直角角焊缝的计算和构造
角焊缝的构造和计算
钢结构/ 第3章 钢结构的连接 /$3.4 角焊缝的构造和计算
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搭接连接的弯曲变形
侧面角焊缝的应力分布
搭接长度：采用正面角焊缝的搭接连接，受力时会产生附 加弯矩(图3.4.10)，搭接长度愈小．附加弯矩影响愈大；另外 焊缝距离愈近，收缩应力也愈大。因此规定搭接长度不得小 于5tmin(tmin为焊件的较小厚度)，并不得小于25mm。
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正面角焊缝受力更复杂，截面中的各面均存在正应力和剪应力， 焊根处存在着很严重的应力集中。这一方面由于力线弯折，另 一方面由于在焊根处正好是两焊件接触面的端部，相当于裂缝 的尖端。正面角焊缝的静力破坏强度高于侧面角焊缝，但塑性 变形要差些。而斜焊缝的受力性能和强度值介于正面角焊缝和 侧面角焊缝之间，即塑性比正面角焊缝好、强度比侧面角焊缝 高。 构件端部与节点板的连接焊缝可用两面侧焊和三面围焊，围焊 中有正面角焊缝和侧面角焊缝，正面角焊缝的静力强度较高、 刚度较大，而侧面角焊缝的静力强度较低但塑性较好。所以三 面围焊与两面侧焊相比，破坏时较为突然，且塑性变形较小。 但是对构件来说，三面围焊使构件截面中的应力较为均匀，与 两面侧焊相比，焊缝附近的构件主体金属疲劳强度较高。
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二、直角角焊缝强度计算的基本公式
如前所述，角焊缝的受力状态是很复杂的。图3-4-13所示为 直角角焊缝的截面， 0.7hf为直角角焊缝的有效厚度he（喉部 尺寸）。试验表明，直角角焊缝的破坏常发生在喉部及其附 近，通常认为直角角焊缝是以45方向的最小截面(即有效厚
钢结构/ 第3章 钢结构的连接 /$3.4 角焊缝的构造和计算
直角角焊缝的计算和构造
直角角焊缝的计算和构造4 ．直角角焊缝的计算和构造（l ）基本概念1 ）直角角焊缝的截面形状：如图 6 -18 所示，因工程应用中多数属此，故常简称角焊缝。
绝大多数角焊缝的两焊脚尺寸相等均为h f，焊缝表面略凸如图 6 -18 （ a ）所示，少数因需要而采用不等焊脚尺寸或为凹面如图 6 -18 （ b ）和图 6 -18 （c）所示。
2 ）角焊缝的有效截面A e：计算时不计及余高和熔深，假定焊缝截面为一等边直角三角形如图 6 -18 所示（图中未示出熔深），取每条角焊缝的有效截面为A e=h e l w=0.7h f l w。
这里，h f 为焊脚尺寸（图 6 一18 ) , 0 . 7h f 为焊缝的计算厚度（或称有效厚度）记作h e; l w 是焊缝的计算长度，对每条焊缝取其实际长度l 减去2h f，即取l w =l 一2h f ，以考虑焊接时起弧和熄弧处焊缝有缺陷的不利影响。
3 ）侧面角焊缝：焊缝长度（轴线）与外力作用方向一致（平行）的焊缝称为侧面角焊缝，如图 6 -19 所示。
试验研究表明：侧面截面角焊缝主要受剪，强度较低，破坏通常发生在沿45°方向的有效截面，因此强度较低，但塑性性能好；沿焊缝长度在有效截面上的剪应力分布不均匀，两端大，中间较小，焊缝愈长，不均匀分布的程度愈大，但由于塑性变形，在破坏前分布可逐渐趋向均匀。
4 ）正面角焊缝：焊缝长度与外受力作用方向相垂直的焊缝称为正面角焊缝，如图 6 -19 所示。
试验研究表明：正面角焊缝多轴受力（复杂应力状态），破坏通常不发生在45°方向的有效截面，因此强度较侧面角焊缝为高，一般可高 1 / 3 左右，且刚度较大；沿焊缝长度在有效截面上的应力分布较均匀。
（ 2 ）基本假定角焊缝中的应力分布较复杂，侧面角焊缝和正面角焊缝的受力性能不同，很难精确计算。
因此，目前我国和国际上许多国家（地区）对角焊缝采用简化计算法，即计算时采用以下简化假定：1 ）每条角焊缝计算时的破坏截面为沿45 °方向的有效截面，即为h e l w=0 . 7h f l w。
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。
角焊缝计算
角焊缝计算
（原创版）
目录
1.角焊缝的概念及分类
