正面角焊缝
角焊缝及其计算
角焊缝及其计算型式及分类截面形式:普通型（等边凸形）、平坦型（不等边凹形）、凹面形两焊脚边夹角：直角角焊缝、斜角角焊缝、焊缝长度与作用方向 1.侧面角焊缝（侧缝）侧缝主要承受剪力，应力状态叫单纯，在弹性阶段，剪应力沿焊缝长度方向分布不均匀，两端大中间小，且焊缝越长越不均匀，但侧缝塑性好。
2．正面角焊缝（端缝）端缝连接中传力线有较大的弯折，应力状态较复杂，正面角焊缝沿焊缝长度方向分布比较均匀，但焊脚及有效厚度面上存在严重的应力集中现象，所以其破坏属于正应力和剪应力的综合破坏，但正面角焊缝的刚度较大，变形较小，塑性较差，性质较脆。
3．斜向角焊缝斜向角焊缝受力情况较复杂，其性能介于侧缝和端缝之间，常用于杆件倾斜相支的情况，也用在板件较宽，内力较大连接中。
4．周围角焊缝主要为了增加焊缝的长度和使焊缝遍及板件全宽，而把板件交搭处的所有交搭线尽可能多的加以焊接，成为开口或封闭的周围角焊缝。
构造及要求。
4.1.最小焊脚尺寸4.2.最大焊脚尺寸贴边处满足4.3.角焊缝最小长度4.4.侧面角焊缝最大计算长度4.5.板件端部仅有两条角焊缝时每条侧面角焊缝的计算长度4.6.搭接连接中搭接长度应满足而且不宜采用一条正面角焊缝来传力。
4.7.在次要构件和焊缝连接中，允许采用断续角焊缝，各段间距满足以保证整体受力。
角焊缝连接计算基本计算公式轴心作用下的角焊缝计算轴心作用下角钢的角焊缝计算弯矩，剪力和轴心力共同作用下角焊缝计算（T形接头）弯矩，剪力和轴心力共同作用下角焊缝计算（搭接形接头）1. 端缝、侧缝在轴向力作用下的计算：（1）端缝——垂直于焊缝长度方向的应力；he ——角焊缝有效厚度；lw ——角焊缝计算长度，每条角焊缝取实际长度减10mm（每端减5mm）；ffw ——角焊缝强度设计值；bf ——系数，对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构，bf =1.22，直接承受动力荷载bf =1.0。
（2）侧缝tf ——沿焊缝长度方向的剪应力。
角焊缝的构造和计算
3.3 角焊缝的构造和计算3.3.1 角焊缝的形式和强度角焊缝按其与作用力的关系可分为：正面角焊缝、侧面角焊缝、斜焊缝；正面角焊缝：焊缝长度方向与作用力垂直；侧面角焊缝：焊缝长度方向与作用力平行。
按其截面形式分：直角角焊缝(图3.10)、斜角角焊缝(图3.11)。
直角角焊缝通常焊成表面微凸的等腰直角三角形截面[图3.10(a)]。
在直接承受动力荷载的结构中，为了减少应力集中，提高构件的抗疲劳强度，侧面角焊缝以凹形为最好。
但手工焊成凹形极为费事，因此采用手工焊时，焊缝做成直线性较为合适[图3.10(a)]。
当用自动焊时，由于电流较大，金属熔化速度快、熔深大，焊缝金属冷却后的收缩自然形成凹形表面[图3.10(c)]。
为此规定在直接承受动力荷载的结构（如吊车梁）中，侧面角焊缝做成凹形或直线形均可。
对正面角焊缝，因其刚度较大，受动力荷载时应焊成平坡式[图3.10(b)]，直角边的比例通常为1:1.5（长边顺内力方向）。
两焊脚边的夹角α>90°或α<90°的焊缝称为斜角角焊缝，斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中。
对于夹角α>135°或α<60°的斜角角焊缝，除钢管结构外，不宜用作受力焊缝。
