第三章 钢结构的连接 角焊缝设计.

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角焊缝的构造和计算

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。
钢结构/ 第3章 钢结构的连接 /$3.4 角焊缝的构造和计算
7
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。
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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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

钢结构(第三版)戴国欣主编 课后习题答案

钢结构(第三版)戴国欣主编  课后习题答案

第三章 钢结构的连接3.1 试设计双角钢与节点板的角焊缝连接(图3.80)。

钢材为Q235B ,焊条为E43型,手工焊,轴心力N=1000KN (设计值),分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。

解:(1)三面围焊 2160/w f f N mm = 123α=213α= 确定焊脚尺寸:,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=⨯=,,min 5.2f h mm ≥==, 8f h mm =内力分配:30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==∑ 3221273.281000196.69232N N N KN α=-=⨯-= 3112273.281000530.03232N N N KN α=-=⨯-=焊缝长度计算:11530.032960.720.78160w wf fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为 1296830460608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=,取310mm 。

22196.691100.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为 2110811860608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=,取120mm 。

(2)两面侧焊确定焊脚尺寸:同上,取18f h mm =, 26f h m m = 内力分配:22110003333N N KN α==⨯=, 11210006673N N KN α==⨯= 焊缝长度计算:116673720.720.78160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑,则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060388283721=⨯=<=⨯+=',取390mm 。

223332480.720.76160w wf f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060260262481=⨯=<=⨯+=',取260mm 。

3.钢结构的连接-焊缝解读

3.钢结构的连接-焊缝解读
③所有焊缝承担的力N
C、采用L形围焊
l1 N1 e1 e2 b
N2 0
代入式3.21,3.22得:
N3
N
N 3 2k 2 N
( 3.23) ( 3.24)
x x
N 1 N N 3 k1 k 2 N
对于校核问题:
f1 f3
N1 f fw l w1he1 N3 f f fw l w 3 he 3
试验表明:侧面焊缝的破坏截面多在 45°截面; 正面焊缝的破坏截面多不在 45°截面; 正面焊缝的破坏强度大,也认为在 45°截面破坏。
1. 侧面焊缝的受力分析
N N N
V
M

N
e
将N转化为剪力 V 和 弯矩 M=Ne,
M产生垂直于轴向方向的σ⊥,较小,忽略。 V产生沿轴向的τf ,τf 沿轴向分布不均, «规范»规定在规定的计算长度范围内是均匀分布的。 N f f fw ( 3 7) he l w 式中:he=0.7hf ffw:角焊缝的设计强度(实际为抗剪设计强度)
b
要求:lw≥b (减小力线弯折程度)
lw
b 16t t 12mm 且: b 200mm t 12mm
目的防止横向收缩、起拱。
⑤ 围焊和绕角焊:
绕角焊:转角处构件应力集中,如 在此处起弧、落弧,可能出现弧坑 和咬肉现象,加大应力集中程度, 故采用绕角焊,减小应力集中程度。 2h f 或围起来。 2h f
l w min 8h f 40mm
lw过长 应力分布不均
l w max 60h f
lw
多余长度不计入lw,但焊接工字梁翼缘与腹板连 接处的焊缝、加劲肋与腹板的焊缝,不受此限。

角焊缝的构造与计算(114)

角焊缝的构造与计算(114)
力集中,导致端部过早破坏。
第三章 钢结构的连接
2、角焊缝的计算长度 考虑起灭弧缺陷,按每条焊缝的实际长度每端减去hf 计算。
① 侧缝的最大计算长度
lw 60h f
当实际长度大于以上值时, 计算时不考虑超过部分的强度; 但当内力沿侧焊缝全长分布时, 不受上式限制。
第三章 钢结构的连接
2、角焊缝的计算长度 考虑起灭弧缺陷,按每条焊缝的实际长度每端减去hf 计算。
hf ,min 1.5 10 4.7mm
肢背
肢尖
焊脚尺寸hf ?
第三章 钢结构的连接
8
5
6
10
t2
t1
hf
第三章 钢结构的连接
2、角焊缝的计算长度 考虑起灭弧缺陷,按每条焊缝的实际长度每端减去hf 计算。
① 侧缝的最大计算长度 为什么要限制? 焊缝太长,剪应力分布越不均匀,焊缝两端产生严重应
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
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
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
3、搭接连接的构造要求
板件与节点板的连接仅用两侧缝焊接时:
lw
① 为避免应力传递过分弯折导致应力不均匀:

