焊缝节点强度计算
复合板塔器塔盘支撑圈的焊缝结构形式及强度计算
- 23 -第11期复合板塔器塔盘支撑圈的焊缝结构形式及强度计算张明（江苏中圣压力容器装备制造有限公司， 江苏 南京 211112）[摘 要] 本文简要阐述了复合板塔器内部塔盘支撑圈的焊缝结构形式的选择，焊缝强度计算及对复层结合强度的影响等问题，并对这些问题进行了分析、探讨和总结。
[关键词] 复合板塔器；塔盘支撑圈；焊缝结构；复层结合强度作者简介：张明（1981—），男，江苏徐州人，本科学历，中级工程师，江苏中圣压力容器装备制造有限公司设计副科长，长期从事压力容器的设计工作。
近年来，我司设计制造的多台复合板塔器，业主要求塔盘支撑圈直接焊接在基层上，导致加工制造难度加大，工期延长，制造成本上升。
在焊缝强度计算合格的前提下，选择合理的焊缝结构形式，对提高设备制造效率、节约成本及保证设备安全具有重要意义。
1 变换气氨洗涤塔塔盘支撑圈的制造2015年我司设计制造国内某项目一台变换气氨洗涤塔，塔器主要设计参数见表1，塔器主体材料为SB-575 N10276+Q345R ，6层塔盘，业主要求塔盘支撑圈直接焊接在基层上，不可直接焊接在复层上，经与业主多次沟通，业主给出的解释是，该塔器是多年前国外进口的，目前设备在国内采购，所有技术要求必须维持不变。
针对该问题经组织内部技术方案讨论会，最终确定塔盘支撑圈的焊缝结构形式详见节点I ，据车间反馈，剔除复层加工槽的难度很大，必须严格控制加工精度，否则容易伤及基层材料，另外因塔盘支撑圈外径大于筒体内径，所以支撑圈需按两HALF 下料和筒体组装。
最终经过车间工人们的努力，设备顺利制造完毕发到现场，得到了业主一致认可和赞同。
2 脱轻上塔塔盘支撑圈焊缝强度计算2016年我司设计制造国内某项目一台脱轻上塔，塔器主要设计参数见表2，塔器主体材料为S31603+Q345R ，120层塔盘，业主要求塔盘支撑圈直接焊接在基层上，如果制造厂建议塔盘支撑圈直接焊接在复层上（详见节点II ），必须对该焊缝进行强度计算合格，同时保证复层结合强度不被破坏，才可以考虑将塔盘支撑圈直接焊接在复层上。
设计用焊缝强度值
设计用焊缝强度值焊缝强度是衡量焊接接头性能的重要指标之一、设计一个能够准确评估焊缝强度值的方法对于确保焊接接头的质量和可靠性非常重要。
下面将介绍一种通过实验和数值分析相结合的方法来设计焊缝强度值。
首先，进行焊接实验来获取实际焊缝的强度值。
选择具有代表性的焊接接头样品，并根据设计要求进行焊接。
然后，使用合适的设备和方法对焊缝进行破坏力学试验，如拉伸试验、冲击试验等，以获得焊缝的破坏强度。
在实验中，需要确保样品的制备和加载过程符合标准规程，以保证实验结果的准确性和可靠性。
其次，进行焊缝的数值分析。
使用有限元分析等数值方法，模拟焊接接头的加载过程，计算焊缝的应力和应变分布。
根据焊接接头的几何形状、材料属性和加载条件等参数，建立适当的数值模型，并选择合适的材料本构模型来描述焊缝的力学行为。
通过数值分析，可以获取焊缝在加载过程中的应力和应变分布情况。
将实验结果与数值分析结果进行比较，对两者进行误差分析，以评估焊缝强度值的准确性和可靠性。
根据实际需求和安全性要求，可以制定合理的安全系数来对焊缝强度进行修正。
通过不断调整实验参数和数值模型，可以逐步提高焊缝强度值的准确性和可靠性。
此外，还可以基于统计学原理设计焊缝强度值。
通过大量的实验数据和数值分析结果，建立焊缝强度与其他影响因素之间的统计关系。
根据统计模型，可以预测焊缝强度值在给定条件下的概率分布，以及不同置信水平下的强度值范围。
利用统计方法评估焊缝强度值，对于确定焊接接头的安全性和可靠性具有重要的指导意义。
综上所述，设计焊缝强度值需要结合实验和数值分析相结合的方法，通过实验获得实际焊缝强度值，采用数值分析模拟焊缝的力学行为，对两者进行比较和修正，同时可以通过统计方法对焊缝强度进行评估。
这样可以确保焊接接头的质量和可靠性，提高焊接工程的设计和执行水平。
钢结构角焊缝强度计算与匹配分析
N w
=
βf
f
w f
he
lw
。
母材可承受拉力为 :
NB
=
f
B u
lB
t
式中
f
B u
———母材屈服抗拉强度设计值 ;
t ———母材承力截面厚度较小值 ;
lB ———母材承力截面宽度 。
采用等强度设计时 ,焊缝承受载荷能力与母材
相等 N w = NB , 可得
钢结构角焊缝强度计算与匹配分析 ———王 庆 ,等
Abstract :The strengt h of fillet welding joint is related not only to t he fillet weld size ,but also depends on t he base metal strengt h matching1 The influences of strengt h matching on fillet weld were analyzed1 The relationships among fillet weld size ,t hickness of base metal and matching coefficient of strengt h were established1 The results may be a references for design strengt h and calculation of steel structures1 Keywords :fillet weld strengt h design matching
图 2 角焊缝受力分析
σ2⊥+ 3 (τ2⊥+ τ2∥)
≤
3
钢筋焊接点计算公式
钢筋焊接点计算公式钢筋焊接是建筑工程中常见的连接方式，它能够有效地将钢筋连接成整体，提高了建筑结构的稳定性和承载能力。
在进行钢筋焊接时，需要进行焊接点的计算，以确保焊接点的强度和稳定性。
下面我们将介绍钢筋焊接点的计算公式及其相关内容。
1. 焊接点的计算公式。
在进行钢筋焊接点的计算时，需要考虑以下几个因素：焊接材料的强度、焊接接头的形式、焊接接头的尺寸和焊接接头的受力情况。
一般来说，焊接点的计算公式可以表示为：焊接点的强度 = 焊接材料的强度×焊接接头的有效截面积。
其中，焊接材料的强度可以根据具体的焊接材料和焊接工艺确定，而焊接接头的有效截面积则需要根据焊接接头的形式和尺寸进行计算。
2. 焊接材料的强度。
焊接材料的强度是指焊接材料在受力情况下能够承受的最大应力。
一般来说，焊接材料的强度可以通过焊接试验或者焊接标准来确定。
在进行焊接点的计算时，需要根据具体的焊接材料来确定其强度值。
3. 焊接接头的形式。
焊接接头的形式包括角焊接、对接焊接、搭接焊接等多种形式。
不同的焊接接头形式对焊接点的强度影响较大，因此在进行焊接点的计算时，需要根据具体的焊接接头形式来确定其有效截面积。
4. 焊接接头的尺寸。
焊接接头的尺寸包括焊缝的宽度、长度和高度等多个方面。
在进行焊接点的计算时，需要根据具体的焊接接头尺寸来确定其有效截面积。
