鋼結(jié)構(gòu)及其連接

1、第一節(jié)第一節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)的連接方法鋼結(jié)構(gòu)的連接方法連接的作用：連接的作用：將板材或型鋼組合成構(gòu)件，再將構(gòu)件組合將板材或型鋼組合成構(gòu)件，再將構(gòu)件組合成整體結(jié)構(gòu)，以保證其共同工作。成整體結(jié)構(gòu)，以保證其共同工作。連接的影響：連接的影響：方式、質(zhì)量直接影響鋼結(jié)構(gòu)的工作性能。方式、質(zhì)量直接影響鋼結(jié)構(gòu)的工作性能。連接的要求：連接的要求：必須安全可靠、傳力明確、構(gòu)造簡(jiǎn)單、制必須安全可靠、傳力明確、構(gòu)造簡(jiǎn)單、制造方便和節(jié)約鋼材。造方便和節(jié)約鋼材。連接方法：焊縫連接連接方法：焊縫連接、鉚釘連接和、鉚釘連接和螺栓連接螺栓連接三種。三種。 焊接連接焊接連接: :在被連接金屬件之間的縫隙區(qū)域，通過(guò)高溫使在被連接金屬件之間

2、的縫隙區(qū)域，通過(guò)高溫使被連接金屬與填充金屬熔融結(jié)合，冷卻后形成牢固連接被連接金屬與填充金屬熔融結(jié)合，冷卻后形成牢固連接的工藝過(guò)程稱為焊接連接的工藝過(guò)程稱為焊接連接, ,填充金屬帶稱為焊縫。填充金屬帶稱為焊縫。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：任何形式的構(gòu)件都可直接相連，構(gòu)造簡(jiǎn)單，制作任何形式的構(gòu)件都可直接相連，構(gòu)造簡(jiǎn)單，制作加工方便；不削弱截面，用料經(jīng)濟(jì)；連接的密閉性好，加工方便；不削弱截面，用料經(jīng)濟(jì)；連接的密閉性好，結(jié)構(gòu)剛度大；可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，提高焊接結(jié)構(gòu)質(zhì)量。結(jié)構(gòu)剛度大；可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，提高焊接結(jié)構(gòu)質(zhì)量。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：在熱影響區(qū)內(nèi)，金相組織發(fā)生改變，局部材質(zhì)變?cè)跓嵊绊憛^(qū)內(nèi)，金相組織發(fā)生改變，局部材質(zhì)變脆；焊接

3、殘余應(yīng)力和殘余變形使受壓構(gòu)件承載力降低；脆；焊接殘余應(yīng)力和殘余變形使受壓構(gòu)件承載力降低；焊接結(jié)構(gòu)對(duì)裂紋很敏感，局部裂紋一旦發(fā)生，就容易擴(kuò)焊接結(jié)構(gòu)對(duì)裂紋很敏感，局部裂紋一旦發(fā)生，就容易擴(kuò)展到整體，低溫冷脆問(wèn)題較為突出。展到整體，低溫冷脆問(wèn)題較為突出。常用焊接方法常用焊接方法 ：通常采用電弧焊（包括手工電弧焊）、通常采用電弧焊（包括手工電弧焊）、埋弧焊埋弧焊(自動(dòng)或半自動(dòng)焊自動(dòng)或半自動(dòng)焊)以及氣體保護(hù)焊等。以及氣體保護(hù)焊等。手工電弧焊手工電弧焊：通電后，在涂有藥皮的焊條與焊件之間產(chǎn)：通電后，在涂有藥皮的焊條與焊件之間產(chǎn)生可達(dá)生可達(dá)3000的高溫電弧，電弧周圍的金屬被熔為液態(tài)，的高溫電弧，電弧周圍的

4、金屬被熔為液態(tài)，形成熔池，同時(shí)焊條中的焊絲熔化而滴入熔池，與焊件形成熔池，同時(shí)焊條中的焊絲熔化而滴入熔池，與焊件的熔融金屬結(jié)合，冷卻后形成焊縫，而焊條上的藥皮在的熔融金屬結(jié)合，冷卻后形成焊縫，而焊條上的藥皮在焊接過(guò)程中產(chǎn)生氣體以保護(hù)電弧和熔化的金屬，并形成焊接過(guò)程中產(chǎn)生氣體以保護(hù)電弧和熔化的金屬，并形成熔渣覆蓋焊縫，防止空氣中的氧、氮等有害氣體與熔融熔渣覆蓋焊縫，防止空氣中的氧、氮等有害氣體與熔融金屬接觸而形成易脆物質(zhì)。金屬接觸而形成易脆物質(zhì)。 焊機(jī)焊機(jī)導(dǎo)線導(dǎo)線熔池熔池焊條焊條焊鉗焊鉗保護(hù)氣體保護(hù)氣體焊件焊件電弧電弧焊條選用原則：焊條選用原則：所用焊條應(yīng)與焊件鋼材所用焊條應(yīng)與焊件鋼材(或稱主體