大量试验结果表明：侧面角焊缝(图3.12)主要承受剪应力，塑性较好，弹性模量低（E=0.7×105～1×105N/mm2），强度也较低。
由于传力线通过侧面角焊缝时产生弯折，因而应力沿焊缝长度方向的分布不均匀，呈两端大中间小的状态，焊缝越长，应力分布不均匀性越显著。
但在在接近塑性工作阶段时，产生应力重分布，可使应力分布的不均匀现象渐趋缓和。
即分布不均匀，且不均匀程度随的增大而增加，破坏常在两端开始，再出现裂纹后很快沿焊缝有效截面迅速断裂正面角焊缝(图3.13)受力复杂，截面中的各面均存在正应力和剪应力。
由于传力时力线弯折，并且焊根处正好是两焊件接触面的端部，相当于裂缝的尖端，故焊根处存在着很严重的应力集中。
角焊缝的构造和计算
3.3 角焊缝的构造和计算角焊缝的形式和强度角焊缝按其与作用力的关系可分为：正面角焊缝、侧面角焊缝、斜焊缝；正面角焊缝：焊缝长度方向与作用力垂直；侧面角焊缝：焊缝长度方向与作用力平行。
按其截面形式分：直角角焊缝(图3.10)、斜角角焊缝(图3.11)。
直角角焊缝通常焊成表面微凸的等腰直角三角形截面[图3.10(a)]。
在直接承受动力荷载的结构中，为了减少应力集中，提高构件的抗疲劳强度，侧面角焊缝以凹形为最好。
但手工焊成凹形极为费事，因此采用手工焊时，焊缝做成直线性较为合适[图3.10(a)]。
当用自动焊时，由于电流较大，金属熔化速度快、熔深大，焊缝金属冷却后的收缩自然形成凹形表面[图3.10(c)]。
为此规定在直接承受动力荷载的结构（如吊车梁）中，侧面角焊缝做成凹形或直线形均可。
对正面角焊缝，因其刚度较大，受动力荷载时应焊成平坡式[图3.10(b)]，直角边的比例通常为1:1.5（长边顺内力方向）。
两焊脚边的夹角α>90°或α<90°的焊缝称为斜角角焊缝，斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中。
对于夹角α>135°或α<60°的斜角角焊缝，除钢管结构外，不宜用作受力焊缝。
大量试验结果表明：×105～1×105N/mm2），强度也较低。
由于传力线通过侧面角焊缝时产生弯折，因而应力沿焊缝长度方向的分布不均匀，呈两端大中间小的状态，焊缝越长，应力分布不均匀性越显著。
但在在接近塑性工作阶段时，产生应力重分布，可使应力分布的不均匀现象渐趋缓和。
即分布不均匀，且不均匀程度随的增大而增加，破坏常在两端开始，再出现裂纹后很快沿焊缝有效截面迅速断裂正面角焊缝(图3.13)受力复杂，截面中的各面均存在正应力和剪应力。
由于传力时力线弯折，并且焊根处正好是两焊件接触面的端部，相当于裂缝的尖端，故焊根处存在着很严重的应力集中。
与侧面角焊缝相比，正面角焊缝的刚度较大（弹性模量E≈×105 N/mm2），强度较高，但塑性变形要差些。
角焊缝的构造与计算(114)
第三章 钢结构的连接
2、角焊缝的计算长度 考虑起灭弧缺陷，按每条焊缝的实际长度每端减去hf 计算。
① 侧缝的最大计算长度
lw 60h f
当实际长度大于以上值时， 计算时不考虑超过部分的强度； 但当内力沿侧焊缝全长分布时， 不受上式限制。
第三章 钢结构的连接
2、角焊缝的计算长度 考虑起灭弧缺陷，按每条焊缝的实际长度每端减去hf 计算。
hf ,min 1.5 10 4.7mm
肢背
肢尖
焊脚尺寸hf ?
