)度低于鋼材強(qiáng)度，必須而焊縫質(zhì)量為三級的焊縫，其強(qiáng)度低于鋼材強(qiáng)度，必須按公式計(jì)算。按公式計(jì)算。 3.3 對接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算對接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算u如果直焊縫的強(qiáng)度不滿足，可使用如果直焊縫的強(qiáng)度不滿足，可使用斜對接焊縫斜對接焊縫（如圖），使（如圖），使焊縫的長度增加，應(yīng)力減小。若取焊縫與與作用力之間的夾角焊縫的長度增加，應(yīng)力減小。若取焊縫與與作用力之間的夾角56.3o（tan 1.5），斜焊縫的強(qiáng)度不會低于鋼材，可以不），斜焊縫的強(qiáng)度不會低于鋼材，可以不驗(yàn)算。驗(yàn)算。3.3 對接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算對接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算NbtN（2）對接焊縫受彎矩、剪力共同作用）對接焊縫受彎矩

30、、剪力共同作用u用對接焊縫連接的工字形截面梁，焊縫受用對接焊縫連接的工字形截面梁，焊縫受彎矩彎矩和和剪力剪力共同作用。共同作用。u截面上正應(yīng)力、剪應(yīng)力分布如圖示，在上、下翼緣邊有最大正應(yīng)截面上正應(yīng)力、剪應(yīng)力分布如圖示，在上、下翼緣邊有最大正應(yīng)力，在腹板中部有最大剪應(yīng)力，且都屬于單向應(yīng)力狀態(tài)，可分別力，在腹板中部有最大剪應(yīng)力，且都屬于單向應(yīng)力狀態(tài)，可分別驗(yàn)算這兩點(diǎn)的驗(yàn)算這兩點(diǎn)的抗彎強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度和和抗剪強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度：wtwMfW wwvw wVSfI t 3.3 對接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算對接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算MV另外，在另外，在翼緣與腹板相交處翼緣與腹板相交處，同時(shí)受較大正應(yīng)力和剪應(yīng)力，且，同時(shí)受較大正

31、應(yīng)力和剪應(yīng)力，且屬于雙向應(yīng)力狀態(tài)，該點(diǎn)的應(yīng)力按折算應(yīng)力計(jì)算。考慮到折算應(yīng)屬于雙向應(yīng)力狀態(tài)，該點(diǎn)的應(yīng)力按折算應(yīng)力計(jì)算?？紤]到折算應(yīng)力只是在局部出現(xiàn)，力只是在局部出現(xiàn)，焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值可提高焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值可提高10，故得計(jì)算公故得計(jì)算公式如下：式如下：式中式中 Iw焊縫計(jì)算截面的慣性矩；焊縫計(jì)算截面的慣性矩； Sw計(jì)算剪應(yīng)力處以外的焊縫計(jì)算截面對中和軸的面積矩；計(jì)算剪應(yīng)力處以外的焊縫計(jì)算截面對中和軸的面積矩； Ww焊縫計(jì)算截面的抵抗矩；焊縫計(jì)算截面的抵抗矩； tw腹板厚度；腹板厚度； fvw對接焊縫的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。對接焊縫的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。3.3 對接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算對接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算MV1

32、13.3 對接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算對接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算22w11t31.1f式中式中 1腹板與翼緣交接處由彎矩引起的正應(yīng)力；腹板與翼緣交接處由彎矩引起的正應(yīng)力； 1腹板與翼緣交接處的剪應(yīng)力；腹板與翼緣交接處的剪應(yīng)力；在翼緣與腹板相交處：在翼緣與腹板相交處：MV11（3）對接焊縫受軸心力、彎矩和剪力共同作用）對接焊縫受軸心力、彎矩和剪力共同作用 u將軸心力作用產(chǎn)生的正應(yīng)力與彎矩產(chǎn)生的正應(yīng)力疊加。此時(shí)，最將軸心力作用產(chǎn)生的正應(yīng)力與彎矩產(chǎn)生的正應(yīng)力疊加。此時(shí)，最大正應(yīng)力在翼緣邊，單向受力；其余部分均受正應(yīng)力和剪應(yīng)力作用，大正應(yīng)力在翼緣邊，單向受力；其余部分均受正應(yīng)力和剪應(yīng)力作用，屬雙向應(yīng)力狀態(tài)，其中屬雙