5、金屬或稱主體金屬)相適應(yīng)，依據(jù)等強(qiáng)度原則：相適應(yīng)，依據(jù)等強(qiáng)度原則：焊條型號(hào)：焊條型號(hào)：E表示焊條；表示焊條；第一、二位數(shù)字為熔敷金屬的最小抗拉強(qiáng)度第一、二位數(shù)字為熔敷金屬的最小抗拉強(qiáng)度(kgf/mm2)；第三、四位數(shù)字表示適用焊接位置、電流種類以及藥第三、四位數(shù)字表示適用焊接位置、電流種類以及藥皮類型等。皮類型等。Q235鋼鋼 E43型焊條型焊條(E4300E4328)；Q345鋼鋼 E50型焊條型焊條(E5001E5048)；Q390鋼鋼Q420鋼鋼 E55型焊條型焊條(E5500E5518)。不同鋼種相焊接時(shí)，宜采用不同鋼種相焊接時(shí)，宜采用與低強(qiáng)度鋼材相適應(yīng)與低強(qiáng)度鋼材相適應(yīng)的焊條。的焊條

6、。埋弧焊：埋弧焊：電弧在焊劑層下燃燒的一種電弧焊方法。電弧在焊劑層下燃燒的一種電弧焊方法。自動(dòng)電弧焊自動(dòng)電弧焊 焊絲送進(jìn)和電弧按焊接方向的移動(dòng)有專門機(jī)焊絲送進(jìn)和電弧按焊接方向的移動(dòng)有專門機(jī)構(gòu)控制完成。構(gòu)控制完成。半自動(dòng)電弧焊半自動(dòng)電弧焊 焊絲送進(jìn)有專門機(jī)構(gòu)，而電弧按焊接方向焊絲送進(jìn)有專門機(jī)構(gòu)，而電弧按焊接方向的移動(dòng)靠人手工操作完成。的移動(dòng)靠人手工操作完成。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 電弧熱量集中，熔深大，適于厚板的焊接，生產(chǎn)率電弧熱量集中，熔深大，適于厚板的焊接，生產(chǎn)率高。工藝條件穩(wěn)定，焊縫的化學(xué)成分均勻，焊縫質(zhì)量好、高。工藝條件穩(wěn)定，焊縫的化學(xué)成分均勻，焊縫質(zhì)量好、焊件變形小。同時(shí)，高焊速也減小了熱影響區(qū)的范

7、圍。焊件變形小。同時(shí)，高焊速也減小了熱影響區(qū)的范圍。缺點(diǎn)缺點(diǎn) 對(duì)焊件邊緣的裝配精度對(duì)焊件邊緣的裝配精度(如間隙如間隙)要求比手工焊高。要求比手工焊高。 氣體保護(hù)焊：氣體保護(hù)焊：利用二氧化碳?xì)怏w或其他惰性氣體作為保利用二氧化碳?xì)怏w或其他惰性氣體作為保護(hù)介質(zhì)的一種電弧熔焊方法。護(hù)介質(zhì)的一種電弧熔焊方法。直接依靠保護(hù)氣體在電弧周圍造成局部的保護(hù)層，以防直接依靠保護(hù)氣體在電弧周圍造成局部的保護(hù)層，以防止有害氣體的侵入并保證了焊接過(guò)程中的穩(wěn)定性。止有害氣體的侵入并保證了焊接過(guò)程中的穩(wěn)定性。 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 氣體保護(hù)焊的焊縫熔化區(qū)沒(méi)有熔渣，焊工能夠清楚氣體保護(hù)焊的焊縫熔化區(qū)沒(méi)有熔渣，焊工能夠清楚地看到焊縫成型的

8、過(guò)程；由于保護(hù)氣體是噴射的，有助地看到焊縫成型的過(guò)程；由于保護(hù)氣體是噴射的，有助于熔滴的過(guò)渡；又由于熱量集中，焊接速度快，焊件熔于熔滴的過(guò)渡；又由于熱量集中，焊接速度快，焊件熔深大，故所形成的焊縫強(qiáng)度比手工電弧焊高，塑性和抗深大，故所形成的焊縫強(qiáng)度比手工電弧焊高，塑性和抗腐蝕性好，適用于全位置的焊接。腐蝕性好，適用于全位置的焊接。缺點(diǎn)缺點(diǎn) 不適用于在風(fēng)較大的地方施焊。不適用于在風(fēng)較大的地方施焊。鉚釘連接：鉚釘連接：通過(guò)鉚釘穿過(guò)需連接件而將連接件連接的辦法。通過(guò)鉚釘穿過(guò)需連接件而將連接件連接的辦法。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 塑性和韌性較好，傳力可靠，質(zhì)量易于檢查，對(duì)主塑性和韌性較好，傳力可靠，質(zhì)量易于檢查，對(duì)主

9、體金屬的材質(zhì)質(zhì)量要求低。體金屬的材質(zhì)質(zhì)量要求低。缺點(diǎn)缺點(diǎn) 削弱截面，費(fèi)鋼費(fèi)工，要求技工技術(shù)水平高，勞動(dòng)削弱截面，費(fèi)鋼費(fèi)工，要求技工技術(shù)水平高，勞動(dòng)條件差。條件差。螺栓連接：螺栓連接：在被連接件上鉆孔，裝上螺桿、擰緊螺帽進(jìn)在被連接件上鉆孔，裝上螺桿、擰緊螺帽進(jìn)行連接，通過(guò)行連接，通過(guò)螺桿螺桿或或連接件間的摩擦連接件間的摩擦承受荷載，有承受荷載，有普通普通螺栓連接和高強(qiáng)度螺栓連接兩種。螺栓連接和高強(qiáng)度螺栓連接兩種。N普通螺栓連接普通螺栓連接普通螺栓分為普通螺栓分為A、B、C三級(jí)。三級(jí)。A與與B級(jí)為精制螺栓，級(jí)為精制螺栓，C級(jí)為粗制螺栓。級(jí)為粗制螺栓。A級(jí)和級(jí)和B級(jí)螺栓材料性能等級(jí)則為級(jí)螺栓材料性能