2.角焊缝的计算方法
3.角焊缝的应力分布特点
4.角焊缝的应用及缺陷形式
正文
一、角焊缝的概念及分类
角焊缝是指在钢结构中，两根构件以角接形式相连的焊缝。
根据角度的不同，角焊缝可以分为直角角焊缝和斜角角焊缝。
根据构件连接形式，角焊缝可以分为侧面角焊缝（侧缝）和正面角焊缝（端缝）。
二、角焊缝的计算方法
角焊缝的计算主要包括焊缝长度、焊脚、有效厚度等方面的计算。
在计算时，需要考虑焊缝的形状、尺寸、材料等因素。
针对不同类型的角焊缝，计算方法也有所不同。
对于侧面角焊缝，主要承受剪力，应力状态较单纯；而对于正面角焊缝，传力线有较大的弯折，应力状态较复杂。
三、角焊缝的应力分布特点
在弹性阶段，角焊缝的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。
但是，角焊缝的塑性好，能够有效地承受变形。
在塑性阶段，角焊缝的应力分布会更加均匀，能够更好地保证结构的安全性。
四、角焊缝的应用及缺陷形式
角焊缝广泛应用于建筑、桥梁、船舶等钢结构领域。
然而，在实际应
用中，角焊缝可能会出现一些缺陷，如焊缝裂纹、焊脚变形、焊缝凹陷等。
为了避免这些缺陷，需要在焊接过程中严格控制焊接参数，并进行严格的质量检查。
综上所述，角焊缝计算是钢结构设计中非常重要的一环。
3.3 角焊缝的构造和计算
(f f
)2
2 f
ffw
式中：
f－作用在焊缝有效截面上，垂直于焊缝轴线 的应力；
f－作用在焊缝有效截面上，平行于焊缝轴线 的应力；
f －焊缝强度提高系数，与荷载方向有关端 ，焊 缝取1.22，侧焊缝取1.0；如构件受动荷则 ，取1.0；
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3.3.4 直角角焊缝计算公式：
角焊缝承载力计算虽然有一般式，但为了
Ⅱ、焊脚尺寸：尺寸焊角不宜过小，同时不宜过 大。（为什么？最大、最小各为多少？）
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Ⅲ、计算长度Ｌw： 过短时易使局部加热，起落 弧过近，加上可能的缺陷，使缝不可靠，过长 则受力不均，易破坏。
规范规定计算长度：
lw8hf和40mm
侧缝 lw60h（ f 静载lw） 4或 0h（ f 动载）
将三种应力代入一般式即为：
( ) ( M fxN fx 2 f
Vf )2
ffw
M、N、V自由组合时，也可以用上式，只是将相应项 有所变化即可。
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角焊缝连接的计算步骤：
1、找出所计算焊缝或焊缝群的形心；
2、将焊缝所受外力简化到形心处，求得内力 分量，包括轴力、剪力、弯距、扭矩。
3、求各内力分量在焊缝可能的危险点上引起 的应力分量；（注意区分该分量平行与焊缝轴 线和垂直与焊缝轴线的情况）。
⑵、侧焊缝计算公式：
当荷载与焊缝轴线平行时，由一般式得
到：
f
N hel
wffw
⑶、斜向力与焊缝轴线成一定角时:
可将力分解按一般式计算或乘以强度系数按 下式计算：
f N f helw
w ff
式中系数含义同前面所述。对于斜角角焊缝仍 可用上式，但强度提高系数取1.0，焊缝有效厚 度按有关规定；强度提高系数可查表；
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
角焊缝的构造与计算
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
受力复杂，截面中各面均存在正应力和剪应力。
正面角焊缝应力状态
3、端缝与侧缝的比较
θ＝0°正面 θ＝45°斜角
θ＝90°侧面
荷载－变形曲线
第三章 钢结构的连接
① 侧面角焊缝 强度低、塑性好、刚度小
② 正面角焊缝 强度高，塑性差、刚度大
③ 斜角角焊缝 间于以上两者之间
4、角焊缝的计算截面
hf
第三章 钢结构的连接
2 160×100×10
N=575 kN
第三章 钢结构的连接
4、节点板与柱连接（T形接头） ——受弯矩M 、剪力V 、轴力N联合作用时角焊缝的计算
2
N cos
helw
2
ff w
取
2 f
1.222
1.5
得：
N
