角焊缝的强度计算 (1)
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
焊缝计算汇总
一．强度计算1.焊缝的有效截面计算1）熔透焊缝两焊缝的间隙控制在1.5mm以内，否则在计算焊缝有效高度时应减去；2）焊缝有效高度he=0.7hf，其中0.7为；（he直角焊缝的计算厚度）。
3）角焊缝有效长度lw=实际-2 *hf；4）斜角焊小于60度，he查GB 50661确定；大于60度小于135度he=(hf-b)*cos(α/2)；b为大于1.5mm的间隙，小于1.5mm不考虑；5）部分熔透对接焊缝和对接与角接组合7）角焊缝焊高最小5mm，长度最小8*hf和40mm，避免受热集中，最长不大于60*hf，避免端部应力达到极值而破坏（侧面角焊缝）。
2.焊缝的强度计算各种力综合作用下：包括弯矩（需求截面模量）、扭矩（需求极惯性矩）、扭剪轴、弯剪轴，根据书中计算。
(1)部分焊透的对接焊缝，由于未焊透，只起类似角焊缝的作用；(2)钝边的不是直接靠上工件，以保证焊透；(3)垫板适用于没有清根和补焊情况，以保证焊透。
(4)原则上，对于重要的构件，按一二级标准检验焊缝质量，焊缝和构件等强，不必另行计算，可用计算构件的方法计算。
3. 《GB 8408-2018 大型游乐设施安全规范》的相关说明二．疲劳计算需要进行疲劳计算的条件：《GB 50017-2017 钢结构设计标准》。
《GB 8408-2018 大型游乐设施安全规范》钢结构标准注重循环次数，游乐设计注重拉应力的存在。
三．焊缝等级焊缝质量等级，钢结构共三级，gb8408分为四级。
区分焊缝等级，焊缝检验等级，焊缝质量等级的区别。
《GB 8408-2018 大型游乐设施安全规范》《GB 50017-2017 钢结构设计标准》四．焊接检测《GB 8408-2018 大型游乐设施安全规范》《GB 50661钢结构焊接规范》五．焊接接头（GB 8408对接焊缝，角焊缝）。
电焊工技师理论计算题 (1)
1.板厚为12mm的焊件焊缝长30mm,受拉力8640N,求焊缝所受拉力?解:根据σ=(P)/(δL)可知σ=(8640)/×30)=240(Mpa)答:焊缝所受拉应力为240兆帕。
2.板厚为10mm钢板对接,焊缝受29300N剪切力,材料为Q235-A,求焊缝长度?解:根据公式τ=Q/LS≤[τh )查得[τh )=9800N/cm2L≥Q/S[τh]=(29300)/(1×9800)≈(cm)答:焊缝长度为3厘米。
3.侧面角焊缝构件焊脚K=6mm,拉力P=104N,焊缝L=400mm,长度焊缝承受多大应力?解:根据τ=(P)/ 可知侧面角焊缝受静载强度:τ=(P)/=(104 )/×6×400)=(Mpa)答:焊缝承受的最大应力为兆帕。
4.已知侧面角焊缝可承受的最大应力为,焊缝L=400mm,拉力P=10080N,试问该焊缝角高是多少?解:根据公式τ=(P)/可得K=(P)/τ)=(10080)/×400×=5(mm)答:焊角高为5毫米。
5.角焊缝构件焊脚K=8mm,拉力P=10b N,焊缝L1 =L2=200mm,L3 =150mm,求角焊承受的切应力?解:根据公式τ=(P)/ΣL)=(1000000)/×8×(200+200+150))=答:该角焊缝气承受切应力为兆帕。
6.角焊缝承受应力400Mpa,焊缝总长500mm,焊脚8mm,求承受的拉力。
解:根据公式τ=(P)/ΣL)可得应力P=ΣLτ=×8×500×400=1120000(N)答拉力为1120000牛顿。
7.两块厚10mm,板对接,受垂直板面弯矩M为,焊缝长300mm,求焊缝承受应力。
解:根据公式σ=(6M)/(δ2L)=(6×3×105 )/(12×30)=600(Mpa)答:焊缝承受应力为600兆帕。
各类焊缝连接的强度计算_图文.