10、等級(jí)則為5.6級(jí)或級(jí)或8.8級(jí)。級(jí)。 C級(jí)螺栓材料性能等級(jí)為級(jí)螺栓材料性能等級(jí)為4.6級(jí)或級(jí)或4.8級(jí)。級(jí)。螺栓等級(jí)含義螺栓等級(jí)含義 a.ba.ba:表示螺栓成品的抗拉強(qiáng)度不小于表示螺栓成品的抗拉強(qiáng)度不小于a100N/mm2；b:表示螺栓成品的屈強(qiáng)比（屈服強(qiáng)度表示螺栓成品的屈強(qiáng)比（屈服強(qiáng)度/抗拉強(qiáng)度）?？估瓘?qiáng)度）。4.6：抗拉強(qiáng)度不小于：抗拉強(qiáng)度不小于400N/mm2；屈強(qiáng)比為；屈強(qiáng)比為0.6。精制螺栓精制螺栓：毛坯在車床上經(jīng)過(guò)切削加工精制而成。：毛坯在車床上經(jīng)過(guò)切削加工精制而成。特點(diǎn)：表面光滑，尺寸準(zhǔn)確，對(duì)成孔質(zhì)量要求高。特點(diǎn)：表面光滑，尺寸準(zhǔn)確，對(duì)成孔質(zhì)量要求高。優(yōu)點(diǎn)：精度較高，受剪性能好

11、。優(yōu)點(diǎn)：精度較高，受剪性能好。缺點(diǎn)：制作和安裝復(fù)雜，價(jià)格較高，少在鋼結(jié)構(gòu)中采用。缺點(diǎn)：制作和安裝復(fù)雜，價(jià)格較高，少在鋼結(jié)構(gòu)中采用。粗制螺栓粗制螺栓：由未經(jīng)加工的圓鋼壓制而成。：由未經(jīng)加工的圓鋼壓制而成。特點(diǎn)：螺栓表面粗糙，一般采用在單個(gè)零件上一次沖成或特點(diǎn)：螺栓表面粗糙，一般采用在單個(gè)零件上一次沖成或不用鉆模鉆成設(shè)計(jì)孔徑的孔不用鉆模鉆成設(shè)計(jì)孔徑的孔(II類孔類孔)，螺栓孔的直徑比螺，螺栓孔的直徑比螺栓桿的直徑大栓桿的直徑大1.53mm。特點(diǎn)：螺桿與螺孔間有較大的間隙，受剪力作用時(shí)，將會(huì)特點(diǎn)：螺桿與螺孔間有較大的間隙，受剪力作用時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生較大的產(chǎn)生較大的剪切滑移剪切滑移，連接的變形大。，連接的

12、變形大。優(yōu)點(diǎn)：安裝方便優(yōu)點(diǎn)：安裝方便，且能有效地傳遞拉力，且能有效地傳遞拉力，可用于沿螺栓桿可用于沿螺栓桿軸受拉的連接中，以及次要結(jié)構(gòu)的抗剪連接或安裝時(shí)的臨軸受拉的連接中，以及次要結(jié)構(gòu)的抗剪連接或安裝時(shí)的臨時(shí)固定。時(shí)固定。高強(qiáng)度螺栓連接高強(qiáng)度螺栓連接兩種類型：兩種類型：摩擦型連接：摩擦型連接：依靠鋼材板間摩擦阻力傳力，并以剪力不依靠鋼材板間摩擦阻力傳力，并以剪力不超過(guò)接觸面摩擦力作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；超過(guò)接觸面摩擦力作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；優(yōu)點(diǎn)：剪切變形小、彈性好、施工簡(jiǎn)單、可拆卸；優(yōu)點(diǎn)：剪切變形小、彈性好、施工簡(jiǎn)單、可拆卸；適用范圍：承受動(dòng)力荷載的部位。適用范圍：承受動(dòng)力荷載的部位。承壓型連接：承壓型連接：允

13、許接觸面滑移，以螺桿或連接板達(dá)到破壞允許接觸面滑移，以螺桿或連接板達(dá)到破壞的極限承載力作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。的極限承載力作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。 優(yōu)點(diǎn)：承載力高、連接緊湊、剪切變形大優(yōu)點(diǎn)：承載力高、連接緊湊、剪切變形大適用范圍：承受靜力荷載或間接動(dòng)力荷載結(jié)構(gòu)。適用范圍：承受靜力荷載或間接動(dòng)力荷載結(jié)構(gòu)。螺栓：性能等級(jí)為螺栓：性能等級(jí)為8.8級(jí)、級(jí)、10.9級(jí)。級(jí)。摩擦型孔徑比螺栓公稱直徑大摩擦型孔徑比螺栓公稱直徑大1.5-2.0mm；承壓型孔徑比螺栓公稱直徑大承壓型孔徑比螺栓公稱直徑大1.0-1.5mm。 為什么要求為什么要求不一致？不一致？連接形式連接形式對(duì)接對(duì)接 搭接搭接 T T形連接形連接 角接角接 焊件的