第三章 钢结构的连接
8
5
6
10
t2
t1
hf
第三章 钢结构的连接
2、角焊缝的计算长度 考虑起灭弧缺陷，按每条焊缝的实际长度每端减去hf 计算。
① 侧缝的最大计算长度 为什么要限制？ 焊缝太长，剪应力分布越不均匀，焊缝两端产生严重应
3.5.3 角焊缝构造要求
1、角焊缝焊脚尺寸 hf ① 最大焊脚尺寸hf,max
为什么要限制？ 焊脚尺寸太大，焊接变形大，易脆裂，残余应力大， 对于较薄的焊件容易焊穿。
如何限制？ 与板厚联系起来。《规范》规定：
第三章 钢结构的连接
3.5.3 角焊缝构造要求
1、角焊缝焊脚尺寸 hf ① 最大焊脚尺寸hf,max 钢管构件除外： hf,max≤1.2t1
lw 8h f 且不得小于40mm
当焊件的焊接长度不受限制时，在满足最大焊缝长度的 要求下，小而长的焊缝比大而短的焊缝好！
lwmin≤lw ≤ lwmax
第三章 钢结构的连接
3、搭接连接的构造要求
板件与节点板的连接仅用两侧缝焊接时：
lw
① 为避免应力传递过分弯折导致应力不均匀：
角焊缝分类
N
M 1
Ney1 m yi2
N n
N1max N Ney1 N tb N1' min n m yi2 0
若≤0,按大偏心计算
N
N 1
b.大偏心情况
N1max
Fe y 2 m y i
'
' 1
问：为什么大偏心计算公式仅有一项？
拉剪螺栓连接：
破坏形式： 螺栓杆受剪受拉破坏 孔壁承压破坏 验算剪拉作用
紧固后松驰损失：×0.9
拉剪应力同时存在：÷1.2
3：紧固方法： 扭矩法. 转角法. 扭掉螺栓部梅花卡头.
三：高强度螺栓连接的受力性能与计算： 一>摩擦型： 1:受剪连接的受力性能和计算。 1>受力性能：剪切变形小，弹性性能好，耐疲劳。 承载能力极限状态：摩擦力刚被克服连接将要产生相对滑移。 2>计算方法：
传力平缓
正面角焊缝 侧面角焊缝
直接动力荷载作用
焊脚尺寸要求： 1）最小焊接脚尺寸：防止冷却过快形成裂纹 hf 取值要求：
h f min 1.5 tmax
自动焊用hfmin-1 自动焊用hfmin+1
且hfmin 在t≤4mm 时取hfmin=t
2）最大焊脚尺寸hfmax , 防止“过烧”及过大残余应力和变形。
焊缝 截面形状
对接焊缝——受力性能较好 制造复杂
角焊缝——受力复杂 制造简单
2>施焊方式：平,立,俯,仰. 焊接符号及标注方法： 1>符号：由图形符号,辅助符号,引出线组成。 2> 具体要求 图形符号 辅助符号
将所能收集到的 焊缝符号列表画 出并标明其含义
焊接质量级别：一、二、三级
对接焊缝的构造 坡口要求： t很小(手≤6mm.自≤12mm I形 t=7～20mm单边V形 . J形或V 形 t>20mm形 U形 K形或X形 钝边d:手工焊 2mm ，自动焊4～8mm. 间隙a:手工焊 2～4mm，自动焊0～2mm 避免应力集中的措施
角焊缝计算
角焊缝及其计算型式及分类截面形式:普通型（等边凸形）、平坦型（不等边凹形）、凹面形两焊脚边夹角：直角角焊缝、斜角角焊缝、焊缝长度与作用方向 1.侧面角焊缝（侧缝）侧缝主要承受剪力，应力状态叫单纯，在弹性阶段，剪应力沿焊缝长度方向分布不均匀，两端大中间小，且焊缝越长越不均匀，但侧缝塑性好。
2．正面角焊缝（端缝）端缝连接中传力线有较大的弯折，应力状态较复杂，正面角焊缝沿焊缝长度方向分布比较均匀，但焊脚及有效厚度面上存在严重的应力集中现象，所以其破坏属于正应力和剪应力的综合破坏，但正面角焊缝的刚度较大，变形较小，塑性较差，性质较脆。
3．斜向角焊缝斜向角焊缝受力情况较复杂，其性能介于侧缝和端缝之间，常用于杆件倾斜相支的情况，也用在板件较宽，内力较大连接中。
4．周围角焊缝主要为了增加焊缝的长度和使焊缝遍及板件全宽，而把板件交搭处的所有交搭线尽可能多的加以焊接，成为开口或封闭的周围角焊缝。
