对接焊缝的构造与计算
对接焊缝
112 240000 × 167200 τ max = = 155.2 Mpa 剪力产生的应力:中性轴处 剪力产生的应力: 32330000 × 8 或 τ max ≈ V /(8 × 200) = 150Mpa
240000 × 127200 = 118.1 腹板与下翼缘相交处:τ 1 = 32330000 × 8
VSw1 τ1 = ≤ fvw Iwt0
σz = σ +3 ≤1.1ft τ
2 1 2 1
w
系数1.1是考虑最大折算应力只发生在最大弯矩截面腹板 系数 是考虑最大折算应力只发生在最大弯矩截面腹板 焊缝端点处局部,故将其强度设计值f 提高10%。 焊缝端点处局部,故将其强度设计值 tw提高 %。
§3-2 对接焊缝的构造和计算
对接焊缝的计算 例题6 例题6 计算工字梁截面的对接焊缝已知条件如下:
max
max
已知:翼缘板宽100mm,厚度12mm;腹板高度200mm,厚度8mm 材 料:钢材为Q345 手工焊,焊缝质量2级,焊条E50,施焊时采用 引弧板; 荷 载:轴向拉力=200kN,弯矩40kN·m,剪力240kN;
二. 承受弯矩和剪力对接焊缝 1. 矩形截面
对接接头受弯和剪联合作用, 对接接头受弯和剪联合作用,焊缝截面矩 形,最大值应满足下列强度条件 钢板拼接对接直焊缝承受弯矩设计值M 钢板拼接对接直焊缝承受弯矩设计值M、 剪力V 剪力V ,正应力和剪应力最大值发生在不同部 分别计算: 位,分别计算:
建筑钢结构工程技术 2.3 对接焊缝的构造和计算
对接焊缝的构造和计算
用对接焊缝连接的板件常需把焊接的边缘加工成各种形式的坡口,因此对接焊缝又称为坡口焊缝。
对接焊缝按是否焊透可分为焊透的和部分焊透的两种。焊透的对接焊缝强度高,受力性能好,故一般均采用焊透的对接焊缝。只有当板件较厚而内力较小或甚至不受力时,才可采用部分焊透的对接焊缝,以省工省料和减小焊接变形。但由于它们未焊透,应力集中和残余应力严重,对于直接承受动力荷载的构件不宜采用。以下仅对焊透的对接焊缝的构造和计算加以详细论述。
一、对接焊缝的构造
对接焊缝坡口的形式与尺寸应根据焊件厚度和施焊条件来确定,以保证焊缝质量、便于施焊和减小焊缝截面为原则。一般由制造厂结合工艺条件并根据国家标准来确定。
(一)对接焊缝坡口的基本形式
对接焊缝的坡口形式有I形(即不开坡口或垂直坡口)、单边V形、V形、J形、U形、K形和X形等(图2-11)。各种坡口中,沿板件厚度方向通常有高度为p间隙为b的一段不开坡口,称为钝边,焊接从钝边处(根部)开始。
当采用手工焊时,若焊件厚度很小(t≤10mm),可采用不切坡口的I形缝(图2-11a)。对于一般厚度(t=10~20mm)的焊件,可采用有斜坡口的带钝边单边V形缝或V形缝(图2-11b、c),以便斜坡口和焊缝跟部共同形成一个焊条能够运转的施焊空间,使焊缝易于焊透。焊件更厚(t >20mm)时,应采用带钝边U形缝或X形缝(图2-11e、g)。其中V 形和U形坡口焊缝需正面焊好后再从背面清根补焊(封底焊缝),X形坡口焊缝需从两面施焊。用U形或X形坡口与用V形坡口相比可减少焊缝体积。U形坡口加工困难,X形坡口加工较简单,焊缝体积也较小,常用于有翻转条件的焊件,以便从两面施焊。
钢结构焊接和计算
4.3.2 角焊缝的构造和计算
4.3.2.1、 角焊缝的构造
(2)焊缝长度的限制 8hf (40mm)≤lw ≤40 hf ( 动力荷载作用下侧向角焊缝)
60 hf ( 静力荷载作用下侧向角焊缝) 若内力沿侧向角焊缝全长分布,其计算长度不受限 制
