【正文】 考慮到焊縫兩端的缺陷，其實(shí)際長(zhǎng)度應(yīng)較前述數(shù)值還要大 2hf lwmax≤60hf 若實(shí)際長(zhǎng)度超過以上數(shù)值 ， 則超過部分不納入計(jì)算長(zhǎng)度中 。 b) 側(cè)焊縫最大計(jì)算長(zhǎng)度 （ lwmax） 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第三章 連 接 Chapter 3 Connections （ 3）減小角焊縫應(yīng)力集中的措施 t b lw 圖 側(cè)焊縫引起焊件拱曲 為了避免焊縫橫向收縮引起板件的拱曲太大 ， b≤16t（ t 12mm） 或 200mm（ t≤12mm）； a) 構(gòu)件端部?jī)H有兩邊側(cè)縫連接時(shí)： 試驗(yàn)結(jié)果表明，連接的承載力與 b / lw有關(guān) 。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第三章 連 接 Chapter 3 Connections c)直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)中，角焊縫表面應(yīng)做成直線形或凹形，焊腳尺寸的比例： 正面角焊縫 宜為 1:，長(zhǎng)邊與內(nèi)力方向一致 ； 側(cè)面角焊縫 可用直角焊縫為 1:1 。 d) 當(dāng)焊縫端部在焊件轉(zhuǎn)角處時(shí)，應(yīng)將焊縫延續(xù)繞過轉(zhuǎn)角加焊 2hf。 b) 2hf a) 2hf 2hf 圖 繞角焊縫 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第三章 連 接 Chapter 3 Connections e) 在次要構(gòu)件或次要焊接連接中，可采用 斷續(xù)角焊縫 。以防板件局部凸曲鼓起，而對(duì)受力不利或潮氣易于侵入而引起銹蝕。 圖 直角角焊縫截面 有效厚度 ： he （＝ ） 焊縫厚度 ： 有效厚度 +熔深 +凸度 有效截面 ： 有效厚度 計(jì)算長(zhǎng)度 計(jì)算時(shí)假定有效截面上應(yīng)力均勻分布。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第三章 連 接 Chapter 3 Connections 圖 直角角焊縫的計(jì)算 如圖所示承受互相垂直的 Ny、 Nx兩個(gè)軸心力作用的直角角焊縫， Ny垂直于焊縫長(zhǎng)度方向產(chǎn)生平均應(yīng)力 ?f， 其在有效截面上引起的應(yīng)力值為： weyf lhN??（ ） ?f 對(duì)于有效截面既不是正應(yīng)力也不是剪應(yīng)力，但可分解為 ?? 和 ? ?。 （ ） ∥?? ??wezf lhN鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(yīng)力綜合作用下的計(jì)算公式為： ? ? wff33 222 ??? ?? ∥??? （ ） wf2f2ff f?????????? ??? （ ） wff33242322f2f2ff2f ??????????????? ?????????????? ????? ?＝??f —— 正面角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增大系數(shù)。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(zhǎng)度方向垂直。 wffwef flhN ?? ?? （ ） wfwef flhN ??? （ ） 22wffff( 3 .3 .6 )f? ???? ??????以上各式中： he=； lw— 角焊縫計(jì)算長(zhǎng)度，考慮起滅弧缺陷時(shí)，每條焊縫取其實(shí)際長(zhǎng)度減去 2hf。 (1）用蓋板的對(duì)接連接 wffewN fhl? ???A、僅采用側(cè)面角焊縫連接 N N lw Slw－連接一側(cè)的側(cè)面角焊縫計(jì)算長(zhǎng)度的總和 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)算正面角焊縫承擔(dān)的內(nèi)力 Slw′－連接一側(cè)的正面角焊縫計(jì)算長(zhǎng)度的總和 再計(jì)算側(cè)面角焊縫的強(qiáng)度 Slw－連接一側(cè)的側(cè)面角焊縫計(jì)算長(zhǎng)度的總和 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(zhǎng)度方向的分力 Ncos? 垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的分力 Nsin? ?? wefs inlhN ?? （ ） ?? we lhN ?? c osf（ ） 外力 N和焊縫長(zhǎng)度方向斜交，焊縫受到的力 N被分解為： 代入（ ），得焊縫計(jì)算公式： wf2we2wefc o ss i n flhNlhN ?????????S?????????S???wf2f2ff f?????????? ??? → 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第三章 連 接 Chapter 3 Connections （ ） wtf θf(wàn) flhNwe?? ???wf2we22we 3s i n1c oss i n flhNlhN ?????????取 22f ???