角焊缝计算实例

3、弯矩、剪力和轴心力共同作用下的T形连接角焊缝计算,焊缝受M、V、N作用,剪力V与焊缝轴线平行，构成侧焊缝受轴力作用的状态，在有效截面上产生均匀分布剪应力。轴力N与焊缝轴线垂直，形成垂直于焊缝方向的均匀分布应力fN,（3-28）,在M作用下，有效截面上产生垂直于焊缝方向且按三角形分布的应力MWe角焊缝有效截面绕x轴（图）的抵抗矩。,（3-30）,在1点处，有垂直于焊缝长度方向的最大应力f，且,例3-6设计牛腿与钢柱间的连接角焊缝（周遍围焊），并验算角焊缝强度。钢材A3F，手工焊，焊条E43型。偏心力N=400kN（间接动力荷载引起），e=25cm。,例题3-6(角焊缝受偏心剪力),计算,确定焊缝强度设计值ffw查规范得ffw=160N/mm2作用在焊缝上的力素计算V=N=400103NM=Ne=40025104=10000104N-mm拟定焊脚尺寸hf考虑到牛腿腹板厚为10mm，受间接动力荷载。设计hf=8mm，并将所有焊脚尺寸取相同值。计算焊缝截面抗剪面积Af惯性矩Ix,Af=0.783602=4032mm2Ix=0.78200(205.6-5.6/2)22+0.78(95-5.6)(180-5.6/2)24+0.7836032/12=19897104mm4确定危险点，计算危险点应力由应力分布图知，腹板上端焊缝和翼缘下侧焊缝交点最危险，该点至中性轴距离为y=180mm。各项应力为：,所以该构件强度满足要求,例3-5设计图例3-5中节点板和预埋钢板间的角焊缝。偏心力P=150kN（静荷载）。钢材A3F，手工焊，焊条E43型。,例题3-5（角焊缝受偏心力）,分析,目标：设计节点板和预埋钢板间的角焊缝（设计焊脚尺寸、验算焊缝强度，焊缝长度已由其它构造要求确定。）操作：焊脚尺寸根据经验拟定；验算焊缝强度。特点：荷载P不通过焊缝截面形心，使焊缝受轴力N、剪力V、弯矩M。属于角焊缝受弯矩、剪力、轴心力共同作用的情形。用式（3-11a）、（3-11b）计算。,焊缝强度富裕量较大是因为节点板尺寸较大的缘故，而节点半尺寸常由其它构造要求决定。,4、在扭矩、轴心力和剪力共同作用下的T形连接角焊缝计算,(1)、角焊缝承受扭矩作用,设：被连接的板件是刚性的，而焊缝是弹性的，扭转时，焊缝有效截面绕形心“0”转动。扭矩引起的应力与r成正比。,分析扭矩T产生的应力,在A和B点，r最大，扭转应力最大。A点或B点是应验算的危险点。,把由扭矩T引起的剪应力分解成垂直于焊缝方向的应力分量和平行于焊缝方向的分量。,A点的应力：,IpIxIy角焊缝有效截面对形心0的极惯性矩Ix、Iy角焊缝有效截面对x、y轴的惯性矩,把向x、y方向分解，得与焊缝轴线垂直的应力和与焊缝轴线平行的应力,A点或B点焊缝强度的计算：,(3-35),（2）角焊缝承受扭矩、轴心力和剪力共同作用,=,+,3.36,最不利点A点焊缝强度的验算：,例3-7设计牛腿板与钢柱间的连接角焊缝（三面围焊），并验算焊缝强度。板边长度l1=300mm，l2=400mm，偏心力N=4196kN，e1=300mm，直接承受动力荷载，钢材A3F，手工焊，焊条为E43型。,x,ry,rx,r,b),y,o,x,y,0.7hf,例题3-7围焊缝受偏心剪力,分析,目标：设计牛腿板和钢柱板间的角焊缝（设计焊脚尺寸、验算焊缝强度，焊缝长度已由其它构造要求确定）特点：扭矩和剪力共同作用操作：焊脚尺寸根据经验拟定；,计算,确定焊缝强度设计值ffw查规范得ffw=160N/mm2,拟定焊脚尺寸hf考虑到牛腿板厚度不明，受直接动力荷载。暂设计hf=8mm，并将所有焊脚尺寸取相同值。,计算焊缝截面几何量,（1）形心位置,（2）惯性矩,Ix=0.784003/12+0.78（300+5.6-8）202.822=16.4107mm4,Iy=0.7830032/12+0.78300(150-90)22+0.78400902=5.5107mm4,Ip=Ix+Iy=(16.4+5.5)107mm4=21.9107mm4,e=e1+e2=300+210=510mmrx