3.先考虑翼缘和腹板都用直焊缝拼接,验算其强度:
1
My1 IW
1031.2 106 500 /(2898 106 )
177.9N / m m2
Βιβλιοθήκη Baidu
1
VSW 1 IW t
225 103
2.032 106 /(2898106 10)
15.8N / mm2
cq
2 1
3
2 1
177.92 3 15.82 180.0N / mm2
IW (250 10323 240 10003 ) / 12 2898 106 mm 4 WW IW ymax 2898106 / 516 5.616106 mm3
Sw1 A1 y1 250 16 508 2.032 106 mm 3 Sw 2.032 106 10 5002 / 2 3.282 106 mm 3
解 思路:首先分析此对接焊缝的受力情况为 受弯和受剪,再对最不利点进行强度验算
1. 离支座2.5m处的内力(设计值)为
M qab/ 2 150 2.5(8 2.5) / 2 1031.2kNm
对接焊缝的构造和计算
钢结构/ 第3章 钢结构的连接 /$3.3 对接焊缝的构造和计算
2
当焊件厚度很小(手工焊6mm,埋弧焊l0mm)时,可用直边缝。 对于一般厚度的焊件可采用具有斜坡口的单边V形或V形焊缝。 斜坡口和根部间隙b共同组成一个焊条能够运转的施焊空闻, 使焊缝易于焊透பைடு நூலகம்钝边p有托住熔化金属的作用。对于较厚的 焊件(t>20mm),则采用U形、K形和X形坡口。对于V形缝和U 形缝需对焊缝根部进行补焊。
这就说明当 tan 1.5 时,焊缝强度能够保证,可不必计算。 若不采用斜对接焊缝,可考虑加引弧板,这时直缝计算长度lw =500mm。焊缝正应力为:
N 1100 103 2 183.3N/mm2 f t w 185N/mm l wt 500 12 满足要求
钢结构/ 第3章 钢结构的连接 /$3.3 对接焊缝的构造和计算
V=F=550KN, M=Fe=550×0.3=165KN· m 最大正应力为: h M 6 165 10 206 2 w 2 2 max 89 . 2 N/mm f 185N/mm t Iw 3.81 108 最大剪应力为:
max
VS x 550 103 1.04 106 2 w 2 125 . 1 N/mm f 125N/mm v 8 lxt 3.81 10 12
由于“1”点同时受有较大的正应力和剪应力,故应验算 折算应力:
2015年一级注册建筑师建筑结构辅导:对接焊缝的计算和构造
对接焊缝的计算和构造
(1 )对接焊缝的计算
1 )对接焊缝的有效截面
施焊对接焊缝时应在焊缝的两端设置引弧板和引出板(以后一律简称引弧板),如图6 -13 所示,其材质和坡口形式应与焊件相同。焊接完毕,用气割将引弧板切除,并将焊件边缘修磨平整,严禁用锤将其击落。此时对接焊缝的有效长度l w 当与焊件的宽度b 相同。当焊缝为焊透时,焊缝的有效厚度也与焊件厚度相同(焊缝表面的余高即凸起部分,常略去不计)。因此,对接焊缝的有效截面等于焊件的截面。当无法使用引弧板施焊时设计规范中规定:每条焊缝的有效长度l w在计算时应减去2t (t 为焊件厚度),以考虑焊缝两端在起弧和熄弧时的影响,此时两者的截面就略有差异。
2 )对接焊缝的强度设计值
规范对对接焊缝的各种强度设计值作了如下规定;对接焊缝的抗压强度设计值介、抗剪强度设计值介和焊缝质量为一、二级时的抗拉和抗弯强度设计值介均取与焊件钢材相同的相应强度设计值,而对焊缝质量为三级的厂则取相应焊件钢材强度设计值了的0 . 85 倍,并取以5N / rnm2为倍数的整数。
