对接焊缝的构造与计算

max VSw fvw
Iwtw
σmax M N ftw Wx A
应力分布
zs

2 1

31 2

1.1
ftw
第三章 钢结构的连接
3、牛腿焊接 弯矩M和剪力V共同作用的对接焊缝
焊缝截面
a
应力分布
c
tw
简化计算： 梁柱连接处(牛腿处)剪力 V
Aw
对接焊缝的计算除考虑焊缝长度是否减少，焊缝强度要否 折减外，对接焊缝的计算方法与母材的强度计算完全相同。
起落弧处易有焊接缺陷，所以用引弧板。采用引弧板施 工复杂，除承受动力荷载外，一般不用，计算时将焊缝长度 两端各减去 t （ t 为较薄焊件的厚度）。
引弧板
第三章 钢结构的连接
第三章 钢结构的连接 3.4.2 其它构造
为防止熔化金属流淌必要时可在坡口下加垫板。
垫板
垫板
加垫板的坡口
注：对于无垫板的单面焊，强度设计值折减0.85。
第三章 钢结构的连接
1、焊缝轴心受力（2）－ 斜缝（斜对接焊缝） 斜缝
斜 焊 缝
焊缝应力 简化验算
N sin ftw
lwtw N cos fvw
lwtw
w
规范规定
当tan 1.5，可不验算。
第三章 钢结构的连接
2、梁的拼接（1）—矩形截面
弯矩M和剪力V共同作用的对接焊缝
3.4.6 典型节点
1、焊缝轴心受力（1）－直缝（正对接焊缝）
直缝
引弧板
直 焊 缝
验算截面矩形，只有正应力。
焊缝应力验算：
N ftw 或 fcw
lwtw
矩形截面
第三章 钢结构的连接
3.4.6 典型节点
1、焊缝轴心受力（1）－直缝（正对接焊缝）
直缝
焊缝应力验算： N ftw 或 fcw
钢结构设计原理
Design Principles of Steel Structure
钢结构课程组
钢结构
第三章 钢结构的连接
土木工程学院钢结构课程组
第三章 钢结构的连接
3.4 对接焊缝的构造与计算 3.4.1 坡口形式
直边缝 板厚手工焊t < 6 mm
埋弧焊 t ≤10mm
单边V形缝
双边V形缝
板厚 t = 10 ~ 20 mm
第三章 钢结构的连接
【例1】牛腿与柱采用对接焊缝（质量等级三级）， 钢材Q235B，焊条为E43型。其它数值如图，采用 引弧板焊接，验算该节点的强度。
120 V＝98kN
150
200
12 t 均等于
第三章 钢结构的连接
【例2】如图所示节点，钢材为Q235钢，焊条E43型，受斜
面静拉力设计值N=566kN，节点板与构件用坡口三
U形缝
K形缝 板厚 t > 20 mm
X形缝
第三章 钢结构的连接
3.4.2 其它构造
变厚度板或变宽度板对接，在板的一面或两面切成坡 度不大于1：2.5的斜面，避免应力集中。
≤1:2.5 ≤1:2.5
不同厚度
≤4mm 可不设斜坡
≤1:2.5
≤1:2.5
不同宽度
第三章 钢结构的连接 3.4.2 其它构造
级焊缝焊接，节点板厚度t=14mm，节点板ຫໍສະໝຸດ Baidu度L应
为多少？
N
L/2
45°
L/2
第三章 钢结构的连接
【练习】采用对接焊缝，钢材为Q235B，焊条E43，焊缝
质量三级标准，不采用引弧板，试验算焊缝。
t=16mm 450
N=500kN
300mm
M
M
lw
lw
Vt
V
t
验算截面
验算:
max
M

6M 2

ftw
Wx lwt
max VSw 3V fvw
I xtw 2lwt
tlw 2 Wx
6
Smax tlw 2 8
I x tlw 3 12
Sw—焊缝计算剪应力处以上或以下部分截面对中性轴的面积矩
第三章 钢结构的连接
2、梁的拼接（2）—工字形截面 弯矩M和剪力V共同作用的对接焊缝
M
M
V
V
.1
验算截面
max M ftw
max VSw fvw
Wx
Iwtw
1 M h0 Ww h
1 VS1
I wt
zs 21 312 1.1 ftw
第三章 钢结构的连接
2、梁的拼接（3） 弯矩M剪力V轴力N共同作用的对接焊缝
lwtw
式中：N — 轴心拉力或压力。 tw — 焊缝厚度（不同板连接时为较小板厚）。 lw — 焊缝计算长度，有引弧板lw＝l，
无引弧板lw＝l－2t（较小板厚）。
ftw或 fcw— 对接焊缝抗拉或抗压设计强度。
注意：
第三章 钢结构的连接
直对接焊缝连接
T型对接焊缝
tw——连接件的较小厚度，对T形接头为腹板的厚度 （焊缝所在面钢板的厚度）。
3.4.5 对接焊缝计算步骤
1、确定计算截面上的内力（荷载效应） 2、确定焊缝强度设计值
钢材牌号、焊条型号（与母材等强）及焊缝质量等级。 质量检验为三级的焊缝其抗拉强度等于母材强度85%。 3、计算焊缝截面特性 截面面积A、惯性矩I、截面模量W、面积矩S等。
4、应力计算及强度校核
第三章 钢结构的连接
垫板
第三章 钢结构的连接
3.4.5 对接焊缝计算步骤
计算前需考虑以下情况： 1、在一般加引弧板施焊的情况下，所有受压、受剪的对
接焊缝以及受拉的一、二级焊缝，均与母材等强，不 用计算。
2、直对接焊缝需要计算焊缝强度的只有两种情况：a)没 有引弧板时需要计算。b)受拉情况下的三级焊缝。
第三章 钢结构的连接