33、向應(yīng)力狀態(tài)，其中翼緣與腹板相交處翼緣與腹板相交處正應(yīng)力和剪應(yīng)力都較大。正應(yīng)力和剪應(yīng)力都較大。需對上述兩點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。需對上述兩點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。wwmaxNwtcwwmax32wwvwwNMffAWVSVfI tl t 或或A.對于焊縫的對于焊縫的max和和max應(yīng)滿足應(yīng)滿足3.3 對接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算對接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算MVhh0NNN M 22131 1wNw1t. f （）B.對于翼緣與腹板交接點(diǎn)焊縫對于翼緣與腹板交接點(diǎn)焊縫（1點(diǎn)點(diǎn)），其折算應(yīng)力尚應(yīng)，其折算應(yīng)力尚應(yīng)滿足下式要求：滿足下式要求：1.1考慮最大折算應(yīng)力只在局部出現(xiàn)的強(qiáng)度增大系數(shù)。考慮最大折算應(yīng)力只在局部出現(xiàn)的強(qiáng)度增大系數(shù)。1

34、焊縫截面焊縫截面max11maxN3.3 對接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算對接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算 對于梁柱節(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牛腿處腹板的焊縫計(jì)算面積。牛腿處腹板的焊縫計(jì)算面積。wvwVfA 對接焊縫的計(jì)算除考慮焊縫長度是否減少，焊縫強(qiáng)度要否折對接焊縫的計(jì)算除考慮焊縫長度是否減少，焊縫強(qiáng)度要否折減外，對接焊縫的計(jì)算方法與母材的強(qiáng)度計(jì)算完全相同。減外，對接焊縫的計(jì)算方法與母材的強(qiáng)度計(jì)算完全相同。 3.3 對接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算對接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算對接焊縫計(jì)算步驟對接焊縫計(jì)算步驟l確定荷載；

35、確定荷載；l進(jìn)行截面應(yīng)力狀態(tài)分析；進(jìn)行截面應(yīng)力狀態(tài)分析；l計(jì)算截面幾何特征值；計(jì)算截面幾何特征值；l強(qiáng)度驗(yàn)算。強(qiáng)度驗(yàn)算。確定最不利位置；確定最不利位置；wVwwwftIVS maxwteqf1 . 1322 wcwtorffmax3.3 對接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算對接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算11NMwwww wNMl tWVSI t max 1. 截面幾何特征值計(jì)算截面幾何特征值計(jì)算4633mm1028981210002401032250wI【例題【例題3.1】【解】【解】2501016161000MV366maxmm106163. 5516102898yIWwwmax 1 1 1361mm10032. 2

36、50816250wS361mm10282. 325010500wwSS驗(yàn)算如圖所示的鋼板對接焊縫的連接。驗(yàn)算如圖所示的鋼板對接焊縫的連接。M=1008kN.m，V=240KN，鋼，鋼材材Q235，E43焊條，手工焊，質(zhì)量等級為三級，采用引弧板。焊條，手工焊，質(zhì)量等級為三級，采用引弧板。2. 焊縫強(qiáng)度計(jì)算焊縫強(qiáng)度計(jì)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 .

37、27fhh0max1 wwwtISV 112N/mm9 .173103210005 .1791010289810032. 210240663 2N/mm8 .1621213 eq222N/mm3 .1768 .1639 .173，滿足。2N/mm5 .2031851 . 11 . 1wtf驗(yàn)算如圖所示牛腿與柱的對接焊縫連接。驗(yàn)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}【例題3.2】961012190max bM aM F1601201220010ba961012190

38、max bM aM 2. 荷載計(jì)算荷載計(jì)算kN170 FVmkN2 .27160. 0170MF160ba1. 截面幾何特征值計(jì)算截面幾何特征值計(jì)算【解】【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)12122wIxx0961219010yc3. 焊縫強(qiáng)度驗(yàn)算焊縫強(qiáng)度驗(yàn)算w2w2w2tcv300N/mm ,350N/mm ,205N/mmfff622max627.2 1068.9143.6N/mm30

39、0N/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 .317wtf961012190max bM aM 3.4.1 角焊縫的截面形式和受力性能角焊縫的截面形式和受力性能角焊縫截面形式可分為角焊縫截面形式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兩類：兩類：其中直角角焊縫的直角邊邊長其中直