一般来说，焊接接头的尺寸越大，其有效截面积也会越大，从而提高焊接点的强度。
5. 焊接接头的受力情况。
焊接接头在使用过程中会受到不同方向的受力，包括拉力、压力、剪力等多种受力情况。
在进行焊接点的计算时，需要根据具体的受力情况来确定焊接点的强度。
一般来说，焊接接头在不同受力情况下的强度值也会有所不同。
6. 焊接点的实际应用。
在进行钢筋焊接点的计算时，需要考虑实际的应用情况。
不同的建筑结构和工程项目对焊接点的要求也会有所不同，因此在进行焊接点的计算时，需要根据具体的应用情况来确定焊接点的强度和稳定性。
钢结构节点计算
钢结构节点计算是钢结构设计中的重要环节，它涉及到结构的安全性、可靠性和经济性。
以下是一些常见的钢结构节点计算方法：
1. 焊缝连接节点：焊缝连接是钢结构中最常用的连接方式之一。
在计算焊缝连接节点时，需要考虑焊缝的强度、焊缝的有效长度、焊缝的受力状态等因素。
2. 螺栓连接节点：螺栓连接节点通常用于钢结构的次要连接。
在计算螺栓连接节点时，需要考虑螺栓的直径、螺栓的数量、螺栓的预紧力等因素。
3. 梁柱节点：梁柱节点是钢结构中的重要节点之一。
在计算梁柱节点时，需要考虑节点的受力状态、节点的刚度、节点的强度等因素。
4. 支撑节点：支撑节点用于支撑钢结构的柱子或梁。
在计算支撑节点时，需要考虑支撑的类型、支撑的位置、支撑的受力状态等因素。
5. 桁架节点：桁架节点是桁架结构中的重要节点之一。
在计算桁架节点时，需要考虑节点的受力状态、节点的刚度、节点的强度等因素。
以上是一些常见的钢结构节点计算方法，具体的计算方法需要根据具体的结构形式和受力情况进行选择。
在进行钢结构节点计算时，需要遵循相关的设计规范和标准，确保结构的安全性和可靠性。
角焊缝计算讲义
于采用绕角焊的侧面角焊缝实际长度等于计算长度（绕角焊缝长度 2 h f 不进入计算）。 第 3 种：当杆件受力很小时，可采用 L 形围焊。由于只有正面角焊缝和角钢肢背上的侧面角 焊缝，令 N 2 ＝0，由公式（3.13）得：
3
N 3 =2 k 2 N
（3.18） （3.19）
N1 =N- N 3
角钢端部的正面角焊缝的长度已知，可按下式计算其焊脚尺寸：
图中所示的双面角焊缝连接承受偏心斜拉力 N 作用，计算时，可将作用力 N 分解为 Nx 和 Ny 两个分力。角焊缝同时承受轴心力 Nx 和剪力 Ny 和弯矩 M=Nx·e 的共同作用。焊缝计 算截面上的应力分布如图所示，图中 A 点应力最大为控制设计点。此处垂直于焊缝长度方 向的应力由两部分组成，即由轴心拉力 Nx 产生的应力：
第 2 种 三面围焊
正面焊缝由于刚度大，变形能力差，在计算时认为端部的正面焊缝首先满载，剩下的部分 才由侧面焊缝承担。 先计算正面角焊缝所承担的内力
N1 f f fw helw1
式中 l w1 —连接一侧正面角焊缝计算长度的总和。 再计算侧面角焊缝的强度
f
N N1 f fw helw
l w1 =
N1 2 0.7h f 1 f fw N2 2 0.7h f 2 f fw
（3.16）
lw2 =
式中
（3.17）
h f 1 、 l w1 ——一个角钢肢背上的侧面角焊缝的焊脚尺寸及计算长度； h f 2 、 l w 2 ——一个角钢肢尖上的侧面角焊缝的焊脚尺寸及计算长度。
实际焊缝长度为计算长度加 2 h f 。对于三面围焊，焊缝实际长度为计算长度加 h f ；对
N sin helw N cos f helw
焊接强度计算知识
各种焊接接头都有不同程度的应力集中，当母材具有足够的塑性时，结构在静开车破坏之前就有显著的塑性变形，应力集中对其强度无影响。
例如，侧面搭接接头在加载时，如果母材和焊缝金属都有较好的塑性，其切应力的分布是不均匀的，见图29。
继续加载，焊缝的两端点达到屈服点σs，则该处应力停止上升，而焊缝中段各点的应力因尚未达到σs，故应力随加载继续上升，到达屈服点的区域逐渐扩大，应力分布曲线变平，最后各点都达到σs。
如再加载，直至使焊缝全长同时达到强度极限，最后导致破坏。
36 什么是工作焊缝？什么是联系焊缝？焊接结构上的焊缝，根据其载荷的传递情况，可分为两种：一种焊缝与被连接的元件是串联的，承担着传递全部载荷的作用，一旦断裂，结构就立即失效，这种焊缝称为工作焊缝，见图30a、图30b，其应力称为工作应力。
另一种焊缝与被连接的元件是并联的，仅传递很小的载荷，主要起元件之间相互联系的作用，焊缝一旦断裂，结构不会立即失效，这种焊缝称为联系焊缝，见图30c、图30d，其应力称为联系应力。
设计时，不需计算联系焊缝的强度，只计算工作焊缝的强度。
37 举例说明对接接头爱拉（压）时的静载强度计算。
全焊透对接接头的各种受力情况见图31。
图中F为接头所受的拉（压）力，Q为切力，M1为平面内弯矩，M2为垂平面弯矩。
受拉时的强度计算公式为Fσt＝───≤〔σ′t 〕Lδ1F受压时的强度计算公式为σα＝───≤〔σ′α 〕Lδ1式中F——接头所受的拉力或压力（N）；L——焊缝长度（cm）；δ1——接头中较薄板的厚度（cm）；σ——接头受拉（σt）或受压（σα）时焊缝中所承受的应力（N/cm2）㈠〔σ′t 〕——焊缝受拉时的许用应力（N/cm2）〔σ′α〕——焊缝受压时的许用应力（N/cm2）计算例题两块板厚为5mm、宽为500mm的钢板对接焊在一起，两端受28400N的拉力，材料为Q235-A钢，试校核其焊缝强度。
解：查表得〔σ′t 〕=14200 N/cm2。
钢结构自动计算工具
钢结构自动计算工具随着科技的飞速发展，计算机技术在许多领域都取得了广泛的应用。
在建筑行业中，钢结构自动计算工具的出现，大大提高了工程设计的效率和准确性。
这种工具不仅可以减少人为错误，还能缩短设计周期，为建筑师和工程师提供了强有力的支持。
一、钢结构自动计算工具的优势1、高效性：钢结构自动计算工具利用计算机的高速处理能力，可以快速进行各种复杂的计算，大大提高了设计效率。
2、准确性：这种工具利用精确的数学模型进行计算，可以大大减少人为错误，提高设计的准确性。
3、优化设计：钢结构自动计算工具可以帮助设计师对设计方案进行优化，寻找最佳的设计方案。
4、便于协作：这种工具可以方便地共享和修改设计信息，使得团队协作变得更加高效。
二、钢结构自动计算工具在工程设计中的应用1、结构分析：钢结构自动计算工具可以对结构进行详细的分析，提供准确的应力、位移等信息，帮助设计师进行优化设计。
2、构件设计：根据结构分析的结果，工具可以自动进行构件的设计，包括梁、柱、板等，大大减少了设计师的工作量。
3、节点设计：钢结构自动计算工具还可以对节点进行详细的设计，包括焊接工艺、连接方式等，确保节点的安全性和稳定性。
4、施工图生成：一旦设计完成，钢结构自动计算工具可以自动生成施工图，大大提高了施工的效率。
三、未来展望随着科技的不断发展，钢结构自动计算工具的功能将会越来越强大。
未来，这种工具可能会集成更多的功能，如虚拟仿真、智能优化等，为设计师提供更加全面和高效的设计工具。
随着物联网、云计算等技术的发展，钢结构自动计算工具也可能会实现更加广泛和深入的应用。