钢结构A-3.钢结构的连接(焊缝)

钢结构A-3.钢结构的连接(焊缝)

侧面角焊缝 f=0,力N与焊缝长度方向平行。
N f f fw helw
以上各式中: he=0.7hf; lw—角焊缝计算长度,考虑起灭弧 缺陷时,每条焊缝取其实际长度减去2hf。
角焊缝的抗剪强度: Q235钢
Q345钢
160MPa 200MPa
Q390钢、Q420钢
220MPa
焊接连接形式和焊缝形式
接头形式:
对接接头 搭接接头 T形接头 角部连接
焊缝类别:
对接焊缝—— 坡口焊缝 Groove Weld 角焊缝 ——侧面角焊缝、正面角焊缝 Fillet Weld 多为直角焊缝,少数为斜角焊缝
2 2 2 σ 1.8(τ τ∥) f uw
d
a



a
c
d c
角焊缝有效截面上的应力
式中: fuw --焊缝金属的抗拉强度
出于偏于安全考虑,且与母材的能量强度理论的折算 应力公式一致,欧洲钢结构协会(ECCS),将上式的1.8 改为3,即:
2 2 2 σ 3( τ τ∥) f uw
有效截面:有效厚度×计算长度 计算时假定有效截面上应力均匀 分布。
直角角焊缝截面
2)有效截面上的应力状态 在外力作用下,直角角焊缝有效截面上有三个应力: —正应力,与焊缝长度方向(面外垂直) ∥—剪应力,与焊缝长度方向(面内平行) —剪应力,与焊缝长度方向(面内垂直) 国际标准化组织(ISO)推荐 下式确定角焊缝的极限强度
电阻焊是利用电流通过焊件接触点表面的电阻所产生的 热量来熔化金属,再通过压力使其焊合。冷弯薄壁型钢的焊 接,常用电阻点焊,板叠总厚度一般不超过12mm,焊点应主 要承受剪力,其抗拉(撕裂)能力较差。

第三章 钢结构的连接课后习题答案

第三章 钢结构的连接课后习题答案

第三章 钢结构的连接3.1 试设计双角钢与节点板的角焊缝连接(图3.80)。

钢材为Q235B ,焊条为E43型,手工焊,轴心力N=1000KN (设计值),分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。

解:(1)三面围焊 2160/w f f N mm = 123α=213α= 确定焊脚尺寸: ,max min 1.2 1.21012f h t mm ≤=⨯=, ,min min 1.5 1.512 5.2f h t mm ≥==, 8f h mm = 内力分配:30.7 1.2220.78125160273280273.28w f f f N h b f N KN β=⋅⋅⋅=⨯⨯⨯⨯⨯==∑3221273.281000196.69232N N N KN α=-=⨯-= 3112273.281000530.03232N N N KN α=-=⨯-= 焊缝长度计算:11530.032960.720.78160w w f fN l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为 1296830460608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=,取310mm 。

22196.691100.720.78160w w f f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑, 则实际焊缝长度为 2110811860608480wf l mm h mm '=+=≤=⨯=,取120mm 。

(2)两面侧焊确定焊脚尺寸:同上,取18f h mm =, 26f h mm = 内力分配:22110003333N N KN α==⨯=, 11210006673N N KN α==⨯= 焊缝长度计算: 116673720.720.78160w w f f N l mm h f ≥==⋅⨯⨯⨯∑,则实际焊缝长度为:mm h mm l f w48086060388283721=⨯=<=⨯+=',取390mm 。