关于焊缝质量等级的标准在《钢结构工程施工质量验收规范》中有明确规定,详见该规范。例如除对设计要求全焊透的焊缝应作外观缺陷检查外,一级焊缝要求对每条焊缝长度的100%进行超声波探伤;二级焊缝则要求对每条焊缝长度的20%且不小于200mm 进行超声波探伤。对三级焊缝则要求仅作外观检查,不进行超声波检查。又如外观检查时,对一级、二级焊缝不允许存在如表面气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤等各种缺陷,一级焊缝还不应有咬边,未焊满和根部收缩等缺陷。而对二级和三级焊缝除裂纹及焊瘤一律不允许存在,其余的缺陷如咬边和未焊
对接焊缝的构造与计算
U形缝
K形缝 板厚 t > 20 mm
X形缝
第三章 3.4.2 其它构造
钢结构的连接
变厚度板或变宽度板对接,在板的一面或两面切成坡
度不大于1:2.5的斜面,避免应力集中。
≤4mm 可不设斜坡 ≤1:2.5 ≤1:2.5 ≤1:2.5 ≤1:2.5
不同宽度
不同厚度
第三章 3.4.2 其它构造
钢结构的连接
zs 12 3 12 1.1 f t w
第三章
2、梁的拼接(3) 弯矩M剪力V轴力N共同作用的对接焊缝
钢结构的连接
应力分布
max
VSw f vw I w tw
M N σ max f tw Wx A
zs 12 3 12 1.1 f t w
第三章 3.4.5 对接焊缝计算步骤
计算前需考虑以下情况:
钢结构的连接
1、在一般加引弧板施焊的情况下,所有受压、受剪的对 接焊缝以及受拉的一、二级焊缝,均与母材等强,不 用计算。 2、直对接焊缝需要计算焊缝强度的只有两种情况:a)没 有引弧板时需要计算。b)受拉情况下的三级焊缝。
第三章 3.4.5 对接焊缝计算步骤
第三章
钢结构的连接
1、焊缝轴心受力(2)- 斜缝(斜对接焊缝) 斜缝
斜 焊 缝
焊缝应力 简化验算
N sin f tw lw tw N cos f vw lw tw
对接焊缝、角焊缝的构造和计算汇总
3.6.2角焊缝截面尺寸5-6搭接连接的构造要求-C、角焊缝的端部位于构件转角处时,应作2h的绕角焊,且角处必须连续施焊。-结-t1↓-连接设-≥5t1,25-D、在搭接连接中,搭接长度不得小于焊件较小厚度的5 ,-且不得小于25mm。
3.6.2角焊缝截面尺寸6-构造要求汇总-角焊缝构造尺寸要求-部位-项目-备注-h,≤1.2t1钢管构件除 :-t≤6mm时,h,≤t-t为较薄焊件厚度,t-上限-对板件:-t>6mm时,h,≤t-1~2mm-为板 角焊缝的板件-圆孔或槽孔内的角焊缝,h,尚不宜大于圆孔直径-焊脚尺寸-和槽孔短径的1/3-hy-结-t2为 厚焊件厚(当-采用低氢型碱性焊条-下限-h,≥1.5Vi:当t2≤4时,h,=t-施焊时,t2可采用较-接 计-薄焊件的厚度。对自-动焊可减1mm:对单面-形焊应加1mm-若超出限值,则超出部-分在计算中不予考虑。 焊缝长度-Iw≤60h-内力沿侧缝全长均匀-L-分布者不限-1。≥8hf和40mm-板件端部-1,为每条侧 焊缝的-与节点板-长度lw-lw≥d-长度,d为两条侧面-仅用两侧-焊缝之间的距离-面角焊缝-连接-距离d d≤16t,t,>12mm时方d≤190mmt,≤12mm时)-t1为较薄焊件厚度-搭接连接-搭接最小-5 1及25mm
3.5.7典型节点2一一梁的拼接一一弯矩、剪力、轴力作用-平板梁-工字形梁-弯矩M-钢结构的-剪力V-a接设计-应力分布-轴力N-max-≤ff"-W-VS.-≤f"-0=Vo2+3r-≤1.1f
