角焊缝计算
角焊缝连接计算
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he 0.7hf
hf
图3.24 焊脚尺寸及有效焊脚厚度
he
2.角焊缝的基本计算公式
Nx c′ Nz Ny c b a o y (a) (b) x a o′ b τ// o y τ⊥ b′ z 焊缝轴线方向 σ⊥ a′ x b′ o′
焊缝有效截面
图3.25 角焊缝有效截面上的应力状态
2 2 2 w 3 // 3 f f
3、斜向角焊缝
f
θ
F
f f
Ny= Fcosθ
2
Nx=Fsinθ
helw Nx f helw
f
Ny
图3.28 斜向轴心力作用
f 2 w f f f f
3.4.3角焊缝构造要求
(1)最大焊脚尺寸hf
为避免焊缝区基本金属“过热”,减少焊件 的残余应力和残余变形。
对自动焊: 对T型连接的单面角焊缝:
h f min 1mm
h f min 1mm
当焊件厚度
t 4mm, hf min t
设计: h f min h f h f max
(3)不等焊脚尺寸的构造要求
当焊件的厚度相差较大且 等焊脚尺寸不能符合要求时, 可采用不等焊脚尺寸。
(4)侧面角焊缝的最大计算长度
按角焊缝与作用力的关系分:侧面角焊缝、正面角焊缝、斜焊缝 1、侧面角焊缝—平行于力的作用方向
L a
L
N b
N
N
N
图3.19 侧面角焊缝受力示意图
t N
图3.20 侧焊缝的应力
侧面角焊缝强度低、塑性好;应力沿长度方向分布不均 匀,呈两端大而中间小的状态。
2、正面角焊缝—垂直于力的作用方向 正面角焊缝受力复杂,截面中的各面均存在正应力和剪应力; 强度高,塑性差。
角焊缝计算
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角焊缝计算
(原创版)
目录
1.角焊缝的概念及分类
2.角焊缝的计算方法
3.角焊缝的应力分布特点
4.角焊缝的应用及缺陷形式
正文
一、角焊缝的概念及分类
角焊缝是指在钢结构中,两根构件以角接形式相连的焊缝。
根据角度的不同,角焊缝可以分为直角角焊缝和斜角角焊缝。
根据构件连接形式,角焊缝可以分为侧面角焊缝(侧缝)和正面角焊缝(端缝)。
二、角焊缝的计算方法
角焊缝的计算主要包括焊缝长度、焊脚、有效厚度等方面的计算。
在计算时,需要考虑焊缝的形状、尺寸、材料等因素。
针对不同类型的角焊缝,计算方法也有所不同。
对于侧面角焊缝,主要承受剪力,应力状态较单纯;而对于正面角焊缝,传力线有较大的弯折,应力状态较复杂。
三、角焊缝的应力分布特点
在弹性阶段,角焊缝的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。
但是,角焊缝的塑性好,能够有效地承受变形。
在塑性阶段,角焊缝的应力分布会更加均匀,能够更好地保证结构的安全性。
四、角焊缝的应用及缺陷形式
角焊缝广泛应用于建筑、桥梁、船舶等钢结构领域。
然而,在实际应
用中,角焊缝可能会出现一些缺陷,如焊缝裂纹、焊脚变形、焊缝凹陷等。
为了避免这些缺陷,需要在焊接过程中严格控制焊接参数,并进行严格的质量检查。
综上所述,角焊缝计算是钢结构设计中非常重要的一环。
角焊缝计算
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角焊缝计算
角焊缝计算是指在焊接过程中计算角焊缝所需的焊接参数和焊接工艺。
具体包括以下几个方面:
1. 角焊缝尺寸计算:角焊缝的尺寸大小是根据焊接件的要求和设计要求确定的。
通常需要计算焊接板的长度、宽度和厚度,以确定角焊缝的尺寸。
2. 角焊缝材料计算:角焊缝所需的焊接材料通常是根据焊接件和焊接材料的要求确定的。
需要计算焊接材料的种类、规格、数量等。
3. 角焊缝焊接电流计算:角焊缝的焊接电流是根据焊接件和焊接材料的要求确定的。
需要根据焊接材料的导电性、焊接件的尺寸和厚度等因素计算焊接电流的大小。
4. 角焊缝焊接时间计算:角焊缝的焊接时间是根据焊接件和焊接材料的要求确定的。
