国内外钢结构设计规范关于角焊缝的限值及计算方法比较
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值。12)’%33)规定角焊缝的有效厚度（焊喉）"4 为 内切于坡口面和焊缝表面的最大三角形的高，不小于
)++；自动埋弧焊的角焊缝，有效厚度可增加($5或 (++ 的较小值，并且规定对于满足表(所列条件的 角焊缝可以不验算其承载力。
表! 不用验算承载力的条件
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* "!$’.／"!/#’+’ A1%%644@3 *／) A1816%7／174A462-8（不安全） 由以上例题可以 看 出，应 用 ;<-44%2$144# 进行计算所得的结果其安全储备小于 >(5?$144% 和 !"#$%&&#计算所得的结果。
在通过焊缝形心的拉力、压力或剪力作用下： 正面角焊缝（作用力垂直于焊缝长度方向）：
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侧角焊缝（作用力平行于焊缝长度方向）：
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式中，#,为正截面强度增大系数，静载或间接承受
动载时取%8((；动载时取%8$；’,< 为角焊缝强度设
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-./0’($$%规定： 任意一段角焊缝的有效长度不得小于7倍焊缝 尺寸，最小为)9++。
12)’%33)规定： 连续角焊缝的长度至少等于相应的较窄板材宽
度的)／7；两 段 焊 缝 间 非 焊 接 间 距 不 大 于 以 下 最 小 值：%）($$++；(）当被连接部件受压时、较薄部件厚 度的%(倍；)）当被连接部件受拉时、较薄部件厚度 的%*倍。
7 角焊缝限值的比较 787 最小焊脚尺寸的限值比较
当焊件较厚而焊脚尺寸又过小时，焊缝内部将
因冷却过快而产生淬硬组织，降低塑性，容易形成裂
纹，因此应对角焊缝的焊脚的尺寸规定其最小限值。
+,-.*%##)中有关角焊缝最小焊脚尺寸的限 值见表)。
表7 角焊缝最小焊脚尺寸
所连接较厚部件的材料厚度／HH 角焊缝焊脚最小尺寸／HH
-./0’($$%规定：$< #7", ，且大于等于两侧 焊缝之间的间距。
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12)’%33)规定：$< #7$++ 或 #*",。 从最小焊缝计算长度的限值来看，!"#$$%&’ ($$)的限值为$< #9",较国外规范严格，-./0’ ($$%为$< #7",，12)’%33)为$< #*",。 "#% 间断角焊缝的限值 在次要构件或次要焊缝连接中，可采用间断角焊
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从间断角焊缝的限值来看，!"#$$%&’($$)对 最小焊缝长度的限值较 -./0’($$%宽松，而较 12) ’%33)严格，焊缝净间距的限值较 12)’%33)宽松， 而 -./0’($$%对焊缝净间距未做特殊的限制。
! 角焊缝的计算 角焊缝的受力状况比较复杂，因此精确计算比
较困难。一般是根据试验结果，找出一个比较合理 而又简单的设计方法供设计时采用。直角焊缝的计 算方法主要有两种：一种是世界各国过去多年沿用 的、不考虑角焊缝受力方向的单一应力法；另一种是 近年来国际标准化组织推荐采用的、考虑角焊缝承 载能力影响的折算应力法。两种方法的主要区别在 于对角焊 缝 有 效 截 面 上 的 应 力 状 态 采 用 的 假 定 不 同，因而分析和计算方法也不同。按单一应力法计 算，虽然在轴向力作用下侧焊缝与端焊缝在有效截 面上的应力状态不一样，但为了计算方便，假定有效 截面上只按均布的单一剪应力控制；而按折算应力 法分析，考虑了侧焊缝较端焊缝的承载能力高的影 响。 !#" !"#$$%&’($$)的计算规定
计Baidu Nhomakorabea。
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式中，% %$8&#；’1>> 为焊接金属的分类强度；& 为 荷载与焊缝纵轴的夹角。
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钢结构 ($$#年第%期第($卷总第&&期
李茂华，等：国内外钢结构设计规范关于角焊缝的限值及计算方法比较
以中国《钢结构设计规范》（&’(##)$*%##"）〔)〕、 美国《钢 结 构 荷 载 及 抗 力 系 数 设 计 法》（+,-.* %##)）〔%〕和《欧洲钢结构设计标准》（/0"*)11"）〔"〕为 例，对三本规范中关于角焊缝的限值及计算方法进行
了计算分析和比较，找出了三本规范的差异和共同之
处。