第20-1-2章对接焊缝连接构造与计算教程
青海大学 结构设计原理
20.1.5 对接焊缝的构造和计算
一、对接焊缝的构造要求 1、坡口形式 对接焊缝常做成带坡口的形式,故又称为
坡口焊缝。应根据焊件厚度按保证焊缝质量,便于施焊及
减小焊缝截面积的原则选用。 常用的坡口形式有I形缝、带钝边单边V形缝、带钝边V 形缝(Y形缝)、带钝边U形缝、带钝边双单边V形缝、 双Y形缝。
焊透的t形连接焊缝钢板拼接焊缝示意青海大学结构设计原理青海大学结构设计原理?与构件母材强度计算方法相同采用材料力学的计要点2015对接焊缝的构造和计算?与构件母材强度计算方法相同采用材料力学的计算公式?一二级对接焊缝不需验算
青海大学 结构设计原理
结构设计原理
青海大学 土木工程学院 教授班级:交通2011(1、2)
青海大学 结构设计原理
20.1.5 对接焊缝的构造和计算
要点
与构件母材强度计算方法相同,采用材料力学的计 算公式 一、二级对接焊缝不需验算。 三级焊缝质量不易保证,需进行相关验算。
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1. 轴心受力的对接焊缝
N [ t ] lw t
N——轴心拉力或压力设计值;
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20 钢结构的连接
章节内容 1、焊缝连接 2、普通螺栓连接 3、高强螺栓连接
青海大学 结构设计原理
20 钢结构的连接
焊缝的结构与计算
引言概述
焊缝是焊接过程中产生的一个连接点,它对于焊接接头的强度和耐用性至关重要。焊缝的结构和计算是焊接工程师需要了解和掌握的重要知识。本文将介绍焊缝的结构和计算的相关内容,帮助读者更好地理解焊缝的设计和评估。
正文内容
一、焊缝的基本结构
1.焊缝类型:介绍常见的焊缝类型,如角焊缝、对接焊缝、搭接焊缝等。
2.焊缝特点:简要描述焊缝具有的特点,如强度、刚度和韧性等。
3.焊缝元素:分析焊缝的组成部分,如焊脚、根部和顶部等。
二、焊缝的强度计算
1.强度计算原理:介绍焊缝强度计算的基本原理,如拉力计算和剪力计算等。
2.拉力计算:详细解释焊缝受拉力作用下的强度计算方法和公式。
3.剪力计算:详细解释焊缝受剪力作用下的强度计算方法和公式。
4.弯曲计算:介绍焊缝受弯曲作用下的强度计算方法和公式。
5.压力计算:解析焊缝受压力作用下的强度计算方法和公式。
三、焊缝的耐久性评估
1.腐蚀性评估:介绍如何评估焊缝在不同环境条件下的耐腐蚀性能。
2.疲劳性评估:解释焊缝在循环加载下的疲劳寿命评估方法和准则。
3.高温性能评估:介绍焊缝在高温环境下的耐久性评估方法和标准。
4.其它考虑因素:讨论其他可能影响焊缝耐久性的因素,如焊接接头的设计和施工质量等。
四、焊缝的质量控制
1.焊接材料的选择:介绍选择合适的焊接材料对焊缝质量的影响。
2.焊接参数的优化:讨论焊接过程中参数的选择和优化,以确保焊缝质量。
3.焊接质量检测:介绍焊接过程中常用的焊缝质量检测方法,如X射线检测和超声波检测等。
五、焊缝的设计与优化
1.设计原则:介绍焊缝设计的基本原则,如尽量减小应力集中和提高焊缝的强度等。
第20-1-2章对接焊缝连接构造与计算教程
lw——焊缝计算长度,无引弧板时,焊缝计算长度取实际 长度减去2t;有引弧板时,取实际长度; t——连接件的较小厚度,对T形接头为腹板的厚度 ; [σt]——对接焊缝的抗拉容许应力
t
l
N
N
