【正文】 態(tài) ? 1. 形式 ： ? 按其截面形式可分為 ： 直角角焊縫 (圖 )和 斜角角焊縫 (圖 )。 ? 在直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)中 ， 正面角焊縫的截面常采用圖 (b)所示的 坦式 ， 側(cè)面角焊縫的截面則作成 凹面 式 [圖 (c)]?；颍?90186。 斜角角焊縫常用于鋼漏斗和鋼管結(jié)構(gòu)中 。或＜ 60186。 3． 3 角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算 3． 3． 1 角焊縫的形式和受力狀態(tài) ? 受力狀態(tài) ? 側(cè)面角焊縫受力狀態(tài) ： 大量試驗(yàn)結(jié)果表明 ， 側(cè)面角焊縫(圖 )主要承受剪應(yīng)力 。 傳力線通過(guò)側(cè)面角焊縫時(shí)產(chǎn)生彎折 ， 因而應(yīng)力沿焊縫長(zhǎng)度方向的分布不均勻 ， 呈兩端大而中間小的狀態(tài) 。 ? 正面角焊縫受力狀態(tài) ： 正面角焊縫 (圖 )受力復(fù)雜 ， 截面中的 各面均存在正應(yīng)力和剪應(yīng)力 ， 焊根處存在著很?chē)?yán)重的應(yīng)力集中 。 正面角焊縫的破壞強(qiáng)度高于側(cè)面角焊縫 ， 但塑性變形要差些 。 3． 3 角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算 3． 3． 2 角焊縫的構(gòu)造要求 1 最大焊腳尺寸 ? 根據(jù)角焊縫的工藝和力學(xué)性能 ， 為了避免焊縫區(qū)的基本金屬“ 過(guò)燒 ” ， 減小焊件的焊接殘余應(yīng)力和殘余變形 ， 角焊縫的焊腳尺寸不宜大于較薄焊件厚度的 。 如果另一焊件厚度 t180。的要求 。 ? 規(guī)范規(guī)定： 角焊縫的焊腳尺寸 hf 不得小于 ， t為較厚焊件厚度 (單位為 mm)。 自動(dòng)焊熔深較大 ， 故所取最小焊腳尺寸可減小 1mm； 對(duì) T形連接的單面角焊縫 ， 應(yīng)增加1mm； 當(dāng)焊件厚度小于或等于 4mm時(shí) ， 則取與焊件厚度相同 。 焊縫越長(zhǎng) ， 應(yīng)力集中系數(shù)越大 。 但是 ， 如果焊縫長(zhǎng)度超過(guò)某一限值時(shí) ， 有可能首先在焊縫的兩端破壞 ， 故一般規(guī)定 側(cè)面角焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度lw≤ 60hf。 3． 3 角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算 3． 3． 2 角焊縫的構(gòu)造要求 ? 3 側(cè)面角焊縫的最大計(jì)算長(zhǎng)度 ? lw≤ 60hf ? 當(dāng)實(shí)際長(zhǎng)度大于上述限值時(shí) ， 其超過(guò)部分在計(jì)算中不予考慮 。 3． 3 角焊縫的構(gòu)造與計(jì)算 3． 3． 2 角焊縫的構(gòu)造要求 ? 4 角焊縫的最小計(jì)算長(zhǎng)度 ? 角焊縫的焊腳尺寸大而長(zhǎng)度較小時(shí) ， 焊件的局部加熱嚴(yán)重 ， 焊縫起滅弧所引起的缺陷相距太近 ， 以及焊縫中可能產(chǎn)生的其他缺陷 (氣孔 、 非金屬夾雜等 )， 使焊縫不夠可靠 。 因此 ， 側(cè)面角焊縫或正面角焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度不得小于 8 hf和 40mm。 b為兩側(cè)焊縫的距離 ， lw為焊縫長(zhǎng)度 。 這主要是由于應(yīng)力傳遞的過(guò)分彎折使構(gòu)件中應(yīng)力不均勻分布的影響 。 ? 兩側(cè)面角焊縫之間距離 b也不宜大于 16t(t＞12mm)或 200mm(t≤12mm)， t為較薄焊件的厚度 ， 以免因焊縫橫向收縮 ， 引起板件向外發(fā)生較大拱曲 。 ? 5 搭接連接的構(gòu)造要求 ? 桿件端部搭接采用三面圍焊時(shí) ， 在轉(zhuǎn)角處截面突變 ， 會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中 ， 如在此處起滅弧 ， 可能出現(xiàn)弧坑或咬肉等缺陷 ， 從而加大應(yīng)力集中的影響 。 ? 對(duì)于非圍焊情況 ， 當(dāng)角焊縫的端部在構(gòu)件轉(zhuǎn)角處時(shí) ， 可連續(xù)地作長(zhǎng)度為 2 hf的繞角焊 。 ? he = hf為直角角焊縫的有效厚度。方向的最小截面 (即有效厚度與焊縫計(jì)算長(zhǎng)度的乘積 )破壞 ，該截面稱(chēng)為 有效截面或計(jì)算截面。 ? 計(jì)算截面上點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài) ： 作用于焊縫有效截面上的應(yīng)力如圖所示，這些應(yīng)力包括：垂直于焊縫有效截面的正應(yīng)力 σ⊥ ， 垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的 垂直剪應(yīng)力τ⊥ ， 以及沿焊縫長(zhǎng)度方向的 平行剪應(yīng)力 τ‖ ? 強(qiáng)度驗(yàn)算公式 ： 根據(jù)能量強(qiáng)度理論 ， 焊縫中任意節(jié)點(diǎn)的折算應(yīng)力公式為： ? 由于規(guī)范規(guī)定的角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 是根據(jù)抗剪條件確定的，而 相當(dāng)于角焊縫的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 。為此對(duì)驗(yàn)算公式進(jìn)行 簡(jiǎn)化 wff3)(32//22 ????? ???wuf??? ?? )(32//22 ???wff3wufwff? 1 以圖 所示受斜向軸心力 N ( 互相垂直的分力為 N y 和N x ) 作用的直角角焊縫為例，說(shuō)明角焊縫基本公式的推導(dǎo)。 ? 1 假定應(yīng)力均勻 分布則： weyflhN?? yN—— 垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的軸心力； eh—— 直角角焊縫的有效厚度， he = 0 .7 hf； wl—— 焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度，考慮起滅弧缺陷，按各條焊縫的實(shí)際長(zhǎng)度每端減去 h f 計(jì)算。 對(duì)正面角焊縫 ，此時(shí)? f = 0 ，得 ? f =welhN ≤ wfff? ( 3 . 7 ) 對(duì)側(cè)面角焊縫 ，此時(shí)? f = 0 ，得 ? f =welhN≤ wff () ? 1 式 ( 3 . 6 ) ~ 式 ( 3 . 8 ) 即為角焊縫的基本計(jì)算公式。 動(dòng)力荷載的特殊考慮： 對(duì)于直接承受動(dòng)力荷載結(jié)構(gòu)中的焊縫，雖然正面角焊縫的強(qiáng)度試驗(yàn)值比側(cè)面角焊縫高，但判別結(jié)構(gòu)或連接的工作性能，除是否具有較高的強(qiáng)度指標(biāo)外，還需檢驗(yàn)其延性指標(biāo) ( 也即塑性變形能力 ) 。 角焊縫的強(qiáng)度與熔深有關(guān) 。如美國(guó)、前蘇聯(lián)等均予以考慮。 3． 3． 4 各種受力狀態(tài)下直角角焊縫連接的計(jì)算 1 承受軸心力作用時(shí)角焊縫連接計(jì)算 ? 1 ( 1 ) 用蓋板的對(duì)接連接承受軸心力 ( 拉力、壓力 ) 時(shí) 當(dāng)焊件受軸心力，且軸心力通過(guò)連接焊縫中心時(shí)，可認(rèn)為焊縫應(yīng)力是均勻分布的。