钢式中结构 , 一—缝计算长度一焊板施焊时 , 轴心拉力或轴心压力 , 当未采用引弧取实际长度减去 , 介 , —头为腹板厚度对接焊缝的抗拉介—值计。
·连接件的较小厚度、对形接晓嚼愁洛图斜角角焊缝截面。
抗压强度设角焊缝简化而得· “ 因此 , 对斜角角焊缝不论。
有效截面应力情况如何都按承受剪力考虑仁日口一的斜角角焊缝有效厚度为。
二, “ 带司图一卜。
一的斜角角焊缝的有效厚度按理 , 也应等于多时 , 但考虑到这种锐角焊缝 , 的焊根处往往不易施焊 , , 尤其是小于。
较根图与轴心力垂直的对接焊缝其熔深往往难于满足要求 , 此外 , , 当对接直焊缝不能满足强度要求时可据试验焊缝有效截面的抗剪强度比焊件主体金属高强度却较低金属之间 , , 采用斜对接焊缝“ , 当斜焊缝倾角毛但焊缝熔合边的抗剪即簇 ·时 , 任何情况下都可认一·其值介于焊缝熔敷金属与主体倍。
一般取为焊缝熔敷金属抗剪强度若将锐角角焊缝的有效厚因熔合边长度与有效厚度。
仁曰。
的度取为相差不大因此 , , , 应补充验算熔合边的抗剪强度。
柑叫之二二二【二二二二二二斗一付将的斜角角焊缝的有效厚度。
图斜对接焊缝。
不论夹角大小均取为以使有效厚度值适当留有余量。
为与母材等强满足要求时 , , 不用计算 , 但由于斜对接焊 , 缝消耗材料较多施工不便。
若抗拉强度不角愈小。
, 可采用二级焊缝或将接头位置留的余量愈多影响 , 。
这样可避免熔深不够的不利移至内力较小处解决三、也避免了熔合边的补充验算四、斜角角焊缝的计算“ 不焊透的对接焊缝两焊脚的夹角不是的角焊缝称为斜。
不焊透的对接焊缝主要用于外部需要平角角焊缝仓斜壁板缝相同 , , 图 , 这种焊缝往往出现在料整的箱形柱 , 图和 , 形连接。
图管形构件等连接中以及其它不需要焊透之处。
箱形柱的斜角角焊缝的计算方法与前述直角角焊只是不考虑与作用力垂直或倾斜的 , 纵向焊缝通常只承受剪力时 , 采用对接焊缝不必焊透全厚度形连接 , 但在与横梁刚性连接。
角焊缝强度设计值
角焊缝强度设计值角焊缝强度设计值是指在一定条件下，角焊缝所能承受的最大应力值。
在工程设计中，为了保证结构的安全性和可靠性，需要对角焊缝强度进行设计计算。
一、角焊缝的基本概念角焊缝是指两个钢材或钢板通过相互交错、垂直或倾斜连接而形成的焊缝。
它是钢结构中常用的连接方式之一，广泛应用于桥梁、厂房、塔架等工程领域。
二、角焊缝强度设计值的计算方法1. 强度计算公式根据国家标准《钢结构设计规范》(GB 50017-2017)，角焊缝强度设计值可按以下公式计算：$$ \frac{F}{\gamma_w} = \frac{0.7\times f_{ex}}{\sqrt{3}}\timesA_w $$其中，$F$为角焊缝承载力；$\gamma_w$为安全系数；$f_{ex}$为外拉抗力；$A_w$为有效截面积。
2. 计算步骤（1）确定截面类型和尺寸：根据实际情况确定截面类型和尺寸，并计算出有效截面积。
（2）计算外拉抗力：根据角焊缝所受载荷，结合截面类型和尺寸，计算出角焊缝的外拉抗力。
（3）计算强度设计值：根据公式，将外拉抗力代入公式中，计算出角焊缝的强度设计值。
三、影响角焊缝强度设计值的因素1. 材料强度：钢材或钢板的强度是影响角焊缝强度设计值的重要因素之一。
一般来说，材料强度越高，角焊缝的承载能力也越大。
2. 焊接工艺：不同的焊接工艺会对角焊缝产生不同程度的影响。
优良的焊接工艺可以提高角焊缝的质量和承载能力。
3. 角度大小：角度大小是指两个钢材或钢板交错连接时形成的夹角大小。
夹角越大，角焊缝承载能力越大。
4. 焊接长度：一般来说，相同尺寸下，较长的角焊缝比较短的有更高的承载能力。
5. 截面类型和尺寸：截面类型和尺寸对角焊缝的强度设计值也有一定的影响。
不同截面类型和尺寸下，角焊缝的承载能力也不同。
四、常见问题及解决方法1. 角焊缝强度设计值不足怎么办？若角焊缝强度设计值不足，则需要采取以下措施：（1）增加角焊缝的长度和宽度；（2）改变截面类型和尺寸；（3）增加材料强度；（4）优化焊接工艺，提高角焊缝质量。
角焊缝强度计算.