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20.1.5 对接焊缝的构造和计算
当直对接焊缝不能满足承载力要求,可改用斜缝。
对接焊缝斜向受力是指作用力通过焊缝重心,并与焊缝长度方 向呈夹角,其计算公式为:
章节内容 1、焊缝连接 2、普通螺栓连接 3、高强螺栓连接
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20 钢结构的连接
章节重点 1、掌握钢结构常用的连接方法、特点及应用范围; 2、了解对接焊缝和角焊缝的工作性能,掌握对接焊缝 的计算方法和各构造尺寸限制的意义; 3、了解焊接应力、焊接变形的形成原因及防治措施; 4、了解普通螺栓连接和高强螺栓的工作性能、破坏形 态,掌握普通螺栓和高强螺栓连接的计算方法;
p
10m
p
p
p
p
p
m
b=3~4mm 6、双 Yb 形缝: =3~4mm
b=3~4mm
p
p
p
pp
p
b=2~3mm 5、带钝边双单边 b=3~4mm V形缝:
p
p
p p
m
b=0.5~2mm b=2~3mm 4、带钝边 U形缝:
结构设计原理:对接焊缝的计算方法
说明:
(1)在一般加引弧板施焊的情况下,所有受压、受剪的
对接焊缝以及受拉的一、二级焊缝,均与母材等强,不用
计算。
受拉三级对接焊缝 ft w 0.85 f 以5N/mm2倍数取整
其余: ft w f
fcw f
f
w v
fv
(2)直对接焊缝需要计算焊缝强度的只有两种情况:
①没有引弧板时需要计算;
②受拉情况下的三级焊缝。
(1)板件间对接连接
焊缝内应力分布同母材。焊缝截面是矩形,正应力与剪应力图
形分布分别为三角形与抛物线形,其最大值应分别满足下列强度
条件:
στ
VV
M
M
lw lw
t
t
M ——焊缝承受的设计弯矩; Ww——焊缝计算截面模量。 V ——焊缝承受的设计剪力; Iw ——焊缝计算截面惯性矩; Sw ——计算剪应力处以上(或以下)焊缝计算截面对
(3)当不满足上式时,可采用斜对接焊缝连接,如下:
a
N
N
θ
t
N
N
l’w——斜焊缝计算长度。设引弧板时,l’w=b/sinθ; 不设引弧板时,l’w=b/sinθ-2t。
fvw——对接焊缝抗剪设计强度。
经计算,当tgθ≤1.5时,对接斜焊缝强度不低于母材,可 不用检算。
2)承受弯矩和剪力共同作用的对接焊缝
对接焊缝的构造与计算
第三章
2、梁的拼接(1)—矩形截面 弯矩M和剪力V共同作用的对接焊缝
M
钢结构的连接
M
lw
V
lw
V
t
t
验算截面
Wx tl w 6
2
验算:
max
max
M 6M 2 f tw Wx lw t
VSw 3V f vw I x t w 2l w t
S max
Ix
tl w 8
式中:N — 轴心拉力或压力。 tw — 焊缝厚度(不同板连接时为较小板厚)。 lw — 焊缝计算长度,有引弧板lw=l, 无引弧板lw=l-2t(较小板厚)。
f t w或 f cw — 对接焊缝抗拉或抗压设计强度。
第三章 注意:
钢结构的连接
直对接焊缝连接
T型对接焊缝
tw——连接件的较小厚度,对T形接头为腹板的厚度 (焊缝所在面钢板的厚度)。
钢材Q235B,焊条为E43型。其它数值如图,采用 引弧板焊接,验算该节点的强度。
120
V=98kN
150
t 均等于12
200
第三章
钢结构的连接
【例2】如图所示节点,钢材为Q235钢,焊条E43型,受斜 面静拉力设计值N=566kN,节点板与构件用坡口三 级焊缝焊接,节点板厚度t=14mm,节点板宽度L应 为多少? N L/2 L/2 45°