40、角角焊縫的直角邊邊長hf稱為稱為焊腳尺寸焊腳尺寸；he稱為焊稱為焊縫的縫的有效厚度有效厚度，是計(jì)算角焊縫破壞面面積的參數(shù)之一，是計(jì)算角焊縫破壞面面積的參數(shù)之一 。 直角角焊縫及截面形式直角角焊縫及截面形式 3.4 角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算(a)(a)等腰式等腰式(b)平坦式平坦式(c)凹面式凹面式hf1.5 hfhehfhfhehfhfhe重點(diǎn)：重點(diǎn)：直角角焊縫直角角焊縫和和構(gòu)造構(gòu)造和和計(jì)算計(jì)算。對于對于135o或或t2）。）。hf 1 .5t1t2hf t2t1t1 t23.4 角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算當(dāng)角焊縫貼著焊件板邊緣施焊當(dāng)角焊縫貼著焊件板邊緣施焊時(shí)，為避免產(chǎn)生

41、時(shí)，為避免產(chǎn)生“咬邊咬邊”現(xiàn)象，現(xiàn)象，角焊縫的最大焊腳尺寸應(yīng)符合圖角焊縫的最大焊腳尺寸應(yīng)符合圖示要求：示要求： 圓孔或槽孔內(nèi)角焊縫的最大圓孔或槽孔內(nèi)角焊縫的最大焊腳尺寸為圓孔直徑或槽孔短徑焊腳尺寸為圓孔直徑或槽孔短徑的的1/3。3）最小計(jì)算長度）最小計(jì)算長度w,minf840mmlh且此規(guī)定適合正面角焊縫和側(cè)面角焊縫。此規(guī)定適合正面角焊縫和側(cè)面角焊縫。 3.4 角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算4）最大計(jì)算長度）最大計(jì)算長度 對側(cè)面角焊縫對側(cè)面角焊縫 承受承受靜力荷載靜力荷載或或間接承受動力荷載間接承受動力荷載時(shí)，時(shí)， 直接承受動力荷載直接承受動力荷載時(shí)，時(shí)， 在滿足受力和構(gòu)造要求的前提下，

42、從減小焊接熱影響的角度在滿足受力和構(gòu)造要求的前提下，從減小焊接熱影響的角度來說，應(yīng)盡可能采用焊腳尺寸小而長度較長的焊縫。來說，應(yīng)盡可能采用焊腳尺寸小而長度較長的焊縫。w,maxf60lhw,maxf40lh計(jì)算長度：計(jì)算長度：max,wwmin,wlllmax, ffmin, fhhh小結(jié)小結(jié)設(shè)計(jì)時(shí)，焊縫需滿足：設(shè)計(jì)時(shí)，焊縫需滿足：焊腳尺寸：焊腳尺寸：3.4 角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算5）其他構(gòu)造要求）其他構(gòu)造要求當(dāng)板件的端部僅有兩側(cè)角焊縫連接時(shí)，為避免應(yīng)力傳遞的當(dāng)板件的端部僅有兩側(cè)角焊縫連接時(shí)，為避免應(yīng)力傳遞的過分曲折而使構(gòu)件中應(yīng)力過分不均，應(yīng)使過分曲折而使構(gòu)件中應(yīng)力過分不均，應(yīng)使

43、每條側(cè)面角焊縫長每條側(cè)面角焊縫長度不小于兩側(cè)面角焊縫之間的距離度不小于兩側(cè)面角焊縫之間的距離b。3.4 角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算t1blw wbt2N2hf f鋼板拱曲鋼板拱曲N同時(shí)，為了避免因焊縫橫向收縮，引起板件拱曲，應(yīng)使同時(shí)，為了避免因焊縫橫向收縮，引起板件拱曲，應(yīng)使側(cè)面角焊縫側(cè)面角焊縫之間的距離之間的距離b不宜大于不宜大于16t(當(dāng)當(dāng)t12mm)或或190mm(當(dāng)當(dāng)t12mm)，t為較薄為較薄焊件厚度。若不能滿足上述規(guī)定時(shí)，應(yīng)加正面角焊縫或焊釘。焊件厚度。若不能滿足上述規(guī)定時(shí)，應(yīng)加正面角焊縫或焊釘。當(dāng)角焊縫的端部在構(gòu)件轉(zhuǎn)角處時(shí)，為避免起、滅弧缺陷發(fā)生在應(yīng)力當(dāng)角焊縫的端部在構(gòu)