sin2 cos2
helw 1.5
N helw
sin2
1 3
ff w
令： fθ
1
1 sin2
3
则斜焊缝的计算公式为： f
fθ
N he l w
f
w f
将 f（斜焊缝强度增大系数）作成表格
0° 20° 30° 40° 50° 60° 70° 80～90°
计算数值只进不舍
角焊缝的构造与计算
④ 绕角焊：侧面角焊缝 lw l
N
l
N
N
2hf
N
l
l
l
焊缝实际长度 l 取为5mm的倍数，如192mm取为195mm， 196mm取为200mm。
第三章 钢结构的连接 3.5.4 直角角焊缝强度计算的基本公式
目前各国设计规范都采用如下简化假设：
第三章 钢结构的连接
3、按其长度方向与受力方向之间的关系分
侧焊缝
端焊缝
第三章 钢结构的连接
斜焊缝
第三章 钢结构的连接 3.5.2 角焊缝的强度
1、侧面角焊缝 —— 平行于力的作用方向
弹性阶段应力沿长度方向分布不均匀，呈两端大而中间小 的状态。
第三章 钢结构的连接
2、正面角焊缝 —— 垂直于力的作用方向
lww11
e2 e1 b
N1N 1 N3N 2 N2N 3
b
NN
llww22
三面围焊
由
N3 helw
f
f
w f
得端焊缝承担的力 N3
N 32 0.7hf 3b f
f
w f
lww11
N1N 1
N3N 2
b
N2N 3
llww22
e2 e1 b
第三章 钢结构的连接
NN
由
N1b
Ne2
N
3
b 2
N1
Ne2 b
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
直角角焊缝连接的计算
直角角焊缝连接的计算
直角角焊缝连接的计算可以涉及以下几个方面：
1. 填充金属的选择：根据焊接材料的要求和应用条件，选择适合的填充金属，常见的有焊丝和焊条。
2. 焊缝尺寸的计算：根据焊缝强度和应力要求，计算焊缝的尺寸。
常见的焊缝尺寸包括焊宽、焊脚高度和焊缝夹角。
3. 焊缝长度的计算：根据焊接结构的要求和应力分布，计算需要焊接的长度。
焊缝的长度应足够保证焊接强度和刚度。
4. 焊缝强度的计算：根据应力分布和材料的强度性质，计算焊缝的强度。
常见的强度计算方法包括剪切强度、拉伸强度和剪切破坏强度。
5. 焊接工艺参数的选择：根据焊缝材料、焊接方法和应用要求，选择合适的焊接工艺参数，包括焊接电流、焊接电压、焊接速度等。
6. 焊缝检测和评价：对焊缝进行无损检测，评价焊接质量和可靠性。
常见的焊缝检测方法包括X射线检测、超声波检测和
磁粉检测等。
需要注意的是，直角角焊缝连接的计算是一个综合性的问题，需要考虑结构强度、材料性能、应力分布等多个因素，同时还需要严格遵守相关的焊接标准和规范。
因此，在进行计算之前，
应充分了解相关材料和焊接工艺的性质，以及应用要求和标准规范的要求。
角焊缝的构造和计算共23页
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。
3.3角焊缝
围焊
L焊
侧焊
端焊
不同的搭接接头
角焊缝的计算
内容上，角焊缝的计算包括3类问题：
（1）强度检算：已知（连接需要传递的）内力及焊缝尺寸（ 焊脚、焊缝形状、计算长度），验算连接的强度； （2）确定最大承载力：已知焊缝尺寸，确定焊缝连接的承载能力 （3）连接设计：已知内力，要求设计连接焊缝。
传力角度看，角焊缝计算分：
w u
3f
w f
(3 2)
f
2
∥
f
f
Ny
h l
h l
Nx
( 3 3)
( 3 4)
┻ ┻
e w
f
e w
将3—3、3—4式，代入3—2式得：
f 2
2
f 3 2
2 f
(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
h et h e
τNy σNx σM
f ,A
6M 2 l w he he l w
Nx
f ,A
Ny
l
w
he
f ,A 2 , A f fw f f
2
(2) V、M共同作用下焊缝强度计算 e V F
x x
余下的问题同情况‘A’，即:
对于校核问题:
f f
lw1
l w1 he1 l
N2
w 2 he 2
N1
f fw f
w f
( 3 14)
N3
N1
e1 e2 lw2 b
3.钢结构的连接-焊缝
x