需要根据焊接材料的熔化温度、焊接件的厚度和尺寸等因素计算焊接时间的长短。
5. 角焊缝焊接速度计算:角焊缝的焊接速度是根据焊接件和焊接材料的要求确定的。
需要根据焊接材料的熔化温度、焊接件的厚度和尺寸等因素计算焊接速度的快慢。
以上是角焊缝计算的一些基本内容,具体还需要根据具体的焊接项目和要求进行相应的计算。
同时,还需要考虑焊接设备的性能和工作条件,以确保焊接质量和效率。
角焊缝计算

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.最小焊脚尺寸4.2.最大焊脚尺寸贴边处满足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足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;he ——角焊缝有效厚度;lw ——角焊缝计算长度,每条角焊缝取实际长度减10mm(每端减5mm);ffw ——角焊缝强度设计值;bf ——系数,对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构,bf =1.22,直接承受动力荷载bf =1.0。
(2)侧缝tf ——沿焊缝长度方向的剪应力。
几种常用焊接焊缝计算书

几种常用焊接焊缝计算书常用焊缝计算书一、轴力、剪力作用下的角焊缝计算1.角焊缝强度计算角焊缝受力示意图如下:通过焊缝中心作用的轴向力为F=23kN,轴向力与焊缝长度方向的夹角为45°,垂直于焊缝方向的分力为N,平行于焊缝方向的分力为V。
角焊缝的焊脚尺寸为6mm,计算长度为100mm,有效截面面积为Af,正面角焊缝的强度设计增大系数βf取1.22.角焊缝的强度设计值fwt取160N/mm2,则根据公式计算得到焊缝强度ft为27.8158N/mm2,小于fwt,满足要求。
二、轴力作用下的角钢连接的角焊缝计算1.角焊缝强度计算角焊缝受力示意图如下:通过焊缝中心作用的轴向力为N=20kN,角焊缝的焊脚尺寸为6mm,角钢的肢宽为45mm。
角焊缝采用双不等肢短肢角钢三面围焊连接方式,角钢的肢背焊缝长度为90mm,肢尖焊缝长度为75mm。
正面角焊缝的强度设计增大系数βf取1.22,角焊缝的强度设计值fwt取160N/mm2.根据公式计算得到角钢肢宽分配荷载N3为36.8928kN,角钢肢背内力分配系数k1查表取0.75,角钢肢尖内力分配系数k2查表取0.25.角钢肢背承受的轴心力N1为0,角钢肢尖承受的轴心力N2为-10.9464kN,取0.经计算,角焊缝强度满足要求。
根据计算结果,角焊缝的强度满足要求。
具体来说,根据弯矩轴力剪力作用下的角焊缝计算,首先需要计算各条焊缝的强度。
针对第一条焊缝N1,其强度计算公式为ft1=0.7×hf×(lw1-10)×103,代入实际参数后得到结果为0N/mm2≤fwt=160N/mm2.同理,对于第二条焊缝N2,其强度计算公式为ft2=0.7×hf×(lw2-10)×103,代入实际参数后得到结果为0N/mm2≤fwt=160N/mm2.因此,可以得出结论:焊缝强度满足要求。
接下来,需要进行焊缝几何特征的计算。
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
建筑钢结构工程技术 2.3.2角焊缝的计算公式

按均匀分布考虑。通常破坏发生在 最小截面,破坏的起点在焊缝两端, 当该处出现裂纹后即迅速扩展,最 终导致焊缝断裂。
1 角焊缝的应力分析和破坏形式
正面角焊缝 正面角焊缝刚度
大,破坏时变形小, 强度比侧缝高,但 塑性变形能力比侧 缝差,常呈脆性破 坏。
建筑钢结构工程技术 2.3.2角焊 缝的计算公式
角焊缝
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。
01 角焊缝的应力分析和破坏形式 02 角焊缝的强度和基本计算公式
1 角焊缝的应力分析和破坏形式
2 角焊缝的强度和基本计算公式
(
f
f
)2
2 f!
