大工17秋《钢结构》辅导资料六.doc

大连理工大学网络教育学院钢结构辅导资料六主 题：第三章 钢结构的连接 第三节 对接焊缝构造及计算学习时间：11月6日11月12日内 容：这周我们将学习本门课的第三章钢结构的连接。第三章 第三节 对接焊缝构造及计算一、学习要求1.掌握对接焊缝构造及计算二、主要内容基本概念：对接焊缝及角焊缝。 知识点：对接焊缝连接的方法、构造要求、设计和计算。（一）对接焊缝的构造要求1、加工坡口对接焊缝中，应对板件边缘加工坡口，以便焊接时有必要的焊条运转的空间，保证在板件全厚度内焊透。坡口型式随板厚和焊接方法而不同，具体情况如图所示。图12、设置引弧板焊缝的起点和终点处，常因不能焊透而出现凹陷的焊口（即弧坑），此处极易产生应力集中和裂纹。为避免弧坑缺陷，施焊时应在焊缝两端设置引弧板，使起弧落弧的弧坑发生在引弧板上，焊后将其用气割切除，并将板边修磨平整。3、变截面要有过渡段当用对接焊缝接不同宽度或不同厚度（相差4mm以上）的钢板，为使传力平顺，减少应力集中，应将较宽或较厚板件加工成1:4坡度，形成平滑过渡。对于厚度相差小于4mm的两钢板，可不做斜坡，直接用焊接表面斜坡来找坡。（二）对接焊缝的计算对接焊缝按照焊缝是否被焊透，分为焊透的对接焊缝和未焊透的对接焊缝两种。钢结构中采用较多的是焊透的对接焊缝。（1）计算假定假定焊缝中的应力状态与焊件中的应力状态相同。（2）对接焊缝的设计强度对接焊缝的抗压、抗剪强度设计值与钢材的强度设计值相同，即、。对接焊缝的抗拉强度设计值按焊缝检验等级不同来取值。（3）轴心力N作用时对直焊缝的计算矩形截面焊缝强度按下式计算：式中轴心拉力或压力设计值；焊缝的计算长度；（没有引弧板时，焊缝长度减去10mm）T对接接头中连接件的较小厚度，T形接头中为腹板的厚度；对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值工字形截面式中焊缝计算截面的面积。（4）弯矩M和剪力V共同作用时对接直焊缝的计算矩形截面从焊缝截面的应力分布图看出：正应力达到最大值时，剪应力为零；剪应力达到最大值时，正应力为零。故应分别验算最大的正应力和剪应力，即式中M计算截面的弯矩；V与焊缝长度方向平行的剪力；、焊缝计算截面对中和轴的惯性矩、抵抗矩；焊缝截面计算应力处以上或以下部分对中和轴的面积矩；t构件厚度。工字形截面从焊缝截面的应力分布图看出：上、下翼缘边缘有最大正应力，剪应力为零；腹板中部有最大剪应力，正应力为零；在腹板和翼缘交接处同时有较大正应力和较大剪应力。因此，除按式验算最大正应力、最大剪应力外，还应验算腹板和翼缘交接处的折算应力，即式中腹板和翼缘交接处的正应力；、分别为工字形截面高度和腹板高度；腹板和翼缘交接处的剪应力；翼缘对中和轴的面积矩；腹板厚度；1.1考虑最大折算应力只发生在焊缝的局部而将强度设计值提高的系数。（5）M、V和N共同作用时对接直接焊缝的计算矩形截面从焊缝截面的应力分布图看出：截面的两端有最大正应力，剪应力为零；截面的中和轴上有最大剪应力 和轴心力产生的正应力，弯曲正应力为零。故应分别验算最大正应力、最大剪应力和截面中和轴处的折算应力，即；工字形截面从焊缝截面的应力分布图看出：上、下翼缘边缘有最大正应力，剪应力为零；腹板中部有最大剪应力和轴心力产生的正应力，弯曲正应力零；在腹板和翼缘交接处有较大剪应力、轴心力产生的正应力和弯矩产生的正应力故除按式验算外，还应验算腹板和翼缘交接处的折算应力。三、典型习题计算题1、如下图所示对接焊缝连接。钢材为，E43型焊条，手工焊，焊缝质量为三级，施焊时加引弧板，已知：，试求此连接能承受的最大荷载？解：（1）计算荷载：令图中拉力为F，单位为kN，题中的对接焊缝承偏心拉力F的作用，将拉力移至焊缝形心处，可得 （2）计