对于校核问题:
f1
f2
N1 f fw l w1he1 N2 f fw l w 2 he 2
N1 N2
l1 e1
N
b
e2
l2
对于设计问题:
x
x
l l
w1
N1 w he 1 f f N2 he 2 f fw
l1 l w 1 2h f 1 l 2 l w 2 2h f 2
③所有焊缝承担的力N
L 2l 10 410 mm
练习1:设计用拼接盖板的对接连接。已知钢板宽 b1=270mm，厚度t1=28mm，拼接盖板厚度t2＝16mm，该连 接承受的静态轴心力N=1400kN（设计值），钢材Q235－ B，手工焊、E43焊条。
分别用两面侧焊和 三面围焊设计
解： 确定hf 取hf＝10 mm
lw
( 3.11)
2
2
Nx
θ
lw
f
N cos he l w
Ny
( 3.12)
N
代入式3.8验算焊缝强度，即:
f f w 2 f f f
2
N
( 3.8)
例3.3:承受轴心拉力的板件，采用上下两块拼接板并采 取角焊缝三面围焊连接。已知板件宽b1=400mm，厚度 t1=18mm，承受静力轴心拉力N=1425kN；两块拼接板的宽 度b2=340mm，厚度t2=12mm；钢材为Q235，手工焊、E43 焊条，试确定盖板尺寸。 解： 确定焊脚尺寸hf 贴边角焊缝应满足：
对于设计问题:
l
w1
N1 he 1 f fw N3 f f fw he 3
l1 l w 1 h f 1 l3 lw 3 h f 3
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。
直角角焊缝的强度计算公式, 式中符号表示
直角角焊缝是一种常见的焊接连接方式，其强度计算公式主要涉及到焊缝的几何形状、焊缝的尺寸以及材料的力学性能等因素。
下面将介绍直角角焊缝的强度计算公式，并逐一解释相关参考内容。
1.直角角焊缝的截面面积计算公式：直角角焊缝的截面为三块板材的交叉部分，其截面面积可以通过几何计算得到，即焊缝有效截面积的总和。
可以使用焊缝尺寸的定义来计算，例如焊缝的高度、宽度等。
2.直角角焊缝的拉伸强度计算公式：直角角焊缝在拉伸过程中主要受到截面的剪切和拉伸力。
剪切力与截面面积的乘积成正比，拉伸力与焊缝的拉伸强度成正比。
因此，直角角焊缝的拉伸强度可以使用下列公式计算：F = τ × As其中，F表示拉伸力，τ表示焊缝的拉伸强度，As表示焊缝的有效截面积。
这一公式的参考内容可以来自焊接技术标准或手册，其中规定了不同材料和连接方式的焊缝拉伸强度的数值范围。
3.直角角焊缝的剪切强度计算公式：直角角焊缝在剪切过程中主要受到截面的剪切力。
剪切力与截面面积的乘积成正比，因此直角角焊缝的剪切强度可以使用下列公式计算： F = τ × As其中，F表示剪切力，τ表示焊缝的剪切强度，As表示焊缝的有效截面积。
这一公式的参考内容同样可以来自焊接技术标准或手册。
4.直角角焊缝的疲劳强度计算公式：直角角焊缝在疲劳加载下会发生疲劳破坏，因此需要考虑疲劳强度。
直角角焊缝的疲劳强度可以使用以下公式计算： S = k × Sf × Se × Sp × Sc × Sh其中，S表示焊缝的疲劳强度，k表示安全系数，Sf表示基本疲劳强度，Se表示环境系数，Sp表示加载方式系数，Sc表示焊缝形状系数，Sh表示应力集中系数。
这些系数的数值可以参考焊接技术标准或手册的相关表格。
总结：直角角焊缝的强度计算公式主要包括截面面积、拉伸强度、剪切强度和疲劳强度等方面。
这些公式需要考虑焊缝尺寸、焊缝形状以及材料的机械性能等因素。
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 ）。
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直角角焊缝的计算和构造
4 ．直角角焊缝的计算和构造
（ l ）基本概念
1 ）直角角焊缝的截面形状：如图 6 -18 所示，因工程应用中多数属此，故常简称角焊缝。
绝大多数角焊缝的两焊脚尺寸相等均为 h f，焊缝表面略凸如图 6 -18 （ a ）所示，少数因需要而采用不等焊脚尺寸或为凹面如图 6 -18 （ b ）和图 6 -18 （c）所示。
