【文章內(nèi)容簡介】 f f() β f?? ?? （ ） lw—— 角焊縫的計算長度?？紤]起、落弧的影響，每條焊縫的計算長度等于實際長度減去 2hf。 公式（ ～ ）即為角焊縫計算的基本公式?；竟皆诜治鲞^程中雖作了簡化處理，但計算結(jié)果與試驗結(jié)果相符，滿足角焊縫設(shè)計計算要求。 LOGO 各種受力狀態(tài)下直角角焊縫連接計算 (1)軸心力作用下的角焊縫連接計算 ① 蓋板連接 可采用兩側(cè)側(cè)面角焊 縫連接，正面角焊縫連接 和三面圍焊連接。 NNNN只有側(cè)焊縫連接時，按式 ()計算； 只有正面角焊縫連接時，按式（ ）計算； wf x e w f f()N h l β f? ?? （ ）wf y e w f()N h l f? ?? （ ）LOGO 采用三面圍焊時，先用式（ ）計算正面角焊縫所承擔的軸心力 N’，其余軸心力（ NN’）由側(cè)焊縫承擔，即： 先計算： ??? wewff lhfN β再驗算： wf e w f( ) ( )N N h l f? ?? ? ??∑ lw表示連接一側(cè)角焊縫計算長度的總和。 LOGO 例題 LOGO LOGO 例題 LOGO LOGO LOGO LOGO ② 角鋼與節(jié)點板連接 圖示鋼桁架，弦桿和腹桿采用雙角鋼組成的 T形截面，腹桿通過節(jié)點板與弦桿連接。 LOGO 角鋼與節(jié)點板 的連接采用兩面?zhèn)群笗r： 由平衡條件 : 1 2 1 2()N N N N b N b e N b Ne? ? ? ? ?； ；1122beN N k NbeN N k Nb? ??? ????????（ ）解得： 式中 k k2—— 焊縫內(nèi)力分配系數(shù)；角鋼類型與組合方式不同，內(nèi)力分配系數(shù)不同，按表 。 l wNN 1N 2b1112 0 . 7w wffNlhf? ?2222 0 . 7w wffNlhf? ?e LOGO 角 鋼 類 型 連 接 形 式 肢背 k1 肢尖 k2 等肢角鋼 不等肢角鋼（短肢相并） 不等肢角鋼（長肢相并） 表 焊縫內(nèi)力分配系數(shù) LOGO 采用三面圍焊的角焊縫時：先按構(gòu)造要求設(shè)定正面角焊縫的焊腳尺寸 hf3，并求出正面角焊縫所承擔的力 N3為： w3 f 3 f f2 0 .7N h b β f?＝ （ ）N 3bl wNN 1N 2e再根據(jù)平衡條件（ ∑M=0）可得： 33113322()22 ( 3 .1 3 )22NNN b eN k NbNNNeN k Nb? ?? ? ? ? ????? ? ? ???1112 0 . 7w wffNlhf? ?2222 0 . 7w wffNlhf? ?LOGO 采用 L形圍焊時，令 () 式中的 N2＝ 0，得 : 32132 ( 3 . 1 4 )N k NN N N? ?????N 3l wNN 1b 桿件受力小 N2=0 322N K N? 13N N N??3332 0 . 7 ff wwfNhlf?? ??3322 22NNNeN K Nb? ? ? ?1112 0 .7w wffNlhf? ?33wfl b h??LOGO 和對接焊縫情況類似，考慮施焊時起、滅弧在焊縫端部產(chǎn)生的缺陷，取焊縫長度＝計算長度＋ 2hf。 采用兩邊側(cè)面角焊縫連接并在角鋼端部連續(xù)地繞角加焊 2hf時，加焊的 2hf可抵消起滅弧的影響，取焊縫長度＝計算長度 對于三面圍焊，要求在角鋼端部轉(zhuǎn)角處連續(xù)施焊，故每條側(cè)焊縫只有一端受起、滅弧的影響，取側(cè)面角焊縫的長度＝計算長度 ＋ hf 。 LOGO LOGO LOGO LOGO 例題 LOGO 例題 LOGO (2)彎矩、剪力及軸力共同作用的角焊縫連接計算 Fσ τ Mσ NVN 1VAM力的分解T 形連接焊縫N應力分布e0? ?weNf 2σ lhN??? ?2f M w e w62M w M h l? ? ??? ?weVf 2 lhV??τ22fff wff???????????LOGO 根據(jù)剪力 V、軸力 N和彎距 M的作用方向 ,確定 角焊縫有效截面上的危險點為 A,按式 () 驗算，即： 22wf N f Mf V ff( 6)fβ?? ?????? ? ?????? 設(shè)計時，一般已知角焊縫的實際長度，這時可按構(gòu)造要求選焊腳尺寸 hf ，再按式（ ）驗算危險點的強度。如不滿足，可調(diào)整 hf (如果 hf ＞ ，需調(diào)整焊縫長度 )，直到計算結(jié)果滿足強度條件為止。 LOGO 例題 LOGO 例題 LOGO (3)扭矩、剪力及軸力共同作用下的角焊縫計算 rσ fTyTA39。