构造及要求。
4.1.最小焊脚尺寸4.2.最大焊脚尺寸贴边处满足4.3.角焊缝最小长度4.4.侧面角焊缝最大计算长度4.5.板件端部仅有两条角焊缝时每条侧面角焊缝的计算长度4.6.搭接连接中搭接长度应满足而且不宜采用一条正面角焊缝来传力。
4.7.在次要构件和焊缝连接中，允许采用断续角焊缝，各段间距满足以保证整体受力。
角焊缝连接计算基本计算公式轴心作用下的角焊缝计算轴心作用下角钢的角焊缝计算弯矩，剪力和轴心力共同作用下角焊缝计算（T形接头）弯矩，剪力和轴心力共同作用下角焊缝计算（搭接形接头）1. 端缝、侧缝在轴向力作用下的计算：（1）端缝——垂直于焊缝长度方向的应力；he ——角焊缝有效厚度；lw ——角焊缝计算长度，每条角焊缝取实际长度减10mm（每端减5mm）；ffw ——角焊缝强度设计值；bf ——系数，对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构，bf =1.22，直接承受动力荷载bf =1.0。
（2）侧缝tf ——沿焊缝长度方向的剪应力。
焊接(角焊缝)解读
由水平平衡关系，得： N1 N N3 L形围焊角焊缝计算公式为：
lw1 N1 2 0.7 hf 1 f f w
N3 hf 3 2 0.7 f f f w lw3
若求出得hf3大于hfmax ,则不能采用L形围焊 未采用绕角焊时 lw3 b hf 3 lw3 b 采用绕角焊时
f——正面角焊缝的强度设计值
④周围角焊缝（三面围焊，菱形）
(
N
f
helw )
f
w f
例 设计如图所示一双盖板的对接接头。已知钢板截 面250x14 ,盖板截面为2-200x10,受轴心力N=700kN （静荷载），钢材Q235，手工焊，焊条E43型。
a)
N N N N
解：确定焊缝的焊脚尺寸hf hfmax=t-(1~2)mm=10-(1~2)mm=8~9mm（施焊时一般难 以焊满整个厚度） 余应力和焊接变形）
式中：b为两侧焊缝的距离；
lw为侧焊缝计算长度； t为较薄焊件的厚度。
（2）在搭接连接中，搭接长度不得小于焊件较小厚度 的5倍，且不得小于25mm。 t1 t2
2hf 2hf
（ t 1 ＜ t 2） 且 25mm
5t1
焊缝绕角2hf
（3）当焊缝端部在焊件转角处 时，应将焊缝延续绕过转角加焊2hf。 避开起落弧发生在转角处的应力集
t1 hf,max≤1.2t1
hf
式中: t1—较薄焊件厚度。
t1＜t
②对于板件边缘的角焊缝,尚应满足以下要求：
当 t>6mm时，hf,max≤t-(1～2)mm
当 t≤6mm时，hf,max≤t 若另一焊件厚度t1＜t时，还应满足hf,max≤1.2t1
贴边焊缝
3.3角焊缝构造
§3-3 角焊缝的构造和计算
2. 试验结果表明
1）侧面角焊缝主要承受剪应力 。 塑性较好 ， 弹性模量 ） 侧面角焊缝主要承受剪应力。塑性较好， 低，强度也较低 传力线通过侧面角焊缝时产生弯折， 传力线通过侧面角焊缝时产生弯折 ， 应力沿焊缝长 度方向的分布不均匀， 度方向的分布不均匀，呈两端大而中间小的状态 焊缝越长，应力分布越不均匀， 焊缝越长 ， 应力分布越不均匀 ， 但在进入塑性工作 阶段时产生应力重分布， 阶段时产生应力重分布，可使不均匀现象趋缓
1. 角焊缝的有效截面为焊缝有效厚度与计算长度的乘积， 角焊缝的有效截面为焊缝有效厚度与计算长度的乘积， 而有效厚度h 而有效厚度 e=0.7hf 。
2. 试验表明，直角角焊缝的破坏常发生在喉部，通常认 试验表明，直角角焊缝的破坏常发生在喉部， 为直角角焊缝是以45°方向的最小截面作为有效计算截面。 为直角角焊缝是以 °方向的最小截面作为有效计算截面。 国家标准化组织（ISO）推荐： 国家标准化组织（ ）推荐：
§3-3 角焊缝的构造和计算
4. 角焊缝的最小计算长度