总结来说，钢结构自动计算工具是工程设计的一项重要革新。
它利用计算机技术，大大提高了设计的效率和准确性。
随着科技的发展，我们有理由相信，这种工具将在未来的工程设计中发挥更加重要的作用。
钢结构强度计算在建筑工程中，钢结构强度计算是确保建筑安全和稳定性的重要环节。
本文将介绍钢结构强度计算的基本原理和方法，以及如何应用这些原理和方法进行有效的强度计算。
焊缝强度计算书
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四号节点焊缝强度计算 由于此焊接为双面角焊缝t1=25mm>6mm，t2=20mm，t1>t2 hfmax=t2-（1-2）=18或19 hfmin=1.5√t1=7.5 取hf=14，焊缝长度l=400mm，查附表3.3.2-2角焊缝强度设计值为200N\mm2 作用力垂直于焊缝长度方向的应力N=ffw*2*he*lw （公式一） 作用力平行于焊缝长度方向的应力N=ff *2*he*lw*bf he=0.7hf（公式二） lw=l-2hf（公式三） 对承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构bf=1.22，当直接承受动力荷载的结构bf=1.0 分别把公式二和公式三代入公式一中 作用力垂直于焊缝长度方向的应力N=ffw*2*he*lw=200*2*0.7*14*（400-2*14）=1458KN〉 1180KN满足要求 作用力平行于焊缝长度方向的应力N=ffw*2*he*lw*bf =200*2*0.7*14*（400-2*14） *1.22=1779KN〉1180KN满足要求
钢构焊缝计算(受力)
《钢结构》网上辅导材料二钢结构的焊接连接钢结构的连接方法可分为焊缝连接、螺栓连接和铆钉连接三种。
焊接连接是现代钢结构最主要的连接方法。
它的优点是：（1）焊件间可直接相连，构造简单，制作加工方便；（2）不削弱截面，用料经济；（3）连接的密闭性好，结构刚度大；（4）可实现自动化操作，提高焊接结构的质量。
缺点是：（1）在焊缝附近的热影响区内，钢材的材质变脆；（2）焊接残余应力和变形使受压构件承载力降低；（3）焊接结构对裂纹很敏感，低温时冷脆的问题较为突出。
1图1直角角焊缝截面图2斜角角焊缝截面角焊缝按其截面形式可分为直角角焊缝和斜角角焊缝。
两焊脚边的夹角为90°的焊缝称为，直角边边长f 称为角焊缝的焊脚尺寸，h e ＝0.7h f 为直角角焊缝的计算厚度。
斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中。
对于夹角大于135°或小于60°的斜角角焊缝，不宜用作受力焊缝（钢管结构除外）。
2．对接焊缝对接焊缝的焊件常需加工成坡口，故又叫坡口焊缝。
焊缝金属填充在坡口内，所以对接焊缝是被连接件的组成部分。
坡口形式与焊件厚度有关。
当焊件厚度很小（手工焊≤t 6mm ，埋弧焊≤t 10mm ）时，可用直边缝。
对于一般厚度（t=10～20mm ）的焊件可采用具有斜坡口的单边V 形或V 形焊缝。
斜坡口和离缝c 共同组成一个焊条能够运转的施焊空间，使焊缝易于焊透；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。
对接焊缝坡口形式的选用，应根据板厚和施工条件按现行标准《建筑结构焊接规程》的要求进行。
凡T 形，十字形或角接接头的对接焊缝称之为对接与角接组合焊缝。
图3对接焊缝的坡口形式3垂直，1（式中t 2计算时，焊脚尺寸取整数。
自动焊熔深较大，可减小1mm ；T 形连接的单面角焊缝，应增加1mm ；当焊件厚度小于或等于4mm 时，则取与焊件厚度相同。
节点计算
7。
节点设计（1）下弦节点“c ”(3.6.9)各杆件的内力由附表1查得。
这类节点的设计步骤是：先根据腹杆的内力计算腹杆与节点中连接焊缝的尺寸，即f h 和w l ，然后根据w l 的大小按比例给出节点板的形状和尺寸，最后验算下弦杆与节点的连接焊缝。
用E43型焊条角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值wf f =1602/mm N 。
设“Bc ”的肢背和肢尖焊缝f h =8mm 和6mm ，则需焊缝长度为：肢背：mm f h N l wf e w 12716087.023241107.027.0'=⨯⨯⨯⨯==，加2f h 取15cm肢尖：mm f h N l wf e w 3.7216067.023241103.023.0''=⨯⨯⨯⨯==，加2f h 取9cm设“cD ”杆肢背和肢尖焊缝分别为f h =8mm 和6mm ，则需焊缝长度为：肢背：mm f h N l wf e w 10716087.022739207.027.0'=⨯⨯⨯⨯==，取13cm肢尖：mm f h N l wf e w 1.6116067.022739203.023.0''=⨯⨯⨯⨯==，取8cm由于“Cc ”杆的内力很小，焊缝尺寸可按构造确定：即f h =5mm 。
根据上面所求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有间隙以及制作和装配等误差，按比例绘出节点详图，从而确定节点板尺寸为375mm ×525mm 。
下弦与节点板连接的焊缝长度为52.5cm ，肢背f h =6mm 肢尖背f h =6mm ，焊缝所受的力为左右两下弦杆的内力差，即N ∆=556.14‐232.25=323.89KN 受力较大的肢背处焊缝应力为：22/160/37.56)12525(67.0232389075.0mm N mm N f <=-⨯⨯⨯⨯=τ所以焊缝满足条件28524040335220215556.14KN232.25KN324.11KN273.92KN36.61KN2L56×52L90×102L90×102L140×90×106-908-1506-808-1306图3.1 下弦节点“c ” （2）上弦节点“A ”(1)用E43型焊条角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值wf f =1602/mm N Aa 肢背取f h =8mm 肢尖取f h =6mm内力较小，按构造取 肢背：'w l =80mm 肢尖：''w l =60mm 验算：计算时可略去屋架上弦坡度的影响，而假定集中荷载P 与上弦垂直。
焊缝强度计算