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.=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二叭咖加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)(6-23)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:.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)F,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OO9+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)(7-11)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)(7-23)(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。
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
角焊缝强度计算公式
角焊缝强度计算公式角焊缝是一种常用的焊接接头形式，其强度计算对于工程设计和焊接工艺具有重要意义。
本文将介绍角焊缝强度计算的相关公式和计算方法。
一、角焊缝的分类角焊缝是指两个相交的焊接接头，通常分为T型角焊缝和L型角焊缝两种形式。
T型角焊缝通常用于连接板和角钢等材料，而L型角焊缝则用于连接板和板、角钢和角钢等材料。
二、角焊缝强度计算公式角焊缝的强度计算需要考虑多个因素，包括焊缝的截面面积、焊缝的抗剪强度、焊缝的抗拉强度等。
以下是常用的角焊缝强度计算公式。
1. T型角焊缝的抗剪强度计算公式：τ = 0.7 × σw × L × h其中，τ为角焊缝的抗剪强度，σw为焊缝金属的抗剪强度，L为焊缝的有效长度，h为焊缝的有效截面高度。
2. T型角焊缝的抗拉强度计算公式：σt = 0.7 × σw × L × s其中，σt为角焊缝的抗拉强度，s为焊缝的有效截面宽度。
3. L型角焊缝的抗剪强度计算公式：τ = 0.7 × σw × L × h其中，τ为角焊缝的抗剪强度，σw为焊缝金属的抗剪强度，L为焊缝的有效长度，h为焊缝的有效截面高度。
4. L型角焊缝的抗拉强度计算公式：σt = 0.7 × σw × L × s其中，σt为角焊缝的抗拉强度，s为焊缝的有效截面宽度。
三、角焊缝强度计算实例为了更好地理解角焊缝强度计算公式的应用，我们举一个实例进行说明。
假设有一道T型角焊缝，焊缝金属的抗剪强度为300MPa，焊缝的有效长度为50mm，焊缝的有效截面高度为10mm。
根据上述公式，可以计算出该角焊缝的抗剪强度如下：τ = 0.7 × 300MPa × 50mm × 10mm = 10500N同样地，可以使用相应的公式计算出角焊缝的抗拉强度。
四、角焊缝强度计算的注意事项在进行角焊缝强度计算时，需要注意以下几点：1. 确定焊缝的有效长度和有效截面尺寸是关键，需要根据具体情况进行计算。
第八讲 角焊缝的形式和计算.
