第20-1-2章 对接焊缝连接构造与计算
对接焊缝的构造与计算
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
—
第二讲对接焊缝的构造与计算
第3章钢结构的连接
3.3对接焊缝的构造要求和计算
3.3.1对接焊缝的构造要求
不同宽度或厚度的钢板拼接
第3章钢结构的连接
3.3对接焊缝的构造要求和计算
3.3.1对接焊缝的构造要求
其他构造要求
引弧板
焊透的T形连接 焊缝
钢板拼接焊缝示意
当不用引弧板时，便在计算时扣除焊缝两端各tmm长度。
第3章钢结构的连接
（2）弯矩和剪力共同作用的对接焊缝
V
V
w
M W w ft
VS w I wt fv
w
注意各参数取值 S w ——焊缝截面在计算剪应力处以上 (或下)部分对中和轴的面积矩。
第3章钢结构的连接
3.3对接焊缝的构造要求和计算
3.3.2焊透的对接焊缝的计算
（2）弯矩和剪力共同作用的对接焊缝 焊缝截面为工形
正面角焊缝应力分布
角焊缝应力-位移曲线
第3章钢结构的连接
3.4角焊缝的构造要求和计算
3.4.1角焊缝的构造要求
焊脚尺寸应与焊件的厚度相适应。
焊脚尺寸不宜太大: hf应不大于1.2t，（t为较薄焊件厚度）。对于板件边缘的焊 缝，当t >6mm时，hf＝t－(1~2)mm；当t≤6mm时，hf≤t。
3.4.2直角角焊缝的计算
(完整版)第三章__连接的构造与计算习题及答案
第三章 连接的构造与计算
1、下图中I32a 牛腿用对接焊缝与柱连接。钢材为Q235钢，焊条为E43型，手工焊，用II 级焊缝的检验质量标准。对接焊缝的抗压强度设计值
2215/w f f N mm =，抗剪强度设计值2125/w v f N mm =。已知：I32a 的截面面积
267.12A cm =；截面模量3692.2x W cm =，腹板截面面积225.4w A cm =。试求连接
部位能承受的外力F 的最大值（施焊时加引弧板）。
°
图 牛腿连接示意图
解：T V 707.0=，T N 707.0=
)(4.141200707.0mm N T T M ⋅=⨯=
(1) 22112510
4.25707.0mm N T A V w =⨯==
τ )(1049.4707
.0104.25125521N T ⨯=⨯⨯=
∴
(或：22112510
95.032707.0mm N T A V
w =⨯⨯==
τ )1037.551N T ⨯=∴
(2) 2222154.141707.0mm N W
T A T =+=
σ
223
2215)10
2.6924.1411012.67707.0(
mm N T =⨯+⨯∴ )(1094.65
2N T ⨯=∴
(3) 折算应力（在顶部中点亦可）
()215
1.11.1000555.0000278.03000276.03)000233.010
4.30707
.0( 000278.0104.25707.0000276.01605.26160102.6924.1411012.67707.03322212133
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。
对接焊缝
计算要点： 正确分析受力、判断最危险点” 计算要点： “正确分析受力、判断最危险点”
应分ຫໍສະໝຸດ Baidu检算最大正应力和最大剪应力： 最大正应力 最大剪应力
σ max = σ N + σ M
VS W τ= ≤ f VW I Wt
N M = + ≤ f tW AW WW
按材料力学理论，对接焊缝某一点同时受到较大 折算应力 剪应力和正应力作用时，应检算该点的折算应力 折算应力 。 σ 1、τ 1 验算点的正应力和剪应力 2 2 W 局部应力提高系数 工字形截面对接焊缝，需验算腹板与翼缘板相交处的折算应力 1.1
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
对接焊缝的计算 例题6 例题6 【解】1.焊缝面积模量计算 截面面积:
AW = 2 ×12 ×100 + 200 × 8 = 4000mm2
1 I W = (100 × 224 3 − 92 × 200 3 ) = 3233 × 10 4 mm 4 截面惯性距： 12 截面抵抗矩： WW = I W / 112 = 288661mm 3
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
钢结构焊接和计算
3．先考虑翼缘和腹板都用直焊缝拼接，验算其强度：
M W 1031.2 106 /(5.616 106 ) 183.6 N / mm 2 w
f t 185N / mm
4.3.1.1、对接焊缝的构造要求
(2) 当两焊件宽度或厚度不同时焊缝处理
(3)交叉焊（十字、T形） a 200mm
4.3.1.2 对接焊缝的计算
( 1 )轴心受力的对接焊缝计算公式：