锅炉角焊缝强度计算方法JB/T 6734-1993中华人民共和国机械行业标准JB/C 6734-1993锅炉角焊缝强度计算方法主题内容与适用范围本标准规定了锅炉角焊缝强度计算方法本标准适用于额定蒸汽压力大于2.5MYa固定式蒸汽锅炉锅筒,集箱和管道」_各种骨接头连接焊缝和焊接到锅炉受压元件土受力构件的连接焊缝以及在制造,安装与运输过程中所用受力构件的连接焊缝.2名词术语及符号说明2.1名词术语2.1.1对接接头两焊件端面相对平行的接头2.1.2角接接头两焊件端面问构成大于300,小于135'夹角的接头2.1.3'r形接头一焊件之端面与另一焊件表面构成直角或近似直角的接头_飞2.1.4搭接接头两焊件部分重叠构成的接头,2.1.5圆钢连接接头两圆形焊件表面连接或一圆形焊件与一非国形焊件连接的接头)2.1.6对接焊缝在焊件的坡口面间或一焊件的坡口面与另一焊件表面间焊接的焊缝.2.1.7角焊缝沿两直交或近直交焊件的交线所焊接的焊缝2.1.8正面角焊缝焊缝轴线与焊件受力方向相垂直的角焊缝,见图2-12.1.9侧面角焊缝焊缝轴线与焊件受力方向相平行的角焊缝,见图2-22.1.10纵向焊缝沿焊件长度方向分布的焊缝.2.1.11横向焊缝垂直于焊件长度方向的焊缝.机械工业部1993-08-21批准1993-10-01实施19622.1.12环形焊缝沿筒形焊件分布的头尾相接的封闭焊缝.图2-1正面角焊缝图2-2侧面角焊缝2.1.13承载焊缝焊件上用作承受荷载的焊缝2.1.14非承载焊缝焊件上不CL接承受荷载,只起连接作用的焊缝,习惯上称联系焊缝.2.1.15坡口深度焊件开坡口时,焊件端部沿焊件厚度方向加_r掉的尺寸2.1.16焊脚尺寸在角焊缝横截面中画出的最大直角三角形中直角边的长度.2.1.17焊缝计算厚度设计焊缝时使用的焊缝厚度.2.1.18焊缝计算长度计算焊缝强度时使用的焊缝长度.封闭焊缝的计算长度取实际长度;不封闭焊缝的计算长度,对每条焊缝取其实际长度减去l Omm2.1.19焊缝计算厚度截面积焊缝计算厚度与焊缝计算长度的乘积.2.1.20全焊透型焊缝焊缝在其连接部位的全厚度上,用熔敷金属充分连接,无未焊透的部位,见图2-3必要时,全焊透型焊缝可用角焊缝进行加强2.1.21部分焊透型焊缝焊件在其连接部位的部分厚度上用熔敷金属连接,尚有未焊透的部位,见图2-4必要时,部分焊透焊缝可用角焊缝进行加强.2.2符号说明G焊缝计算厚度,二;A—焊缝计算厚度截面积,例n2;b—耳板宽度,mm;bI—搭接焊横向焊缝长度,mm;b2—搭接焊纵向焊接长度,圆钢与钢板连接焊焊缝长度,二;b3.佑—弯头耳板尺寸,mm;F3,13,,B2- 'F形接头焊缝长度,mm;1963图2-3全焊透型焊缝图2-4部分焊透型焊缝.—横向耳板与集箱及耳板与弯头连接焊缝圆弧部分的弦长,mm;d—管接头装配前筒体上的开孔直径,二;试)—管接头外径,mm;d,—管接头内径,mm;d,,d2—大,小圆钢直径,二;D;—筒体内径,mm;.—耳板与弯头连接焊缝直段部分的长度,,;厂—管接头,T形接头坡口深度,二;F-集中力,N;FFy.,凡-.r , y,二方向上的集中力,N;h—耳板孔中心沿耳板高度方向到连接焊缝的距离,mm;hi, h2—耳板孔中心沿耳板高度方向至连接焊缝的最大和最小距离,二;H—对接接头坡口深度,nun;k—壳体常数,1/mm;K—等脚角焊缝的焊脚尺寸,mm;K,, K2—不等脚角焊缝的焊脚尺寸,mm;I,焊缝计算长度,mm;M—力矩,Nm;M—端盖与筒体连接处单位圆周长度的弯矩,N"m/m;MM,., M,—绕:, .Y,二轴旋转的力矩,N" m;1964N—端盖与筒体连接处单位圆周长度的纵向力,N/m;尸—计算压力,M】〕a;Q—端盖与筒体连接处单位圆周长度的横向力,N/m;Ro筒体的外半径,弯头外圆弧曲率半径,mm;Rm筒体平均半径,二;s锅筒起吊耳板孔中心至锅筒重心的纵向距离,二;t—筒体有效壁厚,二;t—无孔筒体理论计算壁厚,二;t—管接头壁厚,二;W-焊缝的抗弯截面系数,mm3;Wx. Wy焊缝对二,Y轴的抗弯截面系数,mm3 ;Wk焊缝的抗扭截面系数,mm3 ;X -筒体开孔有效加强宽度,二;a—对接接头V形坡口的坡口角度,度;月—焊缝计算厚度截面与焊脚尺寸K:的夹角,度;Y—力的作用方向与耳板高度方向的夹角,反时针方向为正,度;6—板件厚度,mm;81,灸—较厚和较薄板件的厚度,mm;△一-一~钢板厚度方向未焊尺寸,二;.—两圆钢公切线至连接焊缝表面的距离,mm;,—许用应力修正系数;a—耳板连接焊缝圆弧部分所对圆心角的二分之一,度;产—泊松比;.—正应力,N/mmz;a,—垂直于焊缝计算厚度截面的正应力,N/.' ;"F集中力所引起的正应力,N/mmz ;am-弯矩所引起的正应力,N/mmz;11 M.—均布弯矩所引起的正应力,N/.';aq横向均布力所引起的正应力,N加m';ON—纵向均布力所引起的正应力,N八mm' ;a,—按第三强度理论计算的当量应力,N/.';I',-焊件在室温下的屈服点,N/.';〔司—焊件在计算温度下的许用应力,按相应的强度计算标准规定选用,N /mmz ; r—切应力,N /mmz ;rl—在焊缝计算厚度截面内且垂直于焊缝走向的切应力,N/.2 ;r2—在焊缝计算厚度截面内且平行于焊缝走向的切应力,N/.Z;rF集中力所引起的切应力,N/mm';rM—力矩所引起的切应力,N/mm';1965rmu—均布弯矩所引起的切应力,N/mmZ:ZQ—横向均布力所引起的切应力,N/mm' ;TN—纵向均布力所引起的切应力,N/.';0—耳板焊缝端点连线与耳板横截面的夹角,度;.—弯头直段两端点与弯头外圆弧曲率中心连线的夹角,度3技术要求3.1工艺要求3.1.1焊接材料的强度不得低于焊件的较低强度〔3.1.2焊接及焊接工艺评定应符合有关标准的规定3.1.3按本标准计算的角接接头,两焊脚边的夹角应不小于60'和不大于12003.2结构要求3.2.1角焊缝的焊脚尺寸应符合下列要求:a.对于板件,当与焊脚接触的焊件厚度大于7mm时,其焊脚尺寸不得小于1.5 }百, S为与焊脚接触的焊件厚度.当焊接工艺有保证时,可不受此限当与焊脚接触的焊件厚度不大于7,时,其焊脚尺寸不得小于与焊脚接触的焊件厚度和4二的较小值.b,对于管接头,角焊缝的最小焊脚尺寸不得小于管接头的壁厚和6mm的较小值r c.加强板与筒体的外角焊缝焊脚尺寸不得小于较薄焊件厚度的0.7倍,与管接头的外角焊缝焊脚尺寸不得小于较薄焊件的厚度与6二:的较小值.d.对于板件,角焊缝的焊脚尺寸不宜大于与焊脚接触焊件厚度的1.2倍.对于管接头角焊缝的焊脚尺寸不宜大于管接头壁厚的2倍.3.2.2侧面或正面角焊缝的计算长度不得小于两焊脚尺寸平均值的8倍和40mmo 3.2.3侧面角焊缝的计算长度不应大于两焊脚尺寸平均值的60倍.若大于上述数值时,其超过部分在计算中不予考虑.若内力沿侧面角焊缝全长分布,其计算长度不受此限3.2.4当板件的端部仅采用两侧面角焊缝连接时(图3-1),每条侧面角焊缝长度不宜小于两侧面角焊缝之间距离b,;同时当s:大于12mm时,b;不宜大于1662,当S:不大于12mm时,b,不宜大于200mmo3.2.5杆件与节点板的连接焊缝一般宜采用两面侧焊,或其他不封闭焊缝.