焊缝计算书模板
焊缝计算书模板
一、工程概况
本工程为XXX项目,位于XXX,主要涉及钢结构焊接施工。本次计算书主要针对钢结构梁、柱等主要构件的焊缝进行计算。
二、焊缝类型及参数
1. 焊缝类型:对接焊缝、角焊缝
2. 焊缝参数:焊缝长度、焊缝厚度、焊接电流、焊接电压、焊接速度等
三、焊缝承载能力计算
1. 对接焊缝承载能力计算
公式:承载能力 = 焊接材料强度× 焊缝截面积× 焊接系数
其中,焊接材料强度根据焊接材料的质量证明书确定;焊缝截面积根据焊缝的实际尺寸计算;焊接系数根据焊接工艺确定。
2. 角焊缝承载能力计算
公式:承载能力 = 焊接材料强度× 焊缝有效截面积× 焊接系数
其中,焊缝有效截面积根据角焊缝的实际尺寸计算;其他参数同对接焊缝承载能力计算。
四、焊缝长度及数量计算
1. 对接焊缝长度及数量计算
公式:焊缝长度 = 钢材长度 / (钢板宽度× 钢板厚度× 钢板数量) × (钢板宽度 + 钢板厚度) × 2 × N
其中,钢材长度根据设计要求确定;钢板宽度、厚度根据实际采购的钢板尺寸确定;钢板数量根据实际需要确定;N为焊缝数量。
2. 角焊缝长度及数量计算
公式:焊缝长度 = 钢材长度 / (角钢边长× 角钢数量) × (角钢边长 + 角钢厚度) × N
其中,钢材长度根据设计要求确定;角钢边长、厚度根据实际采购的角钢尺寸确定;角钢数量根据实际需要确定;N为焊缝数量。
五、结论
通过上述计算,得出各构件所需的焊缝长度及数量,并以此为依据进行施工安排。同时,施工过程中应严格控制焊接质量,确保焊缝的承载能力满足设计要求。
对接焊缝的强度计算方法和焊接强度计算方法是一样的
焊接强度计算方法概述
焊接强度计算方法是指在设计和施工中,根据焊接构件的工作条件和材料特性,计算焊接接头的强度的方法。焊接强度计算方法主要包括对接焊缝和角焊缝的强度计算方法。
对接焊缝的强度计算方法和焊接强度计算方法是一样的。对接焊缝是指在两个钢板之间通过焊接方式连接的一种结构形式。对接焊缝的强度计算方法主要包括以下步骤:
1. 确定焊接构件的工作条件,包括工作温度、工作压力、介质等。
2. 根据焊接构件的工作条件,选择合适的材料和焊接方法。
3. 计算焊接接头的截面面积和焊缝长度。
4. 根据材料的力学性能和焊接工艺参数,计算焊接接头的强度。
角焊缝的强度计算方法和对接焊缝的强度计算方法类似。角焊缝是指在两个钢板之间通过角焊方式连接的一种结构形式。角焊缝的强度计算方法主要包括以下步骤:
1. 确定焊接构件的工作条件,包括工作温度、工作压力、介质等。
2. 根据焊接构件的工作条件,选择合适的材料和焊接方法。
3. 计算焊接接头的截面面积和焊缝长度。
4. 根据材料的力学性能和焊接工艺参数,计算焊接接头的强度。
在实际应用中,焊接强度计算方法需要考虑许多因素,如材料的强度、塑性、韧性等,以及焊接工艺参数的影响。
3-1对接焊缝、角焊缝的构造和计算上课讲义
325
对接焊缝 焊缝质量为下列等级时,
抗拉 f t w
一级、二级 215 205 200 190 310 295 265 250 350 335 315 295 380 360 340 325
三级 185 175 170 160 265 250 225 210 300 285 270 250 320 305 290 275
3.5.3 焊缝截面
焊缝截面厚度--焊缝所连接板件的较薄厚度;
3 焊缝截面计算长度--
钢
结
构 的
采用引弧板时,焊缝全长有效;
连
接 设
未采用引弧板时,计算焊缝长度=焊缝长度减去2t。
