对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析

1、对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3 钢结构的连接设计 3.5 对 接 焊 缝的构造和计算 3.5.1对 接 焊 缝的 构 造：坡口形式坡口形式 直边缝直边缝 单边单边V形缝形缝双边双边V形缝形缝 板厚板厚 t 20 mm 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3 钢结构的连接设计 不同宽度不同宽度 不同厚度不同厚度 可不设斜坡可不设斜坡 引弧板引弧板 3.5.2其它构造其它构造 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3 钢结构的连接设计 3.5.3 焊缝截面焊缝截面 焊缝截面厚度焊缝所连接板件的较薄厚度；焊缝截面厚度

2、焊缝所连接板件的较薄厚度； 焊缝截面计算长度焊缝截面计算长度 采用引弧板时，焊缝全长有效；采用引弧板时，焊缝全长有效； 未采用引弧板时，计算焊缝长度未采用引弧板时，计算焊缝长度= =焊缝长度减去焊缝长度减去2t2t。 t为对接接头中为连接件的较小厚度；在T形接头中为腹 板厚度; 3.4.4 传力特性传力特性 （1 1）焊缝传递焊件拼接处所承受的构件内力）焊缝传递焊件拼接处所承受的构件内力 （2 2）力线没有转折（或基本没有转折）力线没有转折（或基本没有转折） 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3 钢结构的连接设计 构件钢材 对接焊缝 角焊缝 焊缝质量为下列等级时，

3、抗拉 w t f 焊接方法 和焊条型号 牌号 厚度或直径 （mm） 抗压 w c f 一级、二级 三级 抗剪 w v f 抗拉、 抗压 和抗弯 w f f 16 215 215 185 125 1640 205 205 175 120 4060 200 200 170 115 自动焊、 半自动 焊和E43型焊条 的手工焊 Q235 钢 60100 190 190 160 110 160 16 310 310 265 180 1635 295 295 250 170 3550 265 265 225 155 自动焊、 半自动 焊和E50型焊条 的手工焊 Q345 钢 50100 250 250

4、210 145 200 16 350 350 300 205 1635 335 335 285 190 3550 315 315 270 180 Q390 钢 50100 295 295 250 170 220 16 380 380 320 220 1635 360 360 305 210 3550 340 340 290 195 自动焊、 半自动 焊和E55型焊条 的手工焊 Q420 钢 50100 325 325 275 185 220 3.5.4 焊缝强度设计值焊缝强度设计值 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3 钢结构的连接设计 确定计算截面上的内力（荷载效

5、应）确定计算截面上的内力（荷载效应） 2. 2. 确定焊缝质量检验等级确定焊缝质量检验等级 根据结构重要性、荷载特性、焊缝形式、工作环根据结构重要性、荷载特性、焊缝形式、工作环 境以及应力状态等对接焊缝一般均有全熔透要求境以及应力状态等对接焊缝一般均有全熔透要求 ，等级为二级或一级，等级为二级或一级 3. 3. 确定焊缝强度设计值确定焊缝强度设计值 抗拉强度抗拉强度 抗压强度抗压强度 抗剪强度抗剪强度 4. 4. 计算焊缝截面特性计算焊缝截面特性 截面面积截面面积A A、惯性矩、惯性矩I I、截面模量、截面模量W W、面积矩、面积矩S S等等 5. 5. 应力计算应力计算 6. 6. 强度校核

6、强度校核 3.5.6 计算步骤计算步骤 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3 钢结构的连接设计 直直 焊焊 缝缝 引弧板引弧板 w c w t ww ff tl N 或 N 轴心拉力或压力轴心拉力或压力 tw 焊缝厚度（不同板连接时为较小板厚）焊缝厚度（不同板连接时为较小板厚） lw 焊缝计算长度，有引弧板焊缝计算长度，有引弧板lwL， 无引弧板无引弧板lwL2t（较小板厚）（较小板厚） 对接焊缝抗拉或抗压设计强度强度对接焊缝抗拉或抗压设计强度强度 w c w t ff 或 焊缝应力验算焊缝应力验算 式中：式中： 3.5.7 典型节点（典型节点（1）焊缝轴心受力直缝