地址:邢台市桥西区钢铁北路552号 邮政编码:054035
2 角焊缝的强度和基本计算公式
由于角焊缝的应力分布复杂,且正面焊缝与侧面焊缝工作差别很大,要 精确计算很困难。实际计算采用简化的方法,假定角焊缝的破坏截面均 在最小截面,面积为角焊缝的计算厚度与焊缝计算长度的乘积,此截面 称为角焊缝的计算截面。假定截面上的应力沿焊缝计算长度均匀分布。 同时不论正面焊缝还是侧面焊缝,均按破坏时计算截面上的平均应力来 确定其强度,并采用统一的强度设计值。
第八讲 角焊缝的形式和计算.

角角焊缝,除 钢管结构外, 不宜用作受 力焊缝。
hf
按he=0.7hf
α hf
α hf
hf
(a)
(b)
斜角角焊缝 a)锐角角焊缝;b)钝角角焊缝
2.直角角焊缝按力和焊缝位置关系分类 (1)侧面角焊缝(侧焊缝)
(2)正面角焊缝
(3)斜角焊缝
斜焊缝的受力性能介于侧面角焊缝和正侧面角焊 缝之间。
二、角焊缝的构造
B. 破坏形式
A. 正面焊缝应力分析
正面角焊缝受力复杂,应力集中严重,塑性较差, 但强度较高,与侧面角焊缝相比可高出35%--55%以上。
B. 正面角焊缝的破坏形式
2.强度基本公式推导
1)假定
试验表明,直角角焊缝的破坏常发生在喉部,故通常将45o截面作为计算截面, 其面积为
h l ,作用在该截面上的应力如下图所示假定截面上应力沿焊缝计算长
1、最小焊脚尺寸hf,min 为了避免在焊缝金属中由于冷却速度快而产生淬 硬组织,导致母材开裂,hf,min应满足以下要求:
h f ,min 1.5 t 2
式中:
(计算数值只进不舍! )
t2----较厚焊件厚度
另:对于自动埋弧焊hf,min可在上式基础上减去1mm;
对于T型连接单面角焊缝hf,min可在上式基础上加上1mm 当t2≤4mm时, hf,min=t2
f TAx NAx
w 2 f f f
2
y ry
TAx
x
强度验算公式:
f f
rτ τ θ TAy TA 0 τ x
Vy
y
he
即:
TAy VAy f
2 w TAx ff
角焊缝焊缝高度计算

角焊缝焊缝高度计算
角焊缝的焊缝高度计算是通过以下公式进行的:
焊缝高度 = (焊条直径/2) tan(焊缝角度/2)。
其中,焊条直径是指使用的焊条的直径,焊缝角度是指焊缝两侧的夹角。
这个公式适用于常见的V型、X型、Y型等角焊缝。
另外,焊缝高度的计算还需要考虑到焊接的材料和焊接方法。
不同的材料和不同的焊接方法会对焊缝高度产生影响。
一般来说,焊缝高度的计算需要根据具体的焊接标准和规范进行,以确保焊接质量和安全性。
此外,焊缝高度的计算还需要考虑焊接的位置和工艺要求。
在一些特殊的焊接位置和工艺要求下,焊缝高度的计算可能会有所不同。
总之,焊缝高度的计算是一个复杂的过程,需要综合考虑多个因素,包括焊条直径、焊缝角度、焊接材料、焊接方法、焊接位置
和工艺要求等。
只有全面考虑这些因素,才能准确计算出焊缝的高度。
角焊缝计算实例

26.7 42.3 w 2 2 2 56 . 4 80 N / m m f 160 N / m m f 1.22
2
焊缝强度富裕量较大是因为节点板尺寸较大 的缘故,而节点半尺寸常由其它构造要求决定。
4、在扭矩、轴心力和剪力共同作用下的T形连接角焊缝计算 y rx
x
Ix =0.7×8×4003/12+0.7×8×(300+5.6-8)×202.82×2 =16.4×107mm4 Iy =0.7×8×3003×2/12+0.7×8×300(150-90)2×2 +0.7×8×400×902 =5.5×107mm4 Ip=Ix+Iy =(16.4+5.5)107mm4 =21.9×107mm4
