钢结构第三章4讲.ppt

角焊缝的计算 1 轴心力 拉力 压力和剪力 作用时角焊缝的计算 当焊件受轴心力 且轴心力通过连接焊缝群的中心 焊缝的应力可认为是均匀分布的 1 用盖板的对接连接 A 仅采用侧面角焊缝连接 lw 连接一侧的侧面角焊缝计算长度的总和 角焊缝计算长度 l实 2hf B 采用三面围焊连接 先计算正面角焊缝承担的内力 Slw 连接一侧的正面角焊缝计算长度的总和 再计算侧面角焊缝的强度 Slw 连接一侧的侧面角焊缝计算长度的总和 2 承受斜向轴心力的角焊缝 平行于焊缝长度方向的分力Ncos 垂直于焊缝长度方向的分力Nsin 外力N和焊缝长度方向斜交 焊缝受到的力N被分解为 于是有焊缝计算公式 令 则斜焊缝的计算公式为 将 f 斜焊缝强度增大系数 作成表格 Slw 连接一侧的侧面角焊缝计算长度的总和 例设计 14 500 530的钢板用双面盖板和角焊缝的拼接 钢板承受轴心拉力设计值N 1400kN 静力荷载 钢材为Q235B 焊条为E43型 手工焊 解 双面盖板 每面盖板所需截面积 b1t1 N 2f 1400 103 2 215 3256mm2 盖板450 8mm 3600mm2 采用三面围焊hf 6mm 1 端焊缝的承载力 2 侧面焊缝长度实际取260mm 3 承受轴心力的角钢端部连接 在钢桁架中 角钢腹杆与节点板的连接焊缝常用两面侧焊 或三面围焊 特殊情况也允许采用L形围焊 如图所示 腹杆受轴心力作用 为了避免焊缝偏心受力 焊缝所传递的合力的作用线应与角钢杆件的轴线重合 a 仅用侧面焊缝连接 解上式得肢背和肢尖的受力为 由平衡条件得 肢背 肢尖 K1 角钢肢背焊缝的内力分配系数K2 角钢肢尖焊缝的内力分配系数 角钢角焊缝内力分配系数K b 角钢用三面围焊时 可减小角钢的搭接长度 可先假定正面角焊缝的焊脚尺寸hf3 并算出它所能承受的内力N3 通过平衡关系得肢背和肢尖侧焊缝受力为 角钢角焊缝围焊的计算 N N1 N2 e b N3 lw2 lw1 c 当采用L形围焊时 令N2 0 得 L形围焊角焊缝计算公式为 若求出得Lw3大于b 则不能采用L形围焊 例3 3 N3不一定满跨布置 例题试确定如图所示承受静态轴心力的三面围焊连接的承载力及肢尖焊缝的长度 已知角钢为2L125 10 与厚度为8mm的节点板连接 搭接长度为300mm 焊角尺寸为8mm Q235 E43 手工焊 1 受弯矩M 剪力V 轴力N联合作用时角焊缝的计算 由轴心拉力Nx产生的应力 由弯矩M产生的最大应力 2 复杂受力时角焊缝连接计算 A点产生的剪应力 A点控制应力最大 为控制设计点 A点产生的正应力由两部分组成 轴心拉力Nx和弯矩M产生的正应力 直接叠加得 代入角焊缝实用计算公式 2 V M共同作用下焊缝强度计算 对于1点 式中 Iw 全部焊缝有效截面对中性轴的惯性矩 h1 两翼缘焊缝有效截面最外纤维间的距离 假设 腹板焊缝承受全部剪力 全部焊缝承受弯矩 对于2点 强度验算公式 h2 腹板焊缝的实际长度 lw2 腹板焊缝的计算长度 he2 腹板焊缝截面有效高度 工字梁 或牛腿 与钢柱翼缘角焊缝的连接另一种计算方法是使焊缝传递应力近似与材料所承受应力相协调 即假设腹板焊缝只承受剪力 翼缘焊缝承担全部弯矩 并将弯矩M化为一对水平力H M h 腹板焊缝的强度计算式 翼缘焊缝的强度计算式 3 三面围焊受扭矩 剪力联合作用时角焊缝的计算 承受偏心力的三面围焊 将F向焊缝群形心简化得 轴心力V F扭矩T Fe 故 该连接的设计控制点为A点和A 点 计算时按弹性理论假定 被连接件绝对刚性 它有绕焊缝形心O旋转的趋势 而焊缝本身为弹性 扭距在角焊缝群上产生的任一点的应力方向垂直于该点与形心的连线 且应力大小与连线长度r成正比 在轴心力V作用下 焊缝群上的应力均匀分布 T作用下A点应力 sT Ip 为焊缝计算截面对形心的极惯性矩 Ip Ix IyIx Iy 焊缝计算截面对x y轴的惯性矩 rx ry 为