侧面角焊缝或正面角焊缝的计算长度均不得小于8h 侧面角焊缝或正面角焊缝的计算长度均不得小于 f 和 40mm，其实际焊接长度应较前述数值还要大 f。 ，其实际焊接长度应较前述数值还要大2h
焊缝太短会使施焊时起 弧灭弧可能引起的弧坑缺陷 相距太近， 相距太近，再加上其它焊缝 缺陷或尺寸不足将影响承裁 力过多。 力过多。
§3-3 角焊缝的构造和计算
回顾
σ β
f f
2
+ τ
2 f
≤
f
w f
式中β 式中 f——正面角焊缝的强度增大系数 正面角焊缝的强度增大系数
焊接(角焊缝)参考文档
b≤16t（t >12mm）或190mm（t≤12mm） 式中：b为两侧焊缝的距离；
lw为侧焊缝计算长度； t为较薄焊件的厚度。
（2）在搭接连接中，搭接长度不得小于焊件较小厚度
的5倍，且不得小于25mm。
t1
t2
f
2h 2h
且
5t1 （t1＜t2） 25mm
f
（3）当焊缝端部在焊件转角处时， 应将焊缝延续绕过转角加焊2hf。避 开起落弧发生在转角处的应力集中。
焊缝绕角2hf
2hf
• 二、角焊缝连接的基本计算公式
1、应力分析
焊缝是一个块体，应力状态复杂，计算时把直角三角形 以外的部分去掉，按有效厚度he确定最危险截面（顺着焊缝 方向的平面），通常称为有效截面。
此规定适合正面角焊缝和侧面角焊缝。
（3）侧面角焊缝的计算长度
lw,min lw lw,max
3、搭接连接的构造要求
N
2hf
2hf
N
l2
Nb
lw
l1
N
钢板拱曲
（1）当板件端部仅采用两条侧面角焊缝连接时：
试验结果表明，连接的承载力与b / lw有关。当b / lw＞ 1时，连接承载力随比值增大明显下降，这是由于应力传 递的过分弯折而使构件中应力不均所致，为防止连接强度 过分降低，规范规定：
（2）斜角角焊缝
（d）斜锐角焊缝 （e）斜钝角焊缝
d)
e)
（f）斜凹面角焊缝
f)
两焊边夹角α>90°或α<90°的焊缝称为斜角角焊
缝。斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中。
对于α>135°或α<60°斜角角焊缝，除钢管结构外, 不宜用作受力焊缝。
正面角焊缝
钢材越趋于脆性。
温度：高温热塑性变形，低温冷脆（脆性温度转变区） 荷载类型：加载速度：低温脆性破坏
循环荷载 高周疲劳—— 低周疲劳——
n 5 10
2 4
fy
4
n ＝10 ～ 5 10
fy
疲劳：钢材在连续交变荷载作用下，会逐渐累积损伤、产生裂纹及裂纹
连 接 概 述
钢结构的连接方法： 焊接：
栓接 普通螺栓连接：A，B，C三级
高强螺栓连接 磨擦型高强度螺栓连接 承压型高强度螺栓连接 铆接： 比较：三者优缺点及使用范围比效。 焊接方法（注意焊条的牌号和选用原则） 电弧焊： 电渣焊: 电流 液态熔渣 电阻热 电阻焊:电流 接件接触点表面电阻
焊接接头及焊缝形式： 1>分类 接头 相互位置 对接,搭接,“T”角接等
3）其余各项要求详见教材，课后自学并记忆。
侧面角焊缝：轴心力N作用。
剪应力弹性阶段 分布均匀 塑性阶段 应力分布趋于均匀。 特点：塑性较好，破坏常由两端开始并沿450喉部截面迅速断裂。 正面角焊缝：轴心力N作用 正应力沿长度方向均匀，但横截面上应力状态复杂。破坏可 能沿三个断面开展。 特点：强度，刚度大，塑性较差。
磷（氮）
fy,fu
塑性
韧性
冷弯性能
——
可焊性
——
抗锈
——
其它
——
降低热（冷） 脆，改善热加 工能力
热脆
冷脆
含量控制％
温度的影响
t由常温上升 fy, fu E 塑性 冲击韧性 其它
t≤1500C
t在2500C左右
蓝脆
250~3500C
δ 徐变
角焊缝及其计算