44、件轉(zhuǎn)角處時(shí)，為避免起、滅弧缺陷發(fā)生在應(yīng)力集中較大的轉(zhuǎn)角處，宜連續(xù)地集中較大的轉(zhuǎn)角處，宜連續(xù)地繞過轉(zhuǎn)角加焊繞過轉(zhuǎn)角加焊2hf。在搭接連接中，在搭接連接中，搭接長度不得小于焊件較小厚度的搭接長度不得小于焊件較小厚度的5倍，且不小于倍，且不小于25mm，以減小焊縫收縮應(yīng)力和偏心產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動對連接的影響，以減小焊縫收縮應(yīng)力和偏心產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動對連接的影響 3.4 角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算LNNNN發(fā)生轉(zhuǎn)動發(fā)生轉(zhuǎn)動對次要構(gòu)件且焊縫受力很小時(shí)，可采用對次要構(gòu)件且焊縫受力很小時(shí)，可采用間斷角焊縫連接間斷角焊縫連接。間斷。間斷角焊縫長度角焊縫長度l必須大于必須大于10hf，且不小于，且不小于50mm；間

45、斷角焊縫的間距；間斷角焊縫的間距e不宜太長，以免因間斷過大，使連接不緊密。不宜太長，以免因間斷過大，使連接不緊密。 對受壓構(gòu)件：間距對受壓構(gòu)件：間距e 15t 對受拉構(gòu)件：間距對受拉構(gòu)件：間距e30t t較薄焊件的厚度。較薄焊件的厚度。 3.4 角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算連續(xù)角焊縫連續(xù)角焊縫間斷角焊縫間斷角焊縫le 試驗(yàn)表明，直角角焊縫的破壞常發(fā)生在試驗(yàn)表明，直角角焊縫的破壞常發(fā)生在喉部喉部，故通常將，故通常將45o截面截面作為計(jì)算截面，作用在該截面上的應(yīng)力如下圖所示：作為計(jì)算截面，作用在該截面上的應(yīng)力如下圖所示：3.4.3 直角角焊縫計(jì)算的基本公式直角角焊縫計(jì)算的基本公式hfheh

46、h1h2dehelwH焊縫厚度、焊縫厚度、h1熔深熔深h2凸度、凸度、d焊趾、焊趾、e焊根焊根3.4 角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算u分析計(jì)算直角角焊縫時(shí)，作如下假定和簡化處理：分析計(jì)算直角角焊縫時(shí)，作如下假定和簡化處理： 假定角焊縫破壞面與直角邊的假定角焊縫破壞面與直角邊的夾角為夾角為45o； 不計(jì)焊縫熔入焊件的深度和焊縫表面的弧線高度，偏安全地取破壞不計(jì)焊縫熔入焊件的深度和焊縫表面的弧線高度，偏安全地取破壞面上等腰三角形的高為直角角焊縫的面上等腰三角形的高為直角角焊縫的有效厚度有效厚度he， he=0.7hf。有效厚度有效厚度he與焊縫計(jì)算長度與焊縫計(jì)算長度lw的乘積稱為破壞面的的乘

47、積稱為破壞面的有效截面面積有效截面面積。角焊縫計(jì)算簡圖角焊縫計(jì)算簡圖3.4 角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算角焊縫的強(qiáng)度條件角焊縫的強(qiáng)度條件 ： 222w/u3f 式中式中垂直于焊縫有效截面的正應(yīng)力；垂直于焊縫有效截面的正應(yīng)力； 有效截面上垂直焊縫長度方向的剪應(yīng)力；有效截面上垂直焊縫長度方向的剪應(yīng)力； 有效截面上平行于焊縫長度方向的剪應(yīng)力；有效截面上平行于焊縫長度方向的剪應(yīng)力； fuw焊縫金屬的抗拉強(qiáng)度焊縫金屬的抗拉強(qiáng)度helw w我國規(guī)范給定的角焊縫強(qiáng)度設(shè)我國規(guī)范給定的角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，是根據(jù)抗剪條件確定的計(jì)值，是根據(jù)抗剪條件確定的故上式又可表達(dá)為：故上式又可表達(dá)為：222/3()3ww