14、連接形式：焊件的連接形式：焊接件之間的相對(duì)關(guān)系焊接件之間的相對(duì)關(guān)系 第二節(jié)第二節(jié) 焊縫連接焊縫連接(a)(c)(b)(d)(f)(e)(g)(h)(i)(a)(c)(b)(d)(f)(e)(g)(h)(i)(a)(c)(b)(d)(f)(e)(g)(h)(i)(a)(c)(b)(d)(f)(e)(g)(h)(i)搭接搭接對(duì)接對(duì)接T型連接型連接角接角接對(duì)接連接：對(duì)接連接：主要用于厚度相同或接近相同的兩構(gòu)件的相主要用于厚度相同或接近相同的兩構(gòu)件的相互連接。互連接。優(yōu)點(diǎn)：傳力均勻平緩，沒(méi)有明顯應(yīng)力集中，用料經(jīng)濟(jì)；優(yōu)點(diǎn)：傳力均勻平緩，沒(méi)有明顯應(yīng)力集中，用料經(jīng)濟(jì)；缺點(diǎn)：焊件邊緣需要加工（坡口，缺點(diǎn)：焊件

15、邊緣需要加工（坡口，V形），被連接兩板的形），被連接兩板的間隙有嚴(yán)格的要求。間隙有嚴(yán)格的要求。搭接連接：搭接連接：適用于不同厚度構(gòu)件的連接。適用于不同厚度構(gòu)件的連接。優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便；優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便；缺點(diǎn)：傳力不均勻，易產(chǎn)生彎矩，材料較費(fèi)；缺點(diǎn)：傳力不均勻，易產(chǎn)生彎矩，材料較費(fèi)；T形連接形連接 ：常用于制作組合截面。常用于制作組合截面。優(yōu)點(diǎn)：省工省料；優(yōu)點(diǎn)：省工省料；缺點(diǎn)：焊件間存在縫隙，截面突變，應(yīng)力集中現(xiàn)象嚴(yán)重。缺點(diǎn)：焊件間存在縫隙，截面突變，應(yīng)力集中現(xiàn)象嚴(yán)重。 角部連接角部連接 ： 主要用于制作箱形截面。主要用于制作箱形截面。焊縫形焊縫形式式正對(duì)接焊縫正對(duì)接焊縫斜對(duì)接焊

16、縫斜對(duì)接焊縫1 1、按焊縫與受力方向的相對(duì)位置、按焊縫與受力方向的相對(duì)位置按受力方向劃分按受力方向劃分 正正對(duì)接焊縫：焊縫對(duì)接焊縫：焊縫垂直垂直于力線于力線 對(duì)接焊縫對(duì)接焊縫 斜斜對(duì)接焊縫：焊縫對(duì)接焊縫：焊縫傾斜傾斜于力線于力線 正面正面角焊縫：焊縫角焊縫：焊縫垂直垂直于力線于力線 角焊縫角焊縫 側(cè)面?zhèn)让娼呛缚p：焊縫角焊縫：焊縫平行平行于力線于力線 斜斜角焊縫角焊縫: 焊縫焊縫傾斜傾斜于力線于力線2 2、按施焊的位置按施焊的位置平焊、橫焊、立焊及仰焊。平焊、橫焊、立焊及仰焊。平焊平焊( (又稱俯焊又稱俯焊) )施焊方便。施焊方便。立焊和橫焊要求焊工的操作水平比平焊高一些。立焊和橫焊要求焊工的操

17、作水平比平焊高一些。仰焊的操作條件最差，焊縫質(zhì)量不易保證，因此應(yīng)盡仰焊的操作條件最差，焊縫質(zhì)量不易保證，因此應(yīng)盡量避免采用仰焊。量避免采用仰焊。 焊縫缺陷焊縫缺陷焊縫缺陷：焊接過(guò)程中產(chǎn)生于焊縫金屬或附近熱影響區(qū)焊縫缺陷：焊接過(guò)程中產(chǎn)生于焊縫金屬或附近熱影響區(qū)鋼材表面或內(nèi)部的缺陷。鋼材表面或內(nèi)部的缺陷。常見(jiàn)的缺陷：裂紋、焊瘤、燒穿、弧坑、氣孔、夾渣、常見(jiàn)的缺陷：裂紋、焊瘤、燒穿、弧坑、氣孔、夾渣、咬邊、未熔合、未焊透等；焊縫尺寸不符合要求、焊縫咬邊、未熔合、未焊透等；焊縫尺寸不符合要求、焊縫成形不良等。成形不良等。裂紋是焊縫連接中最危險(xiǎn)的缺陷。裂紋是焊縫連接中最危險(xiǎn)的缺陷。裂紋裂紋焊瘤焊瘤燒穿燒