4.3.1.2 对接焊缝的计算
( 1 )轴心受力的对接焊缝计算公式：
N
式中：
lw t
f t 或f
f
Nx
he l w
4.3.2
角焊缝的构造和计算
4.3.2.2、 角焊缝的强度和基本计算公式
将其分解为垂直于焊缝有效截面的正应力 σ⊥ 和垂直于焊缝长度方向的剪应力τ⊥ ， 即：
f
2
f
2
4.3.2
角焊缝的构造和计算
4.3.2.2、 角焊缝的强度和基本计算公式
（2）在平行于焊缝长度方向的 轴心力Ny作用下，按焊缝有效截面 计算的剪应力τ∥：
max
M
Ww
Iwt
2
对接焊缝、角焊缝的构造和计算
≤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
340
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
f
w f
—
角焊缝强度设计值
3
钢
结 构
┻┻
∥
的
连
接
设
计
简化公式
危险点
( f f
)2
2 f
f
w f
当
f＝0 时
f
f
f
w f
f＝ 0 时
f
f
w f
＝1.22 静载、 间接动载
f — 端焊缝强度增大系数
直角焊缝
＝1.0 直接动载
斜角焊缝 ＝ 1.0
3.7.6 角焊缝强度设计值
构件钢材
焊接方法 和焊条型号
钢 结 构 的 连 接 设 计
不同厚度
可不设斜坡 引弧板
3.5.3 焊缝截面
no09 对接焊缝计算和角焊缝计算(2014)
主讲：何嘉年
第33页
第3章 钢结构的连接
在搭接连接中，当仅采用正面角焊缝时
土木与交通工程学院 School of Civil and Transportation Engineering
主讲：何嘉年
第34页
围焊的转角处必须连续施焊。
第3章 钢结构的连接
土木与交通工程学院 School of Civil and Transportation Engineering
h f ,min t
土木与交通工程学院 School of Civil and Transportation Engineering
主讲：何嘉年
第27页
要求：
第3章 钢结构的连接
hf ,min hf hf ,max
土木与交通工程学院 School of Civil and Transportation Engineering
第3章 钢结构的连接
1） 求出同一平面的焊缝群的形心； 2） 将荷载向形心简化，找出最不利位置； 3） 分别求出各荷载分量在最不利位置产生的
应力； 4） 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。
土木与交通工程学院 School of Civil and Transportation Engineering
土木与交通工程学院 School of Civil and Transportation Engineering
焊缝的结构与计算
hf hf
hf
hf 普通式
1.5hf 平坡式
hf 凹面式
13
2）斜角角焊缝
按he=0.7hf
a
hf
按he=0.7hf
a
hf
锐角角焊缝
按he=hfcos a/2
a
hf
对于α>135o 或α<60o斜角 角焊缝,除钢
按he=hfcos a/2 管结构外,不
a
宜用作受力
hf
焊缝。
钝角角焊缝
N1 N N 3 (3 23)
对于设计问题:
x
lw1
N1
he 1
f
w f
h f 3
f
N3
f
w f
lw3
(3 24)
e1
N
e2 b
x
41
2.N、M、V共同作用下
（1）偏心轴力作用下角焊缝强度计算
：
e
θ N
Nx
lw 2
M A
Ny
lw 2
het he
σNx σM τNy
f ,A
N x 6M
28
2.实际上计算截面的各应力分量的计算比较繁难， 为了简化计算，规范假定：焊缝在有效截面处破坏， 且破坏时各应力分量满足以下折算应力公式:
σ
2
┻
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
青海大学 结构设计原理
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
青海大学 结构设计原理
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：
第3章 连接2——对接焊缝
3.2.1.2 对接焊缝的计算
轴心受拉三级焊缝：
N
/(lwtmin )
ft
w或f
w c
tmin 连接件较小厚度；T形接头腹板厚度；
ftw 对接焊缝抗拉强度设计值；
f
w c
对接焊缝抗压强度设计值；
lw 焊缝计算长度，注意有无引弧板；
未加引弧板时lw取实际长度减去2t
3.2.1.2 对接焊缝的计算
直焊缝不满足要求时，采用斜对接焊缝：
N sin
lwt
fw t
当斜焊缝倾角θ ≤56.3°，即tgθ ≤1.5时，可认为与母材 等强，不用计算 另：由于施工不便且耗材较多，斜对接焊缝应用较少，可 采用二级检验标准的直焊缝或连接部位改至内力较小处