N f
c)
有效截面
N N Ae 2 0.7h f lw
(3-28)
X
X lw
0.7h f
0.7h f
在M作用下,有效截面上产生垂直 于焊缝方向且按三角形分布的应力M
M f
M 6M We 2 0.7h f lw2
b)
(3-30)
We—角焊缝有效截面绕x轴(图)的抵抗矩。
V Aw
fx
T
T ry Ip
fx
N
N Aw
最不利点A点焊缝强度的验算:
fy fy f
V
T
fxT N fx
2
2
ff
w
3.36
例3-7 设计牛腿板与钢柱间的连接角焊缝(三面 围焊),并验算焊缝强度。板边长度l1=300mm, l2=400mm,偏心力N=4196kN,e1=300mm,直接承受动力 荷载,钢材A3F,手工焊,焊条为E43型。
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。
直角角焊缝的强度计算公式, 式中符号表示

直角角焊缝是一种常见的焊接连接方式,其强度计算公式主要涉及到焊缝的几何形状、焊缝的尺寸以及材料的力学性能等因素。
下面将介绍直角角焊缝的强度计算公式,并逐一解释相关参考内容。
1.直角角焊缝的截面面积计算公式:直角角焊缝的截面为三块板材的交叉部分,其截面面积可以通过几何计算得到,即焊缝有效截面积的总和。
可以使用焊缝尺寸的定义来计算,例如焊缝的高度、宽度等。
2.直角角焊缝的拉伸强度计算公式:直角角焊缝在拉伸过程中主要受到截面的剪切和拉伸力。
剪切力与截面面积的乘积成正比,拉伸力与焊缝的拉伸强度成正比。
因此,直角角焊缝的拉伸强度可以使用下列公式计算:F = τ × As其中,F表示拉伸力,τ表示焊缝的拉伸强度,As表示焊缝的有效截面积。
这一公式的参考内容可以来自焊接技术标准或手册,其中规定了不同材料和连接方式的焊缝拉伸强度的数值范围。
3.直角角焊缝的剪切强度计算公式:直角角焊缝在剪切过程中主要受到截面的剪切力。
剪切力与截面面积的乘积成正比,因此直角角焊缝的剪切强度可以使用下列公式计算: F = τ × As其中,F表示剪切力,τ表示焊缝的剪切强度,As表示焊缝的有效截面积。
这一公式的参考内容同样可以来自焊接技术标准或手册。
4.直角角焊缝的疲劳强度计算公式:直角角焊缝在疲劳加载下会发生疲劳破坏,因此需要考虑疲劳强度。
直角角焊缝的疲劳强度可以使用以下公式计算: S = k × Sf × Se × Sp × Sc × Sh其中,S表示焊缝的疲劳强度,k表示安全系数,Sf表示基本疲劳强度,Se表示环境系数,Sp表示加载方式系数,Sc表示焊缝形状系数,Sh表示应力集中系数。
这些系数的数值可以参考焊接技术标准或手册的相关表格。
总结:直角角焊缝的强度计算公式主要包括截面面积、拉伸强度、剪切强度和疲劳强度等方面。
这些公式需要考虑焊缝尺寸、焊缝形状以及材料的机械性能等因素。
角焊缝计算的基本公式

角焊缝计算的基本公式角焊缝在工程结构中可是相当常见的连接方式呢,那咱们就来好好唠唠角焊缝计算的基本公式。
先来说说角焊缝的受力情况。
想象一下,有两块钢板,通过角焊缝给连接在了一块儿。
这时候,焊缝就得承受各种力的作用,像是剪力、拉力或者它们的组合。
角焊缝计算的基本公式,就像是一把神奇的钥匙,能帮我们搞清楚焊缝到底能不能承受住这些力。
比如说,对于承受剪力的角焊缝,我们有这样一个公式:$τ = F / (0.7h_{f}l_{w})$ 。
这里的$τ$表示剪应力,$F$是所承受的剪力,$h_{f}$是角焊缝的有效厚度,$l_{w}$是角焊缝的计算长度。
我给您举个例子哈。
之前我在一个工厂里看到工人师傅在焊接一个大型的钢架结构。