(3 21) (3 22)
w2
B、采用三面围焊
N 3 2 0.7h f b f f f (3 23)
N3 N1
lw1 e1 e2 lw2 b
N
认为N3作用在截面高度一半的位 置，则由力及力矩平衡得:
N2
N3 N 1 k1 N 2 N3 N 2 k2 N 2
(3 24) (3 25)
w
βf—正面角焊缝强度增大系数；静载时取1.22， 动载时取1.0。
３、各种受力状态下的直角角焊缝连接计算 1、轴心力作用下
１）、仅采用侧面角焊缝连接：
lw
lw ’
f
N w ff he l w
N
N
N f hl
f f e w
２）、正面角焊缝或作用 力垂直于焊缝长度方向的 角焊缝
x
x
余下的问题同情况‘A’，即:
对于校核问题:
N1 f f fw l w1he1 N2 f f fw l w2 he 2
N1 N3 N2
lw1 e1 e2 lw2 b
N
对于设计问题:
x
x
l l
w1
N1 0.7 h f 1 f fw N2 0.7 h f 2 f fw
故：该连接的设计控制点 为A点和A’点
x0
y
e2
A
y ry
rx
Aτ
TAx
l1
x
V r
0
y l2
x
A’
T
x
rτ τ θ TAy TA 0 τ x
Vy
y
he
T作用下A点应力: 将其沿x轴 和y轴分解:
TA
起重机钢结构角焊缝的强度计算
76 建设机械技术与管理 2021.06 1 引 言焊接是起重机钢结构中常用的连接方式，焊缝一般分为对接焊缝和角焊缝，根据外力方向的不同，角焊缝分为正面焊缝、侧面焊缝和斜焊缝等，角焊缝的应力状态极为复杂，其强度和外力的方向有着直接关系。
起重机钢结构相关规范和建筑钢结构相关规范对角焊缝的强度验算也有着不同的规定和要求。
2 起重机相关标准对角焊缝的规定2.1 《起重机设计规范》对焊缝的规定焊缝计算采用许用应力法，焊缝承受纵向拉升、压缩时，许用应力不应超过焊缝纵向拉、压许用应力[σh ]，承受剪切时不应超过焊缝的剪切许用应力[τh ]，如表1所示。
角焊缝应计算其抗剪强度，当角焊缝受复合内力（轴力、剪力、弯矩、扭矩）作用时，应先分别求出各力单独作用下的应力，再用求矢量和的方法进行组合，算出合应力后再与角焊缝的剪切许用应力[τh ]相比较。
2.2 《塔式起重机设计规范》对焊缝的规定焊缝计算采用极限状态法，对接焊缝受拉（压）和剪切共同作用时的强度验算：σlim w式中：σ—焊缝的拉（压）应力；τ—焊缝的剪应力。
角焊缝按照剪切强度验算，当角焊缝受不同方向力作用时，应先求得作用在焊缝上的轴力、剪力、弯矩和扭矩，分别计算各自产生的剪应力按方向叠加，最后验算合成剪应力：τ1lim w =τ 式中：τx 、τy 2.3 《起重机金属结构能力验证》对焊缝的规定GB/T 30024-2020《起重机金属结构能力验证》关于焊缝的计算部分参考了ISO 20332:2016和EN 13001-3-1:2012《起重机通用设计第3-1部分：钢结构的极限状态和能力验证》等标准，相关要求为，对于焊缝设计，应按下式进行验证：σw ≤lim σw 和τw ≤lim τw式中：σw 、τw —设计焊缝应力。
对于平面状态应力的焊缝连接，应按下式进行附加验证：起重机钢结构角焊缝的强度计算Strength Calculation of Fillet Weld for Steel Structure of Crane摘 要：通过介绍起重机设计相关规范中关于角焊缝的强度验算方法。
角焊缝的强度计算
角焊缝的强度计算
1．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） w
e f l h N =σ≤w f f f β侧面角焊缝（作用力平行于焊缝长度方向） w e f l h N =
τ≤w f f 2．在其它力或各种力综合作用下，f σ和f τ共同作用处：
22
f
ßf f τσ+ ≤w f f 其中： f σ——按焊缝有效截面（w e l h ）计算，垂直于焊缝长度方向的应力； f τ——按焊缝有效截面（w e l h ）计算，沿焊缝长度方向的剪应力； e h ——角焊缝的计算厚度，直角（或锐角）角焊缝等于f h 7.0，钝角 角焊缝等于2
cos αf h ，f h 为焊脚尺寸； w l ——角焊缝的计算长度对每条焊缝取其实际长度减f h 2； w f f ——角焊缝的强度设计值；
f β——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，22.1=f β；对直接承受动力荷载的结 构，0.1=f β。
【精品】角焊缝的结构和计算[精华]
![【精品】角焊缝的结构和计算[精华]](https://img.taocdn.com/s3/m/9113cd4cdaef5ef7bb0d3cba.png)
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。
焊缝强度、定额计算.