48、ufff 3.4 角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算直角角焊縫的強(qiáng)度計(jì)算公式推導(dǎo)直角角焊縫的強(qiáng)度計(jì)算公式推導(dǎo)yfe wNh l xfe wNh l NNxNy2f f= fhelw45O45Ohf he 0.7hf/f wfffff3232222 22fwffff 上式即為規(guī)范給定的角焊縫強(qiáng)度計(jì)算通用公式。上式即為規(guī)范給定的角焊縫強(qiáng)度計(jì)算通用公式。f 正面角焊縫強(qiáng)度增大系數(shù)；正面角焊縫強(qiáng)度增大系數(shù)； 靜載時(shí)取靜載時(shí)取1.22，動載時(shí)取，動載時(shí)取1.0。得：整理上式，并令整理上式，并令3f21.22 故：故：由上式還可導(dǎo)出正面角焊縫和側(cè)面角焊縫的計(jì)算公式：由上式還可導(dǎo)出正面角焊縫和側(cè)面角焊縫的

49、計(jì)算公式：1）當(dāng)）當(dāng)Ny=0，f=0，只有，只有Nx作用，焊縫為作用，焊縫為正面角焊正面角焊，其計(jì)算公，其計(jì)算公式為：式為： wxfffe wNfh l 2）當(dāng)）當(dāng)Nx=0，f0，只有，只有Ny作用，焊縫為作用，焊縫為側(cè)面角焊縫側(cè)面角焊縫，其計(jì)，其計(jì)算公式為：算公式為：ywffe wNfh l 3.4 角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算lw角焊縫的計(jì)算長度。考慮起、落弧的影響，每條焊縫角焊縫的計(jì)算長度?？紤]起、落弧的影響，每條焊縫的計(jì)算長度等于實(shí)際長度減去的計(jì)算長度等于實(shí)際長度減去2hf?；竟皆诜治鲞^程中雖作了簡化處理，但計(jì)算結(jié)果與試基本公式在分析過程中雖作了簡化處理，但計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)

50、果相符，滿足角焊縫設(shè)計(jì)計(jì)算要求。驗(yàn)結(jié)果相符，滿足角焊縫設(shè)計(jì)計(jì)算要求。式中：式中：f稱為正面角焊縫的強(qiáng)度增大系數(shù)。對承受靜力荷稱為正面角焊縫的強(qiáng)度增大系數(shù)。對承受靜力荷載或間接承受動力荷載結(jié)構(gòu)中的正面角焊縫，載或間接承受動力荷載結(jié)構(gòu)中的正面角焊縫， 即即正正面角焊縫的強(qiáng)度是側(cè)面角焊縫強(qiáng)度的面角焊縫的強(qiáng)度是側(cè)面角焊縫強(qiáng)度的1.22倍倍；對直接承受動力荷載結(jié)構(gòu)中的正面角焊縫，考慮其剛度大，對直接承受動力荷載結(jié)構(gòu)中的正面角焊縫，考慮其剛度大，韌性差，將其強(qiáng)度降低使用，取韌性差，將其強(qiáng)度降低使用，取f =1.0。3f21.22 3.4 角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算3.4.4 各種受力狀態(tài)下直角角

51、焊縫連接計(jì)算各種受力狀態(tài)下直角角焊縫連接計(jì)算 （1）軸心力作用下的角焊縫連接計(jì)算）軸心力作用下的角焊縫連接計(jì)算 蓋板連接蓋板連接可采用可采用 兩側(cè)側(cè)面角焊縫兩側(cè)側(cè)面角焊縫 連接，連接，正面角焊縫正面角焊縫 連接和連接和 三面圍焊三面圍焊 連連接。接。 3.4 角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算NNNNewwffhlfN wfwefflhN C、采用三面圍焊連接：、采用三面圍焊連接：wfewffhlNN NNlwlwA、僅采用側(cè)面角焊縫連接：、僅采用側(cè)面角焊縫連接：B、僅采用正面角焊縫連接：、僅采用正面角焊縫連接：wfffweNfl h3.4 角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算 角鋼與節(jié)點(diǎn)板