7、）焊缝轴心受力直缝 直缝直缝 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3 钢结构的连接设计 斜斜 焊焊 缝缝 焊缝应力焊缝应力 简化验算简化验算 w c w t ww ff tl N sin 或 cos w v ww f tl N lw 斜焊缝计算长度，斜焊缝计算长度， 对接焊缝抗剪设计强度强度对接焊缝抗剪设计强度强度 w V f 规范规定规范规定 当当 ，可不验算。，可不验算。 5 . 1tg 斜缝斜缝 3.5.7典型节点（典型节点（1）焊缝轴心受力斜缝）焊缝轴心受力斜缝 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3 钢结构的连接设计 弯矩弯矩 M

8、剪力剪力 V 平板梁平板梁 工字形梁工字形梁 应力分布应力分布应力分布应力分布 弯矩弯矩 M 剪力剪力 V 轴力轴力 N 应力分应力分 布布 )( max w c w t x ff W M w v ww w f tI VS max w tzs f1 . 13 2 1 2 1 3.5.7 典型节点（典型节点（2）梁的拼接弯矩、剪力、轴力作用）梁的拼接弯矩、剪力、轴力作用 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3 钢结构的连接设计 弯矩弯矩 M 剪力剪力 V 梁柱连接处梁柱连接处 柱牛腿处柱牛腿处 a tw 焊缝截焊缝截 面面 应力分应力分 布布 与一般梁中连接计算不同：剪

9、力仅由梁或牛腿腹板承受与一般梁中连接计算不同：剪力仅由梁或牛腿腹板承受 w A V 3.5.7典型节点（典型节点（3）牛腿焊接弯矩、剪力作用）牛腿焊接弯矩、剪力作用 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3 钢结构的连接设计 )( 1 1 w c w t ww ff I My A N w tzs www f A V I My A N 1 . 13, , 2 2 2 2 2 2 2 w tzs www f A V I My A N 1 . 13, 2 3 2 3 3 3 3 w t ww f I My A N 4 4 ww thA 0 焊缝有效抗剪面积， w A 整个焊缝

10、截面的面积； 3.5.7典型节点（典型节点（4）牛腿焊接弯矩、剪力、轴力作用）牛腿焊接弯矩、剪力、轴力作用 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3 钢结构的连接设计 3.6 角焊缝的构造和计算 直角焊缝直角焊缝 斜角焊缝斜角焊缝 3.6.1 角焊缝的构造角焊缝的构造 ： 角焊缝的截面角焊缝的截面 （1）按）按两焊角边夹角划分两焊角边夹角划分 除钢管结构外除钢管结构外, 对于对于135o或或6mm 6mm时，时， h hf,max f,max t t -(12)mm -(12)mm； 钢管构件除外钢管构件除外 对圆孔或槽孔内的角焊缝，焊脚尺寸尚不宜大于对圆孔或槽孔内的角

11、焊缝，焊脚尺寸尚不宜大于 圆孔直径或槽孔短径的圆孔直径或槽孔短径的1/31/3 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3 钢结构的连接设计 （3）最小焊脚尺寸最小焊脚尺寸h hf,min f,min 6.2 角焊缝截面尺寸（角焊缝截面尺寸（3） )(5 . 1 2min, 计算数值只进不舍！th f 式中式中: : t t2 2-较厚焊件厚度。较厚焊件厚度。 当当t2 24mm时时, hf,min f,min = t2 2 另另: : 对于自动埋弧焊对于自动埋弧焊h hf,min f,min可减去 可减去1mm;1mm; 对于对于T T型连接单面角焊缝型连接单面角焊缝h

12、f,min f,min应加上 应加上1mm;1mm; 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3 钢结构的连接设计 （4）侧缝的最大计算长度侧缝的最大计算长度 3.6.2 角焊缝截面尺寸（角焊缝截面尺寸（4） fw hl60 当实际长度大于以上值时，计算时不考虑超过部分的强度；当实际长度大于以上值时，计算时不考虑超过部分的强度； 但当内力沿侧焊缝全长分布时，不受上式限制。但当内力沿侧焊缝全长分布时，不受上式限制。 （5）角焊缝的最小计算长度角焊缝的最小计算长度 mmhl fw 408且不得小于 当焊件的焊接长度不受限制时，在满足最大焊缝长度的当焊件的焊接长度不受限制时，在

13、满足最大焊缝长度的 要求下，小而长的焊缝比大而短的焊缝好！要求下，小而长的焊缝比大而短的焊缝好！ 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3 钢结构的连接设计 （6）搭接连接的构造要求搭接连接的构造要求 3.6.2 角焊缝截面尺寸（角焊缝截面尺寸（5） C C、角焊缝的端部位于构件转角处时，应作、角焊缝的端部位于构件转角处时，应作2 2h hf f的绕角焊，且的绕角焊，且 转角处必须连续施焊。转角处必须连续施焊。 D D、在搭接连接中，搭接长度不得小于焊件较小厚度的、在搭接连接中，搭接长度不得小于焊件较小厚度的5 5倍，倍， 且不得小于且不得小于25mm25mm。 b 2

