【正文】 ，在上、下翼緣邊有最大正應(yīng)力，在腹板中部有最大剪應(yīng)力，且都屬于單向應(yīng)力狀態(tài)，可分別驗算這兩點的抗彎強度和抗剪強度： MVwtwM fW? ?? （ ）wwvwwVS fIt???? （ ）LOGO wtwM fW? ?? （ ）式中 Iw—— 焊縫計算截面的慣性矩； Sw—— 計算剪應(yīng)力處以外的焊縫計算截面對中和軸的面積矩； Ww—— 焊縫截面的 截 面模量； tw—— 腹板厚度； fvw—— 對接焊縫的抗剪強度設(shè)計值?？紤]到折算應(yīng)力只是在局部出現(xiàn)，焊縫的強度設(shè)計值可提高 10％，故得計算公式如下 ： 2 2 w1 1 t3 ( )f????式中 σ1—— 腹板與翼緣交接處由彎矩引起的正應(yīng)力； τ1—— 腹板與翼緣交接處的剪應(yīng)力； MVLOGO （ 3）對接焊縫受軸心力、彎矩和剪力共同作用 將軸心力作用產(chǎn)生的正應(yīng)力與彎矩產(chǎn)生的正應(yīng)力疊加。 需對上述兩點進行強度驗算，計算公式如下： MVMhh0NNNwwN w t cwwNM ffAW? ? ???＋ ＝ ＋ 或 （ ）2 2 wN w 1 1 t3 1 .1 f? ? ???（ ＋ ） （ ）LOGO 例題 LOGO LOGO LOGO LOGO 例題 LOGO 例題 LOGO 角焊縫的構(gòu)造和計算 角焊縫的截面形式和受力性能 hf he hf LOGO 斜角角焊縫及截面形式 αh f h f h fh fαhfh fα( a)等 腰式 (b) 平坦式 ( c) 凹面式 角焊縫截面形式可分為 直角角焊縫 和 斜角角焊縫 兩類： 其中直角角焊縫的直角邊邊長 hf稱為 焊腳尺寸 ； he稱為焊縫的有效厚度 ，是計算角焊縫破壞面面積的參數(shù)之一 。焊縫長度方向垂直于力作用方向的角焊縫稱為正面角焊縫 (也稱端焊縫 )；平行于力作用方向的角焊縫稱為側(cè)面角焊縫（簡稱側(cè)焊縫）。在彈性階段， 傳力線通過側(cè)面角焊縫時產(chǎn)生彎折， 應(yīng)力沿焊縫長度方向分布不均勻，兩端大而中間小，破壞的起點常在焊縫兩端，破壞面約為 450斜面，如圖所示。但在進入塑性工作階段時產(chǎn)生應(yīng)力重分布，可使不均勻現(xiàn)象趨緩。正面角焊縫的強度比側(cè)面角焊縫高，但塑性較差，焊縫根角處應(yīng)力集中突出，常在此處首先出現(xiàn)裂紋而破壞。 NNNNabcaaaa abbbc c cxyxyyxx xyyyxLOGO 角焊縫的構(gòu)造要求 為了避免因焊腳尺寸過大或過小而引起 “ 燒穿 ” 、“ 變脆 ” 等缺陷，以及焊縫長度太長或太短而出現(xiàn)焊縫受力不均勻等現(xiàn)象，對角焊縫的焊腳尺寸、焊縫長度還有限制。 當(dāng)焊件厚度小于或等于 4mm時，最小焊腳尺寸與焊件厚度相同。 當(dāng)兩塊鋼板厚度相差懸殊大，用等腰直角角焊縫無法滿足最大、最小焊腳尺寸要求時 ,可用不等焊腳尺寸，按滿足右圖要求采用（其中 t1t2）。 t 1t 2h f 當(dāng)1t≤ 6 m m 時， fh≤1t 當(dāng)1t＞ 6 m m 時， fh≤1t (1 ～ 2) mm 3）最小計算長度 w , m in f8 40 m mlh??且此規(guī)定適合正面角焊縫和側(cè)面角焊縫。 小結(jié) 設(shè)計時，焊縫需滿足： 焊腳尺寸： w , m a x f40lh?LOGO 5）其他構(gòu)造要求 當(dāng)板件的端部僅有兩側(cè)角焊縫連接時，為避免應(yīng)力傳遞的過分曲折而使構(gòu)件中應(yīng)力過分不均，應(yīng)使每條側(cè)面角焊縫長度不小于兩側(cè)面角焊縫之間的距離 b。 若不能滿足上述規(guī)定時，應(yīng)加正面角焊縫或焊釘。 在搭接連接中，搭接長度不得小于焊件較小厚度的 5倍，且不小于 25mm，以減小焊縫收縮應(yīng)力和偏心產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動對連接的影響 LNNNN發(fā)生轉(zhuǎn)動LOGO 對次要構(gòu)件且焊縫受力很小時，可采用間斷角焊縫連接。 對受壓構(gòu)件：間距 e ≤15 t 對受拉構(gòu)件：間距 e≤30 t t——較薄焊件的厚度。有效厚度 he與焊縫 計算長度 lw的乘積稱為破壞面的有效截面面積。 ffw相當(dāng)于焊縫單向抗拉強度設(shè)計值。對承受靜力荷載或間接承受動力荷載結(jié)構(gòu)中的正面角焊縫， 即正面角焊縫的強度是側(cè)面角焊縫強度的 ；對直接承受動力荷載結(jié)構(gòu)中的正面角焊縫，考慮其剛度大，韌性差，將其強度降低使用，取 βf =?？