52、連接角鋼與節(jié)點(diǎn)板連接圖示鋼桁架，弦桿和腹圖示鋼桁架，弦桿和腹桿采用雙角鋼組成的桿采用雙角鋼組成的T形形截面，腹桿通過節(jié)點(diǎn)板與截面，腹桿通過節(jié)點(diǎn)板與弦桿連接。弦桿連接。3.4 角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算角鋼與節(jié)點(diǎn)板角鋼與節(jié)點(diǎn)板的連接采用兩面?zhèn)群笗r(shí)：的連接采用兩面?zhèn)群笗r(shí)：由平衡條件：由平衡條件：1212()NNNN bN beN bNe；1122beNNk NbeNNk Nb解得：解得：式中式中k1、k2焊縫內(nèi)力分配系數(shù)；角鋼類型與組合方式不同，內(nèi)力分配焊縫內(nèi)力分配系數(shù)；角鋼類型與組合方式不同，內(nèi)力分配系數(shù)不同，查下表。系數(shù)不同，查下表。3.4 角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算e e

53、lw wNN1 1N2 2b焊縫內(nèi)力分配系數(shù)焊縫內(nèi)力分配系數(shù)3.4 角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算焊縫內(nèi)力分配系數(shù)焊縫內(nèi)力分配系數(shù)k1、k2還有另外一種簡化計(jì)算方法，即近似取還有另外一種簡化計(jì)算方法，即近似取肢背肢背321 k肢尖肢尖213k 采用采用三面圍焊三面圍焊的角焊縫時(shí)，先按構(gòu)造要求設(shè)定正面角焊縫的角焊縫時(shí)，先按構(gòu)造要求設(shè)定正面角焊縫的焊腳尺寸的焊腳尺寸hf3，并求出正面角焊縫所承擔(dān)的力，并求出正面角焊縫所承擔(dān)的力N3為：為：332 0.7wfffNh bf再根據(jù)平衡條件（再根據(jù)平衡條件（M=0）可得：）可得：33113322()2222NNN beNk NbNNNeNk Nb

54、3.4 角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算N3blw wNN 1N2 2e采用采用L形圍焊時(shí)，令上式中的形圍焊時(shí)，令上式中的N20，得：，得： 32132Nk NNNN3.4 角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算N3lw wNN1 1b和對接焊縫情況類似，考慮施焊時(shí)起、滅弧在焊縫端部產(chǎn)生和對接焊縫情況類似，考慮施焊時(shí)起、滅弧在焊縫端部產(chǎn)生的的缺陷缺陷： 焊縫長度計(jì)算長度焊縫長度計(jì)算長度2hf3.4 角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算焊縫長度的確定焊縫長度的確定采用采用兩邊側(cè)面角焊縫兩邊側(cè)面角焊縫連接并在角鋼端部連續(xù)地連接并在角鋼端部連續(xù)地繞角加焊繞角加焊2hf時(shí)，時(shí)，加焊的加焊的2hf可抵

55、消起滅弧的影響：可抵消起滅弧的影響： 焊縫長度計(jì)算長度焊縫長度計(jì)算長度2hf2hf繞角焊縫繞角焊縫對于對于三面圍焊三面圍焊，要求在，要求在角鋼端部轉(zhuǎn)角處連續(xù)施焊角鋼端部轉(zhuǎn)角處連續(xù)施焊，故每條側(cè)，故每條側(cè)焊縫只有一端受起、滅弧的影響，取焊縫只有一端受起、滅弧的影響，取側(cè)面角焊縫的長度計(jì)算側(cè)面角焊縫的長度計(jì)算長度長度 hf 。 3.4 角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算2hf繞角焊縫繞角焊縫【例【例3.3】試設(shè)計(jì)一雙蓋板的角焊縫對接接頭。已知鋼板截面為】試設(shè)計(jì)一雙蓋板的角焊縫對接接頭。已知鋼板截面為300mm14mm，承受軸心力設(shè)計(jì)值，承受軸心力設(shè)計(jì)值N=800kN（靜力荷載）。鋼（靜力荷載）。

56、鋼材材Q235-B，手工焊，焊條，手工焊，焊條E43型。型。A=2260.8=41.6cm2 301.4=42cm2【解】【解】根據(jù)與母材等強(qiáng)原則，根據(jù)與母材等強(qiáng)原則，取取2-2608蓋板，鋼材蓋板，鋼材Q235-B，其截面面積，其截面面積為：為：取取hf =6mmhfmax=t-(12)=8-(12)=67mm hfmax=1.2tmin=1.28=9.6mm hfmin=1.5sqrt(tmax)=1.5sqrt(14)=5.6mm（a）三面圍焊三面圍焊圖圖(a) 因因t=8mm12mm，且，且b=260mm190mm，為防止因僅用側(cè)面，為防止因僅用側(cè)面角焊縫引起板件拱曲過大，故采用角焊縫