14、hf t1 t2 25,5 1 t 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3 钢结构的连接设计 构造要求汇总构造要求汇总 3.6.2 角焊缝截面尺寸（角焊缝截面尺寸（6） 角焊缝构造尺寸要求 部位 项目 构 造 要 求 备 注 上限 1 2.1 thf（钢管构件除外） ； 对板件： mmthmmt thmmt f f )21(6 6 时， 时， 圆孔或槽孔内的角焊缝， f h尚不宜大于圆孔直径 和槽孔短径的 1/3 1 t为较薄焊件厚度，t 为板边角焊缝的板件 厚度 焊脚尺寸 f h 下限 2 5.1thf；当4 2 t时，thf 2 t为较厚焊件厚(当 采用低氢型碱性

15、焊条 施焊时， 2 t可采用较 薄焊件的厚度)。对自 动焊可减 1mm；对单面 T 形焊应加 1mm 上限 fw hl60 若超出限值， 则超出部 分在计算中不予考虑。 内力沿侧缝全长均匀 分布者不限 焊缝长度 w l 下限 fw hl8 和 mm40 长度 w l dlw w l为每条侧面焊缝的 长度，d为两条侧面 焊缝之间的距离 板件端部 与节点板 仅用两侧 面角焊缝 连接 距离d 时；时mmtmmdmmttd121901216 111 1 t为较薄焊件厚度 搭接连接 搭接最小 长度 1 5t及mm25 1 t为较薄焊件厚度 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3

16、 钢结构的连接设计 角焊缝的其它构造要求：角焊缝的其它构造要求： (1) 承受动力荷载的结构中，垂直于受力方向的焊缝不宜采用 不焊透的对接焊缝。 (2) 在直接承受动力荷载的结构中，角焊缝表面应做成直线形 或凹形，焊脚尺寸的比例：对正面角焊缝宜为1:1.5,长边顺内 力方向；对侧面角焊缝可为1:1。 (3) 在次要构件或次要焊接连接中，可采用断续角焊缝。断续 角焊缝之间的净距，不应大于15t（对受压构件）或30t（对受 拉构件），t为较薄焊件的厚度。 3.6.2 角焊缝截面尺寸（角焊缝截面尺寸（7） 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3 钢结构的连接设计 （1）端缝

17、：焊缝垂直于受力方向，其特点为受力后应力状态较复杂， 应力集中严重，焊缝根部形成高峰应力，易于开裂。端缝破坏强度 要高一些，但塑性差。 （2）侧缝：焊缝长度方向与受力方向平行，其特点为应力分布简 单些，但分布并不均匀，剪应力两端大，中间小。侧缝强度低，但 塑性较好。 3.7 角焊缝的受力特点角焊缝的受力特点 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3 钢结构的连接设计 3.7.1侧缝的应力状态侧缝的应力状态 主要受剪应力，分布不均，两头大中间小，主要受剪应力，分布不均，两头大中间小， 焊缝越长应力不均匀程度越高焊缝越长应力不均匀程度越高 强度相对较低，塑性较好强度相对较低

18、，塑性较好 破坏常发生在近似破坏常发生在近似4545斜平面上斜平面上 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3 钢结构的连接设计 角焊缝应力状态远比侧焊缝复杂角焊缝应力状态远比侧焊缝复杂 正、剪应力都有，且分布很不均匀正、剪应力都有，且分布很不均匀 根部应力集中最厉害，常常是开裂的起源点根部应力集中最厉害，常常是开裂的起源点 焊缝破坏强度高，但塑性差焊缝破坏强度高，但塑性差 端焊缝应力端焊缝应力 分布分布 A B C D 3.7.2端缝应力状态端缝应力状态 破坏模式 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3 钢结构的连接设计 90侧焊缝侧焊缝 0