缝。各国规范对于间断角焊缝也提出了有关限值。
!"#$$%&’($$)规定： 间断角焊缝的长度不得小于%$",或#$++；其 净距不应 大 于 %#!（ 对 受 压 构 件 ）或 )$!（ 对 受 拉 构 件）。当角焊缝的端部在构件转角处应做长度为(", 的绕角焊时，转角处必须连续施焊。在搭接连接中，
图% 焊缝示意
#结 语 通过以上分析可以得出如下结论： %）从角焊缝的限值来看，;<-44%2$144#对最
小焊脚尺寸的限值较国外规范严格；最大焊脚尺寸 的限值与 >(5?$144%大致相同；最小焊缝计算长 度的限 值 较 国 外 规 范 严 格；间 断 角 焊 缝 的 限 值 较 >(5?$144%宽松，而较 !"#$%&&#严格。
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李茂华，等：国内外钢结构设计规范关于角焊缝的限值及计算方法比较
国内外钢结构设计规范关于角焊缝的限值 及计算方法比较
李茂华 侯建国
（武汉大学 土木建筑工程学院 武汉 !"##$%）
摘 要 以《钢结构设计规范》（&’(##)$*%##"）为基础，结合美国钢结构设计规范（+,-.*%##)）及欧洲钢结构 设计规范（/0"*)11"），对三本规范中关于角焊缝的限值及计算方法进行了计算分析和比较，有关分析结论可供工 程技术人员了解国内外钢结构设计规范的技术水平和发展动态时参考。 关键词 钢结构 设计规范 角焊缝 限值 有效计算长度 比较
从角焊缝最小焊脚尺寸的限值来看，&’(##)$ *%##"按不同的焊件厚度取值，+,-.*%##)按不 同的板厚区间分段取值，相比较而言中国规范限制 要严格一些，而 /0"*)11"对于角焊缝最小焊脚尺 寸没有作特殊的限制。 789 最大焊脚尺寸的限值比较
角焊缝的焊脚尺寸过大，易使焊件产生烧伤、烧 穿的现象，且使焊件产生较大的残余应力和较大的 焊接变形，所以，对角焊缝的焊脚还应规定其最大焊 脚尺寸。
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第一作者：李茂华 女 )1$P年(月出生 硕士研究生 收稿日期：%##!*#P*)#
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标准与规范
!"#$$%&’($$)规定： 当!!*++ 时，",!!；当!"*++ 时，",! !#（%!(）++。 从角焊缝最大焊脚尺寸的限值来看，!"#$$%& ’($$)的限值与 -./0’($$%大致一样，只有当! "*++ 时，!"#$$%&’($$)为",!!#（%!(） ++；-./0’($$%为",!!#(++。 12)’%33)对于角焊缝最大和最小焊脚尺寸都 没有作特殊的限制，但是对最小焊喉尺寸提出了限
!"# !"#$%&&#的计算规定 与焊缝方向无关，单位长度上设计抗力 !’，()
应由下式确定：
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附录 / 给出了下面一种可以采用的计算方法：
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系数!=的取值不同来体现。>(5?$144%不区分受 力情况统一采用单一应力法。!"#$%&&#在采用单 一应力法的同时在附录 / 给出了考虑角焊缝受力方 向的折算应力法，并根据不同的材料采用不同的折减
系数。下面通过例题来说明三本规范计算结果的差
异。
算例：如图%所示，焊缝承受的静态斜向力 & "174@3（设计值），与直角角焊缝的夹角% "04’， 角焊缝的焊脚尺寸#=A7BB，实际长度(, A%-BB，钢材为 C1#-，手工焊，焊条为 !8#型，试分别 按三本规范验算该焊缝的强度。
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"#$ 最小焊缝计算长度的限值 当角焊缝焊脚尺寸大而长度过小时，焊件局部受
热严重，且焊缝起灭弧弧坑相距太近，加上可能出现
的其他缺陷，也使焊缝不够可靠。
最小焊缝计算长度的限值：
表# 修正系数的取值
钢的等级
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从角焊缝的计算方法来看，;<-44%2$144#对 于承受静载或间接活载情况采用不考虑角焊缝受力
方向的单一应力法，对直接承受动载的情况则采用
考虑角焊缝受力方向的折算应力法，通过强度增大
1）从角焊缝的计算方法来看，三本规范的计算 方法略有不同，;<-44%2$144#对于承受静载或间 接活载采用不考虑角焊缝受力方向的单一应力法， 对直接承受动载的情况则采用考虑角焊缝受力方向 的折 算 应 力 法。>(5?$144% 采 用 单 一 应 力 法，而 !"#$%&&#在采用单一应力法的同时在附录 / 给出 了考虑角焊缝受力方向的折算应力法，并根据不同的 材料采用不同的折减系数。通过例题可以看出，应用 ;<-44%2$144#进行计算所得的结果，其安全储备 小于 >(5?$144%和 !"#$%&&#计算所得的结果。