18、穿弧坑弧坑氣孔氣孔夾渣夾渣咬邊咬邊未熔合未熔合未焊透未焊透焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)焊縫質(zhì)量檢驗(yàn) 缺陷削弱焊縫受力面積，導(dǎo)致焊縫處應(yīng)力集中，對(duì)連缺陷削弱焊縫受力面積，導(dǎo)致焊縫處應(yīng)力集中，對(duì)連接的強(qiáng)度、沖擊韌性及冷彎性能等均有不利影響。接的強(qiáng)度、沖擊韌性及冷彎性能等均有不利影響。外觀檢查外觀檢查 檢查外觀缺陷和幾何尺寸；檢查外觀缺陷和幾何尺寸；內(nèi)部無(wú)損檢驗(yàn)內(nèi)部無(wú)損檢驗(yàn) 檢查內(nèi)部缺陷，采用超聲波檢驗(yàn)、磁檢查內(nèi)部缺陷，采用超聲波檢驗(yàn)、磁粉、熒光檢驗(yàn)、粉、熒光檢驗(yàn)、X X射線或射線或射線透照或拍片。射線透照或拍片。 鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定焊縫按其檢驗(yàn)鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定焊縫按其檢驗(yàn)方法和質(zhì)量要求分

19、為一、二、三級(jí)。方法和質(zhì)量要求分為一、二、三級(jí)。三級(jí)焊縫：只要求對(duì)全部焊縫作外觀檢查且符合三級(jí)三級(jí)焊縫：只要求對(duì)全部焊縫作外觀檢查且符合三級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；一級(jí)、二級(jí)焊縫：外觀檢查及一定數(shù)量的超聲波檢驗(yàn)一級(jí)、二級(jí)焊縫：外觀檢查及一定數(shù)量的超聲波檢驗(yàn)并符合相應(yīng)級(jí)別的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。并符合相應(yīng)級(jí)別的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50017-2003GB50017-2003）中，對(duì)焊縫）中，對(duì)焊縫質(zhì)量等級(jí)的選用有如下規(guī)定：質(zhì)量等級(jí)的選用有如下規(guī)定： (1)需要進(jìn)行疲勞計(jì)算的構(gòu)件中，垂直于作用力方向的橫需要進(jìn)行疲勞計(jì)算的構(gòu)件中，垂直于作用力方向的橫向?qū)雍缚p受拉時(shí)應(yīng)為一級(jí)，受壓時(shí)應(yīng)為二級(jí)

20、。向?qū)雍缚p受拉時(shí)應(yīng)為一級(jí)，受壓時(shí)應(yīng)為二級(jí)。 焊縫質(zhì)量等級(jí)及選用焊縫質(zhì)量等級(jí)及選用(2)在不需要進(jìn)行疲勞計(jì)算的構(gòu)件中，凡要求與母材等強(qiáng)在不需要進(jìn)行疲勞計(jì)算的構(gòu)件中，凡要求與母材等強(qiáng)的受拉對(duì)接焊縫應(yīng)不低于二級(jí)；受壓時(shí)宜為二級(jí)。的受拉對(duì)接焊縫應(yīng)不低于二級(jí)；受壓時(shí)宜為二級(jí)。 (3)重級(jí)工作制和起重量重級(jí)工作制和起重量 的中級(jí)工作制吊車梁的中級(jí)工作制吊車梁的腹板與上翼緣板之間以及吊車桁架上弦桿與節(jié)點(diǎn)板之間的腹板與上翼緣板之間以及吊車桁架上弦桿與節(jié)點(diǎn)板之間的形接頭焊透的對(duì)接與角接組合焊縫，不應(yīng)低于二級(jí)。的形接頭焊透的對(duì)接與角接組合焊縫，不應(yīng)低于二級(jí)。 (4)角焊縫質(zhì)量等級(jí)一般為三級(jí)，直接承受動(dòng)力荷載且需

21、角焊縫質(zhì)量等級(jí)一般為三級(jí)，直接承受動(dòng)力荷載且需要驗(yàn)算疲勞和起重量的中級(jí)工作制吊車梁的角要驗(yàn)算疲勞和起重量的中級(jí)工作制吊車梁的角焊縫的外觀質(zhì)量應(yīng)符合二級(jí)。焊縫的外觀質(zhì)量應(yīng)符合二級(jí)。焊縫代號(hào)圖例焊縫代號(hào)圖例 焊縫符號(hào)表示法規(guī)定：焊縫符號(hào)表示法規(guī)定：焊縫代號(hào)由焊縫代號(hào)由基本符號(hào)基本符號(hào)、指引線指引線、補(bǔ)充符號(hào)補(bǔ)充符號(hào)和和焊縫尺寸焊縫尺寸hf ?；痉?hào)：基本符號(hào)：表示焊縫的截面形狀，如表示焊縫的截面形狀，如 表示角焊縫；表示角焊縫；V表示表示V形坡口對(duì)接焊縫；形坡口對(duì)接焊縫；指引線：指引線：由橫線和帶箭頭的斜線組成。箭頭指到相應(yīng)焊縫由橫線和帶箭頭的斜線組成。箭頭指到相應(yīng)焊縫處，橫線的上面和下面用來(lái)標(biāo)

