钢结构连接计算和构造

3．先考虑翼缘和腹板都用直焊缝拼接，验算其强度：
1
My1 IW
1031.2 106 500 /(2898 106 )
177.9N / m m2
1
VSW 1 IW t
225 103
2.032 106 /(2898106 10)
15.8N / mm2
cq
2 1
3
2 1
177.92 3 15.82 180.0N / mm2
解 思路： 效应S < 抗力R
（ 即 S= N <
lwt
R ftw ）
1．焊缝承受的轴心拉力设计值为：
N 7001.2 4001.4 1400kN
2．三级对接焊缝抗拉强度设计值
ftw 185N / mm 2
3．先考虑用直焊缝验算其强度
N / lwt 1400103 /[(500 10) 14]
1.1
f
w t
1.1185
203.5N
/ mm2
4.3.2 角焊缝的构造和计算
4.3.2.1、 角焊缝的构造
一、 角焊缝的分类： (1)按夹角分 ：
直角角焊缝（=900）；
斜角角焊缝（600 1200）
4.3.2 角焊缝的构造和计算
4.3.2.1、 角焊缝的构造 (2）按受力： 侧面角焊缝（平行于作用力方向）
204.1N / mm2
ftw 185N / mm 2 但 f 215N / mm 2
直焊缝强度不够，故应采用斜焊缝。按照 （ tg 1.5 即 560 ）的要求布置斜焊缝。
例2: 8m跨度简支梁的截面和荷载(设计 值,包括梁自重),拟在离支座 2.5m 处做翼 缘和腹板的工厂拼接,试设计其拼接对接 焊缝。已知钢材为Q235-B.F（A3F），采 用E43型焊条手工电弧焊，三级质量标准， 用引弧板施焊。
2）带钝边单边V形缝或Y形缝：
焊件厚度t（t=10~20mm）
3）带钝边U形缝、带钝边双单边V形缝（K形缝）或
双Y形缝（X形缝）： 焊件厚度t较厚（t>20mm）
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
正面角焊缝（垂直于作用力方向） 斜向角焊缝 （与作用力方向斜交）
4.3.2 角焊缝的构造和计算
4.3.2.1、 角焊缝的构造 二、角焊缝的尺寸限制：
（1） 焊脚尺寸的限制:
1.5 t1 hf 1.2t2
t1 ___ 较厚焊件厚度(mm), t2 ___ 较薄焊件厚度(mm), hf __ 焊缝尺寸
中和轴的面积矩 fvw——对接焊缝的抗剪强度设计值
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4.3.1.2 对接焊缝的计算
(2) 同时受弯 、受剪的对接焊缝计算公式
2）工字形截面
max
M Ww
f
w t
max
VSw
Iwt
f
w v
2 1
3
2 1
1.1
f
w t
例1：设计500×14钢板的对接焊缝连接。钢 板承受轴向拉力，其中恒荷载和活荷载标准 值引起的轴心拉力值分别为700kN和400kN， 相应的荷载分项系数为1.2和1.4。已知钢材为 Q235-B.F （ A3F ） ， 采 用 E43 型 焊 条 手 工 电 弧焊，三级质量标准，施焊时未用引弧板。
解 思路：首先分析此对接焊缝的受力情况为 受弯和受剪，再对最不利点进行强度验算
1． 离支座2.5m处的内力（设计值）为
M qab/ 2 150 2.5(8 2.5) / 2 1031.2kNm
V q(l / 2 a) 150 (8 / 2 2.5) 225kN
2．计算 梁截面参数：
fcw、ftw ——对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值。
4.3.1.2 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
正应力
max
M Ww
ftw
剪应力
max
VSw I w t
f
w v
式中：Ww——焊缝截面的抵抗矩 Iw ——焊缝截面对其中和轴的惯性矩 Sw ——焊缝截面在计算剪应力处以上部分对
4.3.2 角焊缝的构造和计算
4.3.2.1、 角焊缝的构造
（2）焊缝长度的限制 8hf (40mm)≤lw ≤40 hf ( 动力荷载作用下侧向角焊缝)
60 hf ( 静力荷载作用下侧向角焊缝) 若内力沿侧向角焊缝全长分布，其计算长度不受限 制
3．先考虑翼缘和腹板都用直焊缝拼接，验算其强度：
M Ww
1031.2 106
/(5.616 106 )
183.6N
/ mm2
f
w t
185N / mm2
VSW 225 103 3.282 106 /(2898 104 10)
IW t
25.5N / m m2
fvw 125N / m m2
IW (250 10323 240 10003 ) / 12 2898 106 mm 4 WW IW ymax 2898106 / 516 5.616106 mm3
Sw1 A1 y1 250 16 508 2.032 106 mm 3 Sw 2.032 106 10 5002 / 2 3.282 106 mm 3
( 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 lwt
f
t
w
或f
w c
式中： N——轴心拉力或压力的设计值 lw——焊缝计算长度。有引弧板，lw=l； 无引弧板， lw=l-10mm t ——在对接连接中为连接件的较小厚度； 在T形连接中为腹板厚度；
4.3 钢结构连接计算和构造
4.3.1 对接焊缝的构造和计算 4.3.2 角焊缝的构造和计算 4.3.3 普通螺栓连接的受力性能和计算 4.3.4 高强度螺栓连接的受力性能和计算
4.3.1 对接焊缝的构造和计算
4.3.1.1、对接焊缝的构造要求
( 1 ) 对接焊缝按坡口形式分：
1）工字型：
焊件厚度t很小（t≤10mm）
4.3.2 角焊缝的构造和计算
4.3.2.1、 角焊缝的构造
①自动焊： hf=hfmin-1(mm)； ②T形连接的单面角焊缝：hf=hfmin+1(mm)； ③当t <4mm时，hfmin= t (mm)；
④当t ≤6mm时，hfmax ≤t (mm)； 当t >6mm
时，hfmax= t-(1~2) (mm)；