19、端焊缝端焊缝 荷载变形曲线荷载变形曲线 3.7.3 端缝与侧缝的比较端缝与侧缝的比较 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3 钢结构的连接设计 端焊缝端焊缝 侧焊缝侧焊缝 计算截面计算截面 均取均取焊缝焊缝45喉部为有效截面喉部为有效截面 （假定破坏截面）（假定破坏截面） 有效焊缝高度有效焊缝高度 h e 0.7 h f ( (焊缝高度焊缝高度) ) h f h f h e 有效截面有效截面 计算焊缝长度计算焊缝长度 lw 每条连续焊缝的长度每条连续焊缝的长度2h f（每端扣（每端扣h f ） 3.7.4 角焊缝的计算截面角焊缝的计算截面（1） hf he h h1

20、h2 d e h-h-焊缝厚度、焊缝厚度、h h1 1熔深熔深 h h2 2凸度、凸度、d d焊趾、焊趾、e e焊根焊根 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3 钢结构的连接设计 角焊缝的有效截面为平分角焊缝夹角的截面，破坏往往从这个截 面发生。 有效截面的高度（不考虑焊缝余高）称为角焊缝的有效厚度he， 当 =90o 时： he0.7 hf； 其他： he hfcos( /2)。 3.7.4角焊缝的角焊缝的计算计算截面（截面（2） 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3 钢结构的连接设计 破坏面破坏面 w f 2 / 22 3)(3f 试验

21、公式试验公式 3.7.5 角焊缝的计算应力（角焊缝的计算应力（1） Ny Nx = f h he e l lw w 45O45O h hf f 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3 钢结构的连接设计 简化公式简化公式 w f 2 f 2 f )(f f 端焊缝强度增大系数端焊缝强度增大系数 f 直角焊缝直角焊缝 斜角焊缝斜角焊缝 1.0 1.22 静载、静载、 间接动载间接动载 1.0 直接动载直接动载 f w f f f f 当当 0 时 f w f f f 0 时 式中：式中： f 平行焊缝长度方向的计算应力平行焊缝长度方向的计算应力 f 垂直焊缝长度方向的计算

22、应力垂直焊缝长度方向的计算应力 w f f 角焊缝强度设计值角焊缝强度设计值 危险点危险点 3.7.5 角焊缝的计算应力（角焊缝的计算应力（2） we y f lh N we x f lh N 2 f f ：得 1.22整理上式，并令 2 3 f 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3 钢结构的连接设计 构件钢材 对接焊缝 角焊缝 焊缝质量为下列等级时， 抗拉 w t f 焊接方法 和焊条型号 牌号 厚度或直径 （mm） 抗压 w c f 一级、二级 三级 抗剪 w v f 抗拉、 抗压 和抗弯 w f f 16 215 215 185 125 1640 205 20

23、5 175 120 4060 200 200 170 115 自动焊、 半自动 焊和E43型焊条 的手工焊 Q235 钢 60100 190 190 160 110 160 16 310 310 265 180 1635 295 295 250 170 3550 265 265 225 155 自动焊、 半自动 焊和E50型焊条 的手工焊 Q345 钢 50100 250 250 210 145 200 16 350 350 300 205 1635 335 335 285 190 3550 315 315 270 180 Q390 钢 50100 295 295 250 170 220 16

24、 380 380 320 220 1635 360 360 305 210 3550 340 340 290 195 自动焊、 半自动 焊和E55型焊条 的手工焊 Q420 钢 50100 325 325 275 185 220 3.7.6 角角焊缝强度设计值焊缝强度设计值 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3 钢结构的连接设计 角焊缝计算的基本公式角焊缝计算的基本公式 式中 f 正面角焊缝的强度设计值增大系数， ；但对 直接承受动力荷载结构中的角焊缝，由于正面角焊缝的刚度大，韧性差， 应取f 1.0； f按角焊缝有效截面计算，垂直于焊缝长度方向的正应力； f 按角

25、焊缝有效截面计算，沿焊缝长度方向的剪应力。 22. 1 2 3 f 3.8角焊缝计算角焊缝计算 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3 钢结构的连接设计 3.8.1 计算步骤计算步骤 轴力、剪力及联合作用轴力、剪力及联合作用 弯矩及与轴力、剪力的共同作用弯矩及与轴力、剪力的共同作用 扭矩及与轴力、剪力的共同作用扭矩及与轴力、剪力的共同作用 焊缝群截面特性计算焊缝群截面特性计算 计算长度：非连续焊缝计算长度计算长度：非连续焊缝计算长度Lw=L-nhf 连续焊缝只考虑起弧和落弧处的扣除连续焊缝只考虑起弧和落弧处的扣除hf 焊缝群形心轴确定、有效截面积、截面模量计算等焊缝群