《钢结构设计原理》3-1 钢结构的连接-焊缝连接

《钢结构设计原理》3-1 钢结构的连接-焊缝连接
埋弧焊所用焊丝和焊剂应与主体金属强度相适应, 即要求焊缝与主体金属等强度。
3. 气体保护焊
气体保护焊是利用二氧化碳气体或其他惰性气体 作为保护介质的一种电弧熔焊方法。
直接依靠保护气体在电弧周围造成局部的保护层, 以防止有害气体的侵入并保证了焊接过程中的稳 定性。
气体保护焊的焊缝熔化区没有熔渣,焊工能够清 楚地看到焊缝成型的过程;由于保护气体是喷射 的,有助于熔滴的过渡;又由于热量集中,焊接 速度快,焊件熔深大,故所形成的焊缝强度比手 工电弧焊高,塑性和抗腐蚀性好,适用于全位置 的焊接。但不适用于在风较大的地方施焊。
3.4.1 角焊缝的构造要求
4 侧面角焊缝的最大计算长度 侧面角焊缝在弹性阶段沿长度方向受力不均匀,两端 大中间小。焊缝越长,应力集中越明显。
若焊缝长度适宜,两端点处的应力达到屈服强度后, 继续加载,应力会渐趋均匀。
若焊缝长度超过某一限值时,有可能首先在焊缝的两 端破坏,故一般规定侧面角焊缝的计算长度
A、B级精制螺栓是由毛坯在车床上经过切削加 工精制而成。表面光滑,尺寸准确,对成孔质量 要求高。有较高的精度,因而受剪性能好。制作 和安装复杂,价格较高,已很少在钢结构中采用
C级螺栓由未经加工的圆钢压制而成。螺栓表面 粗糙,一般采用在单个零件上一次冲成或不用钻 模钻成设计孔径的孔(II类孔)。
螺栓孔的直径比螺栓杆的直径大1.5~2mm。螺栓 杆与螺栓孔之间有较大的间隙,受剪力作用时, 将会产生较大的剪切滑移,连接的变形大。安装 方便,且能有效地传递拉力,可用于沿螺栓杆轴 受拉的连接中,以及次要结构的抗剪连接或安装 时的临时固定。
3.4.1 角焊缝的构造要求
3 角焊缝的最小计算长度 焊脚尺寸大而长度较小时,焊件的局部加热严重,焊缝 起灭弧所引起的缺陷相距太近,以及焊缝中可能产生的 其他缺陷(气孔、非金属夹杂等),使焊缝不够可靠。 搭接连接的侧面角焊缝,如果焊缝长度过小,由于力线 弯折大,会造成严重应力集中。

角焊缝的构造与计算

角焊缝的构造与计算
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
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

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

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

第三章钢结构连接角焊缝设计

第三章钢结构连接角焊缝设计

(3) 在次要构件或次要焊接连接中,可采用断续角 焊缝。断续角焊缝之间的净距,不应大于15t(对 受压构件)或30t(对受拉构件),t为较薄焊件的 厚度。
第三章钢结构连接角焊缝设计
第 15 页
3.3.3 角焊缝受力特点
第三章钢结构连接角焊缝设计
第 16 页
侧焊缝受力特点 f
f
lw
he
第三章钢结构连接角焊缝设计
2hf

b≤16t (t >12mm)
b≤190mm(t ≤ 12mm)
当宽度b超过此规定时,应加正面角焊缝或...
第三章钢结构连接角焊缝设计
第 12 页
3.3.2 角焊缝截面尺寸
(6)搭接连接的构造要求
t1
t2
5t1,25
在搭接连接中,搭接长度不得小于焊件较小厚度 的5倍,且不得小于25mm。
第三章钢结构连接角焊缝设计
第5页
Ae
hf
hf
有效截面(破坏截面)面积 Ae= he lw =0.7hf lw
第三章钢结构连接角焊缝设计
第6页
角焊缝截面
(3)按焊缝方向与受力方向分
侧焊缝 (与力平行)
端焊缝 (与力垂直)
第三章钢结构连接角焊缝设计
第7页
3.3.2 角焊缝的构造要求
(1)、(2)角焊缝焊脚尺寸 hf
(5)角焊缝的最小计算长度lwmin
lwm in8hf,且 40m m
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。
第三章钢结构连接角焊缝设计
第 11 页
3.3.2 角焊缝截面尺寸
(6)搭接连接的构造要求
lw
A、角焊缝的端部位于构件转角处