角焊缝及其计算型式及分类截面形式:普通型（等边凸形）、平坦型（不等边凹形）、凹面形两焊脚边夹角: 直角角焊缝、斜角角焊缝、焊缝长度与作用方向1.侧面角焊缝（侧缝）侧缝主要承受剪力, 应力状态叫单纯, 在弹性阶段, 剪应力沿焊缝长度方向分布不均匀, 两端大中间小, 且焊缝越长越不均匀, 但侧缝塑性好。
2. 正面角焊缝（端缝）端缝连接中传力线有较大的弯折, 应力状态较复杂, 正面角焊缝沿焊缝长度方向分布比较均匀, 但焊脚及有效厚度面上存在严重的应力集中现象, 所以其破坏属于正应力和剪应力的综合破坏, 但正面角焊缝的刚度较大, 变形较小, 塑性较差, 性质较脆。
3. 斜向角焊缝斜向角焊缝受力情况较复杂, 其性能介于侧缝和端缝之间, 常用于杆件倾斜相支的情况, 也用在板件较宽, 内力较大连接中。
4. 周围角焊缝主要为了增加焊缝的长度和使焊缝遍及板件全宽, 而把板件交搭处的所有交搭线尽可能多的加以焊接, 成为开口或封闭的周围角焊缝。
构造及要求。
4.1.最小焊脚尺.4.2.最大焊脚尺.贴边处满.4.3.角焊缝最小长度4.4.侧面角焊缝最大计算长度4.5.板件端部仅有两条角焊缝时每条侧面角焊缝的计算长度4.6.搭接连接中搭接长度应满.而且不宜采用一条正面角焊缝来传力。
4.7.在次要构件和焊缝连接中，允许采用断续角焊缝，各段间距满足以保证整体受力。
角焊缝连接计算基本计算公式轴心作用下的角焊缝计算轴心作用下角钢的角焊缝计算弯矩，剪力和轴心力共同作用下角焊缝计算（T形接头）弯矩，剪力和轴心力共同作用下角焊缝计算（搭接形接头）1.端缝、侧缝在轴向力作用下的计算.（1）端缝...——垂直于焊缝长度方向的应力....h.——角焊缝有效厚度....l.——角焊缝计算长度，每条角焊缝取实际长度减10mm（每端减5mm）.ff.——角焊缝强度设计值.b.——系数，对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构，b.=1.22，直接承受动力荷载b.=1.0。
建筑钢结构工程技术 2.4 角焊缝的构造和计算
角焊缝的构造和计算一、角焊缝的构造（一）角焊缝的形式角焊缝按其长度方向和外力作用方向的关系可分为与力作用方向平行的侧面角焊缝，与力作用方向垂直的正面角焊缝（端焊缝）和与力作用方向成斜角的斜向角焊缝（图2-6）。
角焊缝按两焊脚边的夹角可分为直角角焊缝（图2-19a、b、c、d）和斜角角焊缝（图2-19e、f、g）两种。
直焊缝的受力性能较好，应用广泛；斜角角焊缝当两焊脚边夹角α大于135°或小于60°时，除钢管结构外，不宜用作受力焊缝。
图中h f称为角焊缝的焊脚尺寸。
各种角焊缝的焊脚尺寸h f均示于图2-19。
图2-19（b）的不等边角焊缝以较小焊脚尺寸为h f。
本节主要介绍直角角焊缝的构造、工作性能和计算方法。
图2-19 角焊缝的截面形式角焊缝按其截面形式可分为普通型（图2-19a）、平坦型（图2-19b）和凹面型（图2-19c）三种。
钢结构一般采用普通型截面，其两焊脚尺寸比例为1：1，近似于等腰直角三角形，但其力线弯折，应力集中严重，在焊缝根部形成高峰应力，使焊缝容易开裂。
因此对直接承受动力荷载的结构，为使传力平缓，正面角焊缝可改用两焊脚尺寸比例为1：的平坦型（长边顺内力方向），侧面角焊缝则宜采用比例为1：1的凹面型。
普通型角焊缝计算承载力时，按最小截面即α/2角处截面（直角角焊缝在45°角处截面）计算，该截面称为有效截面或计算截面。
其截面厚度称为计算厚度h e（图2-19a）。
直角角焊缝的计算厚度h e= h f，不计凸出部分的余高。
凹面型焊缝和平坦型焊缝的h f和h e，按图2-19（b）和图2-19（c）采用。
（二）角焊缝的构造要求1. 最小焊脚尺寸角焊缝的焊脚尺寸与焊件的厚度有关，当焊件较厚而焊脚又过小时，焊缝内部将因冷却过快而产生淬硬组织，容易使焊缝附近主体金属产生裂纹。