2 ）角焊缝的有效截面 A e：计算时不计及余高和熔深，假定焊缝截面为一等边直角三角形如图 6 -18 所示（图中未示出熔深），取每条角焊缝的有效截面为 A e=h e l w=0.7h f l w。
这里， h f 为焊脚尺寸（图 6 一 18 ) , 0 . 7h f 为焊缝的计算厚度（或称有效厚度）记作 h e ; l w 是焊缝的计算长度，对每条焊缝取其实际长度 l 减去 2h f，即取 l w =l 一 2h f ，以考虑焊接时起弧和熄弧处焊缝有缺陷的不利影响。
3 ）侧面角焊缝：焊缝长度（轴线）与外力作用方向一致（平行）的焊缝称为侧面角焊缝，如图 6 -19 所示。
试验研究表明：侧面截面角焊缝主要受剪，强度较低，破坏通常发生在沿45°方向的有效截面，因此强度较低，但塑性性能好；沿焊缝长度在有效截面上的剪应力分布不均匀，两端大，中间较小，焊缝愈长，不均匀分布的程度愈大，但由于塑性变形，在破坏前分布可逐渐趋向均匀。
4 ）正面角焊缝：焊缝长度与外受力作用方向相垂直的焊缝称为正面角焊缝，如图 6 -19 所示。
试验研究表明：正面角焊缝多轴受力（复杂应力状态），破坏通常不发生在45°方向的有效截面，因此强度较侧面角焊缝为高，一般可高 1 / 3 左右，且刚度较大；沿焊缝长度在有效截面上的应力分布较均匀。
（ 2 ）基本假定
角焊缝中的应力分布较复杂，侧面角焊缝和正面角焊缝的受力性能不同，很难精确计算。
因此，目前我国和国际上许多国家（地区）对角焊缝采用简化计算法，即计算时采用以下简化假定：
1 ）每条角焊缝计算时的破坏截面为沿 45 °方向的有效截面，即为 h e l w =0 . 7h f l w。
2 ）角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值取相同数值，规范中记作f f w。
3 ）在轴心力（通过焊缝形心的拉力、压力或剪力）作用下，沿焊缝长度有效截面上的应力均匀分布；弹性分析时，力矩（弯矩或扭矩）作用下焊缝有效截面上的应力按材料力学公式计算。
大量试验和工程实践证明，上述三个基本假定是安全可靠的。
（ 3 ）基本计算公式
l ）在通过焊缝形心的拉力、压力或剪力作用下：
正面角焊缝（作用力垂直于焊缝长度方向） :
式中σf― 按焊缝有效截面（ h e l w）计算，垂直于焊缝长度方向的应力；
τf― 按焊缝有效截面（ h e l w ）计算，沿焊缝长度方向的剪应力；
βf― 正面角焊缝的强度设计值增大系数：对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构βf =1 . 22 ；对直接承受动力荷载的结构，βf =1.0。
其他符号意义同前。
（ 4 ）角焊缝的尺寸限制和构造要求
角焊缝的尺寸包括焊脚尺寸和焊缝计算长度等。
在设计角焊缝连接时，除满足强度要求外，还必须符合对其尺寸的限制和构造上的要求，见规范8.2.7-8.2.13.
例：
1．钢材的对接焊缝能承受的内力，下列哪一种说法是准确的?
(A)能承受拉力和剪力；
(B)能承受拉力，不能承受剪力
(C)能承受拉力、剪力和弯矩；
(D)只能承受拉力
【答案】C
【说明】钢材的对接焊缝能承受拉力、剪力和弯矩和扭矩等各种内力作用。
2．钢结构手工焊接连接。
下列哪种钢材与E43型焊条相适应?
(A)Q235钢；
(B)Q345钢；
(C)Q390钢；
(D)Q420钢
【答案】A
【说明】参见《钢结构设计规范》(GB50017～2003)3．4．1条，表3．4．1—3。
3．关于Q 235钢，钢结构连接采用对接焊缝和角焊缝的抗剪强度设计值，下列哪一种说法是正确的?
(A)两种焊缝的强度相同
(B)对接焊缝比角焊缝强度高
(C)对接焊缝比角焊缝强度低
(D)两种焊缝形式不同，不可比较
【答案】C
【说明】参见《钢结构设计规范》(GB50017--2003)3．4．1条，表3．4．1-3，对接焊缝的抗剪强度设计值小于角焊缝的抗剪强度设计值。
4.．钢结构焊件的角焊缝在弯矩、剪力及轴力共同作用下，其强度计算方法应对（）。
A ．各内力应分别进行验算
B ．剪力和轴力应叠加后进行验算；
C ．弯矩和剪力应叠加后进行验算
D ．三种内力产生的应力应全部叠加后进行计算
提示：角焊缝在复杂应力状态下的强度计算，应将各种应力叠加后计算。
答案： D .。