得： 令： 3s i n112fθ ????則斜焊縫的計(jì)算公式為： ? 0176。 30176。 50176。 70176。 ? f? 將 ?f?（斜焊縫強(qiáng)度增大系數(shù)）作成表格 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(diǎn)板的連接焊縫常用兩面?zhèn)群?，或三面圍焊，特殊情況也允許采用 L形圍焊（如圖所示）。 圖 桁架腹桿節(jié)點(diǎn)板的連接 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第三章 連 接 Chapter 3 Connections N N1 N2 e b 角鋼的側(cè)縫連接 a) 僅用側(cè)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(cè)縫的計(jì)算長(zhǎng)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(nèi)力分配系數(shù) K2— 角鋼肢尖焊縫的內(nèi)力分配系數(shù) 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第三章 連 接 Chapter 3 Connections 表 角鋼角焊縫內(nèi)力分配系數(shù) K 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第三章 連 接 Chapter 3 Connections b) 角鋼用三面圍焊時(shí) ，可減小角鋼的搭接長(zhǎng)度。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第三章 連 接 Chapter 3 Connections c) 當(dāng)采用 L形圍焊時(shí) ，令 N2＝ 0， 得： L形圍焊角焊縫計(jì)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。已知鋼板寬 B＝270mm，厚度 t1=28mm，拼接蓋板的厚度 t2=16mm。 最大焊腳尺寸：規(guī)范規(guī)定，當(dāng) t6mm時(shí)， 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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第三章 連 接 Chapter 3 Connections 步驟 2：計(jì)算焊縫長(zhǎng)度（ lw） 假設(shè)采用兩面?zhèn)群缚p，拼接蓋板采用上下兩塊。 強(qiáng)度條件：假設(shè) b=240mm,則拼接蓋板的橫截面積 A=3840mm2, 根據(jù)靜態(tài)軸力計(jì)算的強(qiáng)度值 ?= N/mm2f=215 N/mm2 選用拼接蓋板的尺寸為 680mm 240mm 16mm 構(gòu)造要求：當(dāng)板件端部只有兩條側(cè)面角焊縫連接時(shí)，要求 b/lw1。受動(dòng)力荷載 N=575kN。 N=575 kN 2 160 100 10 [分析 ] 目標(biāo)： 設(shè)計(jì)焊縫（包括焊腳尺寸、焊縫長(zhǎng)度） 方法 ： 假定焊腳尺寸 焊縫長(zhǎng)度 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第三章 連 接 Chapter 3 Connections 步驟 1：確定焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（ ffw） 查 《 規(guī)范 》 （ P382表 ）得 ffw =160N/mm2 步驟 2：假定焊腳尺寸（ hf） 角焊縫的尺寸是根據(jù)板件的厚度確定的。已知鋼板寬B1=400mm，厚 t1=18mm ,受軸心力 N=1425kN（靜荷載），鋼材 Q235B，手工焊，焊條 E43型。兩塊矩形蓋板寬 B2=340mm，厚 t2=12mm。直接疊加得： 22wfffff???????????代入角焊縫實(shí)用計(jì)算公式（ ）： 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第三章 連 接 Chapter 3 Connections （ 2 ） V、 M共同作用下焊縫強(qiáng)度計(jì)算 h1 σ f1 σ f2 τ f x x h h2 2 2’ 1 h1 M e F V M 對(duì)于 1點(diǎn)： 式中： Iw— 全部焊縫有效截面對(duì)中性軸的慣性矩； h1— 兩翼緣焊縫有效截面最外纖維間的距離 w1f 1 f fw 2hM fI??? ? ?（ ） 假設(shè)：腹板焊縫承受全部剪力，全部焊縫承受彎矩 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第三章 連 接 Chapter 3 Connections h1 σ f1 σ f2 τ f x x h h2 2 2’ 1 h1 M e F V M 對(duì)于 2點(diǎn)： 2f 2 f 1 fw e 2 w 22hMVI h l? ? ?? ? ? ? ?22wf2f 2 fff? ??????????強(qiáng)度驗(yàn)算公式： h2 — 腹板焊縫的實(shí)際長(zhǎng)度； lw2— 腹板焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度； he2— 腹板焊縫截面有效高度。 腹板焊縫的強(qiáng)度計(jì)算式： wff