26、形心轴确定、有效截面积、截面模量计算等 应力计算应力计算 强度校核强度校核 确定确定、 f f w f 2 f 2 f )(f 焊缝（焊缝群）内力分析焊缝（焊缝群）内力分析 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3 钢结构的连接设计 两边侧焊两边侧焊 两边端焊两边端焊验算验算 端焊缝强度提高系数端焊缝强度提高系数 验算验算 认为焊缝有效截面上应力均匀分布认为焊缝有效截面上应力均匀分布 一条单独的焊缝，每端扣除一条单独的焊缝，每端扣除hf 3.8.2 典型节点（典型节点（1）拼接板连接拼接板连接 承受轴力承受轴力N作用作用 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构

27、造和计算剖析 3 钢结构的连接设计 验算验算 四周围焊四周围焊 当焊缝受直接动力荷载时：当焊缝受直接动力荷载时： 由端焊缝由端焊缝 1 N1 1 2 2 再验算侧焊缝再验算侧焊缝 N1 lw1 N2， ，lw2 减小拼接板减小拼接板 角部应力集中角部应力集中 四周菱形围焊四周菱形围焊 简化验算简化验算 无论静载、动载无论静载、动载 12 NNN 3.8.2 典型节点（典型节点（1）拼接板连接拼接板连接 承受轴力承受轴力N作用作用 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3.8.2典型节点（1） 受轴心力作用时 一般情况：轴心力N通过焊缝重心，且与焊缝长度方向的夹角为： 3

28、 钢结构的连接设计 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 特殊情况： =90，焊缝长度与受力方向垂直（正面角焊缝）： (3-6) =0，焊缝长度与受力方向平行（侧面角焊缝） ： (3-7) 式中 lw为连接一侧所有焊缝的计算长度之和，每条焊缝按实际长度减去 2hf。 3 钢结构的连接设计 w ff we f f lh N w f we f f lh V 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3 钢结构的连接设计 肢背焊缝肢背焊缝 肢尖焊缝肢尖焊缝 b lw2 lw1 两边侧焊两边侧焊 N1、N2 不均匀分配不均匀分配 3.8.3 典型节点（典型节

29、点（2）角钢与）角钢与拼接板连接拼接板连接 承受轴力承受轴力N作作 用用 N1 +N2 =N N1 e1 = N2 e2 e1 + e2 =b 由平衡由平衡 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3 钢结构的连接设计 角钢类型角钢类型连接形式连接形式 内力分配系数内力分配系数 肢背肢背K1肢尖肢尖K2 等肢角钢等肢角钢0.700.30 不等肢角钢不等肢角钢 短肢连接短肢连接 0.750.25 不等肢角钢不等肢角钢 长肢连接长肢连接 0.650.35 3.8.3 典型节点（典型节点（2）角钢与）角钢与拼接板连接拼接板连接 承受轴力承受轴力N作作 用用 对接焊缝、角焊缝构造

30、和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3.8.3 典型节点（典型节点（3）角钢与）角钢与拼接板连接拼接板连接 承受轴力承受轴力N 作用作用角钢用三面围焊与节点板连接的焊缝计算角钢用三面围焊与节点板连接的焊缝计算 3 钢结构的连接设计 b lw2 lw1 三面围焊三面围焊 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 N1 +N2 +N3 =N N1 e1 = N2 e2 +N3(e2 b/2) e1 + e2 =b 端部正面角焊缝能传递的内力为： 3 钢结构的连接设计 由平衡由平衡 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3.8.3 典型节点（典型节点

31、（4）角钢与）角钢与拼接板连接拼接板连接 承承 受轴力受轴力N作用作用角钢用角钢用“L”型焊缝与节点板连接型焊缝与节点板连接 的焊缝计算的焊缝计算 由 N2 = 0得： 3 钢结构的连接设计 b lw2 lw1 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3.8.3 典型节点（典型节点（5）弯矩单独作用时弯矩单独作用时的焊缝计算的焊缝计算 3 钢结构的连接设计 f f I My w ff w f f W M max 任一点处： 式中 Ww角焊缝有效截面的截面模量。 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3.8.3 典型节点（典型节点（6）扭矩单独作用时

32、扭矩单独作用时的焊缝计算的焊缝计算 3 钢结构的连接设计 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3.8.3 典型节点（典型节点（6）扭矩单独作用时扭矩单独作用时的焊缝计算的焊缝计算 3 钢结构的连接设计 扭矩单独作用时 式中 J 角焊缝有效截面的极惯性矩，J=IxIy ； rAA点至形心o点的距离。 将 A分解到x和y方向，有 J rT A A J rT AyT Ax J rT AxT Ay 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3.8.3 角焊缝在弯矩、剪力、轴向力、角焊缝在弯矩、剪力、轴向力、扭矩共同作用时扭矩共同作用时的焊的焊 缝计算缝计算

33、 3 钢结构的连接设计 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3.8.3 角焊缝在弯矩、剪力、轴向力、角焊缝在弯矩、剪力、轴向力、扭矩共同作用时扭矩共同作用时的焊的焊 缝计算步骤：缝计算步骤： 3 钢结构的连接设计 1、首先求出单独外力作用下的角焊缝的应力，并判断该、首先求出单独外力作用下的角焊缝的应力，并判断该 应力状态相对该焊缝产生端缝受力还是侧缝受力，分别用应力状态相对该焊缝产生端缝受力还是侧缝受力，分别用 和和 表示。表示。 f f 2、采用叠加原理，将各种外力作用下的焊缝应力用、采用叠加原理，将各种外力作用下的焊缝应力用 进行叠加。叠加时注意应取焊缝截面上同一

34、点处的应力值进行叠加。叠加时注意应取焊缝截面上同一点处的应力值 进行叠加，而不是最大应力值进行叠加。为此，事先应预进行叠加，而不是最大应力值进行叠加。为此，事先应预 判断焊缝应力判断焊缝应力“最危险点最危险点”， “最危险点最危险点”一般位于焊一般位于焊 缝边缘处，偏离形心较远处。缝边缘处，偏离形心较远处。 w ff f f f 2 2 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3 钢结构的连接设计 梁柱连接受弯矩梁柱连接受弯矩M、剪力、剪力V、轴力、轴力N 作用作用 w ff w a w MaNfa f I My A N 危险点危险点 a： 验算验算 w ffb f fb

35、 f 2 2 , w vfb w b w MbNfb A V I My A N 危险点危险点 b： 仅腹板仅腹板 焊缝截面焊缝截面 梁柱连接梁柱连接 整个焊缝截面整个焊缝截面 焊缝应力分布焊缝应力分布 弯矩弯矩 轴力轴力 剪力剪力 加劲肋加劲肋 整个截面整个截面Aw, Iw 3.8.3 典型节点（典型节点（7）梁柱）梁柱连接连接 弯矩、剪力、轴力作用弯矩、剪力、轴力作用 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3 钢结构的连接设计 焊缝截面焊缝截面 =V(a+e) we V f y lh V 剪力剪力V产生的产生的A点应力点应力 3.8.3典型节点（典型节点（8）牛腿焊接

36、）牛腿焊接 扭矩、剪力、轴力作用扭矩、剪力、轴力作用 zw x y zw T f y zw yy zw T xf zw T I Tr r r I Tr I Tr r r I Tr I Tr f , 轴力轴力N产生产生A点的应力点的应力 we N f x lh N 扭矩扭矩T产生产生A点的应力点的应力 极惯性矩极惯性矩 Izw=Ixw+Iyw 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3 钢结构的连接设计 焊缝截面焊缝截面 =V(a+e) V f y T f yf N f x T f xf X方向合应力：方向合应力： Y方向合应力：方向合应力： w ff f f f 2 2

37、验算：验算：A A点：点： 3.8.3典型节点（典型节点（8）牛腿焊接）牛腿焊接 扭矩、剪力、轴力作用扭矩、剪力、轴力作用 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3 钢结构的连接设计 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3 钢结构的连接设计 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3.8.4 焊接应力与焊接变形焊接应力与焊接变形 1.焊接变形：焊接变形： 钢结构构件或节点在焊接过程中，局部区域受到很强的高温 作用，在此不均匀的加热和冷却过程中产生的变形称为焊接变 形。 2.焊接应力：焊接应力： 焊接后冷却时，焊缝与焊缝附近的钢材不能自由收缩，由此 约束而产生的应力称为焊接应力。 3.焊接应力产生的原因及其危害焊接应力产生的原因及其危害 （1）原因 焊接应力产生的原因本质上焊接过程中的热胀冷缩引起的。 两块钢板上施焊时，产生不均匀的温度场，焊缝附近温度高达 1600C，其邻近区域温度较低，且冷却很快。冷却时钢材收缩， 冷却慢的区域收缩受到限制，从而产生拉应力，冷却快的区域 受到压应力。 3 钢结构的连接设计 对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析对接焊缝、角焊缝构造和计算剖析 3