角焊缝的构造和计算.ppt

3.4 角焊缝的构造和计算 2.角焊缝的截面形式及受力特点 3.角焊缝的尺寸限制 侧面角焊缝的最小长度 侧面角焊缝的最大计算长度 侧焊缝长度与距离要求 角焊缝的围焊和绕角焊 二、直角角焊缝强度计算的基本公式 角焊缝的基本计算公式 三、角焊缝连接的计算 (2) 承受轴心力的角钢角焊缝计算 1) 两边仅用两条侧面角焊缝连接时 2.弯矩、剪力和轴心力共同作用下的角焊缝计算 (2) 工字形截面梁（或牛腿）角焊缝连接计算 (3) T形截面牛腿角焊缝连接计算 3.扭矩、剪力和轴心力共同作用下的角焊缝计算 计算角焊缝在扭矩T作用下产生的应力时，是基于下列假定： ①被连接件是绝对刚性的，它有绕焊缝形心0旋转的趋势，而角焊缝本身是弹性；②角焊缝群上任一点的应力方向垂直于该点与形心的连线，且应力大小与连线长度r成正比。 式中 r——圆心至焊缝有效截面中线的距离； Ip——焊缝有效截面的极惯性矩。 受剪力和扭矩作用的角焊缝 计算时按弹性理论，确定焊缝有效截面的形心位置和计算扭矩T及轴心力F产生的应力时，都可不考虑焊缝方向（即不区分是正面角焊缝还是侧面角焊缝），只在最后验算式中引进系数βf。 在扭矩T作用下，A点(或A’点)的应力为： 将分解为垂直于焊缝长度方向的应力和沿焊缝长度方向的剪应力： 另外，轴心力F产生的应力按均匀分布于全截面计算，在验算点处该应力垂直于焊缝长度方向αF： 应该指出的是上述计算方法中，假定轴心力产生的应力为平均分布。实际上，在上图轴心力作用下，水平焊缝为正面焊缝，而竖直焊缝为侧面焊缝，两者单位长度分担的应力是不同的，前者较大，后者较小。显然，轴心力产生的应力假设为平均分布，与前面基本公式推导中，考虑焊缝方向的思路不符。同样，在确定形心位置以及计算扭矩下所产生的应力时，也设有考虑焊缝方向，而只在最后验算式中引进了系数βf，上面计算方法有一定的近似性。 【例3-4-1】承受轴心拉力的板件，采用上、下两块拼接板并采取角焊缝三边围焊连接。已知板件宽度b1=400mm，厚度t1=18mm(图3-3-26)；承受轴心拉力N=1425kN；两块拼接板的宽度b2=340mm，厚度t2=12mm；钢材为Q235。采用手工焊接，焊条为E43。试确定盖板尺寸。 【解】设计拼接盖板连接的方法比较灵活，可先假定焊脚尺寸求焊缝长度，再由焊缝长度确定拼接盖板的尺寸，不满意时可调整焊脚尺寸再算；若有丰富的经验，则可先假定焊脚尺寸和拼接盖板的尺寸，然后验算焊缝的承载力。 角焊缝的焊脚尺寸hf应根据板件厚度确定： 由于此处的焊缝在板件边缘施焊，且拼接盖板厚度t2=12mm6mm，t2 t1，则 取角焊缝的焊脚尺寸hf＝8mm，则 代入数据，注意围焊缝只有一个起弧点和一个落弧点，有 解、取整得 l＝200mm 上、下各一块拼接板的长度为 最后选定的上、下拼接板的尺寸为2—340×12×410。 【例3-4-2】试验算图3-3-27(a)所示牛腿与钢柱连接角焊缝的强度。钢材为Q235，焊条为E43型，手工焊。荷载设计值N=365kN，偏心距e=350mm，焊脚尺寸hf1=8mm，hf2=6mm。图3-3-27(b)为焊缝有效截面。 【解】力N在角焊缝形心处引起剪力V=N=365kN和弯矩M=Ne=365X 0.35=127.8kN·m。 全部焊缝有效截面对中和轴的惯性矩为： 翼缘焊缝的最大应力： 腹板焊缝中设计控制点A由于弯矩M引起的应力： 钢结构/ 第3章 钢结构的连接 /$3.4 角焊缝的构造和计算 一、角焊缝的构造 1.角焊缝的分类 焊缝长度方向垂直于力作用方向的焊缝称为正面角焊缝（亦称端焊缝）、平行于力作用方向的焊缝称为侧面角焊缝（亦称侧焊缝）、既不垂直也不平行的为斜焊缝，以及由它们组合而成的围焊缝。 当角焊缝两焊脚边的夹角为90?时，称为直角角焊缝，即一般所指的角焊缝，是建筑结构中最常用的角焊缝。 两焊脚边的夹角α不是90?时的焊缝称为斜角角焊缝。斜角角焊缝主要应用于钢管结构中。 角焊缝的表面一般做成凸形，但对直接承受动力荷载结构中的角焊缝，为了减少应力集中，常将焊缝表面做成凹形。但是经验表明，由于凹形表面收缩时拉应力较大，容易在焊后产生裂纹，而凸形焊缝收缩时反而不容易开裂。如用手工焊，因施焊成型极为困难，采用凹形表面更不合适。所以手工焊应采用直线形表面，或先焊微凸表面再用砂轮打磨为直线形表面。当用自动焊时，由于电流强度大，金属熔化速度快，熔深大，焊缝金属冷却后自然形成凹形表面，此种凹形表面不易开裂，且动力性能较好。 正面角焊缝的根部(图中的“A”点)和趾部(图中的“B”点)都有很大的应力集中。应力集中系数随根部的熔深大小和焊趾处斜边与水平边夹角?而变。增大熔深和减小夹角?均可大大降低应力集中系数。 对