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?；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。 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(dān)的軸心力 N’，其余軸心力（ NN’）由側(cè)焊縫承擔(dān)，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 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 。 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 。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。r xAτ fTyNVτ σ τ TryeFl 1l 2Nx x x xA39。 I0= Ix+ Iy 設(shè)在 N、 V作用下焊縫的應(yīng)力均勻分布 ,則 N、 V作用產(chǎn)生的應(yīng)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(yīng)力最大，且為平面應(yīng)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(yīng)力達到強度設(shè)計值，顯然偏于保守。此時可采用不焊透的對接焊縫。 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。 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(dāng) α≥600時 ,he＝ s。 U型坡口 he ＝ s。 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)。 tLOGO 焊接應(yīng)力和焊接變形 焊接應(yīng)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。焊接應(yīng)力的成因可用右圖所示的 高溫加熱模型 說明。 （ 1）縱向焊接應(yīng)力 800 500 300施焊方向weld2052 LOGO （ 2）橫向焊接應(yīng)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(yīng)力，兩端則產(chǎn)生壓應(yīng)力。 + =焊縫彎曲橫向應(yīng)力＋橫向收縮應(yīng)力＝橫向焊接應(yīng)力weld555 LOGO （ 3）厚度方向的焊接應(yīng)力 厚度方向的焊接應(yīng)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。當(dāng)鋼材厚度t≤20mm 時，厚度方向焊接應(yīng)力較小，可忽略不計；但t≥50mm 時，厚度方向焊接應(yīng)力可達 50N／ mm2。 ttemp stress LOGO 焊接變形 在焊接過程中，由于不均勻加熱和冷卻收縮，勢必使構(gòu)件產(chǎn)生局部鼓曲、 歪曲、彎曲或扭轉(zhuǎn)等。實際的焊接變形常常是幾種變形的組合。 2)對構(gòu)件剛度的影響：焊接應(yīng)力將降低構(gòu)件的剛度 3)對構(gòu)件穩(wěn)定性的影響：焊接應(yīng)力將降低構(gòu)件的穩(wěn)定承載力。 5)對低溫冷脆的影響：焊接應(yīng)力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生低溫脆斷。例如軸心壓桿，若焊接時產(chǎn)生了彎曲變形，就變成了壓彎構(gòu)件，其強度和穩(wěn)定承載力將受影響。施焊時不得隨意加大焊縫的焊腳尺寸。 3)焊縫布置盡可能對稱，以減少焊接變形 ,圖 (a)。 5)焊縫不宜過分集中，避免產(chǎn)生過大的焊接應(yīng)力甚至產(chǎn)生裂紋，圖 (c)。 7)盡量避免焊縫相交，可將次要焊縫中斷，保證主焊縫連續(xù)， 圖(e)。 P蓋板對接 T 形連接搭接LOGO 螺栓直徑與螺栓孔孔徑要求 I類孔 ：加工精度達到 H12，孔壁表面粗糙度不大于 ，制作費工，成本高；螺桿直徑比螺栓孔直徑小 。螺桿直徑比螺栓孔徑小 ～ 。 LOGO 螺栓孔的排列 螺栓的排列形式應(yīng)簡單、整齊、緊湊，排列方法有并列和錯列兩種。 板端沖剪破壞板端沖剪破壞 LOGO 根據(jù)以上要求，規(guī)范規(guī)定了 螺孔的允許距離 ：