钢结构的连接焊缝连接

钢结构的连接焊缝连接

最大焊脚尺寸hf 避免焊区过热、焊缝收缩时产生较大的残余应力和残余
变形,热影响区扩大,产生热脆,较薄焊件烧穿,除钢
管结构外 ,焊脚尺寸hf应该满足:
hf 1.2t1
t1为较薄焊件厚度(mm)。
板件边缘的焊缝:
板件厚度t>6mm时,hf≤t-(1~2) mm t≤6mm时,取hf≤t
钢结构的连接焊缝连接
钢结构的连接焊缝连接
精制螺栓:毛坯在车床上经过切削加工精制而成。 特点:表面光滑,尺寸准确,对成孔质量要求高。 优点:精度较高,受剪性能好。 缺点:制作和安装复杂,价格较高,少在钢结构中采用。
粗制螺栓:由未经加工的圆钢压制而成。
特点:螺栓表面粗糙,一般采用在单个零件上一次冲成或 不用钻模钻成设计孔径的孔(II类孔),螺栓孔的直径比螺 栓杆的直径大1.5~3mm。
第三章 钢结构的连接
钢结构的连接焊缝连接
第一节 钢结构的连接方法
连接的作用:将板材或型钢组合成构件,再将构件组合 成整体结构,以保证其共同工作。 连接的影响:方式、质量直接影响钢结构的工作性能。 连接的要求:必须安全可靠、传力明确、构造简单、制 造方便和节约钢材。 连接方法:焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接三种。
N
钢结构的连焊缝连接
普通螺栓连接 普通螺栓分为A、B、C三级。 A与B级为精制螺栓,C级为粗制螺栓。 A级和B级螺栓材料性能等级则为5.6级或8.8级。 C级螺栓材料性能等级为4.6级或4.8级。
螺栓等级含义 a.b a:表示螺栓成品的抗拉强度不小于a×100N/mm2; b:表示螺栓成品的屈强比(屈服强度/抗拉强度)。 4.6:抗拉强度不小于400N/mm2;屈强比为0.6。
钢结构的连接焊缝连接
钢结构的连接焊缝连接

第三章 钢结构的连接

第三章  钢结构的连接

第三章:钢结构的连接本章知识点:§3.1 钢结构的连接方法§3.2 对接焊缝的构造与计算§3.3 角焊缝的构造与计算§3.4 焊缝应力和焊接变形§3.5 普通螺栓连接§3.6 高强螺栓连接本章重点难点:1.钢材的屈服点、抗拉强度、伸长率、冷弯性能和冲击韧性。

2.化学成分碳、硫、磷对钢材性能的影响。

3.钢材疲劳破坏的概念和疲劳强度验算。

4.钢结构常用钢材的钢种和钢号。

本章学习目标:1.掌握钢结构的连接方法及各方法的适用条件。

2.掌握角焊缝、对接焊缝(焊透和部分焊透)的构造和计算。

4.了解焊接应力和焊接变形产生的原因以及对构件承载力的影响。

3.掌握普通螺栓连接和高强度螺栓连(摩擦型连接和承压型连接)的构造和计算。

本章小结:通过本章学习,掌握钢结构的连接方法及各方法的适用条件,掌握角焊缝、对接焊缝(焊透和部分焊透)的构造和计算,了解焊接应力和焊接变形产生的原因以及对构件承载力的影响,掌握普通螺栓连接和高强度螺栓连(摩擦型连接和承压型连接)的构造和计算。

第一节:钢结构的连接方法一.连接形式:平接(对接),搭接,垂直连接二.连接方法1.焊接连接优点:不削弱截面,方便施工,连接刚度大;缺点:材质易脆,存在残余应力,对裂纹敏感。

(1)手工焊原理:利用电弧产生热量熔化焊条和母材形成焊缝。

原则:焊缝和母材等强度。

优点:方便,特别在高空和野外作业,小型焊接;焊条:E43××(T42××)——适用于Q235(A3)E50××(T50××)——适用于16Mn,16MnqE55××(T55××)——适用于15MnV,15MnVqkg;其中43,50,55——最小抗拉强度,单位为2mm××——电流种类,药皮及不同焊接位置。