22、注圖形符號(hào)和焊縫尺寸。處，橫線的上面和下面用來(lái)標(biāo)注圖形符號(hào)和焊縫尺寸。補(bǔ)充符號(hào)：補(bǔ)充符號(hào)：表示焊縫的有關(guān)特征，如用表示焊縫的有關(guān)特征，如用表示三面圍焊，表示三面圍焊，用用 表示現(xiàn)場(chǎng)安裝焊縫。表示現(xiàn)場(chǎng)安裝焊縫。h hf f標(biāo)標(biāo)注注方方法法相同焊相同焊縫縫安裝焊安裝焊縫縫雙面焊雙面焊縫縫單面焊單面焊縫縫三面圍三面圍焊焊塞焊縫塞焊縫對(duì)接焊縫對(duì)接焊縫角焊縫角焊縫形形式式hfhfhfhfccpccphfhf第三節(jié)第三節(jié) 角焊縫的構(gòu)造要求和計(jì)角焊縫的構(gòu)造要求和計(jì)算算 角焊縫的形式角焊縫的形式角焊縫：角焊縫：焊縫金屬填充在連接板件形成的直角或斜角區(qū)焊縫金屬填充在連接板件形成的直角或斜角區(qū)域內(nèi)。域內(nèi)。按截面形

23、式可分為：按截面形式可分為：直角角焊縫直角角焊縫 兩焊腳邊的夾角為兩焊腳邊的夾角為90，微凸的等腰直角，微凸的等腰直角三角形，直角邊邊長(zhǎng)三角形，直角邊邊長(zhǎng)hf稱為角焊縫的稱為角焊縫的焊腳尺寸焊腳尺寸。he0.7hf為直角角焊縫的有效厚度！為直角角焊縫的有效厚度！。斜角角焊縫斜角角焊縫 兩焊腳邊的夾角不等于兩焊腳邊的夾角不等于90。hf的確定？的確定？斜角角焊縫常用于鋼漏斗和鋼管結(jié)構(gòu)中。斜角角焊縫常用于鋼漏斗和鋼管結(jié)構(gòu)中。夾角大于夾角大于l35或小于或小于60的斜角角焊縫，除鋼管結(jié)構(gòu)外，的斜角角焊縫，除鋼管結(jié)構(gòu)外，不宜用作受力焊縫。不宜用作受力焊縫。 正面角焊縫的破壞形式正面角焊縫的破壞形式 h

24、e0.7hf ? ? ?正面角焊縫正面角焊縫 受力復(fù)雜，截面中的各面均存在正應(yīng)力受力復(fù)雜，截面中的各面均存在正應(yīng)力和剪應(yīng)力，焊根處存在著很嚴(yán)重的應(yīng)力集中。和剪應(yīng)力，焊根處存在著很嚴(yán)重的應(yīng)力集中。正面角焊縫的破壞強(qiáng)度高于側(cè)面角焊縫，但塑性變形正面角焊縫的破壞強(qiáng)度高于側(cè)面角焊縫，但塑性變形能力差。能力差。斜焊縫的受力性能和強(qiáng)度值介于正面角焊縫和側(cè)面角斜焊縫的受力性能和強(qiáng)度值介于正面角焊縫和側(cè)面角焊縫之間。焊縫之間。側(cè)面角焊縫側(cè)面角焊縫 主要承受剪應(yīng)力。主要承受剪應(yīng)力。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：塑性較好，彈性模量低：塑性較好，彈性模量低，強(qiáng)度也較低，在接近塑性工作強(qiáng)度也較低，在接近塑性工作階段時(shí)，產(chǎn)生應(yīng)力重分布，可

25、階段時(shí)，產(chǎn)生應(yīng)力重分布，可使應(yīng)力分布的不均勻現(xiàn)象漸趨使應(yīng)力分布的不均勻現(xiàn)象漸趨緩和。緩和。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：傳力線通過(guò)時(shí)產(chǎn)生彎折，：傳力線通過(guò)時(shí)產(chǎn)生彎折，應(yīng)力沿焊縫長(zhǎng)度方向的分布不應(yīng)力沿焊縫長(zhǎng)度方向的分布不均勻，呈兩端大而中間小的狀均勻，呈兩端大而中間小的狀態(tài)，焊縫越長(zhǎng)，應(yīng)力分布不均態(tài)，焊縫越長(zhǎng)，應(yīng)力分布不均勻性越顯著。勻性越顯著。最大焊腳尺寸最大焊腳尺寸hf 避免焊區(qū)過(guò)熱、焊縫收縮時(shí)產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力和殘余避免焊區(qū)過(guò)熱、焊縫收縮時(shí)產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力和殘余變形，熱影響區(qū)擴(kuò)大，產(chǎn)生熱脆，較薄焊件燒穿，除鋼變形，熱影響區(qū)擴(kuò)大，產(chǎn)生熱脆，較薄焊件燒穿，除鋼管結(jié)構(gòu)外管結(jié)構(gòu)外 ，焊腳尺寸，焊腳尺寸hf應(yīng)該滿足：