r xAτ fTyNVτ σ τ TryeFl 1l 2Nx x x xA39。AT 作用 N 、 V 作用三面圍焊搭接o o o 在扭矩作用下，焊縫上極點剪應力最大，設(shè)點產(chǎn)生的剪應力，為便于分析，將其分解為垂直于焊縫長度的應力和平行于焊縫長度的應力，其中： f T T x x 0f T T y y 0r r T r Ir r T r I?????? ????? ??（ ）LOGO 式中： I0—— 焊縫計算截面的極慣性矩。 I0= Ix+ Iy 設(shè)在 N、 V作用下焊縫的應力均勻分布 ,則 N、 V作用產(chǎn)生的應力表示為： ? ?? ?f N e wf V e w( )N h lV h l????? ?????? 根據(jù)扭矩 T、剪力 V和軸力 N作用方向，可確定角焊縫上 A點的應力最大，且為平面應力狀態(tài)，由式 ()得強度計算公式為： ? ?22 wf T f Vf T f N ff( 9)fβ?? ?????? ? ? ? ????? 按上述方法計算時，僅 A點的應力達到強度設(shè)計值，顯然偏于保守。 LOGO 例題 LOGO Ip=Ix+Iy LOGO 例題 LOGO 未焊透的對接焊縫 在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中，當板件較厚，而板件間連接受力又很小，若采用的對接焊縫（焊透），焊縫強度不能充分發(fā)揮。此時可采用不焊透的對接焊縫。 assssaasssV形 坡口U 形坡口s—— 坡口根部至焊縫表面 (不考慮余高 )的最短距離； α —— V型坡口角度。 LOGO 在設(shè)計圖紙上必須注明坡口型式（分 V型和 U型）及尺寸。未焊透的對接焊縫實際上可視為坡口內(nèi)焊接的角焊縫，故計算方法與直角角焊縫相同，用 ()～ () 式計算 , 偏安全地取 βf =，其 he與坡口類型和坡口角度有關(guān)。 twf x e w f f()N h l β f? ?? （ ）wf y e w f()N h l f? ?? （ ）2 2 wf f f f() β f?? ?? （ ）LOGO V型坡口： 當 α≥600時 ,he＝ s。當 α 600時 ,he ＝ (主要是考慮到根部不易焊滿而降低 )。 U型坡口 he ＝ s。 s—— 坡口根部至焊縫表面 (不考慮余高 )的最短距離； α—— V型坡口角度。 另外，不焊透的對接焊縫的有效厚度 he≥ ， t是坡口所在焊件的較大厚度 (mm)。當熔合線處焊縫截面邊長等于或接近于最短距離 s時，應驗算焊縫在熔合線上的抗剪強度，抗剪強度設(shè)計值取角焊縫的強度設(shè)計值乘以 。 tLOGO 焊接應力和焊接變形 焊接應力的成因和分類 鋼結(jié)構(gòu)中的焊接過程是一個不均勻加熱和冷卻過程，由于不均勻的溫度場，使主體金屬的膨脹和收縮不均勻。導致在主體金屬內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應力，通常稱這種內(nèi)應力為焊接應力。焊接應力的成因可用右圖所示的 高溫加熱模型 說明。 l Δ ll +Δ ll拉伸變形壓縮變形拉伸變形壓縮變形拉伸變形壓縮變形高溫加熱冷卻自然狀態(tài)LOGO 由于焊接溫度在空間任意方向傳遞，故產(chǎn)生的焊接應力也屬于三維應力狀態(tài)，分為縱向焊接應力（與焊縫長度方向平行）、橫向焊接應力（與焊縫長度方向垂直）及沿焊縫厚度方向的焊接應力。 （ 1）縱向焊接應力 800 500 300施焊方向weld2052 LOGO （ 2）橫向焊接應力 產(chǎn)生的原因有兩個方面：其一是焊縫的縱向收縮使兩塊鋼板有相向彎曲的趨勢，但焊縫已將其連成整體，因而在焊縫中部產(chǎn)生橫向拉應力，兩端則產(chǎn)生壓應力。其二是因為施焊時，先焊的焊縫逐步冷卻結(jié)硬，具有一定的強度，并阻止后續(xù)焊縫的橫向膨脹，使后續(xù)焊縫產(chǎn)生橫向的熱塑壓縮。 + =焊縫彎曲橫向應力＋橫向收縮應力＝橫向焊接應力weld555 LOGO （ 3）厚度方向的焊接應力 厚度方向的焊接應力是厚鋼板的對接焊縫連接中，施焊時需多層施焊，受到加熱和冷卻不均勻而產(chǎn)生的。焊縫成形時，與空氣接觸的焊縫表面先冷卻結(jié)硬，中間部分后冷卻，沿厚度方向的收縮受到外面已冷卻焊縫的約束，因而在焊縫內(nèi)部形成沿厚度方向的拉應力，外部為壓應力。當鋼材厚度t≤20mm 時，厚度方向焊接應力較小，可忽略不計；但t≥50mm 時，厚度方向焊接應力可達 50N／ mm2。 由上可見，如果縱、橫、厚三個方向的焊接應力在