式中 ? wl為連接一側(cè)正面角焊縫計(jì)算長(zhǎng)度的總和；再由力 ( NN ?? ) 計(jì)算側(cè)面角焊縫的強(qiáng)度： ? f =???welhNN≤ wff 1 承受軸心力作用時(shí)角焊縫連接計(jì)算 ? 1 ( 2 ) 承受斜向軸心力的角焊縫連接計(jì)算 圖 3 . 2 2 所示受斜向軸心力的角焊縫連接，有兩種計(jì)算方法。對(duì)直接承受動(dòng)力荷載結(jié)構(gòu)中的焊縫，取??f=1 . 0 。 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 力作用線應(yīng)與角鋼桿件的軸線重合。當(dāng)腹桿為雙角鋼組成的 T形截面，且肢寬為 b 時(shí)， N3=2 0 .7 hf3b??fwff ( ) 由平衡條件 (?M =0 ) 可得：22)(3131NNaNbebNN ????? ( ) 223232NNaNbNNe???? ( ) 式中 N N2—— 角鋼肢背和肢尖 上的側(cè)面角焊縫所分擔(dān)的軸力； e —— 角鋼的形心矩； 1a、2a—— 角鋼肢背和肢尖焊縫 的內(nèi)力分配系數(shù)，設(shè)計(jì)時(shí)可近 似取31,3221?? aa。例如對(duì)雙角鋼截面：wffwfhNl111 ?? wffwfhNl222 ?? 式中 1fh、1wl—— 一個(gè)角鋼肢背上 的側(cè) 面角焊縫的焊腳尺寸及計(jì)算長(zhǎng)度； 2fh、2wl—— 一個(gè)角鋼肢尖上的側(cè) 面角 焊縫的焊腳尺寸及計(jì)算長(zhǎng)度。由于只有面角焊縫和角鋼肢背上的側(cè)面角焊縫，令式 ( 3 . 1 4 ) 中的 N2=0 ，得 NaN232? 31NNN ?? 角鋼肢背上的角焊縫計(jì)算長(zhǎng)度可按式 ( 3 . 1 7 ) 計(jì)算，角鋼端部的 正面角焊縫 的長(zhǎng)度已知， 可按下 式計(jì)算其焊腳尺寸： wffwfflNh?333 ??? 式中，blw?3— 5 mm 計(jì)算 長(zhǎng)度 和 實(shí)際 長(zhǎng)度 考慮到每條焊縫兩端的起滅弧缺陷，實(shí)際焊縫長(zhǎng)度為計(jì)算長(zhǎng)度 加 10 mm ；但對(duì)于三面圍焊，由于在桿件端部轉(zhuǎn)角處必須連接施焊， 每條側(cè)面角焊縫只有一端可能起滅弧，故焊縫實(shí)際長(zhǎng)度為計(jì)算長(zhǎng)度 加 5m m ；對(duì)于采用繞角焊的側(cè)面角焊縫實(shí)際長(zhǎng)度等于計(jì)算長(zhǎng)度 ( 繞角焊縫長(zhǎng)度 2 hf不進(jìn)入計(jì)算 ) 。 角焊縫同時(shí)承受軸心力 N x 、剪力 N y 和彎矩 M = N x ? e 的共同作用。此處垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的應(yīng)力由兩部分組成，即由軸心拉力 N x 和 彎矩 M 產(chǎn)生的 正應(yīng)力 為： ? f =2262wewexlhMlhN? 2 承受彎矩、軸心力或剪力聯(lián)合作用的 角焊縫連接計(jì)算 剪力 Ny在 A 點(diǎn)處產(chǎn)生平行于 焊縫長(zhǎng)度方向的應(yīng)力 式中 wl—— 焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度， 為實(shí)際長(zhǎng)度減 2 hf。 2 承受彎矩、軸心力或剪力聯(lián)合作用的 角焊縫連接計(jì)算 （ 2 ） 工字梁 ( 或牛腿 ) 與鋼柱翼緣的角焊縫連接 連接 承受彎矩 M 和剪力 V 的聯(lián)合作用。這就說(shuō)明，翼緣板的抗剪能力極差。 2 承受彎矩、軸心力或剪力聯(lián)合作用 的角焊縫連接計(jì)算 為了焊縫分布較合理，宜在每個(gè)翼緣的上下兩側(cè)均勻布置角焊縫，此彎曲應(yīng)力沿梁高度呈三角形分布，應(yīng)使翼緣焊縫最外纖維