26、應(yīng)該滿足： t1為較薄焊件厚度（為較薄焊件厚度（mm）。）。板件邊緣的焊縫：板件邊緣的焊縫：板件厚度板件厚度t6mm時(shí)，時(shí)，hft-(12) mmt6mm時(shí)，取時(shí)，取hft12.1thf角焊縫的構(gòu)造要求角焊縫的構(gòu)造要求 最小焊腳尺寸最小焊腳尺寸 焊腳尺寸過(guò)小，熔融金屬少，施焊時(shí)冷卻速度過(guò)快，產(chǎn)生焊腳尺寸過(guò)小，熔融金屬少，施焊時(shí)冷卻速度過(guò)快，產(chǎn)生淬硬組織，導(dǎo)致母材開(kāi)裂。淬硬組織，導(dǎo)致母材開(kāi)裂。焊腳尺寸焊腳尺寸 25 . 1thft2為較厚焊件厚度為較厚焊件厚度(mm)，焊腳尺寸取整數(shù)，焊腳尺寸取整數(shù)+1mm。自動(dòng)焊熔深較大，最小焊腳尺寸可減小自動(dòng)焊熔深較大，最小焊腳尺寸可減小1mm；T形連接的形

27、連接的單面角焊縫，增加單面角焊縫，增加1mm；當(dāng)焊件厚度小于或等于當(dāng)焊件厚度小于或等于4mm時(shí)，時(shí)，取與焊件厚度相同。取與焊件厚度相同。側(cè)面角焊縫的最大計(jì)算長(zhǎng)度側(cè)面角焊縫的最大計(jì)算長(zhǎng)度 側(cè)面角焊縫在彈性階段沿長(zhǎng)度方向受力不均勻，兩端大中側(cè)面角焊縫在彈性階段沿長(zhǎng)度方向受力不均勻，兩端大中間小。焊縫越長(zhǎng)，應(yīng)力集中越明顯。間小。焊縫越長(zhǎng)，應(yīng)力集中越明顯。若焊縫長(zhǎng)度適宜，兩端點(diǎn)處的應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度后，繼續(xù)若焊縫長(zhǎng)度適宜，兩端點(diǎn)處的應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度后，繼續(xù)加載，應(yīng)力會(huì)漸趨均勻。加載，應(yīng)力會(huì)漸趨均勻。若焊縫長(zhǎng)度超過(guò)某一限值時(shí)，有可能首先在焊縫的兩端破若焊縫長(zhǎng)度超過(guò)某一限值時(shí)，有可能首先在焊縫的兩端破壞，故

28、一般規(guī)定側(cè)面角焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度壞，故一般規(guī)定側(cè)面角焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度 lw60hf當(dāng)實(shí)際長(zhǎng)度大于上述限值時(shí)，其超過(guò)部分在計(jì)算中不予考當(dāng)實(shí)際長(zhǎng)度大于上述限值時(shí)，其超過(guò)部分在計(jì)算中不予考慮。慮。若若內(nèi)力沿側(cè)面角焊縫全長(zhǎng)分布內(nèi)力沿側(cè)面角焊縫全長(zhǎng)分布，比如焊接梁翼緣板與腹板，比如焊接梁翼緣板與腹板的連接焊縫，計(jì)算長(zhǎng)度可不受上述限制。的連接焊縫，計(jì)算長(zhǎng)度可不受上述限制。角焊縫的最小計(jì)算長(zhǎng)度角焊縫的最小計(jì)算長(zhǎng)度 焊腳尺寸大而長(zhǎng)度較小時(shí)，焊件的局部加熱嚴(yán)重，焊縫焊腳尺寸大而長(zhǎng)度較小時(shí)，焊件的局部加熱嚴(yán)重，焊縫起滅弧所引起的缺陷起滅弧所引起的缺陷相距太近，以及焊縫中可能產(chǎn)生的相距太近，以及焊縫中可能產(chǎn)生的其他缺陷其

29、他缺陷(氣孔、非金屬夾雜等氣孔、非金屬夾雜等)，使焊縫不夠可靠。，使焊縫不夠可靠。搭接連接的側(cè)面角焊縫，如果焊縫長(zhǎng)度過(guò)小，由于力線搭接連接的側(cè)面角焊縫，如果焊縫長(zhǎng)度過(guò)小，由于力線彎折大，會(huì)造成嚴(yán)重應(yīng)力集中。彎折大，會(huì)造成嚴(yán)重應(yīng)力集中。為了使焊縫能夠具有一定的承載能力，側(cè)面角焊縫或正為了使焊縫能夠具有一定的承載能力，側(cè)面角焊縫或正面角焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度不得小于面角焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度不得小于8hf和和40mm。 mm408WfWlhl且搭接連接的構(gòu)造要求搭接連接的構(gòu)造要求 當(dāng)板件端部?jī)H有當(dāng)板件端部?jī)H有2條側(cè)面角焊縫時(shí)，連接的承載力與條側(cè)面角焊縫時(shí)，連接的承載力與b/lw有關(guān)，有關(guān)，b為兩側(cè)焊縫的距離，為兩

30、側(cè)焊縫的距離，lw為側(cè)焊縫長(zhǎng)度。當(dāng)為側(cè)焊縫長(zhǎng)度。當(dāng)b/lw1時(shí)，連接的承載力隨著時(shí)，連接的承載力隨著b/lw比值的增大而明顯下降。比值的增大而明顯下降。為使連接強(qiáng)度不致過(guò)分降低，要求為使連接強(qiáng)度不致過(guò)分降低，要求b/lw1。避免焊縫橫向收縮，引起板件向外發(fā)生較大拱曲，避免焊縫橫向收縮，引起板件向外發(fā)生較大拱曲， b16t(t12mm)或或190mm(t12mm)，t為較薄焊件厚度。為較薄焊件厚度。搭接連接中，僅采用正面角焊縫時(shí)，搭接連接中，僅采用正面角焊縫時(shí)，搭接長(zhǎng)度搭接長(zhǎng)度不得小于不得小于焊件較小厚度的焊件較小厚度的5倍，也不得小于倍，也不得小于25mm。減小角焊縫應(yīng)力集中的措施減小角焊縫應(yīng)