那个焊缝看起来可结实了,但我心里就在想,这到底能不能扛得住实际的受力呢?后来我就用这个公式算了算,发现还真没问题。
再说说承受拉力的角焊缝。
这时候公式就变成了$σ = F /(l_{w}∑h_{e})$ ,其中$σ$是拉应力,$∑h_{e}$是角焊缝有效厚度的总和。
这公式看着可能有点复杂,但只要您多做做练习题,多结合实际的例子去琢磨,其实也不难理解。
就好比您学骑自行车,一开始可能觉得摇摇晃晃掌握不好平衡,但多练几次,突然就找到感觉了,能轻松驾驭。
在实际工程中,角焊缝往往不是单纯地承受一种力,可能是各种力的综合作用。
这时候就得综合考虑,把不同方向的力分解,然后分别计算,最后再进行合成。
这就像是解一个有点复杂的谜题,得一步步来,不能着急。
还有啊,角焊缝的尺寸也有讲究。
焊缝的长度、厚度等等,都得根据实际的受力情况和结构要求来确定。
不能太长也不能太短,太厚或者太薄也不行。
这就好比做衣服,尺寸得合适,大了小了都穿得不舒服。
总之,角焊缝计算的基本公式是我们在工程设计和施工中的重要工具。
掌握好了这些公式,咱们就能更好地保证结构的安全可靠,让那些通过角焊缝连接起来的构件稳稳地发挥作用。
希望您也能熟练运用这些公式,在工程的世界里游刃有余!。
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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.最小焊脚尺寸4.2.最大焊脚尺寸贴边处满足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足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;he ——角焊缝有效厚度;lw ——角焊缝计算长度,每条角焊缝取实际长度减10mm(每端减5mm);ffw ——角焊缝强度设计值;bf ——系数,对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构,bf =1.22,直接承受动力荷载bf =1.0。
(2)侧缝tf ——沿焊缝长度方向的剪应力。
2. 角钢杆件与节点板焊接连接,承受轴向力N:(1)角钢用两面侧焊缝与节点板连接的焊缝计算K1、K2——焊缝内力分配系数;N1 、N2 ——分别为角钢肢背和肢尖传递的内力。
(2)角钢用三面围焊与节点板连接的焊缝计算(图)端部正面角焊缝能传递的内力为:(3)角钢用“L”型焊缝与节点板连接的焊缝计算(图)由N2 = 0得:3. 弯矩、剪力、轴力共同作用下的顶接连接角焊缝:弯矩M作用下,x方向应力剪力作用下,y方向应力轴力N作用下x方向应力M、V和N共同作用下,焊缝上或下端点最危险处应满足:式中:如果只承受上述M、N、V的某一、两种荷载时,只取其相应的应力进行验算。
4. 牛腿在弯矩、剪力共同作用下的角焊缝连接计算:M=Ve翼缘竖向刚度较差,不能承受剪力,所以全部剪力均由竖向焊缝承受,弯矩由翼缘与腹板角焊缝共同承受。
点1:点2:点3:5. 扭矩、剪力、轴力共同作用下搭接连接角焊缝:扭矩T作用下各点应力计算(以A点为例):Ix+Iy为焊缝计算截面对形心的极惯性矩,rx、ry为焊缝角点到焊缝形心的坐标距离。
V作用下A点N作用下A点A点合应力:,要求:注意计算时需判断应力最大点!钢结构的连接(一)焊缝的缺陷形式·钢板用纵横十字交叉或T形交叉焊缝拼接·角焊缝的承载力计算公式来源·外力和角焊缝长度方向成夹角θ 时的斜焊缝计算·钢管节点连接焊缝构造与计算·角钢与节点板连接焊缝的内力分配系数·搭接连接的角焊缝在扭矩、剪力作用下的计算假定·未焊透对接焊缝连接的构造要求和计算·圆钢与平板、圆钢与圆钢之间的焊缝1、焊缝的缺陷形式(图)2、钢板用纵横十字交叉或T形交叉焊缝拼接钢板的拼接,当采用对接焊缝时,纵横两方向可采用十字形交叉或T 形交叉。