缺点:质量波动大,要求焊工等级高,劳动强度大,效率低。

3.钢结构的连接-焊缝

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

03 钢结构的连接—角焊缝

03 钢结构的连接—角焊缝

03 钢结构的连接—角焊缝第一份范本:钢结构的连接—角焊缝一、引言在钢结构中,连接是其中一个最重要的组成部分。

角焊缝作为常见的连接方式,它具有一定的特点和应用场景。

本文将详细介绍钢结构中角焊缝的定义、分类、设计要求以及实施方法等相关内容。

二、角焊缝的定义角焊缝是指通过焊接将两个或多个钢构件连接在一起的连接方式。

角焊缝可以分为直角焊缝、斜角焊缝和曲角焊缝三种形式。

三、角焊缝的分类1. 直角焊缝直角焊缝是指两个钢构件垂直交会处通过焊接形成的连接。

直角焊缝常见于角钢连接、板材拼接等情况。

2. 斜角焊缝斜角焊缝是指两个钢构件呈倾斜角度焊接形成的连接。

斜角焊缝常见于屋面结构、斜撑连接等。

3. 曲角焊缝曲角焊缝是指两个钢构件的焊缝线跟随构件的曲线走向进行焊接形成的连接。

曲角焊缝常见于圆形或弧形结构的连接。

四、角焊缝的设计要求1. 焊缝尺寸:根据受力情况和焊接材料的规定,确定焊缝的尺寸和长度。

2. 焊接材料:选择合适的焊材,根据焊接工艺要求进行预热和焊接。

3. 焊接工艺:根据焊接材料和受力情况,选择适当的焊接工艺。

4. 焊缝准备:确保焊缝的准备工作完善,包括清洁焊接表面、严密焊接间隙等。

五、角焊缝的实施方法1. 准备工作:清洁焊接表面,将两个相连的钢构件准备好。

2. 焊接布置:确定焊接位置和方向,绘制焊缝布置图。

3. 焊接操作:按照焊接工艺要求进行焊接操作,包括预热、焊接、熔渣清除等。

4. 焊后处理:对焊接缺陷进行检查、校正和修补,进行复验,确保焊缝质量合格。

六、附件本文档涉及的附件详见附表1。

七、法律名词及注释1. 焊接工艺:指焊接过程中需要遵循的规范和规程。

2. 钢构件:指用钢材制作的构件,如钢梁、钢柱等。

第二份范本:钢结构的连接—角焊缝一、前言钢结构的连接技术在建筑工程中起着至关重要的作用。

角焊缝作为一种常见的连接方式,具有自身的特点和广泛的应用。

本文将详细介绍角焊缝的定义、分类、设计要求以及实施方法等相关内容。

钢结构第三章 钢结构连接方法(共18张PPT)

钢结构第三章 钢结构连接方法(共18张PPT)
法 钢结构常用的焊接方法是电弧焊,包括手工电弧焊、自动或
半自动电弧焊以及气体保护焊等。 手工电弧焊是钢结构中最常用的焊接方法,其设备简单,
操作灵活方便。但劳动条件差,生产效率比自动或半自动焊 低,焊缝质量的变异性大,在一定程度上取决于焊工的技术 水平。
自动焊的焊缝质量稳定,焊缝内部缺陷较少,塑性
对整条焊缝探伤。
钢结构中一般采用Ⅲ级焊缝即可满足的强度要求,但对接焊缝的抗拉强度有较 大的变异性,《钢结构设计规范》规定,其设计值仅为主体钢材的85%左右。因而对有
较大拉应力的对接焊缝以及直接承受动力荷载构件的较重要的焊缝,可部分采用Ⅱ级焊缝, 对抗动力和疲劳性能有较高要求处可采用Ⅰ级焊缝。焊缝质量等级必须在施工图中标 注,但Ⅲ级焊缝不需要标注。
钢结构第三章 钢结构连接方法
*钢 结 构
—钢结构连接方法
一、钢结构的连接方法
钢结构的连接方法有焊缝连接、螺栓连接和铆钉连接三种。
《焊缝符号表示法》规定:焊缝符号一般由基本符号与指引线组成,必要时还可加上补充符号和焊缝尺寸。 基本符号:表示焊缝的横截面形状,如用“ ”表示角焊缝,用“V”表示V形坡口的对接焊缝; 补充符号:补充说明焊缝的某些特征,用“ ”表示现场安装焊缝,用“ ”表示焊件三面带有焊缝; Ⅰ级、Ⅱ级焊缝除对全部焊缝作相应等级的外观缺陷检查外,还应采用超声波探伤进行内部缺陷的检验,当超声波探伤不能对缺陷作出判断时, 应采用射线探伤。 在受拉连接中,裂纹更易扩展延伸,从而使焊缝在低于母材强度的情况下破坏。 C级螺栓(粗制螺栓)用或级钢制作,加工粗糙,尺寸不够准确,只要求Ⅱ类孔(即螺栓孔在单个零件上一次冲成或不用钻模钻成。 钢结构的连接方法有焊缝连接、螺栓连接和铆钉连接三种。 符号的同时,可在图形上加栅线表示。 自动焊的焊缝质量稳定,焊缝内部缺陷较少,塑性好,冲击韧性好,适合于焊接较长的直接焊缝。 按规范规定,栓孔中心最大间距受压时为12 d0或18tmin(tmin为外层较薄板件的厚度),受拉时为16 d0或24 tmin,中心至构件边缘最大距离为 4d0或8tmin。 根据上述螺栓的最大、最小容许距离,排列螺栓时宜按最小容许距离取用,且宜取5mm的倍数,并按等距离布置,以缩小连接的尺寸。 缺点:焊缝附近钢材因焊接高温作用形成的热影响区可能是某些部位材质变脆; 钢结构常用的焊接方法、焊缝连接; (一)普通螺栓连接的构造 自动焊的焊缝质量稳定,焊缝内部缺陷较少,塑性好,冲击韧性好,适合于焊接较长的直接焊缝。