焊缝的强度、定额计算二 焊缝的强度计算角焊缝的计算断面，在角焊缝截面的最小高度上，其值等于内接三角形高度a （计算高度）。
K Ka7.02= 余高和个量熔深对接头强度没有影响，对埋弧焊CO 2气保护的熔深较大应考虑。
计算断面：δ=（K+P ）cos45° 当K ≤8mm δ可取等于K 当K ＞8mm 可取P=3mm ⑴ 对接接头的静载荷强度计算a 不考虑焊缝的的余高（基本金属的强度即为焊缝的强度，计算公式通用）b 焊缝的计算长度=实际长度c 计算厚度时取薄板一侧d 焊缝金属的许用应力与基本金属相等，不必进行强度计算 A 受拉或受压受拉时 []'≤=t L Ft σδσ1 受压时 []'≤=p L Fp σδσ1F ：接头所受的拉力或压力（N ） L ：焊缝长度(mm)δ1 接头中较薄板的厚度σt 、σp 接头受拉或受压焊缝中所承受的应力（Mpa ） ［σt ′］焊缝受拉或弯曲时的许用应力（Mpa ） ［σp ′］焊缝受压时的许用应力（Mpa ） 例1：两块板厚5mm ，宽为500mm 的钢板，对接在一起，两端受到284000N 拉力，材料为Q235-A ，［σt ′］=142MPa ，试校核其焊缝强度？已知：δ=5mm ，焊缝长度L=500mm ，F=28400N ，［σt ′］=142MPa ，求σt ＜［σt ′］ 解：[]Mpa t Mpa ＜L F t 1426.11355002840001='=⨯==σδσ∴该对接接头焊缝强度满足要求，结构工作是安全的注：1)单位化为mm ；2）应有校核的结论Bτ:接头焊缝中所承受的切应力（Mpa ） Q ： 接头所受的剪切力［τ′］：焊缝许用的剪切应力（Mpa ） 例2两块板厚为10mm 的钢板对接，焊缝受到29300N 的切力，材料为Q235，试设计焊缝的长度？已知：δ1=10mm ，Q=29300N ，［τ′］=98 Mpa 。
角焊缝计算
角焊缝计算摘要：一、角焊缝计算的背景和意义1.角焊缝的概念和作用2.计算角焊缝的重要性二、角焊缝计算的方法和公式1.角焊缝的分类和符号表示2.角焊缝计算的常用公式3.角焊缝计算的步骤和过程三、角焊缝计算的实例和应用1.实例一：简单角焊缝计算2.实例二：复杂角焊缝计算3.角焊缝计算在实际工程中的应用四、角焊缝计算的注意事项和误差控制1.计算过程中应注意的参数和条件2.误差来源及控制方法3.结果的合理性和准确性评估正文：角焊缝计算在焊接工程中具有重要意义，它有助于评估焊接结构的强度、稳定性以及安全性。
角焊缝是焊接接头的一种形式，主要承受剪切力，连接两个或多个金属构件。
准确地计算角焊缝，可以确保焊接结构满足设计要求，避免焊接质量问题带来的安全隐患。
角焊缝计算的方法和公式主要包括以下几个方面：1.角焊缝的分类和符号表示：角焊缝根据不同的几何形状和边界条件，可分为I 型、II 型、III 型和IV 型等。
各类角焊缝有对应的符号表示，如I 型角焊缝用“Ⅰ”表示，II 型角焊缝用“Ⅱ”表示。
2.角焊缝计算的常用公式：角焊缝计算涉及到许多参数，如焊缝长度、焊缝宽度、焊缝高度等。
常用的计算公式包括：角焊缝面积公式、角焊缝周长公式、角焊缝体积公式等。
3.角焊缝计算的步骤和过程：首先需要根据焊接结构的特点和设计要求，确定角焊缝的类型；然后根据角焊缝类型和边界条件，选择相应的计算公式；最后，根据实际测量的参数值，代入公式进行计算，得出角焊缝的相关尺寸。
在实际工程中，角焊缝计算的实例和应用非常广泛。
例如，在钢结构工程中，需要对角焊缝进行强度计算，以确保结构安全；在压力容器制造中，需要对角焊缝进行密封性计算，以保证容器的完整性。
通过角焊缝计算，可以更好地指导焊接施工，提高焊接质量。
进行角焊缝计算时，需要注意以下事项和误差控制：1.计算过程中应注意的参数和条件：包括焊缝材料、焊接方法、焊接电流、焊接速度等。
这些参数会影响角焊缝的形状和尺寸，从而影响计算结果。
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。
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 ）。