《接头焊缝的设计》word版.doc

毕 业 设 计（论文）课题名称 接头焊缝的设计 系 别 土木系 专 业 建筑工程技术 班 级 08级统招专科建筑工程技术一班 姓 名 学号 指导老师 毕业设计（论文）任务书系 土木系 专业 建筑工程技术 年级 大三 班级 08统招专科建筑工程技术一班 姓名 起止日期 2011年1月3日至2月3日 设计题目 设计角钢连接的角焊缝 1毕业设计（论文）任务及要求（包括设计或论文的主要内容、主要技术指标，并根据题目性质对学生提出具体要求）本文介绍在不同角焊缝连接方式的等边角钢，根据被焊构件承受的轴力计算出每种连接方式的焊缝应力值并进行验算。 关键词：等边角钢、轴力、侧面角焊缝、L型围焊连接、三面围焊连接2毕业设计（论文）的原始资料及依据（包括设计或论文的工作基础、研究条件、应用环境等）使用两根等边的角钢L110*10和强度为Q235的搭接板用角焊缝连接起来，如下图所示，焊接方法为手工焊，所用焊条为E43型。根据构造要求和强度要求并按照侧面角焊缝、L型围焊连接和三面围焊连接三种角焊缝的连接方式设计出角焊缝的焊角尺寸与长度，被焊构件所受的轴力为700kN。在设计过程中须写出完整的计算书，详细算出各种脚焊缝连接下各条焊缝上的应力值并进行强度验算。3主要参考资料、文献1、 刚结构，钟山桐，武汉大学出版社2、 钢结构原理与设计（精编本），刘声扬等，武汉理工大学出版社3、 钢结构，魏明钟，武汉理工大学出版社4、 钢结构基本原理，沈祖炎等，中国建筑工业出版社 指导教师 年 月 日指导教师评语建议成绩：优 良 中 及格 不及格 指导教师签字 年 月 日最终评定成绩：优 良 中 及格 不及格系主任签字 年 月 日目录打印格式“目录”小三、加粗、居中。段前、段后各6磅（或0.5行）目录打印三个层次，即：一、（一）、1各层次标题小四号、加粗，前两个层次标明页码。目录绪言5一、钢结构的角焊缝6 (一)、角钢与钢板用角焊缝的连接形式61、两个侧面焊缝2、三面围焊3、L形围焊 (二)、计算角焊缝的长度61、对于两面侧焊2、对于三面围焊3、当杆件受力很小时，可采用L形围焊。二、角焊缝受轴心力作用的计算8(一)、侧面角焊缝或作用力平行于焊缝长度方向的角焊缝8(二)、正面角焊缝或作用力与焊缝长度方向垂直的角焊缝8三、按照不同形式的角焊缝连接根据构造要求和强度要求设计出角焊缝的焊脚尺寸与长度，并算出各条焊缝上的应力值进行强度验算8(一)、侧面角焊接8 1、计算焊脚尺寸和长度2、各条焊缝上的强度验算(二)、三面围焊9 1、计算焊角尺寸和长度 2、各条焊缝上的强度验算（三）、L形围焊101、计算焊角尺寸和长度2、各条焊缝上的强度验算四、总结11五、参考文献12正文打印格式1 字号：标题的字号：一、小三、加粗。段前、段后各6磅（或0.5行）（一）四号、加粗。段前6磅（或0.5行）1小四号、加粗。无明显标题意义或不单独成行时，不加粗（1）小四号正文的字号：小四号2 字符间距：标准3 行距：固定值20磅4 每个标题、自然段前空4格（两个小四汉字）5 图表换页时保持完整；图表内的字体可适当小一些，以美观为度。6 页边距：左2.5厘米，上、下、右各2厘米7 装订位置：左边装订8 正文编页码（页面底端、右侧）绪言20世纪以来，信息技术，新材料技术，航空航天技术等科学技术的迅猛发展与广泛应用，引领了整个世界范围内传统材料加工制造的大发展引起了整个世界材料加工制造的巨大变革。新材料与新工艺创新日新月异，材料加工服务领域不断拓展，先进材料加工科学与技术得到了空前的发展。钢结构建筑是一种节能环保型建筑，钢结构是一种重量轻、强度高、抗震性能好、而且能循环使用的建筑材料。所以，我们要充分认识到钢结构建筑物是实行建筑节能的具有代表性的建筑。而焊接则是钢结构中的重要组成部分，在钢结构中不但应用广泛，而且焊接方式多样，已成为建筑等行业中一种愈来愈重要的加工工艺手段。因此接头焊缝的设计便成了钢结构工程中不可缺少的重要环节。本篇文章主要介绍角钢连接的角焊缝设计，即根据角钢的尺寸和一定强度、厚度的搭接板以及被焊构件所承受的轴力值来设计各种角焊缝的焊角尺寸与长度，并进行各种角焊缝的应力值计算和强度验算。一、 钢结构的角焊缝（一）、角钢与钢板用角焊缝的连接形式，如图1所示。1、两个侧面焊缝。 2、三面围焊。 3、L形围焊。 图1 （a）两侧缝连接；（b）三面围焊；（c）L形围焊（二）、计算角焊缝的长度 1、对于两面侧焊，因0，则： =N （1） =N （2）式中 、角钢肢背和肢尖的侧面角焊缝所承受的轴力； 、角钢肢背和肢尖焊缝的内力分配系数，可查表得到。求得各条焊缝所受的内力后，按构造要求假定肢背和肢尖焊缝的焊脚尺寸，即可求出焊缝的计算长度。