)++；自动埋弧焊的角焊缝，有效厚度可增加($5或 (++ 的较小值，并且规定对于满足表(所列条件的 角焊缝可以不验算其承载力。
表! 不用验算承载力的条件
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* "!$’.／"!/#’+’ A1%%644@3 *／) A1816%7／174A462-8（不安全） 由以上例题可以 看 出，应 用 ;<-44%2$144# 进行计算所得的结果其安全储备小于 >(5?$144% 和 !"#$%&&#计算所得的结果。
在通过焊缝形心的拉力、压力或剪力作用下： 正面角焊缝（作用力垂直于焊缝长度方向）：
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侧角焊缝（作用力平行于焊缝长度方向）：
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搭接长度不得小于焊件较小厚度的#倍，且不得小 于(#++。
-./0’($$%规定： 任意一段角焊缝的有效长度不得小于7倍焊缝 尺寸，最小为)9++。
12)’%33)规定： 连续角焊缝的长度至少等于相应的较窄板材宽
度的)／7；两 段 焊 缝 间 非 焊 接 间 距 不 大 于 以 下 最 小 值：%）($$++；(）当被连接部件受压时、较薄部件厚 度的%(倍；)）当被连接部件受拉时、较薄部件厚度 的%*倍。
7 角焊缝限值的比较 787 最小焊脚尺寸的限值比较
当焊件较厚而焊脚尺寸又过小时，焊缝内部将
因冷却过快而产生淬硬组织，降低塑性，容易形成裂
纹，因此应对角焊缝的焊脚的尺寸规定其最小限值。
+,-.*%##)中有关角焊缝最小焊脚尺寸的限 值见表)。
表7 角焊缝最小焊脚尺寸
所连接较厚部件的材料厚度／HH 角焊缝焊脚最小尺寸／HH
-./0’($$%规定：$< #7", ，且大于等于两侧 焊缝之间的间距。
!"#$$%&’($$) 规 定：$< # 9", 和$< #7$ ++。
12)’%33)规定：$< #7$++ 或 #*",。 从最小焊缝计算长度的限值来看，!"#$$%&’ ($$)的限值为$< #9",较国外规范严格，-./0’ ($$%为$< #7",，12)’%33)为$< #*",。 "#% 间断角焊缝的限值 在次要构件或次要焊缝连接中，可采用间断角焊
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从间断角焊缝的限值来看，!"#$$%&’($$)对 最小焊缝长度的限值较 -./0’($$%宽松，而较 12) ’%33)严格，焊缝净间距的限值较 12)’%33)宽松， 而 -./0’($$%对焊缝净间距未做特殊的限制。
! 角焊缝的计算 角焊缝的受力状况比较复杂，因此精确计算比
较困难。一般是根据试验结果，找出一个比较合理 而又简单的设计方法供设计时采用。直角焊缝的计 算方法主要有两种：一种是世界各国过去多年沿用 的、不考虑角焊缝受力方向的单一应力法；另一种是 近年来国际标准化组织推荐采用的、考虑角焊缝承 载能力影响的折算应力法。两种方法的主要区别在 于对角焊 缝 有 效 截 面 上 的 应 力 状 态 采 用 的 假 定 不 同，因而分析和计算方法也不同。按单一应力法计 算，虽然在轴向力作用下侧焊缝与端焊缝在有效截 面上的应力状态不一样，但为了计算方便，假定有效 截面上只按均布的单一剪应力控制；而按折算应力 法分析，考虑了侧焊缝较端焊缝的承载能力高的影 响。 !#" !"#$$%&’($$)的计算规定
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式中，% %$8&#；’1>> 为焊接金属的分类强度；& 为 荷载与焊缝纵轴的夹角。
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李茂华，等：国内外钢结构设计规范关于角焊缝的限值及计算方法比较
以中国《钢结构设计规范》（&’(##)$*%##"）〔)〕、 美国《钢 结 构 荷 载 及 抗 力 系 数 设 计 法》（+,-.* %##)）〔%〕和《欧洲钢结构设计标准》（/0"*)11"）〔"〕为 例，对三本规范中关于角焊缝的限值及计算方法进行
了计算分析和比较，找出了三本规范的差异和共同之
处。
缝。各国规范对于间断角焊缝也提出了有关限值。
!"#$$%&’($$)规定： 间断角焊缝的长度不得小于%$",或#$++；其 净距不应 大 于 %#!（ 对 受 压 构 件 ）或 )$!（ 对 受 拉 构 件）。当角焊缝的端部在构件转角处应做长度为(", 的绕角焊时，转角处必须连续施焊。在搭接连接中，
图% 焊缝示意
#结 语 通过以上分析可以得出如下结论： %）从角焊缝的限值来看，;<-44%2$144#对最