计 t为对接接头中为连接件的较小厚度;在T形接头中为腹
板厚度;
3.4.4 传力特性
(1)焊缝传递焊件拼接处所承受的构件内力
Q390 钢 Q420 钢
≤16 >16~40 >40~60 >60~100
≤16 >16~35 >35~50 >50~100
≤16 >16~35 >35~50 >50~100
≤16 >16~35
>35~50
>50~100
抗压
f
w c
215 205 200 190 310 295 265 250 350 335 315 295 380 360
对接焊缝、角焊缝的构造和计算
3.7 角焊缝的受力特点
3 钢 结 构 的 连 接 设 计
(1)端缝:焊缝垂直于受力方向,其特点为受力后应力状态较复杂, 应力集中严重,焊缝根部形成高峰应力,易于开裂。端缝破坏强度 要高一些,但塑性差。 (2)侧缝:焊缝长度方向与受力方向平行,其特点为应力分布简 单些,但分布并不均匀,剪应力两端大,中间小。侧缝强度低,但 塑性较好。
可不设斜坡
引弧板
不同厚度
3.5.3 焊缝截面 焊缝截面厚度--焊缝所连接板件的较薄厚度;
3 钢 结 构 的 连 接 设 计
焊缝截面计算长度--
采用引弧板时,焊缝全长有效; 未采用引弧板时,计算焊缝长度=焊缝长度减去2t。 t为对接接头中为连接件的较小厚度;在T形接头中为腹 板厚度; 3.4.4 传力特性 (1)焊缝传递焊件拼接处所承受的构件内力
VS w f vw I wtw
zs 12 3 12 1.1 f t w
3.5.7典型节点(3)--牛腿焊接--弯矩、剪力作用 弯矩 M
3 钢 结 构 的 连 接 设 计
剪力 V
焊缝截 面 a
tw
应力分 布
梁柱连接处 柱牛腿处
V ' Aw
与一般梁中连接计算不同:剪力仅由梁或牛腿腹板承受
直角焊缝
斜角焊缝
除钢管结构外, 对于α>135o或α<60o斜角角焊缝, 不 宜用作受力焊缝。
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lw — 焊缝计算长度,有引弧板lw=l,
无引弧板lw=l-2t(较小板厚)。
ftw或
f
w c
—
对接焊缝抗拉或抗压设计强度。
注意:
第三章 钢结构的连接
直对接焊缝连接
T型对接焊缝
tw——连接件的较小厚度,对T形接头为腹板的厚度 (焊缝所在面钢板的厚度)。
第三章 钢结构的连接
1、焊缝轴心受力(2)- 斜缝(斜对接焊缝) 斜缝
1.1 ftw
应力分布
第三章 钢结构的连接
3、牛腿焊接 弯矩M和剪力V共同作用的对接焊缝
焊缝截面
a
应力分布
c
tw
简化计算:梁柱连接处(牛腿处)剪力
V
Aw
对接焊缝的计算除考虑焊缝长度是否减少,焊缝强度要否
折减外,对接焊缝的计算方法与母材的强度计算完全相同。
第三章 钢结构的连接
【例1】牛腿与柱采用对接焊缝(质量等级三级), 钢材Q235B,焊条为E43型。其它数值如图,采用 引弧板焊接,验算该节点的强度。
斜 焊 缝
焊缝应力 简化验算
N sin
来自百度文库lwtw
ftw
N cos
lwtw
f
w v
规范规定
当tan 1.5,可不验算。
lw — 斜焊缝计算长度,
f
w v
—
对接焊缝抗剪设计强度。
第三章 钢结构的连接
2、梁的拼接(1)—矩形截面 弯矩M和剪力V共同作用的对接焊缝
M
lw
Vt
M
V
验算:
max
M Wx
6M
l
验算截面
max
M Wx
1
M
Ww
h0 h
ftw
1
VS1 I wt
max
VSw Iwtw
f
w v
zs
2 1
3
2 1
1.1 ftw
