对接焊缝计算讲义

240000 167200 155.2Mpa 32330000 8 240000 127200 118.1Mpa 腹板与下翼缘相交处剪应力 1 32330000 8
中性轴处 最大剪应力
max
最后，强度验算： 正应力 剪应力 折算应力
N M 50 138.6 188.6MPa f t W 310M P a
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重新计算后得到的结果为 38123cm3. 这一点要注意。
3
W max 155.2MPa f V 180M P a
(50 124) 2 3 118.12 268.5MPa 1.1 f t W 341MPa
讨论： 讨论一，沈祖炎，陈扬骥，陈以一编著， 《钢结构基本原理》第二版 P220 对接焊缝的计算， 对于梁柱节点处的牛腿（即 T 形截面） ，假定剪力由腹板承受，且剪应力均匀分布，其计算 公式为：
其中 Aw——牛腿处腹板的焊缝计算面积 在本题中虽然是工字形截面，但采用此公式计算发现计算结果相差不大。如
max V /(8 200) 150Mpa
原因解释：首先要清楚工字形截面梁腹板上的切应力。腹板截面是一个狭长矩形，关于矩形 截面上切应力分布的假设仍然适用，所以腹板上的切应力可用公式 计算。因此，沿
1 (100 2243 92 2003 ) 3233 104 mm 4 12
抗弯截面模量 WW IW / 112 288661mm3 翼缘对中性轴的面积矩
SW 1 100 12 106 127200mm3
中性轴以上截面对中性轴的面积矩 S W S W1 100 8 50 167200mm3 其次，求各分项荷载在焊缝界面产生的应力，如下图所示：
对接焊缝计算讲义
张思功 0308 计算工字梁截面的对接焊缝强度。 已知：翼缘板宽 100mm，厚度 12mm；腹板高度 200mm，厚度 8mm 材料：钢材为 Q345 手工焊，焊缝质量 2 级，焊条 E50，施焊时采用引弧板； 荷载：轴向拉力=200kN，弯矩 40kN· m，剪力 240kN
解答： 考察知识点：课本 P47，当轴心力与弯矩、剪力共同作用时，焊缝的最大正应力应为轴心力 和弯矩引起的应力之和，剪应力按式(3.30)验算，折算应力仍按式(3.31)验算。 课本 P46 最后一段，工字形截面梁的对接接头，除应分别验算最大正应力和最大剪应力外， 对于同时受有较大正应力和较大剪应力处，例如腹板与翼缘的交接点，还应按公式(3.31)验 算折算应力。 因此，本题要验算最大正应力，最大剪应力和腹板与翼缘交接点的折算应力。 首先，计算焊缝的截面几何性质，即面积，惯性矩，抗弯截面模量和对中性轴的面积矩。 截面面积 AW 2 12 100 200 8 4000mm 2 截面惯性矩 IW
1
轴力产生的应力 N N / AW 200000 / 4000 50 N / mm2 (Mpa) 弯矩产生的最大应力
M M / WW 40 106 / 288661 138.6M p a
腹板与下翼缘相交处的应力 剪力产生的应力
M1
100 M 123.7 Mpa 112
与课本上的计算结果
计算结果不
一样。为什么？因为课本计算错误。 我们知道一个平面图形由若干个简单图形组成时， 可分别算出每一个简单图形对一对坐标轴 的惯性矩，然后求其总和，即得整个图形对该坐标轴的惯性矩。 课本上的计算公式中 不是上下翼缘对中性轴的惯性矩。 根据平行移轴定 理，上下翼缘对中性轴的惯性矩为
腹板高度切应力也是按抛物线规律分布的，但从理论分析可知，由于腹板面积较小，因此， 其静矩(S1)随 y 的变化不大，故腹板上的最大切应力和最小切应力相差不大。可以近似认为
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工字形截面梁腹板上的切应力接近均匀分布。而且，计算表明腹板上的总剪力约等于 0.95Fs～0.97Fs，Fs 为工字形横截面上的总剪力。所以常将剪力除以腹板面积来近似地计算 工字形横截面上的切应力。 同样， 槽形截面和 T 形截面腹板上的切应力与工字形截面情形相 似。 讨论二： 采用本题方法计算课本 P47 例 3.10 中的惯性矩 ：