所有焊缝的转角处必须连续施焊.3.2.6在搭接连接中,搭接焊缝长度不得小于较薄焊件厚度的5倍,且不小于25mma3.2.7圆钢与圆钢,圆钢与钢板间的焊缝计算厚度,不应小于0.2倍圆钢直径(当焊接两圆钢直径不同时,取平均直径),且不小于3mm,并不大于1.2倍钢板厚度,焊缝计算长度不应小于20mm3.2.5受压元件上的支承耳板焊缝,当耳板厚度不大于12mm时,可采用无坡口的角焊缝;当耳板厚度大于12二时,必须开坡口.3.2.9受力耳板与壁厚不小于100二的受压元件焊接时,应采取措施,以防止母材的层状撕裂.4计算原则4.1基本假定1966图31两侧面角焊缝连接尺寸示意图4.1.1本标准不考虑残余应力,应力集中,疲劳和蠕变的影响4.1.2焊接接头的强度按作用在焊缝计算厚度截面上的应力进行验算.4.1.3集中力,均布力在焊缝计算厚度截面上所产生的应力按平均分布计算.力矩在焊缝计算厚度截面上所产生的应力,根据不同的情况按线性分布(图4-I (a))或按平均分布(图4-1 (b))计算图4-1焊缝计算截面上应力分布示意图4.2焊缝尺寸4.2.1常用焊缝的计算厚度及焊缝尺寸参数按表4-1计算4.2.2管接头焊缝的走向假定为圆形焊缝的计算厚度取肩部和腹部两处数值的平均值腹部焊缝的计算厚度根据表4-1序号9计算.表4-1序号{简图一#妥计算gi矿一一41)菇lit*a一1967续表序号简图焊缝计算厚度焊缝尺寸参数3a二s,「一~刃4'压' k,kz"一k;+kz二"二k_,k;+k一"不k,k, + k1不,k5PY kl走2"二一ki+k:sinp一描恭一"一k; } kg不月6一Q 万k,kik;sinp二歹kzki+kz~7k,k{ + k1不k,,冬kz,a=了尸十kisinp =丁tzcwp - k+k;乎J火f压8丹ki>丫飞1了a=(k, + f)5inp呱"-- kzkim,p二7k;+ki}炸\k,1968序号简图筒体腹部焊缝K的计算焊缝计算厚度续表焊缝尺寸参教当k1 丫飞刀,时,同序号8.当k,时,同序号7;当k2)了飞石时,同序号8门全竺上兰生丛宜差卫~.k沪灭do2R了1为筒体上腹部的焊脚尺寸2Rn当.》60.时,a=H当a c}1图5-1管接头焊缝所承受的总图4-3鞍座式管接头全焊透焊缝荷载示意图5.1.3在内压力作用下管接头对焊缝的作用力按下列公式确定: 鞍座式管接头:F,i=Pa(do一2了)24(5-3)插人式管接头:FjPad45.1.4 由管道系统作用于焊缝上的机械力分量在求荷载分量为:M:,在求荷载分量时可利用下列公式进行坐标变换:(5-4)Fx, F,.,,F,2,Mx,Fx=F,ms(.r,xo)+F,cos(二,Y.)+Fmcos( x,z}) (5-5)F二F,.ocos(y, x o )+F,ncos(y,,, y,)+F.cos(y,二.)(5-6)F,,=F,cos(z,二)+F,cos(z, yo )+F.cos(z,二〕)(5-7)M,=M,ocos(x, xo)+M'cos(x , Yo )+Mwcas(.r, , z)(5-8)My=M_cos (Y , xo )+M-ms(Y,Yo)+M-cos(Y,z) (5-9)M}=M-cos(二,二.)+M yocos(z , Y} )+M'cos(二,:.)(5-10)式中:括号代表夹角,Fx, F,o, F_ M,o, M,,o, M.分别为二.,Yo. .r.轴的力的分量.5.1.5根据下列两种作用力系分别进行焊缝的强度验算:a. Fx,Fy=F+F,,,F.=F},+F,,Mx, My, M} (5-川b. Fn,F,=凡1,F:=F十FA+F,,M,,Mr,M:(5-12)其中,在(5-11)式中,取F与F,;的方向相同,在((5-12)式中,取F与F},+F二的方向相同.FFy., F, Mx, M,, M:与图5-1方向一致者为正.1971:一:.1鞍座式管接头鞍座式管接头焊缝的一般形式如图5-2所示,其中a按表4-1计算.5.2.2弓.2.35.2.4焊缝的计算长度按下列公式计算:1二二(d.一2f+2asinl) (5-13)焊缝的计算厚度截面积按下列公式计算:A=al (5-14)焊缝的抗弯截面系数按下列公式计算:二〔(d.一2f+2a32(d-+2a)(5-15)尹一Zj5.2.5焊缝的抗扭截面系数按下列公式计算:W,=迪d〔 21牛2a )4-(d-2f)0) (5-16)L4la.一Gt+Ga)5.2.6图52鞍座式管接头焊缝应力分量按下列公式计算:A点:F丫公二于一f盖A(5-17)口尸Q尸COS朋.,一_FArAFy一FsA(5-18)(5-19)aFz=rF,=A` sing(5-20)COsg(5-21)凡一AMQM.二rM二二WM二sing(5-22)cosg(5-23)(5-24)邢M一W一Wl一1(5-25)(5-26)cosP哪凡一W凡一W(5-27)二Asin召(5-28)(5-29)知孙鄂sing(5-30)AN'Jlrl艺BRBFEFBFBM|获r口rT韶bB点:1972:myrB一w o0SarNBU一_M,Wk(5-31)(5-32)5.2.7焊缝强度按下列公式验算:A点:丫(.众+.六+.氛)2+4[(r献+:氛+二众)2+(r氮+:祝)2) <0.74(a)/,l(5-33)'=l aA+aFz一.氛I < 0.74( a) (5-34)B点:丫(,氏+"BFz+,氏)2aB FY )+4((一rBMY+,BF,一rm2+(,BFY一:BBa,,)2)<0.74(v)/q(5-35).=一.BMy十.巍+.执}簇0.74(x) (5-36)乐氏5.3插人式管接头5.3.1插人式管接头焊缝的一般形式如图5-3所示,焊缝计算厚度按表4-1序号loo5.3.2焊缝计算长度按下列公式计算:L=ndo (5-37)5.3.3焊缝计算厚度截面积按下列公式计算: A=al (5-38)5.3.4焊缝抗弯截面系数按下列公式计算:cadW=万-4(5-39)5.3.5焊缝抗扭截面系数按下列公式计算:.adWk二2图5-3插人式管接头(5-40)5.3.6应力分量按下列公式计算:A点:(5-41)(5-42)(5-43)(5-44)(5-45)二A二A二A丛w丛从~---一-一一一一rfx峨读魂魂B点(5-46)凡一A一一BFx1973rBMy一F_WrF,一F,ArBMy一MW:},UrB一_M,Mk(5-47)(5-4R)(5-49)(5-50)5.3.7焊缝强度按下列公式验算:A点:..=,不.氛)2a A Fy)+4( ( rM,+rFz)2+(rF.+,AM,)2〕 } 0.74( a)Irl .=卜.氛{簇0.74( a)(5-51)(5-52 )b.B点:a,.=丫(aFx)2+4((二舔,+:认)2+(r氏+:巍)2) -<0.74Ca)iq.=}a歌一(0.74(司{:_:::6耳板连接焊缝::集箱纵向耳板集箱纵向耳板的焊缝形式及受力状态如图6-1所示:6.1.26.1.36.1.419741972图6-1集箱纵向耳板焊缝焊缝计算长度按下式计算:1=2b一20焊缝计算厚度截面积按下式计算:A=al焊缝在耳板平面内的抗弯截面系数按下式计算:(6-1)(6-2)a(b一10)2w=3-一(6-3)6.1.5计算耳板焊缝的应力时,假定M是焊缝的形心,将力F往M点平移,并沿':和y轴方向分解.选取二轴与强度验算点焊缝走向的切线方向一致,Y轴与强度验算点耳板士_焊脚尺寸的方向一致.力的分量按下列公式计算:Fx二Fsin y (6-4)F,.