因此，角焊缝的最小焊脚尺寸h fmin （mm ）应符合下式要求（图2-20a ）：（2-12） 此处t max 为较厚焊件的厚度（mm ）。
焊接(角焊缝)
V产生 ；
F产生f，
f
F helw
f分解为： ⊥和⊥。
有效截面上有：
∥
=
⊥ 、 ⊥ 、 。
N helw
2、 角焊缝的强度
（1）有效截面上的应力状态
前面已经说明：最一般情况（同时有端焊缝，侧焊缝性质的一
般受力焊缝），有效截面上有三个应力、∥ 、 。 —正应力，与焊缝长度方向（x）面外垂直 ∥ —剪应应，与焊缝长度方向（x）面内平行 —剪应力，与焊缝长度方向（x）面内垂直
N
N N
（2）端（正面）焊缝
N
a
有效截面上与焊缝长度 A 方向垂直的正应力⊥和 剪应力⊥ 。
正面角焊缝刚度大，破坏 时变形小，强度比侧缝高， 但塑性变形能力比侧缝小， 常呈脆性破坏。
N
A
b
B1
c
B2
⊥ ⊥
N/2
B2
N/2 N/2 N/2
N/2
（3）一般受力的焊缝
V
⊥
f ⊥⊥
N F
作用在T型连接焊缝上 的一般力N，可以分解为平 行于焊缝方向的力V和垂直
当t≤4mm时, hf,min=t
（3）设计焊角尺寸hf 应满足
hf ,min hf hf ,max
2、焊缝计算长度的构造要求 （1）侧面角焊缝的最大计算长度
侧面角焊缝在弹性工作阶段沿长度方向受力不均两端 大而中间小。焊缝越长，应力集中越显著。如果焊缝 长度不是太大，焊缝两端达到屈服强度后，继续加载， 应力会渐趋均匀；但是当焊缝长度超过某一限值后， 可能首先在焊缝两端发生破坏而逐渐向中间发展，最 终导致焊缝破坏。
和残余变形，除钢管结构除外，hf,max应满足以下要求:
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焊缝 截面形状
对接焊缝——受力性能较好 制造复杂
角焊缝——受力复杂 制造简单
2>施焊方式：平,立,俯,仰. 焊接符号及标注方法： 1>符号：由图形符号,辅助符号,引出线组成。 2> 具体要求 图形符号 辅助符号
将所能收集到的 焊缝符号列表画 出并标明其含义
焊接质量级别：一、二、三级
对接焊缝的构造 坡口要求： t很小(手≤6mm.自≤12mm I形 t=7～20mm单边V形 . J形或V 形 t>20mm形 U形 K形或X形 钝边d:手工焊 2mm ，自动焊4～8mm. 间隙a:手工焊 2～4mm，自动焊0～2mm 避免应力集中的措施
永久荷载效应控制的组合
0 G Gk Qi ci Qik f i 1
n
对于一般排架、框架结构，由可变荷载效应控制的组合， 可采用下式计算：
n 0 G Gk Qi Qik f i 1
偶然组合：偶然作用的代表值不乘分项系数，与偶然作 用同时出现的可变荷载，应根据观测资料和工程经验采 用适当的代表值，具体的设计表达式及各种系数，应符 合专门规范的规定。
N w w ＝ f t 或f c l wt
M,N共同作用时（梁内）
矩 形 截 面
max
max
M ftw Wx
IT 字 形 截 面
w
VS w f vw I wt w
2 1 2 1
＋3 1.1 f t
问：为什么 f t w 前要乘以一系数1.1？ 思考：牛腿问题的处理？
传力平缓
正面角焊缝 侧面角焊缝
直接动力荷载作用
焊脚尺寸要求： 1）最小焊接脚尺寸：防止冷却过快形成裂纹 hf 取值要求：
h f min 1.5 tmax
自动焊用hfmin-1 自动焊用hfmin+1
且hfmin 在t≤4mm 时取hfmin=t
2）最大焊脚尺寸hfmax , 防止“过烧”及过大残余应力和变形。
hfmin≤1.2tmin
焊件边缘
t≤6mm hfmin≤t
防止咬边
t>6mm hfmin＝t-(1~2)mm
3）其余各项要求详见教材，课后自学并记忆。
钢结构的材料学习要求：
