【文章內容簡介】 焊縫厚度 ： 有效厚度 +熔深 +凸度 有效截面 ： 有效厚度 計算長度 計算時假定有效截面上應力均勻分布。 鋼結構設計原理 Design Principles of Steel Structure 第三章 連 接 Chapter 3 Connections 2）有效截面上的應力狀態(tài) 圖 角焊縫有效截面上的應力 國際標準化組織（ ISO）推薦用式（ ）確定角焊縫的極限強度 )()( wu222 fττσ ??? ?? ∥d? a? d a c c? ? ? ?∥ ?? 在外力作用下，直角角焊縫有效截面上有三個應力： ?? — 正應力，與焊縫長度方向（面外垂直） ?∥ — 剪應力 ， 與焊縫長度方向 （ 面內平行 ） ? ?— 剪應力 ， 與焊縫長度方向 （ 面內垂直 ） 上式相當于國產 Q235鋼提出，其它鋼種公式左邊系數（ ～ ） 式中： fuw 焊縫金屬的抗拉強度 鋼結構設計原理 Design Principles of Steel Structure 第三章 連 接 Chapter 3 Connections ? ? wf21122 33 f??? ?? ??? （ ） ffw—— 角焊縫強度設計值 我國 《 規(guī)范 》 采用了折算應力公式，引入抗力分項系數后得角焊縫計算公式為： )()(3 wu222 fττσ ??? ?? ∥ 出于偏于安全考慮，且與母材的能量強度理論的折算應力公式一致，歐洲鋼結構協(xié)會（ ECCS），將（ ）的 3即： ffw由角焊縫抗剪條件確定，所以公式右邊相當于角焊縫抗拉強度設計值。 鋼結構設計原理 Design Principles of Steel Structure 第三章 連 接 Chapter 3 Connections 圖 直角角焊縫的計算 如圖所示承受互相垂直的 Ny、 Nx兩個軸心力作用的直角角焊縫， Ny垂直于焊縫長度方向產生平均應力 ?f， 其在有效截面上引起的應力值為： weyf lhN??（ ） ?f 對于有效截面既不是正應力也不是剪應力，但可分解為 ?? 和 ? ?。 2f??? ＝＝??對直角角焊縫 ： 3）實用計算方法 鋼結構設計原理 Design Principles of Steel Structure 第三章 連 接 Chapter 3 Connections 圖 直角角焊縫的計算 沿焊縫長度方向的力 Nx， 在有效截面上引起平行于焊縫長度方向的剪應力 ? f。 （ ） ∥?? ??wezf lhN鋼結構設計原理 Design Principles of Steel Structure 第三章 連 接 Chapter 3 Connections 則直角角焊縫在各種應力綜合作用下的計算公式為： ? ? wff33 222 ??? ?? ∥??? （ ） wf2f2ff f?????????? ??? （ ） wff33242322f2f2ff2f ??????????????? ?????????????? ????? ?＝??f —— 正面角焊縫的強度設計值增大系數。靜載時 ? f ＝ ， 對直接承受動力荷載的結構， ? f ＝ 。 鋼結構設計原理 Design Principles of Steel Structure 第三章 連 接 Chapter 3 Connections 正面角焊縫 ? f＝ 0， 力 N與焊縫長度方向垂直。 側面角焊縫 ?f＝ 0， 力 N與焊縫長度方向平行。 wffwef flhN ?? ?? （ ） wfwef flhN ??? （ ） 22wffff( 3 .3 .6 )f? ???? ??????以上各式中： he=； lw— 角焊縫計算長度，考慮起滅弧缺陷時，每條焊縫取其實際長度減去 2hf。 鋼結構設計原理 Design Principles of Steel Structure 第三章 連 接 Chapter 3 Connections 角焊縫的計算 （拉力、壓力和剪力）作用時角焊縫的計算 當焊件受軸心力，且軸心力通過連接焊縫群的中心，焊縫的應力可認為是均勻分布的。 (1）用蓋板的對接連接 wffewN fhl? ???A、僅采用側面角焊縫連接 N N lw Slw－連接一側的側面角焊縫計算長度的總和 鋼結構設計原理 Design Principles of Steel Structure 第三章 連 接 Chapter 3 Connections wf f w eN f l h???? ?B、采用三面圍焊連接 wffweNN flh??????N N lw lw’ 先計算正面角焊縫承擔的內力 Slw′－連接一側的正面角焊縫計算長度的總和 再計算側面角焊縫的強度 Slw－連接一側的側面角焊縫計算長度的總和 鋼結構設計原理 Design Principles of Steel Structure 第三章 連 接 Chapter 3 Connections (2）承受斜向軸心力的角焊縫 N Nx Ny θ ?f ?f 圖 軸心力 作用下的角焊縫 平行于焊縫長度方向的分力 Ncos? 