第三章 钢结构的连接

第三章  钢结构的连接

max f t w或f cw
max
平焊 质量好
立焊 质量一般
横焊
仰焊 质量差
5.焊缝符号和标注方法

在钢结构施工图上要用焊缝代号标明焊缝形式、尺寸和辅助
要求。

焊缝代号主要由图形符号、辅助符号和引出线等部分组成。 具体有关代号规定和详细说明,可参照《建筑结构制图标准 》(GB/T 50105—2001)和《焊接符号表示法》(GB 324— 88)。
t
斜向受力的对接焊缝
对接焊缝斜向受力是指作用力通过焊缝重心,并与焊缝长度方向呈 夹角,其计算公式为:
N sin f t w 或 f cw l wt
N cos f vw l wt
l’w——斜焊缝计算长度。加引弧板时,l’w=b/sinq;不加引弧板时,l’w= b/sinq-2t。
易于采用自动化,生产效率高。
(2)缺点:位于焊缝附近热影响区的材质有些变脆;
在焊件中产生焊接残余应力和残余变形,对结构
工作有不利的影响; 焊接结构对裂纹很敏感,一旦局部发生裂纹便有
可能迅速扩展到整个截面,尤其在低温下易发生脆断。
2. 常用的电弧焊的基本原理和设备
包括手工电弧焊、自动埋弧电弧焊和半自动埋弧电弧焊。
N M max N M f t w Aw Ww
Vmax S w max f vw I wt
(3. 6a)
(3.6b)
翼缘与腹板相交处焊缝的折算应力:
N M 1 2 3 12 1.1 f t w
式中:
(3.7)
M1
M h0 Ww h


(2)自动(或半自动)埋弧焊
①原理:埋弧焊是电弧在焊剂层下燃烧的一种电弧焊方法。

钢结构设计3章例题

钢结构设计3章例题

523.3 136.7 N 985.1kN 0.67
由式(3.13)计算肢尖焊缝承受的内力 N 2 为:
N3 N2 2 N 0.33 985.1 136.7 188.4kN 2
由此可算出肢尖焊缝的长度为:
' lw 2
设计原理
N2 188.4 103 8 8 114mm w 2he ff 2 0.7 8 160
满足强度要求。 根据构造要求可知:
b 240mm lw 313mm 且b 16t 16 16 256mm
满足要求,故选定拼接盖板尺寸为
680mm 240mm 16mm。
设计原理
钢结构
第三章 钢结构的连接例题
(2)采用三面围焊时[图3.24(b)] 采用三面围焊可以减小两侧侧面角焊缝的长度,从 而减小拼接盖板的尺寸。设拼接盖板的宽度和厚度与 采用两面侧焊时相同,仅需求盖板长度。已知正面角 焊缝的长度lw’=b=240mm,则正面角焊缝所承受的内 力为:
Nx 242.5 103 f 155.8 N mm2 2helw 2 0.7 8 (155 16)
140 103 f 89.9 N mm2 2helw 2 0.7 8 (155 16) Ny
设计原理
钢结构
第三章 钢结构的连接例题
焊缝同时承受 f 和 f 作用,用式(3.6)验算:
侧面角焊缝:
N2 4hf lw2 ffw 2 0.7 10 (120 10) 160 492.8kN
设计原理
钢结构
第三章 钢结构的连接例题
斜焊缝:斜焊缝强度介于正面角焊缝与侧面角焊缝 之间,从设计角度出发,将斜焊缝视作侧面角焊缝进行 计算,这样处理是偏于安全的。
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200 220
220
第 32 页
f —强度增大系数 静载、 间接动载 :按公式计算; 直接动载 :=1.0
角焊缝计算长度:心力作用时
① θ=0°,侧面角焊缝 f 1.0
Nx
θ
Ny
N
Nx=N sinθ N
Ny=N cosθ