1、掌握钢材的机械性能和钢材的机械性能指标，建筑 用钢的种类、规格和选用； 2、熟悉各种因素对钢材机械性能的影响，尤其是一些 特殊影响如冷脆、热脆、兰脆，钢材疲劳破坏的特征 等； 3、了解钢材疲劳计算
钢 结 构 的 材 料
化 学 成 分 的 影 响
含量增加
碳
硅（锰）
硫（氧）
柱与柱间支撑与柱脚的连接
（柱脚已埋入混凝土地面以下）梁Leabharlann 与 支 撑 间 的 连 接俯视
仰视
连接学习要求：
1、掌握各种连接的特点和适用范围；
2、掌握对接焊缝、直角角焊缝、普通螺栓、高强度螺 栓连接的构造和计算；
3、熟悉焊缝质量检验规定； 3、了解焊接残余应力和变形的成因，熟悉焊接应力与 变形对结构工作性能的影响和减少焊接应力与变形的措 施；
逐渐扩展，直到最后破坏，这种现象称为疲劳。
疲劳破坏具有突然性，破坏前没有明显的宏观塑性变形，属于脆性断裂。 其破坏过程经历裂纹的产生、裂纹的缓慢扩展和最后迅速断裂三个阶段， 是延时断裂。
钢 柱 上 焊 接 牛 腿 （ 腹 板 和 翼 缘 ）
梁柱节点：梁分别连接在柱的腹板和翼缘（连接角钢与
梁焊缝相连，与柱螺栓相连）
钢结构基本原理
绪
论
设计理论：概率极限状态设计法
建筑钢材 良好的机 械性能 强 度 可 焊 性 塑 性 韧 性
加工
构 轴 心 受 力 构 件
（杆件）
件 拉 弯 压 弯 构 件
理论指导
钢
栓 铆 接 接
结
构
受 弯 构 件
焊 接
连 接
可靠性 安全性 耐久性 适用性
强度：抵抗破坏的能力 刚度：抵抗变形的能力 稳定性：保持原有平衡状态的能力
磷（氮）
fy,fu
塑性
韧性
冷弯性能
——
可焊性
——
抗锈
——
其它
——
降低热（冷） 脆，改善热加 工能力
热脆
冷脆
含量控制％
温度的影响
t由常温上升 fy, fu E 塑性 冲击韧性 其它
t≤1500C
t在2500C左右
蓝脆
250~3500C
δ 徐变
4000C
6000C
0
降温过程的变化：低温冷脆
各种因素对钢材性能的影响
连 接 概 述
钢结构的连接方法： 焊接：
栓接 普通螺栓连接：A，B，C三级
高强螺栓连接 磨擦型高强度螺栓连接 承压型高强度螺栓连接 铆接： 比较：三者优缺点及使用范围比效。 焊接方法（注意焊条的牌号和选用原则） 电弧焊： 电渣焊: 电流 液态熔渣 电阻热 电阻焊:电流 接件接触点表面电阻
焊接接头及焊缝形式： 1>分类 接头 相互位置 对接,搭接,“T”角接等
焊接宽度不同或相差4mm以上时，放坡≤1/4
设置引弧板：埋弧焊≤50mm；手工焊>20mm. 无法设引弧板时的处理：计算时扣除起落弧坑的影响 （每端减去t—对接焊缝或hf —角焊缝）
二对接焊缝计算 1:简化原则：对接焊缝可视为焊件截面的延续组成部分，即 焊接中的应力分布与原焊件原有的相同。 轴心力作用
钢结构的设计方法
结构的功能要求
安全性
概率度量 质量指标
安全度
可靠度
定量描述
可靠性
适用性 耐久性
结构的极限状态： 承载能力极限状态 正常使用极限状态
承载能力极限状态表达式
基本组合 可变荷载效应控制的组合
n 0 G Gk Q1 Q1k Qi ci Qik f i 2
在同时承 受较大正 应力和剪 应力的梁 腹板与翼 缘交接处 受拉区端 部的不利 点，还应 验算其折 算应力
角焊缝的构造和计算
角焊缝分类 1>按长度方向与外力作用方向： 正面角焊缝
侧面角焊缝
2>按截面形式： 普通型：hf之比 1：1 平坦型：hf之比 1：1.5 凹面型：hf之比1：1 应力集中严重
应力集中：应力集中越严重，出现同号三相应力场的应力水平越接近，
钢材越趋于脆性。
温度：高温热塑性变形，低温冷脆（脆性温度转变区） 荷载类型：加载速度：低温脆性破坏
循环荷载 高周疲劳—— n 5104 f y 102 ～5 104 f y 低周疲劳—— n＝
疲劳：钢材在连续交变荷载作用下，会逐渐累积损伤、产生裂纹及裂纹