垂直于焊縫長度方向的分力 Nsin? ?? wefs inlhN ?? （ ） ?? we lhN ?? c osf（ ） 外力 N和焊縫長度方向斜交，焊縫受到的力 N被分解為： 代入（ ），得焊縫計算公式： wf2we2wefc o ss i n flhNlhN ?????????S?????????S???wf2f2ff f?????????? ??? → 鋼結構設計原理 Design Principles of Steel Structure 第三章 連 接 Chapter 3 Connections （ ） wtf θf flhNwe?? ???wf2we22we 3s i n1c oss i n flhNlhN ?????????取 22f ???得： 令： 3s i n112fθ ????則斜焊縫的計算公式為： ? 0176。 20176。 30176。 40176。 50176。 60176。 70176。 80～ 90176。 ? f? 將 ?f?（斜焊縫強度增大系數）作成表格 鋼結構設計原理 Design Principles of Steel Structure 第三章 連 接 Chapter 3 Connections （ 3）承受軸心力的角鋼端部連接 在鋼桁架中，角鋼腹桿與節(jié)點板的連接焊縫常用兩面?zhèn)群福蛉鎳?，特殊情況也允許采用 L形圍焊（如圖所示）。腹桿受軸心力作用，為了避免焊縫偏心受力， 焊縫所傳遞的合力的作用線應與角鋼桿件的軸線重合 。 圖 桁架腹桿節(jié)點板的連接 鋼結構設計原理 Design Principles of Steel Structure 第三章 連 接 Chapter 3 Connections N N1 N2 e b 角鋼的側縫連接 a) 僅用側面焊縫連接 NNN ?? 21? ?12 N e N b e?解上式得肢背和肢尖的受力為： （ ） 11beN N K Nb???22eN N K Nb??（ ） （ ） 在 N N2作用下，側縫的計算長度為： 1w1 wf 1 f2 0 . 7Nlhf? ?2w2 wf 2 f2 0 .7Nlhf? ?（ ） 由平衡條件得： 肢背 肢尖 K1— 角鋼肢背焊縫的內力分配系數 K2— 角鋼肢尖焊縫的內力分配系數 鋼結構設計原理 Design Principles of Steel Structure 第三章 連 接 Chapter 3 Connections 表 角鋼角焊縫內力分配系數 K 鋼結構設計原理 Design Principles of Steel Structure 第三章 連 接 Chapter 3 Connections b) 角鋼用三面圍焊時 ，可減小角鋼的搭接長度?？上燃俣ㄕ娼呛缚p的焊腳尺寸 hf3 ， 并算出它所能承受的內力 N3 ： wfff33 fbhN ??? （ ） 1 1 312N K N N??（ ） 通過平衡關系得肢背和肢尖側焊縫受力為 : 2 2 312N K N N??（ ） 角鋼角焊縫圍焊的計算 N N1 N2 e b N3 lw2 lw1 在 N N2作用下，側焊縫的長度用公式 （ 、 ）。 鋼結構設計原理 Design Principles of Steel Structure 第三章 連 接 Chapter 3 Connections c) 當采用 L形圍焊時 ，令 N2＝ 0， 得： L形圍焊角焊縫計算公式為： （ ） 322N K N?13N N N??若求出得 hf3大于 hfmax ,則不能采用 L形圍焊。 （ ） 1w1 wf 1 f3f3 wf f w 32 2 NlhfNhfl?????（ ） 鋼結構設計原理 Design Principles of Steel Structure 第三章 連 接 Chapter 3 Connections 例題 試設計用拼接蓋板的對接連接。已知鋼板寬 B＝270mm，厚度 t1=28mm，拼接蓋板的厚度 t2=16mm。該連接承受的靜態(tài)軸心力 N＝ 1400kN（設計值），鋼材為Q235B，手工焊，焊條為 E43型 鋼結構設計原理 Design Principles of Steel Structure 第三章 連 接 Chapter 3 Connections [分析 ] 方法一： 假定焊腳尺寸 焊縫長度 拼接蓋板尺寸 步驟 1：假定焊腳尺寸（ hf） 角焊縫的尺寸是根據板件的厚度確定的。 最大焊腳尺寸：規(guī)范規(guī)定，當 t6mm時， hf≦ t(1～ 2)mm， t為較薄焊件的厚度 hfmax =14～ 15mm 取 hf=10mm 最小焊腳尺寸：規(guī)范規(guī)定， hf≧ (t)1/2， t為較厚焊件的厚度 hfmin = 鋼結構設計原理 Design Principles of Steel Structure 第三章 連 接 Chapter 3 Connections 步驟 2：計算焊縫長度（ lw） 假設采用兩面?zhèn)群缚p，拼接蓋板采用上下兩塊。 根據公式（ ）式算得連接一側所需焊縫的的總長度 Slw =1250mm 拼接蓋板的長度 L=676mm, 取 680mm 由于該連接采用了上下兩塊拼接蓋板，在連接一側有 4條側焊縫，一條側焊縫的實際長度 lw′ = 333mm 驗算 lwmin≦ lw′≦ lwmax 鋼結構設計原理 Design Principles of Stee