f
w f
f
lw
he
第 35 页
3.3.4典型节点—受轴心力作用时
② θ=90°,端焊缝 f 1.22
Nx
θ
Ny
N
Nx=N sinθ N
Ny=N cosθ
nf
1
1 sin2
f
w f
3

端焊 f
侧焊 f

( f )2
1.22

2 f

f
w f
得:
f
f
f
w f
e—焊根
第 23 页
3.3.3 直角角焊缝强度计算基本公式
hf
d
h f 有效截面
hf
e
he
计算截面 均取焊缝45°有效截面(假定破坏截面)
有效焊缝高度 h e= 0.7 h f (焊缝高度)
焊缝计算长度 lw=l -2h f(每端扣h f )
第 24 页
3.3.3 直角角焊缝强度计算基本公式
N
θ N
第 25 页
3.3.3 直角角焊缝强度计算基本公式

σf
f
θ f
N
nf
应力
N nf
σ┻
f nf sin
σ┻
2 2

f

2 2

f
f


f
nf
cos
第 26 页
3.3.3 直角角焊缝强度计算基本公式

Nx
f
θ
Ny
N
Nx=N sinθ N
Ny=N cosθ
σ┻

端焊 f

A
f
( f
1.22
)2

2 f

f
w f
又 f nf sin


f
nf
cos
带入整理得: nf
σf
θ f
nf N
1
1 sin2
f
w f

f
f
w f
3
第 31 页
角焊缝强度设计值
焊接方法 和焊条型号
构件钢材
牌号
厚度或直径 (mm)
自动焊、半自动 焊和 E43 型焊条 的手工焊
3.3.2 角焊缝的构造要求
角焊缝的其它构造要求:
(1) 承受动力荷载的结构中,垂直于受力方向的 焊缝不宜采用不焊透的对接焊缝。
(2) 在直接承受动力荷载的结构中,角焊缝表面应 做成直线形或凹形,焊脚尺寸的比例:对正面角 焊缝宜为1:1.5,长边顺内力方向;对侧面角焊缝可 为1:1。
(3) 在次要构件或次要焊接连接中,可采用断续角 焊缝。断续角焊缝之间的净距,不应大于15t(对 受压构件)或30t(对受拉构件),t为较薄焊件的 厚度。
和槽孔短径的 1/3
hf 1.5 t2 ;当 t2 4 时, h f t
lw 60h f lw 8h f 和 40mm
t1 为较薄焊件厚度,t
为板边角焊缝的板件 厚度
t2 为较厚焊件厚(当
采用低氢型碱性焊条
施焊时, t2 可采用较
薄焊件的厚度)。对自 动焊可减 1mm;对单面 T 形焊应加 1mm 若超出限值,则超出部 分在计算中不予考虑。 内力沿侧缝全长均匀 分布者不限
•应力状态复杂,正、剪应力都有,
且分布很不均匀;
•根部应力集中最厉害,常常是开裂
的起源点;
•焊缝破坏强度高,但塑性差。
第 21 页
端焊缝与侧焊缝的比较
θ=0°端焊缝 θ=90°侧焊缝
荷载-变形曲线
第 22 页
3.3.3 直角角焊缝强度计算基本公式
hf
h---焊缝厚度
d
h1—熔深
h2—凸度
e
d—焊趾
3.3 角焊缝的构造与计算 P30
3.3.1 角焊缝的形式 角焊缝的截面 (1)按两焊角边夹角划分
直角焊缝
斜角焊缝
除钢管结构外, 对于α>135o或α<60o斜角角焊缝, 不 宜用作受力焊缝。
第1页
角焊缝截面
(2)按焊缝截面形式划分
施焊方便,最常用
适宜动力荷载,但施焊不便
普通型
平坡型
深熔型
在直接承受动力荷载的结构中,正面角焊缝宜 采用平坦型,且长边沿内力方向。
N
N3 2