=Fcos y (6-5)M二Fhsiny (6-6)6.1.6应力分量按下列公式计算:F_xA(6-7)(6-8)(6-9)(6-10)(6-11)sinf叫呵叫二A乙AM一WM一WrF.口Fy二6.1.7焊缝强度按下列公式验算:..=丫( aFy+I'M )2+4((rFr+,M)2+(rF.)Z)簇0.74 (a) /} (6-12).二I CF,,+aM 1_<0.74(a) (6-13)6.2集箱横向耳板与弯头耳板6.2.1集箱横向耳板的焊缝形式及受力状态给出图5-l和图5-2两种情况,弯头耳板焊缝的形式及受力状态给出图6-4一种情况,图6-2和图6-3都是图6-4的特殊情况,计算方法按图6-4给出,当b4=0, e=0时,图6-4就变成图6-3,当b4=0,.=.,0=0时,图6-4 就变成图6-2图6-2集箱横向耳板焊缝及受力状态示意图(1)与图64相对应的角参数按下列公式计算:1975图6-3集箱横向耳板焊缝及受力状态示意图(2)图6-4弯头耳板焊缝形式及受力状态示意图C一'J (b一b, )z+〔*,一h2一ve2 - (b; - b4)2)2(6-14)1976二二arcsincZK(6-15)arct只叭一h,b一b.,(6-16)m=arctg凤(6-17)6.2.3焊缝计算长度按下式公式计算:一2( aRoB90一10)(6-18)6.2.4焊缝计算厚度截面积按下列公式计算:A二aZ焊缝在耳板平面内的抗弯截面系数近似地按下列公式计算:a(}/ (h,一h, )Z+(b一b, )z一10)2W='二二-''己三一(6-19)6.2.5(6-20)6.2.6计算耳板焊缝的应力时,假定M是焊缝的形心,将力F沿M点平移,并沿X 和Y轴方向分解.选取X轴与强度验算点焊缝走向的切线方向一致,Y轴与强度验算点耳板上焊脚尺寸的方向一致.力的分量按下列公式计算:a.A点Fx一Fsin( y+0+号一0)F,一Fcos( y+"+号一0)M一;/ht 2 hZSinY - 2 COSY)(6-21)(6-22)b.C点:F'二一Fsin(,一"斗号一0)F,一Fcos( y -"+管一0),一.(兴-,Sing一BZCOSy )(6-24)(6-25)(6-26)6.2.7应力分量按下列公式计算: A点:F二rFn二A(6-27)sin3(6-28)cosh(6-29)『MA=,rMA=0+w 1z /Si0Rw 12 /cosR(6-30)0+(6-31)F一AE一AJ八卜.自U==:oS眼叭叭MlwMlw1977M了田MA二而sin+万v丫,'(632)bC点于'xrF'二不A:;v一F',=A sin}3于'气r b,.一了cos(7.M.一W colt.一} )sinj3r M(,二X-("一2 I cosi3r MC一Msinl"一2)(6-33 )(6-34 )(6-35)(6一3())(6-37)(6一38)6.2.8焊缝强度按下列公式验算:a.A点:.一丫又了雨丁舀赢砰不可(丁F丁于而,)- +( a'r,. + aMe )= + 4 ((r r-,- + r MA)(:F=+-r.;v}A)=)蕊 0.74(x)/q (6-39)二二一aF,十aA,一共0.74(司(6-40)h.〔'点:.一了(a}r+amc),十4((,'F,+r' MC)十(层飞x+打MC)-)'0.74(a)/,1(()41).二}.丫,十.,,i蕊0.74(a) (6-42)6.3锅筒起吊耳板6.3.1锅筒起吊耳板一般采用纵向双耳板结构为增加耳板平面外的抗弯刚度,应在耳板孔附近部位用对称布置的两个纵板将两耳板连接起来.纵板的横截面积应大于单个耳板净截面积的十分之一,耳板及焊缝形式与集箱纵向耳板相同6.3.2锅筒起吊过程中的最危险状态如图6-5所示:6.3.3焊缝计算长度按下列公式计算;1二4(b一10) (6-43)6.3.4焊缝计算厚度截面积按下列公式计算:A二al (6-44)6.3.5焊缝在耳板平面内的抗弯截面系数近似地按下列公式计算:2a(6一10)(6-45)6.3.6耳板肪堂的外力按卜列公式计算:起吊时应考虑1.1倍的动载系数后的锅筒全部重量F,由图6-5求得:夸〔l-省(R h )tgy)(6-46)1, )tgy)若考虑(6-47)尺lS 十 fF一2 -一飞-r卜立当F:大于F,时,只需校核F:端的耳板焊缝.1.2的不均匀系数,则F:端所1979图65锅筒起吊过程中危险状态示意图承受的荷载按下列公式计算:F'2一0.6F'(1+告(:.+')tgy):,一..6F( l+告(*.+h )tgy)sinyF,一..6F(,+去(*.+h )tgy)cosyM一..6F(1+去(*.+h )tgy)hsiny6.3.7应力分量按下列公式计算:(6-48)(6-49)(6-50)(6-51)rFx =万(6-52)(6-53)(6-54)(6-55)(6-56)sinf叫sinfcosf二A二AMWM一W=二=-一畅场咖蜘6.3.8焊缝强度按下列公式验算:,.二丫(.肠+xM)z十4((rFv+rm)Z+(:二)z)镇0.74(x)/l (6-57).=aF}.+am(0.74(x) (6-58)7水压试验端盖连接焊缝7.1焊缝类型与参数7.1.1常用的水压试验端盖焊缝类型与参数如图7-1所示,图7-1 (a)按对接焊缝计算,1979图7-1(b)按角焊缝计算'1图7一I常用水压试验端盖焊缝形式(fl)对接焊缝;(b)角焊缝7.1.2对于焊缝计算厚度的抗弯截面系数按下列公式计算:W一着(7-1)7.2受力分析7.2.1根据筒体与平端盖的整体结构的理论分析,解出如图7-2所示的水压试验端盖焊缝所受的力N, M, Qa7.2.2端盖与筒体连接处单位圆周长度的纵向力按下列公式计算:N一告P(R,一_t2(7-2)7.2.3端盖与筒体连接处单位圆周长度的弯矩按下列公式计算对图7-1 (a)扒M一尸( R ,合)0.331.尽v入, (0.205择一..421tK[I 2.182低ts 2.545()'___尺,1t+U.jI了一{份t,d+0.086rS(7-3)542t8 n划+t一占-R-!护9+b,对图7-1 (b)援一盯 ,0.331Y R一〔.M= P(R}一言,一205)2+k[1+2.182.RC -Ljkt-}音一0.421S2.54519800.317令(青)' (0.346:一0.26 }2 )畔t一占-R-1;.98择帐)3: .二42暗) 4: Z1. 98}m (S) + 0.542(-})〕一嗽钾.巴(7-4)壳体常数k按下列公式计算:,二31(一)cz),.R二(7-5){一;比值(按下列公式计算:Rmk,{JQ M;=-Rtz(7-6)图7-2水压试验端盖焊缝7.2.4端盖与筒体连接处单位圆周长度的横向力按下列公式计算:的受力状态水意图a,对图7-1 (a):Q一"("一合0.661撅 0.408了今( S )z2.182援tS 2一545(l,+0.318今(81Y 0.655( S1.98择(tS)' 0.542( S(7-7)b对图7-1 (b):62一尸(*.