57、引起板件拱曲過大，故采用三面圍焊三面圍焊。正面角焊縫能承受的內(nèi)力為正面角焊縫能承受的內(nèi)力為112 0.7=2 0.76260 1.22 160 =426000N=426kNwf wffNh lf 接頭一側(cè)需要側(cè)面角焊縫的計(jì)算長度為接頭一側(cè)需要側(cè)面角焊縫的計(jì)算長度為312-(800-426) 10=139mm4 0.74 0.76 160wwffNNlh f 蓋板總長：蓋板總長： l=2（139+6）+10=300mm，取，取310mm（式中（式中6mm系考慮系考慮三面圍焊可視為一條焊縫，故僅在側(cè)面焊縫一端減去起落弧缺三面圍焊可視為一條焊縫，故僅在側(cè)面焊縫一端減去起落弧缺陷陷1hf）。）。（b）

58、菱形蓋板）菱形蓋板 圖圖(b) 當(dāng)當(dāng)拼接板寬度較大拼接板寬度較大時(shí)，采用菱形拼接蓋板可時(shí)，采用菱形拼接蓋板可減小角部的減小角部的應(yīng)力集中應(yīng)力集中，從而使連接的工作性能得以改善。菱形拼接蓋板，從而使連接的工作性能得以改善。菱形拼接蓋板的連接焊縫由的連接焊縫由正面角焊縫正面角焊縫、側(cè)面角焊縫側(cè)面角焊縫和和斜焊縫斜焊縫等組成。等組成。 設(shè)計(jì)時(shí)，一般先假定拼接蓋板的尺寸再進(jìn)行驗(yàn)算。設(shè)計(jì)時(shí)，一般先假定拼接蓋板的尺寸再進(jìn)行驗(yàn)算。正面角焊縫：正面角焊縫：1122 0.7 6 100 1.22 160164kNwe wffNh lf 側(cè)面角焊縫：側(cè)面角焊縫：2244 0.7 6 (506) 160145kNw

59、f wfNh lf 解法一：先計(jì)算各部分焊縫的承載力，再驗(yàn)算。解法一：先計(jì)算各部分焊縫的承載力，再驗(yàn)算。3344 0.7 6 197 160530kNwe wfNh lf 123164 145530839800kN,NNNNN斜焊縫：斜焊縫強(qiáng)度介于正面角焊縫與側(cè)面角焊縫之間，從斜焊縫：斜焊縫強(qiáng)度介于正面角焊縫與側(cè)面角焊縫之間，從設(shè)計(jì)角度出發(fā)，將設(shè)計(jì)角度出發(fā)，將斜焊縫斜焊縫視作視作側(cè)面角焊縫側(cè)面角焊縫進(jìn)行計(jì)算，這樣處理進(jìn)行計(jì)算，這樣處理是偏于安全的。是偏于安全的。焊縫所能承受的內(nèi)力為：焊縫所能承受的內(nèi)力為：滿足要求。滿足要求。解法二：先計(jì)算各部分焊縫的計(jì)算長度，再驗(yàn)算。解法二：先計(jì)算各部分焊縫的

60、計(jì)算長度，再驗(yàn)算。正面角焊縫：正面角焊縫：1w1f22 100 1.22244wllmm側(cè)面角焊縫：側(cè)面角焊縫：2w244 (506)216wllmm3w344 197788wllmm斜焊縫：斜焊縫：角焊縫驗(yàn)算：角焊縫驗(yàn)算： 22800 10000.7 6 (244216788)152.6/160/fewNhlN mmN mm 滿足要求滿足要求22800 10000.7 6 2 (50 2 1972 1002 6)164/160/fewNhlN mmN mm 解法三：近似按側(cè)面角焊縫驗(yàn)算。解法三：近似按側(cè)面角焊縫驗(yàn)算。工程中為了簡化計(jì)算，也常常采用工程中為了簡化計(jì)算，也常常采用偏安全偏安全的計(jì)