当为T形交叉时,交叉点的间距a不小于200mm (图)3、角焊缝的承载力计算公式来源角焊缝受力后的应力分布很复杂。
目前主要以试验为基础,经偏于安全地修正后,建立角焊缝最小截面(450方向的有效截面)上三个相互垂直的应力之间的强度条件公式。
式中:——作用于焊缝有效截面上,垂直于焊缝轴线方向的正应力和剪应力;——作用于焊缝有效截面上,平行于焊缝轴线方向的剪应力;——角焊缝的强度设计值。
作用在焊缝上的外力N可分解成Nx、Ny和Nz。
x和y轴都垂直于焊缝长度方向并平行于两个直角边(焊脚),z轴沿焊缝长度方向,如图。
大多数情况,Ny=0(或Nx=0),则破坏截面上沿x方向(或y 方向)的正应力为,沿z方向的剪应力为,且式中:he ——角焊缝的有效厚度;lw ——角焊缝的计算长度,取实际长度减去10mm。
从图中可见,有效截面与焊脚边所在截面成45°,因而整理后可得:从上式可见,正面角焊缝承载力是侧面角焊缝的1.22倍,比试验得到的1.35~1.55倍要小。
这是因为上述是通过偏于安全地修正的。
考虑到正面角焊缝的塑性较差,故钢结构设计规范规定:直接承受动力荷载的结构中的直角角焊缝,不宜考虑正面角焊缝强度的提高,即公式中的系数1.22,改为1.0。
因此,钢结构设计规范写成更一般的形式:式中:——按焊缝有效截面计算,垂直于焊缝长度方向的应力;——按焊缝有效截面计算,沿焊缝长度方向的剪应力;——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,对直接承受动力荷载的结构。
4、外力和角焊缝长度方向成夹角时的斜焊缝计算对于外力和焊缝轴线组成角的斜焊缝,如图所示,可直接用斜焊缝的强度设计值增大系数,这时:5、钢管节点连接焊缝构造与计算钢管结构的节点连接型式主要是采用对接连接,如图,钢管结构中的支管与主管连接焊缝沿钢管全周一般采用斜角角焊缝;也可部分采用角焊缝,部分采用对接焊缝图(b)、(c)、(d)分别为图(a)中a、b、c点处斜角角焊缝的截面型式。
支管管壁与主管管壁之间的夹角如图(a),的区域宜采用对接焊缝或带坡口的角焊缝。
支管与主管的连接焊缝应沿全周连续焊接,并平滑过渡。
支管与主管的连接焊缝不论采用角焊缝还是对接焊缝,计算时可视为全周角焊缝。
角焊缝的焊脚尺寸hf 不宜大于支管壁厚的两倍。
钢管节点连接焊缝计算公式为:式中:N ——支管的轴心力;hf ——角焊缝的焊脚尺寸,hf ≤2ts ;t、ts ——主管、支管壁厚;——角焊缝的强度设计值;lw ——支管与主管相交线长度。
当ds/d ≤0.65时:当ds/d >0.65时:式中:d 、ds ——主管、支管外径;——支管轴线与主管轴线的夹角。
支管与主管表面的相交线,是一条空间曲线,精确计算此空间曲线的长度很麻烦,不便于工程应用。
上面式子可计算出相交线长度的近似值,而且偏于安全,完全满足工程要求。
6、角钢与节点板连接焊缝的内力分配系数角钢类型分配系数角钢肢背K1 角钢肢尖K2等边角钢 0.70 0.30不等边角钢(短边相连) 0.75 0.25不等边角钢(长边相连) 0.65 0.357、搭接连接的角焊缝在扭矩、剪力作用下的计算假定搭接连接的角焊缝在扭矩和剪力共同作用下的计算采用下列假定:①被连接件是绝对刚性的,而角焊缝是弹性的;②被连接件绕形心O 旋转,角焊缝群上任意一点处的应力方向垂直于该点与形心的连线,且应力的大小与连线距离r 成正比。