第三章 钢结构的连接
2、梁的拼接(3) 弯矩M剪力V轴力N共同作用的对接焊缝
max
VSw Iwtw
f
w v
M σmax Wx
N A
ftw
zs
2 1
3
2 1
起落弧处易有焊接缺陷,所以用引弧板。采用引弧板施 工复杂,除承受动力荷载外,一般不用,计算时将焊缝长度 两端各减去 t ( t 为较薄焊件的厚度)。
引弧板
第三章 钢结构的连接
第三章 钢结构的连接 3.4.2 其它构造
为防止熔化金属流淌必要时可在坡口下加垫板。
垫板
垫板
垫板
加垫板的坡口
注:对于无垫板的单面焊,强度设计值折减0.85。
质量三级标准,不采用引弧板,试验算焊缝。
t=16mm 450
N=500kN
300mm
2 w
t
f
w t
max
VSw I xtw
3V 2l w t
f
w v
lw
t
验算截面
Wx
tl w 2 6
Smax
tl w 2 8
Ix
tl w 3 12
Sw—焊缝计算剪应力处以上或以下部分截面对中性轴的面积矩
第三章 钢结构的连接
2、梁的拼接(2)—工字形截面 弯矩M和剪力V共同作用的对接焊缝
M
M
V
V
.1
第三章 钢结构的连接
3.4.5 对接焊缝计算步骤
计算前需考虑以下情况: 1、在一般加引弧板施焊的情况下,所有受压、受剪的对
接焊缝以及受拉的一、二级焊缝,均与母材等强,不 用计算。
2、直对接焊缝需要计算焊缝强度的只有两种情况:a)没 有引弧板时需要计算。b)受拉情况下的三级焊缝。
第三章 钢结构的连接 3.4.5 对接焊缝计算步骤
120 V=98kN
150
200
t 均等于12
第三章 钢结构的连接
【例2】如图所示节点,钢材为Q235钢,焊条E43型,受斜
面静拉力设计值N=566kN,节点板与构件用坡口三
级焊缝焊接,节点板厚度t=14mm,节点板宽度L应
为多少?
N
L/2
45°
L/2
第三章 钢结构的连接
【练习】采用对接焊缝,钢材为Q235B,焊条E43,焊缝
U形缝
K形缝 板厚 t > 20 mm
X形缝
第三章 钢结构的连接
3.4.2 其它构造
变厚度板或变宽度板对接,在板的一面或两面切成坡 度不大于1:2.5的斜面,避免应力集中。
≤1:2.5 ≤1:2.5
不同厚度
≤4mm
可不设斜坡
≤1:2.5
≤1:2.5
不同宽度
第三章 钢结构的连接 3.4.2 其它构造
1、确定计算截面上的内力(荷载效应) 2、确定焊缝强度设计值
钢材牌号、焊条型号(与母材等强)及焊缝质量等级。 质量检验为三级的焊缝其抗拉强度等于母材强度85%。 3、计算焊缝截面特性 截面面积A、惯性矩I、截面模量W、面积矩S等。
4、应力计算及强度校核
第三章 钢结构的连接
3.4.6 典型节点
1、焊缝轴心受力(1)-直缝(正对接焊缝)
钢结构设计原理
Design Principles of Steel Structure
钢结构课程组
钢结构
第三章 钢结构的连接
土木工程学院钢结构课程组
3.4 对接焊缝的构造与计算 3.4.1 坡口形式
第三章 钢结构的连接
直边缝 板厚手工焊t < 6 mm
埋弧焊 t ≤10mm
单边V形缝
双边V形缝
板厚 t = 10 ~ 20 mm
直缝
引弧板
直 焊 缝
验算截面矩形,只有正应力。
焊缝应力验算:
N lwtw
f
w t
或
f
w c
矩形截面
第三章 钢结构的连接
3.4.6 典型节点
1、焊缝轴心受力(1)-直缝(正对接焊缝)
直缝
焊缝应力验算:
N lwtw
f
w t
或
f
w c
式中:N — 轴心拉力或压力。
tw — 焊缝厚度(不同板连接时为较小板厚)。