3.2.1.2 对接焊缝的计算
(2) 同时受弯 、受剪的对接焊缝计算公式 1）矩形截面
对接焊缝的强度与所 用钢材牌号、焊条型 号、焊缝质量的检验 标准等因素有关
因此，只有受拉的三级 焊缝才需要进行计算。
受压、受剪时对接焊缝与母 材强度相等
一、二级检验的焊缝抗拉强 度可认为与母材强度相等
三级检验的焊缝抗拉强度为 母材强度的85%
焊缝中应力分布情况基本上 与焊件的情况相同，计算方 法与构件的强度计算相同
1． 离支座2.5m处的内力（设计值）为
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°
钢结构对接焊缝的构造与计算
该应力分量平行于焊缝长度方向，为剪应力性质；该应力分量 垂直于焊缝长度方向，为正应力性质。 5、将各危险点上的各应力分量分别代数叠加后,得到合成的 τf 代入公式验算其强度。
西南科技大学网络教育课程
（1）轴心受力的对接焊缝 轴心力－外力通过焊缝或焊缝群的形心。
西南科技大学网络教育课程
N lw t
ftw or
f
w c
N －轴心拉力或压力；
lw －焊缝的计算长度。当未采用引弧板时，取实际长度减去2t；
t －在对接接头中连接件的较小厚度，在T形接头中为腹板厚
度；
ftw
,
f
w c
－对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值。
西南科技大学网络教育课程
注意： 焊缝与作用力间的夹角θ满足tanθ≤1.5时，斜焊缝的强度不低于 母材强度，可不再进行验算。
西南科技大学网络教育课程
例 试验算图3.36所示钢板的对接焊缝的强度。图中a=540mm， t=22mm，轴心力的设计值为N=2150kN。钢材为Q235-B，手工焊，焊条为
西南科技大学网络教育课程
二、对接焊缝的计算
1、焊透的对接焊缝的计算 注意：
对接焊缝一般只在焊缝质量等级为三级且受拉力作用时，才须 进行抗拉强度计算。 对焊缝质量等级为一、二级的对接焊缝，其强度设计值虽与母 材相等，但当焊缝在无引弧板情况下施焊时，由于两端起、落弧 的弧坑缺陷，《规范》规定每条焊缝的计算长度比实际长度减去 2t ,因此焊缝强度会略低于母材。这种情况也需进行强度计算。
焊缝连接的计算和应用
焊缝连接的计算和应用
①②③④⑤⑥⑦
常用焊接方法：①电弧焊（手工电弧焊、自动或半自动埋弧焊）；②电渣焊；③气体保护焊；④电阻焊；⑤栓钉焊。
焊缝连接的优缺点：
焊缝缺陷：①裂纹（热裂纹：焊接时产生的；冷裂纹：焊缝冷却过程中产生的）；
②气孔（由空气侵入或受潮的药皮熔化时产生的气体；焊件金属上的
油、锈、垢污引起）；③烧穿；④夹渣；⑤未焊透（根部未焊透；边
缘未焊透；焊缝层间未融合）；⑥咬边；⑦焊瘤。
焊缝质量控制：《钢结构工程施工质量验收规范》规定：三级：通过外观检测，即检测焊缝实际尺寸是否符合设计要求和有无看的见的裂纹、咬边
等缺陷；对于重要结构或要求焊缝金属强度等于被焊金属强度的对
接焊缝，必须进行一级或二级质量检验，即在外观检查的基础上在
做无损检验。二级要求用超声波检验每条焊缝的20%的长度；一级
要求用超声波检验每条焊缝的全部长度。
焊缝型式：对接焊缝（强度高）和角接焊缝（施工简单）
对接焊缝：按受力方向分对接正焊缝和对接斜焊缝；对接焊缝的几
种形式及基本符号（I形焊缝；V形焊缝；单边V形焊缝；
带钝边的V形焊缝；带钝边的U形焊缝）
角焊缝：受力方向垂直于焊缝长度的是正面角焊缝；受力方向平行
于焊缝长度的是侧面角焊交；焊缝按沿长度方向的分布情
况分为连续角焊缝和断续角焊缝
焊缝连接型式：按连接构件间的相对位置分为平接、搭接、T形连接、角接。
一、平接连接：①用对接焊缝的平接连接，②用拼接板和角焊缝的
平接连接，③用顶板和角焊缝的平接连接—用于受压构件；
二、搭接连接：用角焊缝的搭接连接；
三、T型连接：①用角焊缝的T型连接，②焊透的T型连接（性
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Байду номын сангаас
12 3 12 1.1[ t ]
M h0 1 Iw 2
V M
1
VS w1 I wtw
式中 ： 1、1——验算点处（腹板、翼缘交接点）的正应力和剪应力。
1.1为考虑到最大折算应力只在焊缝局部出现，而将焊缝强 度设计值适当提高的系数。
青海大学 结构设计原理
20.1.5 对接焊缝的构造和计算
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：
p
b=2~3mm b=2~3mm b=3~4mm =2~3mm b=3~4m b bb =2~3mm b=3~4 =3~4mm 适用板厚：b =3~4mm t >20mm b=3~4mm t≥20mm b=3~4mm b=3~4mm b=3~4mm t≥20mm t≥20mm b=3~4mm