31、力集中的措施端部搭接采用三面圍焊時(shí)，在端部搭接采用三面圍焊時(shí)，在轉(zhuǎn)角處截面突變轉(zhuǎn)角處截面突變，會(huì)產(chǎn)，會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，如在此處起滅弧，可能出現(xiàn)弧坑或咬肉生應(yīng)力集中，如在此處起滅弧，可能出現(xiàn)弧坑或咬肉等缺陷，從而加大應(yīng)力集中的影響。故等缺陷，從而加大應(yīng)力集中的影響。故所有圍焊的轉(zhuǎn)所有圍焊的轉(zhuǎn)角處必須連續(xù)施焊角處必須連續(xù)施焊。對(duì)于非圍焊情況，當(dāng)角焊縫的端部在構(gòu)件轉(zhuǎn)角處時(shí)，對(duì)于非圍焊情況，當(dāng)角焊縫的端部在構(gòu)件轉(zhuǎn)角處時(shí)，可連續(xù)地作長(zhǎng)度為可連續(xù)地作長(zhǎng)度為2hf的繞角焊。的繞角焊。斷續(xù)角焊縫的構(gòu)造要求斷續(xù)角焊縫的構(gòu)造要求角焊縫沿長(zhǎng)度方向：連續(xù)角焊縫、斷續(xù)角焊縫。角焊縫沿長(zhǎng)度方向：連續(xù)角焊縫、斷續(xù)角焊縫。連續(xù)

32、角焊縫連續(xù)角焊縫 受力性能較好，主要的形式。受力性能較好，主要的形式。斷續(xù)角焊縫斷續(xù)角焊縫 起、滅弧處容易引起應(yīng)力集中，只用于次要起、滅弧處容易引起應(yīng)力集中，只用于次要構(gòu)件的連接或受力很小的連接中。間斷角焊縫的間斷距構(gòu)件的連接或受力很小的連接中。間斷角焊縫的間斷距離離l不宜過(guò)長(zhǎng)，以免連接不緊密，潮氣侵入引起構(gòu)件銹蝕不宜過(guò)長(zhǎng)，以免連接不緊密，潮氣侵入引起構(gòu)件銹蝕受壓構(gòu)件受壓構(gòu)件:l15t；受拉構(gòu)件受拉構(gòu)件:l30t，t為較薄焊件的厚度為較薄焊件的厚度直角角焊縫的計(jì)算直角角焊縫的計(jì)算 直角角焊縫強(qiáng)度計(jì)算的基本公式直角角焊縫強(qiáng)度計(jì)算的基本公式試驗(yàn)表明，直角角焊縫的破壞常發(fā)生在試驗(yàn)表明，直角角焊縫的破

33、壞常發(fā)生在45的最小截面，的最小截面，此截面此截面(有效厚度有效厚度與與焊縫計(jì)算長(zhǎng)度焊縫計(jì)算長(zhǎng)度的乘積的乘積)稱為焊縫的有稱為焊縫的有效截面或計(jì)算截面。效截面或計(jì)算截面。最可能沿最可能沿4545截面破壞截面破壞!fehh7 .0fheh直角角焊縫破壞特點(diǎn)：直角角焊縫破壞特點(diǎn)：作用于焊縫有效截面上的應(yīng)力：作用于焊縫有效截面上的應(yīng)力：垂直于焊縫有效截面的正應(yīng)力垂直于焊縫有效截面的正應(yīng)力垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的剪應(yīng)力垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的剪應(yīng)力 沿焊縫長(zhǎng)度方向的剪應(yīng)力沿焊縫長(zhǎng)度方向的剪應(yīng)力 /lw 為焊縫金屬的抗拉強(qiáng)度。為焊縫金屬的抗拉強(qiáng)度。我國(guó)規(guī)范在簡(jiǎn)化計(jì)算時(shí)，假定焊縫在有效截面處破壞，各我國(guó)規(guī)范在簡(jiǎn)化

34、計(jì)算時(shí)，假定焊縫在有效截面處破壞，各應(yīng)力分量滿足折算應(yīng)力公式。由于規(guī)范規(guī)定的角焊縫強(qiáng)度應(yīng)力分量滿足折算應(yīng)力公式。由于規(guī)范規(guī)定的角焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)值 是根據(jù)抗剪條件確定的，而是根據(jù)抗剪條件確定的，而 相當(dāng)于相當(dāng)于角焊縫的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，則角焊縫的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，則 fwu)( 32/22fwffwf3fwf3)( 32/22有效截面各應(yīng)力分量的折算應(yīng)力：有效截面各應(yīng)力分量的折算應(yīng)力： fwu焊縫受斜向軸心力焊縫受斜向軸心力N作用，作用，N分解為分解為NX和和NY。Ny是有效截面上垂直于焊縫長(zhