钢构焊缝计算受力修订版

版接连接缝连接、螺栓连接和铆钉连接三种。焊接连接是现代钢结构最主要的连接方法。它的优点是：(1)焊件间可直接相连，构造简单，制作加工方便；(2)不削弱截面，用料经济；(3)连接的密闭性好，结构刚度大；(4)可实现自动化操作，提高焊接结构的质量。缺点是：(1)在焊缝附近的热影响区内，钢材的材质变脆；(2)焊接残余应力和变形使受压构件承载力降低；(3)焊接结构对裂纹很敏感，角焊缝按其截面形式可分为直角角焊缝和斜角角焊缝。两焊脚边的夹角为90°的焊缝称为直角角焊缝，直角边边长h称为角焊缝的焊脚尺寸，h＝0.7h为直角角焊缝的计fef角焊缝，不宜用作受力焊缝(钢管结构除外)。对接焊缝的焊件常需加工成坡口，故又叫坡口焊缝。焊缝金属填充在坡口内，所以对坡口形式与焊件厚度有关。当焊件厚度很小(手工焊t6mm，埋弧焊t10mm)时，可用直边缝。对于一般厚度(t=10~20mm)的焊件可采用具有斜坡口的单边V形或V形焊《钢结构工程施工质量验收规范》规定焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级和三级。三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查且符合三级质量标准；一级、二级焊缝则除外观检查外，还要求一定数量的超声波检验并符合相应级别的质量标准。焊缝质量的，内部无损检验检查内部缺陷。角焊缝的构造与计算度方向与作用力倾斜，由正面角焊缝、侧面角焊缝和斜焊缝组成的混合，通常称作围焊侧面角焊缝主要承受剪力，塑性较好，强度较低。应力沿焊缝长度方向的分布不均不均匀性越显着。正面角焊缝受力复杂，其破坏强度高于侧面角焊缝，但塑性变形能力差。斜焊缝的受焊缝和侧面角焊缝之间。(1)最小焊脚尺寸(1)h≥1.5t(1)f22(2)最大焊脚尺寸f1 1ff(3)角焊缝的最小计算长度侧面角焊缝或正面角焊缝的计算长度不得小于8h和40mm。f(4)侧面角焊缝的最大计算长度侧面角焊缝在弹性阶段沿长度方向受力不均匀，两端大而中间小，可能首先在焊缝的两端破坏，故规定侧面角焊缝的计算长度l≤60h。若内力沿侧面角焊缝全长分布，可不wf(5)搭接连接的构造要求ttmm190mm(t≤12mm)，t(6)间断角焊缝的构造要求间断角焊缝只能用于一些次要构件的连接或受力很小的连接中。间断角焊缝的间断距(7)减小角焊缝应力集中的措施(3)当角焊缝的端部在构件转角处时，可连续地作长度为2h的绕角焊。f2.直角角焊缝强度计算的基本公式f2fwfff式中—垂直于焊缝长度方向的应力；f—平行于焊缝长度方向的应力；f—正面角焊缝的强度增大系数，=1.22；直接承受动力荷载结构中的角焊ff缝，=1.0；ffw—角焊缝的强度设计值。f式(3)为角焊缝的基本计算公式。只要将焊缝应力分解为垂直于焊缝长度方向的应ffff对正面角焊缝，=0，得f=Nfwfhlff 对侧面角焊缝，=0，得fNfwNfw=fhlfeefeefwfl—焊缝的计算长度，考虑起灭弧缺陷，按各条焊缝的实际长度每端减去hwf(1)承受轴心力作用的角焊缝连接计算1)采用盖板连接。N=Tfh=Tfhlf=Nfwfhlff面角焊缝所承担的内力式中l—连接一侧正面角焊缝计算长度的总和。N=fwhl1ffew1C=NN1fwfhlfw2)承受斜向轴心力xy代入式(3)验算角焊缝的强度3)承受轴心力的角钢角焊缝计算钢桁架中角钢腹杆与节点板的连接焊缝一般采用两面侧焊或三面围焊，特殊情况也可1b212N=Ne-N3=kN-N32b222对于三面围焊，可先假定正面角焊缝的焊脚尺寸h，求出正面角焊缝所分担的轴心f33N=2×0.7hbfw3f3ff由平衡条件(M＝0)可得：N(be)NN(be)NN12 k、k——角钢肢背和肢尖焊缝的内力分配系数，可查表得到。12对于两面侧焊，因N＝0，则：3N=kN11N=kN22 )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Nl=1whfwf1f )Nl=2w220.7hfwf2f 式中h、l——一个角钢肢背上的侧面角焊缝的焊脚尺寸及计算长度；f1w1h、l——一个角钢肢尖上的侧面角焊缝的焊脚尺寸及计算长度。f2w2ff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2h不进入计算)。f缝，令N＝0，得：2N=2kN2N=N-N13 N(15)h=3(15)f320.7lfww3ffw3f(2)承受弯矩、轴心力或剪力共同作用的角焊连连接计算xyxyxAN生的应力：xNN=x=xNAhleewM6MMWhl2eew=Nx+6Mf2hl2hl2ewewyNNT=y=yfA2hleewf工字形和H形截面梁(或牛腿)与钢柱翼缘的角焊缝连接，通常承受弯矩M和剪力V图12工字形梁(或牛腿)的脚焊缝连接翼缘焊缝的最大弯曲应力发生在翼缘焊缝的最外纤维处，此应力满足角焊缝的强度条件M=M=2ff2ffwI——全部焊缝有效截面对中和轴的惯性矩。w腹板焊缝承受两种应力的共同作用，即弯曲应力和剪应力，设计控制点为翼缘焊缝与f2I2wVew2式中(hl)——腹板焊缝有效截面之和。(3)承受扭矩或扭矩与剪力共同作用的角焊缝连接计算TffIfpI——焊缝有效截面的惯性矩，I=2hr3。ppe2)围焊承受剪力和扭矩作用时的计算TxTIr 1+2TTATII+Ipxy TTTrrTyTIrp VVew=+fTyVyf斜角角焊缝的计算算公式进行计算。但不考虑焊缝的方向，一律取(或)＝1.0。ff9焊接缺陷对受压、受剪的对接焊缝影响不大，故可认为受压、受剪的对接焊缝与母材强度相等，但受拉的对接焊缝对缺陷甚为敏感，由于三级检验的焊缝允许存在的缺陷较(1)对接焊缝的构造时不大于1:4)的斜角，以减小应力集中。，焊后将它割除。对受静力荷载的结构设置引弧 (出)板有困难时，允许不设置引弧(出)板，此时可令焊缝计算长度等于实际长度减(2)对接焊缝的计算对接焊缝分焊透和部分焊透两种方法与构件的强度计算一样。心力作用的对接焊缝NNlttcw l——焊缝的计算长度。当未采用引弧板时，取实际长度减去2t；wfw、fw——对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值。tc力共同作用的对接焊缝对接接头受到弯矩和剪力的共同作用，正应力与剪应力的最大值应分别满足下列强度Wl2ttww VI