8、未焊透对接焊缝连接的构造要求和计算下列情况可能会采用未焊透的对接焊缝:①连接焊缝受力很小或不受力,焊缝主要起连系作用,而且要求焊接结构外观齐平美观,这时就不必做成焊透的对接焊缝,可用不焊透的对接焊缝;②连接焊缝受力较大,采用焊透的对接焊缝,其强度又不能充分利用;而采用角焊缝时,焊脚又过大,这时宜采用坡口加强的角焊缝。
不焊透的对接焊缝截面型式如图所示。
由于未焊透,在连接处存在着缝隙,应力集中现象严重,可能使这里的焊缝脆断。
不焊透的对接焊缝实际上与角焊缝的工作类似。
《钢结构设计规范》(GBJ17-88)规定:不焊透的对接焊缝的强度按角焊缝强度公式计算,在垂直于焊缝长度方向的压力作用下,取;其他情况取。
焊缝有效厚度he 的取值为V形坡口时,取he=s;时,取he=0.75sU形、J形坡口,取he=s式中,s 为坡口根部至焊缝表面的最短距离(不考虑焊缝的余高);为V形坡口的角度。
焊缝有效厚度he 应满足为坡口所在焊件的较厚板件厚度,单位为mm。
9、圆钢与平板、圆钢与圆钢之间的焊缝圆钢与平板、圆钢与圆钢之间的焊缝如图。
其抗剪强度计算为:式中:N ——作用在连接处的轴心力;lw ——焊缝的计算长度;he——焊缝的有效厚度,对于圆钢与平板的连接,he =0.7hf ,圆钢与圆钢的连接,分别为大圆钢、小圆钢的直径,a 为焊缝表面到两个圆钢公切线的距离。
圆钢与圆钢、圆钢与钢板间的焊缝有效厚度,不应小于0.2倍圆钢直径(当焊接两圆钢的直径不同时,取平均直径)或3mm,并不大于1.2倍平板厚度,焊缝计算长度不应小于20mm。
10、连接板刚度对普通受拉螺栓中拉力的影响(图)在受拉的连接接头中,普通螺栓所受拉力的大小和被连接板件的刚度有关。
假如被连接板件的刚度很大,如图(a)所示的情况。
连接的竖板端受拉力2N1 ,因被连接板件无变形,所以一个螺栓所受拉力Pf =N1 。
实际被连板件的刚度常较小,受拉后和拉力垂直的角钢水平肢发生较大的变形,因而在角钢水平肢的端部因杠杆作用而产生反力Q ,如图(b)所示。
根据平衡条件,即可求得可见,由于杠杆作用的存在,使抗拉螺栓的负担加重了。
为了简化计算,规范中把普通螺栓的抗拉设计强度定得比较低,以考虑螺栓负担加重这一不利影响。
而且,设计中应设加劲肋等构造措施来提高角钢的刚度,如图(c)(d)所示。
11、高强度螺栓连接受拉时,预拉力的变化(图)高强度螺栓受拉的工作情况如图所示。
图(a)所示为已施加预拉力的高强度螺栓,在承受外拉力作用之前的受力状态。
此时,螺栓杆受预拉力P,摩擦面上作用着压力C。
根据平衡条件,得C = P 。
即摩擦面上的压力C等于预拉力P。
图(b)所示为高强度螺栓承受外拉力N0t时的受力状态。
假设螺栓和被连接板件保持弹性性能。
螺栓受外拉力N0t 后,螺栓杆中的拉力由原来的P增加到Pf 。
此时,螺栓杆又被拉长,即螺栓杆伸长一个增量;由于螺栓杆被拉长,使原先被P压缩的板件相应地有一个压缩恢复量,板件间的压力就由原来的C 降为Cf 。
也就是说,当螺栓受外拉力N0t 作用后,螺栓杆中的拉力将增加,而接触面间的压力却随之降低。
根据平衡条件,得在板厚范围内螺栓杆与板的变形相同:即螺栓杆的伸长增量等于板件压缩的恢复量。
设螺栓杆的截面面积为Ab ,摩擦面面积为Au ,螺栓和被连接板件的弹性模量都为E ,则将C = P、Cf = Pf-N0t 代入上式中,整理后得通常Au 比Ab 大很多倍,如取Au / Ab=10 ,代入上式,得将上式中的拉力项N0t 除以荷载分项系数的平均值1.3,得到设计外拉力Nt ,即:Nt=1.0N0t 。