max
M [ t ] Ww
max
VS w [ ] Iwt
M——焊缝承受的弯矩； Ww——焊缝截面模量。 V——焊缝承受的剪力； Iw——焊缝计算截面惯性矩； Sw——焊缝截面计算剪应力处以上部分对中和轴的面积矩。
青海大学 结构设计原理
对于工字形、箱形、T形等构件除应分别验算最大正应力与最 大剪应力外，还应验算腹板与翼缘交接处的折算应力：
2、变截面钢板拼接 （a）钢板宽度不同
≤1:2.5（静力荷载）
≤1:2.5（静力荷载） ≤1:2.5（静力荷
≤1:2.5（静力荷载） ≤1:4（计算疲劳） ≤1:2.5（静力荷载） ≤4m ≤1:2.5（静力荷载） （b）钢板厚度不同 ≤1:2.5（静力荷载） ≤1:2.5（静力荷载） ≤1:2.5（静力荷载） ≤1:4（计算疲劳） ≤1:4（计算疲劳）
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
青海大学 结构设计原理
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：
p p
p p
p
b=0.5~2mm b=0.5~2mm b=0.5~2mm
b=2~3mm b=2~3mm b=2~3mm
b=2~3mm b=2~3mm b=2~
p p
p p
p
p
b=3~4mm
b=3~4mm b=3~4mm b=3~4mm
b=3~4mm b=3~4mm b=3
p p
p
青海大学 结构设计原理
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。
青海大学 结构设计原理
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；
青海大学 结构设计原理
10m
一、对接焊缝的构造要求
p
p pp pp
10mm≤t≤20mm 1、坡口形式 t≤10mm 10mm≤t ≤20mm t≤10mm 1、I形缝： 适用板厚： t≤10mm 10mm≤t≤20mm t≤10mm 10mm ≤t≤20mm b=0.5~2mm b=2~3m 2 、带钝边单边 V 形缝： t≤10mm 适用板厚： b=0.5~2mm b=2~3m b =0.5~2mm b =2~3mm b=2~3mm 10mm < t≤20mm 3、带钝边V形缝：
N sin [ σt ] lw t
N cos [ ] lw t
[τ]——对接焊缝抗剪容许应力，可查附表4-1。
b
青海大学 结构设计原理
2. 受弯受剪的对接焊缝计算
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，正应力和剪应力的最大值 不出现在同一位置，分别验算：
≤1:4（计算疲劳） ≤1:4（计算疲劳）
≤4mm
≤1:4（计算疲劳）
≤1:4（计算疲劳
≤1:4（计算疲劳）
≤1:4（计算疲劳） ≤1:2.5（静力荷载） ≤4mm ≤1:2.5 （静力荷载） （c）厚差小于 4mm 时，由焊缝找坡，
计算时，焊缝厚度取较薄板厚度。 ≤1:4（计算疲劳） ≤1:4（计算疲劳）
对接焊缝计算步骤
1、确定荷载； 2、进行截面应力状态分析； 3、计算截面几何特征值； 4、强度验算。不同作用情况下对接焊缝计算（矩形、I形、T形） 确定最不利位置；
习题讲解：已知钢板梁腹板厚度t=10mm，Q235钢材， 采用焊透对接焊缝（使用了引弧板）连接。钢板梁在Ⅰ-Ⅰ 截面上作用内力为弯矩M=1200kN· m，剪力V=206kN。 验算对接焊缝的强度
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 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
章节重点 1 2、了解对接焊缝和角焊缝的工作性能，掌握对接焊缝 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
青海大学 结构设计原理
3、对接焊缝的起弧和落弧，常因不能熔透而出现凹形的
焊口，焊口处常产生裂纹和应力集中。施焊时可采用引弧板
消除此影响；焊后将引弧板切除，并用砂轮将表面磨平。 引弧板
焊透的T形连 接焊缝
钢板拼接焊缝示意
4、在直接承受动载的结构中，为提高疲劳强度，应将对 接焊缝的表面磨平，打磨方向应与应力方向平行。
p
青海大学 结构设计原理
20.1.5 对接焊缝的构造和计算
沿焊件厚度方向未开坡口的端面部分p 称为钝边，钝边的作 10mm ≤t ≤20mm 10mm ≤ t 20mm 10mm ≤t≤20mm 用是防止根部烧穿。
对于没有条件清根和补焊者，要事先加垫板。 ≤10mm t≤t 10mm t≤10mm
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。