一合)0.661} Rm一..408择(S )2y2 0.318k(1 + 2.182念tS一2 545(舌1z2.545(8 / '.98Itm(8 )3 0.655( S)' 0.405令(S)''彗一;"择(81)'S+0.542(5 )4}2)(7-8)7.3应力分量的计算7.3.1对图7-1 (a)焊缝计算厚度截面上的应力分量按下列公式计算: aN6M,(7-9)州"一6Mt2(7-10)贝t 一-ar7.3.2对图7-1 (b)焊缝计算厚度截面上的应力分量按下列公式计算: (7-12)1981门尸仍 CN一a -一NJrN一Nsin}a..一孚sin(7-13)(7-14):一分ms}am.一6MZ sina(7-15)(7-16)7.4强度校核7.4.1对图7-1 (a)必须同时满足下列各项要求:".=丫(.,士.MY+4( r0)-毛1.7(a)/Ia=I aN土"Mu镇1.7(a)..一,/ (Col+4(70)2 < 0.74(a)/7a=aN蕊0.74(a)端盖必须满足:(7-17)(7-18)(7-19)(7-20).,八.,.t,厂P0劣u.a}找m一万'入了-二万'丫七aJ(7-21)7.4.2对图7-l (b)必须同时满足下列各项要求:..=丫(一.N士11 M.+'IQ )2十4(7N+r0)-镇1.7(a)/i.=卜UN土aMu+aQ{成1.7(a)a.一丫(一.N+aQ )z+4(rN+rQ)Z <- 0.74(a).=I一ON+UN毛0.74(a)端盖必须满足公式(7-21)的要求.8国钢构件连接焊缝8.1圆钢与平板搭接8.1.1圆钢与平板的搭接如图8-1所示:(7-22)(7-24)(7-25)图8-1圆钢与平板搭接8.1.2焊缝计算厚度按下列公式计算:a=0.7K(8-1)8.1.3焊缝计算长度按下列公式计算:19828.1..1〔83)8.1.5/=2(b.一10)焊缝计算厚度截面积按下列公式计算:A二GI焊缝强度按下列公式验算:(8-2)一炙0.37(a)/}(8-4)8.2圆钢I圆钢的搭接8.2.1圆钢与圆钢的搭接,如图8-2所不:8.2.2焊缝计算厚度按下列公式计算:G二0.1(d,+2d2)一.(8-5)8.2.3焊缝计算长度按下列公式计算:/=2(b2一10) (8-6)8.2.4焊缝计算厚度截而积按下列公式计算:A="/(8-7 )8.2.5焊缝强度按下列公式验算:图8.2圆钢与圆钢搭接F八,,r=万气u.J/(ajiq(8-8)8.3圆钢与钢板的连接8.3.1圆钢与钢板的连接,如图8-3所示:8.3.2焊缝计算厚度按下列公式计算:a.对图8-3(,,)子一△"=万一b.对f-}18-3 (b):G=0一△8.3.3焊缝计算长度按下列公式计算:1=4(b:一10)8.3.4焊缝汁算厚度截面积按下列公式计算:A=Gl8.3.5焊缝强度按下列公式验算:(8-9)(8-10)(8-11)(8-12):一斋,0.37(a)/q(8-13)9其他连接焊缝,.1单钢板两边焊的'r形接头9.1.1单钢板两边焊的'r形接头如图9-1所;h9.1.2焊缝计算长度按下列公式计算:l=2(月一10)9.1.3焊缝计算厚度截而积按下列公式计算:八=ul9.1.1焊缝的抗弯截而系数按下列公式计算:(9-I)(,2)19H3a一△a一△-..-.口ra场气.'-勺口A}a圆钢与单俐板的连接A户}一hA一(b)圃铜与双钢板的连接图8-3圆钢与钢板连接图9一1单钢板两边焊T形接头W,a(8一10)23(9-3)1984w,万而B - , Al 10坛((2a+.一:`)3一(.一:f)3) ,,妇".',/(9-4)9.1.5应力分量按下列公式计算:F,aFx=AF,CFz=万cos(3(9-5)n)3(9-6)二八,J,,,,,J,,JJIRn,nl,1内,华华-l-l+l-l((n,gC,9产lj..,了'/才,知 co从耐从耐鄂鄂t FYCFz=(9-7)--一一----MxMx场哑Jr口r9.1.6焊缝强度按最大应力点A点的应力验算:创(aFx+..+a,,,,+,M,,)2+4((一:.+IF,+二,+:场),十(IFy)2)毛0.74(x)/v.=I aFx+aFz+am.+am, I成0.74(x)(9-14)(9-15)9.29.2工字形封闭焊的T形接头工字形封闭焊的T形接头如图9-2所示:9.2.29.2.3图9-2工字形封闭焊T形接头焊缝计算长度按下列公式计算:l = 2(2B,+B,一28,一62+2a)焊缝计算厚度截面积按下列公式计算:(9-16)1985A=al9.2.4焊缝的抗弯截面系数按下列公式计算:(9-17)Wx(B2+2a)(B,+28,+2,)'一(B:一82) (B,一2.)'一〔B2 (BI+28,)'一(B:一82)B;) 6(B,+28,十2a)(9-18)Wv(B1一2a)(&2+2.)'+2(81+2a)(Bz+2,)'一(B, 8'2+28, B2)6(B2+2a)(9-19)9.2.5(9-20)9.2.6焊缝的抗扭截面系数按下列公式计算:Wk=2a(2(81+a)(BZ+a)+(B,一a)(82+a)〕应力分量按下列公式计算:a.在B,边上: FxaFx=万FxTFa=面oosR(9-21)n(3(9-22)二ArFy=(9-23)(9-24)(9-25)(9-26)(9-27)枷%cosn枷%cos,卸--一---气执呱rMx=(9-28)(9-29)(9-30)伪九一气气yM-WM一W.一b.在B2边上:(9-31)凡-ArFy=其他应力分量同(9-24)一(9-30)式.(9-32)(9-33)MMZrF勺勺」9.2.7焊缝强度按最大应力点A点的应力验算:在B1边上:..=-,/ (aF.+..+.,+.,),+4((一rFz+:.+rN,h,+r},gy)2+( rFy一:*),〕毛0.74(,,)/q(9-34)1986.二I CF+..+ow+am, 1<0.74(x)(9-35)b.在B2边上:0e=丫(一..+..十.,+ayy)2+4((rF,+rF.+a =一UFv+aF十anv}+rN&'一:m})2+(rFz一:Nl:)2) <0.74(a)/p(9-36),w簇0.74(a) (9-37)9.3箱形封闭焊的T形接头9.3.1箱形封闭焊的T形接头如图9-3所示:9.3.2(9-38)9.3.3(9-39)9.3.4图9一3箱形封闭焊的T形接头焊缝计算长度按下列公式计算:1=2(B, + B2一2f+2a)焊缝计算厚度截面积按下列公式计算:A=al焊缝的抗弯截面系数按下列公式计算:W,(B2一2f+2a) (B,一2f+6(B1-)3一(B2一2f)(Bl一2f)+2a)(9-40)Za一ZfWy=(B,一2f+2a)(B2一2f*2a)'( B;一2f) (B:一2a)36(B:一2f+2a)(9-41)9.3.5焊缝的抗扭截面系数按下列公式计算:Wk=2a(Bl一2f+a)(B:一2f+a)9.3.'在与图9-2受力形式相同情况下的应力分量按下列公式计算:a.在B1边上:同式(9-21)一式(9-30)b.在B2边上:同式(9-24)一式(9-30)和式(9-31)一式(9-33) a9.3.7焊缝强度按最大应力点A点的应力验算:a.在B1边上:同式(9-34)一式(9-35)0b.在B2边上:同式(9-36)一式(9-37)0(9-42)19879.4仅有横向焊缝的搭接接头9.4.1仅有横向焊缝的搭接接头如图9-4所示:9.4.2(9-43)9.4.3图9-4横向焊缝的搭接接头焊缝计算长度按下列公式计算:1=2(B一10)焊缝计算厚度截面积按下列公式计算:A=al焊缝抗弯截面系数按下列公式计算:按应力方向垂直于焊缝形成弯矩:(9-44)9.4.4WI=b.按应力方向平行于焊缝形成弯矩:a(b,一10)3(9-45)Wz=a(bl一10)(b2+a)9.4.5应力分量按下列公式计算:(9-46)(9-47)二A会COSRA` sing(9-48)(9-49)Fx==rFzFz口ramy=r入1,=箫cosy命51/(9-50)sin(9-51)丛Wz(9-52)9.4.6焊缝强度按下列公式验算:丫(..+,M,)2+4((,F,+r, M, )2+( rF.)2)(0.74(a)/,1 .二{aFz+am,}镇0.74(司a,=V(.二)2+4(( .F}2)+( r }My+rFx)2) < 0.74(a)/r1 a=..1毛0.74(x)(9-53)(9-54)(9-55)(9-56)9.5仅有纵向焊缝的搭接接头9.5.1仅有纵向焊缝的搭接接头如图9-5所示:9.5.29.5.3图9-5纵向焊缝的搭接接头焊缝计算长度按下列公式计算:1=2(b2一10)焊缝计算厚度截面积按下列公式计算:A=al焊缝抗弯截面系数按下列公式计算:按应力方向垂直于焊缝形成弯矩:(9-57)(9-58)9.5.4W,=b.按应力方向平行于焊缝形成弯矩:a(b2一10)23(9-59)W:=a(b:一10)(b,+a)9.5.5应力分量按下列公式计算:(9-60)F,A'cos"(9-61)F可sin/3F, A(9-62)(9-63)==凡FxFxr口r口My_丛___.一Wl u;N(9-64)1989M.=W sm/s(9-65)_丛My一WZ(9-66)9.5.6焊缝强度按下列公式验算:..二了("F,+"my),+4((TFx+r'My)Z + (rF,)Z)镇0.74(x)/p.=aFx+am,(0.74(x)(9-67)(9-68)..=丫(aFx)2+4(( r,)2+( r'My+rFz)2)(0.74(x)/q(9-69).=.,镇0.74(x)(9-70)参考文献1. GB 3375-1982《焊接名词术语》中国标准出版社1983年2. GBJ 17-1988《钢结构设计规范》中国计划出版社1989年3.AISC《建筑用结构钢设计,制造与安装规范》1976年4. ASME《锅炉及压力容器规范》第I卷《动力锅炉》5. ASME《锅炉及压力容器规范》第Vul卷《压力容器》第一册6. ASME《锅炉及压力容器规范》第m卷《核动力设备》7. ASME《锅炉及压力容器规范》第Vm卷《压力容器》第二册另一规程8.李之光等编著《锅炉材料及强度与焊接》劳动人事出版社1983年9.「日]中山秀男《锅炉设计》劳动人事部《锅炉压力容器安全》杂志社1983年10.{日1佐藤邦彦向井喜彦丰田政男《焊接接头的强度与设计》机械工业出版社1983年11.((Design rules for are-welded Connections in Steel submitted to static loads)) Welding inthe world Volume14 No. 5 197612.陆明万《分析设计的一般准则》广州压力容器规范宣讲班资料1988年13. ASME《压力管道法规》《动力管道》14. SDGJ6-1990《火力发电厂汽水管道应力计算技术规定》15. BS5500-1985(非直接火压力容器》16. GBJ 17-1988《钢结构设计规范》条文说明17《机械工程手册》,第26篇,《焊接结构》机械工业出版社1979年18. GB 9222-1988《水管锅炉受压元件强度计算》机械工业出版社1991年19.薛明德《圆柱形压力容器平封头的应力分析》《化工设备设计》1980年第3期20.魏明钟编著《钢结构设计新规范应用讲评》中国建筑工业出版社1991年附加说明:本标准由机械工业部上海发电设备成套设计研究所提出并归口.本标准负责起草单位哈尔滨锅炉厂,上海发电设备成套设计研究所.本标准参加起草单位北京巴布科克威尔科克斯公司,东方锅炉厂,锅炉厂,北京锅炉厂,杭州锅炉厂.本标准起草人程丰渊,薛之年,韩肇俊,陈恭颐,肖忠华,王志文,毛韧,何振康,蒋著,潘如,王春繁.上海锅炉厂,武汉吴如松,何本寿,1991。
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一.
吊车最大轮压传至牛腿的反力R1=kN 吊车梁和轨道自重R2=kN
剪力V=1.4R1+1.2R2=kN
偏心e=弯矩M=Ve=
二.三.
①②③C 点剪应力验算C 所以τb =
B 点正应力B 点剪应力τ其中S b
C 点正应力验算牛腿焊缝强度(焊缝形式如右图)
其中S c =t W /2*(h/2-t)2+b/2*(ht-t 2) =σ
max =My max 8.047E+05B h=N/mm 2
所以 σ
max =
验算B 180mm 2f v =所以τc =
即C点满足强度要求。
H形节点计算
设计条件：
450≤63.66
N/mm 2 1.4截面惯性矩：验算A 1.2
所以 I=
a=(h-t)/2=374138.0018.10214.92
分项系数γQ =分项系数γQ =
①=②
③H X X X 2.984E+08mm
4
57N/mm 2≤β f f f w =σ
m1=M/W w1=
全部焊缝对X 轴的截面惯性矩为:
h'e *(b/2-t w /2-h e )*(h'/2-h'e /2)2]+2*1/12*h e *h'3
焊缝在2点处的截面抵抗矩 W w2=I wx /(h'/2)=焊缝在1点处的截面抵抗矩 W w1=I wx /(h/2+h'e 3001012374故折算应力为 σ
fs2=SQR((σm2/1.22)2+τv 2
)=
验算1点的强度τ
v = V/A w w=
73
N/mm 2
即1点满足强度要求。
62.9(平均剪应力)
f f w =满足要求。
即2点满足强度要求。
86.6综上所得：牛腿截面
N/mm 2N/mm 2N/mm 2
验算2点的强度
≤σm2=M/W w2=则腹板连接焊缝的有效截面面积为 A w 200I wx =2[1/12*b*h'e 3+h'e *b*(h/2+h'e /2)2牛腿腹板两侧焊缝焊角尺寸为 h f =
6
连接采用沿全周施焊的角焊缝，转角处连续施焊，没有起弧和落弧所引起的焊口缺的作用。
牛腿翼缘两侧焊缝焊角尺寸为 h'f =10
mm2。