小焊脚尺寸的限值较国外规范严格；最大焊脚尺寸 的限值与 >(5?$144%大致相同；最小焊缝计算长 度的限 值 较 国 外 规 范 严 格；间 断 角 焊 缝 的 限 值 较 >(5?$144%宽松，而较 !"#$%&&#严格。
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"H@R；对埋弧自动焊!7H8: 可减少)HH；M 形连接的 单面焊缝!7H8:可增加)HH（"H@R为较厚焊件厚度）。
李茂华，等：国内外钢结构设计规范关于角焊缝的限值及计算方法比较
国内外钢结构设计规范关于角焊缝的限值 及计算方法比较
李茂华 侯建国
（武汉大学 土木建筑工程学院 武汉 !"##$%）
摘 要 以《钢结构设计规范》（&’(##)$*%##"）为基础，结合美国钢结构设计规范（+,-.*%##)）及欧洲钢结构 设计规范（/0"*)11"），对三本规范中关于角焊缝的限值及计算方法进行了计算分析和比较，有关分析结论可供工 程技术人员了解国内外钢结构设计规范的技术水平和发展动态时参考。 关键词 钢结构 设计规范 角焊缝 限值 有效计算长度 比较
从角焊缝最小焊脚尺寸的限值来看，&’(##)$ *%##"按不同的焊件厚度取值，+,-.*%##)按不 同的板厚区间分段取值，相比较而言中国规范限制 要严格一些，而 /0"*)11"对于角焊缝最小焊脚尺 寸没有作特殊的限制。 789 最大焊脚尺寸的限值比较
角焊缝的焊脚尺寸过大，易使焊件产生烧伤、烧 穿的现象，且使焊件产生较大的残余应力和较大的 焊接变形，所以，对角焊缝的焊脚还应规定其最大焊 脚尺寸。
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第一作者：李茂华 女 )1$P年(月出生 硕士研究生 收稿日期：%##!*#P*)#
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标准与规范
!"#$$%&’($$)规定： 当!!*++ 时，",!!；当!"*++ 时，",! !#（%!(）++。 从角焊缝最大焊脚尺寸的限值来看，!"#$$%& ’($$)的限值与 -./0’($$%大致一样，只有当! "*++ 时，!"#$$%&’($$)为",!!#（%!(） ++；-./0’($$%为",!!#(++。 12)’%33)对于角焊缝最大和最小焊脚尺寸都 没有作特殊的限制，但是对最小焊喉尺寸提出了限
!"# !"#$%&&#的计算规定 与焊缝方向无关，单位长度上设计抗力 !’，()
应由下式确定：
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（0）
附录 / 给出了下面一种可以采用的计算方法：
!［#1"%#（$1"%$1#）］$$.／（!’"/’） （2）
式中，$+,，) 为焊缝设计剪切强度；$. 为连接的较弱 部件名义极限拉伸强度；!’ 为修正系数，其取值见 表#；#" 为垂直于焊喉的正应力；$" 为焊喉平面内， 垂直于焊缝轴线的剪应力；$# 为焊喉平面内，平行 于焊缝轴线的剪应力。
系数!=的取值不同来体现。>(5?$144%不区分受 力情况统一采用单一应力法。!"#$%&&#在采用单 一应力法的同时在附录 / 给出了考虑角焊缝受力方 向的折算应力法，并根据不同的材料采用不同的折减
系数。下面通过例题来说明三本规范计算结果的差
异。
算例：如图%所示，焊缝承受的静态斜向力 & "174@3（设计值），与直角角焊缝的夹角% "04’， 角焊缝的焊脚尺寸#=A7BB，实际长度(, A%-BB，钢材为 C1#-，手工焊，焊条为 !8#型，试分别 按三本规范验算该焊缝的强度。
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"#$ 最小焊缝计算长度的限值 当角焊缝焊脚尺寸大而长度过小时，焊件局部受
热严重，且焊缝起灭弧弧坑相距太近，加上可能出现
的其他缺陷，也使焊缝不够可靠。
最小焊缝计算长度的限值：
表# 修正系数的取值
钢的等级
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从角焊缝的计算方法来看，;<-44%2$144#对 于承受静载或间接活载情况采用不考虑角焊缝受力
方向的单一应力法，对直接承受动载的情况则采用
考虑角焊缝受力方向的折算应力法，通过强度增大
1）从角焊缝的计算方法来看，三本规范的计算 方法略有不同，;<-44%2$144#对于承受静载或间 接活载采用不考虑角焊缝受力方向的单一应力法， 对直接承受动载的情况则采用考虑角焊缝受力方向 的折 算 应 力 法。>(5?$144% 采 用 单 一 应 力 法，而 !"#$%&&#在采用单一应力法的同时在附录 / 给出 了考虑角焊缝受力方向的折算应力法，并根据不同的 材料采用不同的折减系数。通过例题可以看出，应用 ;<-44%2$144#进行计算所得的结果，其安全储备 小于 >(5?$144%和 !"#$%&&#计算所得的结果。