几种常用焊接焊缝计算书

常用焊缝计算书

一、轴力、剪力作用下的角焊缝计算

1.角焊缝强度计算

焊缝受力示意图

F: 通过焊缝中心作用的轴向力:23kN

θ: 轴向力与焊缝长度方向的夹角为45°

N: 垂直于焊缝方向的分力

V: 平行于焊缝方向的分力

hf:角焊缝的焊脚尺寸为6mm

lw:角焊缝的计算长度为100mm

Af:角焊缝有效截面面积

βf:正面角焊缝(端焊缝)的强度设计增大系数，对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构取1.22；对直接承受动力荷载的结构取1.0

fwt:角焊缝的强度设计值取160N/mm2

N = F×sinθ

= 23×sin45×103

=16263.5N

V = F×cosθ

= 23×cos45×103

=16263.5N

Af = 0.7×hf×(lw-10) = 0.7×6×(100-10) =378mm2

ft=(N

Af×βf )2+(

V

Af

)2×0.5

=(16263.5

378×1.22)2+(

16263.5

378

)2×0.5

=27.8158N/mm2≤fwt=160N/mm2

焊缝强度满足要求

二、轴力作用下的角钢连接的角焊缝计算

1.角焊缝强度计算

焊缝受力示意图

N: 通过焊缝中心作用的轴向力:20kN

hf:角焊缝的焊脚尺寸为6mm

角焊缝采用双不等肢短肢角钢三面围焊连接方式 lw1:角钢的肢背焊缝长度90mm

lw2:角钢的肢尖焊缝长度75mm

b:角钢的肢宽45mm

βf:正面角焊缝(端焊缝)的强度设计增大系数，对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构取1.22；对直接承受动力荷载的结构取1.0

fwt:角焊缝的强度设计值取160N/mm2

N3:角钢肢宽分配荷载

N3=0.7×hf×b×fwt×βf

=0.7×6×45×160×1.22×10-3

=36.8928kN

k1 :角钢肢背内力分配系数查表取0.75

k2 :角钢肢尖内力分配系数查表取0.25

N1 :角钢肢背承受的轴心力

N1=k1×N/2-0.5×N3

=0.75×20/2-0.5×36.8928

=-10.9464kN<0 故取0kN

N2=k2×N/2-0.5×N3

=0.25×20/2-0.5×36.8928

=-15.9464kN<0 故取0kN

分别计算各条焊缝的强度

ft1=N10.7×hf ×(lw1-10)

=0×103

0.7×6×(90-10)

=0N/mm 2 ≤fwt=160N/mm 2

ft2=N20.7×hf ×(lw2-10)

=0×103

0.7×6×(75-10)

=0N/mm 2 ≤fwt=160N/mm 2

焊缝强度满足要求

三、 弯矩轴力剪力作用下的角焊缝计算

1. 角焊缝强度计算

(1).焊缝受力示意图

(2).焊缝形心至竖向焊缝距离x2

x2=0.7×hf ×⎝ ⎛⎭⎪⎫2×(L-5)×L-520.7×hf ×()2×(L-5)+B

=(120-5)2

2×(120-5)+80

=42.6613

x1=L-5-x2=72.3387

(3).焊缝几何特征

L :焊缝水平长度120mm

B :焊缝竖向长度80mm

hf:焊缝高度6mm

Af:焊缝面积

Af=0.7×hf ×[2×(L-5)+B]

=0.7×6×[2×(120-5)+80]

=1302mm 2

Ix:焊缝计算截面对x 轴的惯性矩

Ix=⎝ ⎛⎭

⎪⎫2×()L-5×⎝ ⎛⎭⎪⎫B 22+112×B 3×0.7×hf =⎝ ⎛⎭

⎪⎫2×()120-5×⎝ ⎛⎭⎪⎫8022+112×803×0.7×6 =1.7248e+006mm 4

Iy:焊缝计算截面对y 轴的惯性矩

Iy=⎝ ⎛⎭

⎪⎫2×⎝ ⎛⎭⎪⎫112×(L-5)3+(L-5)×⎝ ⎛⎭⎪⎫x2 - L-522+B ×x22×0.7×hf =⎝ ⎛⎭⎪⎫2×⎝ ⎛⎭⎪⎫112×(120-5)3+(120-5)×⎝ ⎛⎭⎪⎫42.6613 - 120-522+80×42.66132×0.7×6

=1.88883e+006mm 4

J:焊缝计算截面对形心的惯性矩

J=Ix + Iy

=3.61363e+006mm 4

(4).焊缝应力计算

βf:正面角焊缝(端焊缝)的强度设计增大系数，对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构取1.22；对直接承受动力荷载的结构取1.0 fwt:角焊缝的强度设计值取160N/mm 2

从焊缝应力分布来看，最危险点为“1”，“2”两点

“1”点的焊缝应力：

τn1=N Af

=10×1031302

=7.68049N/mm 2

σv1=V Af

=10×1031302

=7.68049N/mm 2

τmx1=M ×ry J

=4×40×1063.61363e+006

=44.2768N/mm 2