对双角钢截面= （3）= （4）式中 、一个角钢肢背上的侧面角焊缝的焊脚尺寸及计算长度； 、 一个角钢肢尖上的侧面角焊缝的焊脚尺寸及计算长度。 角焊缝的强度设计值，可查表得到。实际焊缝长度为计算长度加2。对于三面围焊，焊缝实际长度为计算长度加；对于采用绕角焊的侧面角焊缝实际长度等于计算长度（绕角焊缝长度2不进入计算）。2、对于三面围焊，可先假定正面角焊缝的焊脚尺寸，求出正面角焊缝所分担的轴心力。当截面为双角钢组成的T形截面，且肢宽为b时， =20.7b （5） 由平衡条件（0）可得： =-=N- （6） =-=N- （7）式中 、角钢肢背和肢尖的侧面角焊缝所承受的轴力； e角钢的形心距； 、角钢肢背和肢尖焊缝的内力分配系数，可查表得到。3、当杆件受力很小时，可采用L形围焊。由于只有正面角焊缝和角钢肢背上的侧面角焊缝，令0，得： =2N （8） =N- （9）= （10）式中，=b-。 二、 角焊缝受轴心力作用的计算当作用力（拉力、压力、剪力）通过角焊缝群形心时，认为焊缝沿长度反方向的应力均匀分布。由于作用力与焊缝长度方向间关系的不同，放在应用角焊缝的一般强度计算表达式时分别为:(一)、侧面角焊缝或作用力平行于焊缝长度方向的角焊缝 =Nhelw (11) 式中按焊缝计算截面计算，平行于焊缝长度方向的剪应力； 角焊缝的强度设计值，可查表得到； he0.7hf。 (二)、正面角焊缝或作用力与焊缝长度方向垂直的角焊缝 =Nhelw （12）式中按焊缝计算截面计算，垂直于焊缝长度方向的应力； 正面角焊缝的强度设计值提高系数，对承受静力或间接承受动力荷载的结构取=1.22；对直接承受动力荷载的结构取=1.0. he同上。三、按照不同形式的角焊缝连接根据构造要求和强度要求设计出脚焊缝的焊脚尺寸与长度，并算出各条焊缝上的应力值进行强度验算。(一)、侧面角焊接 1、计算焊脚尺寸和长度 设角钢肢背、肢尖焊脚尺寸相同，取 =8mmt-(12)mm=10-(12)mm=89mm 1.2tmin=1.210=12mm1.5=1.5=5.2 查表可得角焊缝强度设计值=160N/m 由公式（1）、（2）、（3）、（4）可得：=0.7700 kN =490kN；=0.3700 kN =210kN； =4901000/20.78160 =273.4mm =2101000/20.78160=117肢背和肢尖焊缝需要的实际长度为：+2=273+16=289, 取290 +2=117+16=133，取1352、各条焊缝上的强度验算由公式（11）可得：1=4901000/20.78273.4=160N/m =160 N/m2=2101000/20.78117=160 N/m =160 N/m所以，焊缝强度满足要求。(二)、三面围焊 1、计算焊角尺寸和长度设角钢肢背、肢尖及端部焊脚尺寸相同，取 =8mmt-(12)mm=10-(12)mm=89mm 1.2tmin=1.210=12mm1.5=1.5=5.2 查表可得角焊缝强度设计值=160N/m由公式（3）、（4）、（5）、（6）、(7)可得：=20.781101.22160=240kN=0.7700240/2=370kN =0.3700-240/2=90kN =3701000/20.78160=206mm =901000/20.78160=50mm =110mm肢背、肢尖和端部焊缝需要的实际长度为： +=206+8=214mm+=50+8=58mm,取60mm +=110+8=118mm,取120mm2、各条焊缝上的强度验算由公式（11）(12)可得：1=3701000/20.78206=160 N/m =160 N/m2=901000/20.7850=160 N/m =160 N/m=2401000/20.78110=195 N/m =195N/m所以，焊缝强度满足要求。（三）、L形围焊 1、计算焊角尺寸和长度 设角钢肢背及端部焊脚尺寸相同，取 =8mmt-(12)mm=10-(12)mm=89mm 1.2tmin=1.210=12mm1.5=1.5=5.2 查表可得角焊缝强度设计值=160N/m 由公式（3）、（8）、（9）、（10）可得： =20.3700=420kN=700-420=280kN=2801000/20.78160=160mm =4201000/20.7(110-8) 1.22160=20mm因为t-(12)mm=10-(12)mm=89mm且1.2tmin=1.210=12mm所以不符合要求。2、各条焊缝上的强度验算由公式（10）(11)可得：1=2801000/20.78160=160 N/m =160 N/m=4201000/20.78110=340N/m =195N/m所以焊缝