对接焊缝的构造与计算

第三章
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
M
钢结构的连接
M
lw
V
lw
V
t


t
验算截面
Wx tl w 6
2
验算:
max
max
M 6M 2 f tw Wx lw t
VSw 3V f vw I x t w 2l w t
S max
Ix
tl w 8
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）。
f t w或 f cw — 对接焊缝抗拉或抗压设计强度。
第三章 注意：
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）。
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
t 均等于12
200
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 级焊缝焊接，节点板厚度t=14mm，节点板宽度L应 为多少？ N L/2 L/2 45°
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
钢结构的连接
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 3.4.6 典型节点
钢结构的连接
1、焊缝轴心受力（1）－直缝（正对接焊缝） 直缝
直 焊 缝
引弧板
验算截面矩形，只有正应力。 焊缝应力验算：
矩形截面
N f t w 或 f cw lw tw
第三章 3.4.6 典型节点
钢结构的连接
1、焊缝轴心受力（1）－直缝（正对接焊缝） 直缝 焊缝应力验算：
N w f tw 或 fc lw tw
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
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 3.4.2 其它构造
钢结构的连接
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
垫板
注：对于无垫板的单面焊，强度设计值折减0.85。
第三章
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 tw
钢结构的连接
应力分布
c
V 简化计算： 梁柱连接处(牛腿处)剪力 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。
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），
zs 12 3 12 1.1 f t w
第三章
2、梁的拼接（3） 弯矩M剪力V轴力N共同作用的对接焊缝
钢结构的连接
应力分布
max
VSw f vw I w tw
M N σ max f tw Wx A
zs 12 3 12 1.1 f t w
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 3.4 对接焊缝的构造与计算 3.4.1 坡口形式
钢结构的连接
直边缝 板厚手工焊t < 6 mm
单边VБайду номын сангаас缝
双边V形缝
埋弧焊 t ≤10mm
板厚 t = 10 ~ 20 mm
2
tl w 12
3
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
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 V V
钢结构的连接
M


.1
验算截面
M max f tw Wx
M h0 1 Ww h
max
VS 1 1 I wt
VSw f vw I w tw
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 f tw lw tw N cos f vw lw tw

规范规定 当tan 1.5，可不验算。
w lw — 斜焊缝计算长度， f v — 对接焊缝抗剪设计强度。
第三章 3.4.5 对接焊缝计算步骤
计算前需考虑以下情况：
钢结构的连接
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 3.4.5 对接焊缝计算步骤
U形缝
K形缝 板厚 t > 20 mm
X形缝
第三章 3.4.2 其它构造
钢结构的连接
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。
≤4mm 可不设斜坡 ≤1:2.5 ≤1:2.5 ≤1:2.5 ≤1:2.5
不同宽度
不同厚度
第三章 3.4.2 其它构造
钢结构的连接