1N

N3 2
(3.12)
第 47 页
三面围焊
(2)求解
N1、N2
b
hf1-lw1 e1
hf3-lw3 e2
肢背焊缝
三级 185 175 170 160 265 250 225 210 300 285 270 250 320 305 290 275
抗剪
f
w v
125 120 115 110 180 170 155 145 205 190 180 170 220 210
195
185
角焊缝 抗拉、抗压
和抗弯
f
w f
160
Q235 钢
自动焊、半自动 焊和 E50 型焊条 的手工焊
Q345 钢
自动焊、半自动 焊和 E55 型焊条 的手工焊
Q390 钢 Q420 钢
≤16 >16~40 >40~60 >60~100
≤16 >16~35 >35~50 >50~100
≤16 >16~35 >35~50 >50~100
≤16 >16~35
θ f
nf N
nf
1
1 sin2
f
w f
3
假定:轴心力作用下,焊缝有效截面上的应力均布
nf

N
0.7hf lw

f
f
w f
第 38 页
3.3.4典型节点—受轴心力作用时(总结)
f

N
0.7hf lw

f
w f
θ N
假定:轴心力 作用下,焊缝 有效截面上的 应力均布
f
N
处必须连续施焊。
b
B、lw ≥b
t
b≤16t (t >12mm)
b≤190mm(t ≤ 12mm)
当宽度b超过此规定时,应加正面角焊缝或...
第 13 页
3.3.2 角焊缝截面尺寸
(6)搭接连接的构造要求
t1
t2
5t1,25
在搭接连接中,搭接长度不得小于焊件较小厚度 的5倍,且不得小于25mm。
一条单独的焊缝,每端扣除hf
第 41 页
3.3.4 典型节点-拼接板连接-承受轴力N作用
两边端焊
认为焊缝有效截面上 应力均匀分布 验算
端焊缝强度提高系 数
第 42 页
3.3.4 典型节点-拼接板连接-承受轴力N作用
四周围焊
验算
由端焊缝
he
N1 lw1

f
f
w f
再验算侧焊缝
he
N2 lw2
焊脚尺寸hf =4,5,6,8,10,12...
第 10 页
3.3.2 角焊缝的构造要求
(3)不等焊脚尺寸的构造要求 hf
t1
hf 1.2t1
t2
hf 1.5 t2
第 11 页
3.3.2 角焊缝的构造要求
(4)侧缝的最大计算长度lwmax
lwmax 60hf
当实际长度大于以上值时,计算时不考虑超过部分的强 度;但当内力沿侧焊缝全长分布时,不受上式限制。
焊缝冷却太快容易开裂
不应太大 — 否则焊缝冷却后产生较大变形
较薄焊件容易烧穿
第9页
3.3.2 角焊缝的构造要求
hf min 1.5 tmax (计算值只进不舍)
当tmax≤4mm时, hf min = tmax
另: 对于自动埋弧焊hfmin可减去1mm; 对于T型连接单面角焊缝hfmin应加上1mm;
平面平行力系
hf2-lw2 肢尖焊缝
(1)求解N3
N3
0.7hf 3lw3

f
f
w f
按构造要求设hf3,解出N3
第 46 页
三面围焊
(2)求解
N1、N2
b
hf1-lw1 e1
hf3-lw3 e2
肢背焊缝
hf2-lw2 肢尖焊缝
对N2取矩:
b N1b + N3 2
= Ne2
整理得:
N1

e2 b
(5)角焊缝的最小计算长度lwmin
lwmin 8hf , 且 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。
第 12 页
3.3.2 角焊缝截面尺寸
(6)搭接连接的构造要求
lw
A、角焊缝的端部位于构件转角
2hf
处时,应作2hf的绕角焊,且转角
第8页
3.3.2 角焊缝的构造要求
(1)、(2)角焊缝焊脚尺寸 hf
t2
hf
t1
hf min 1.5 tmax
hf max 1.2tmin
t
hf
t1
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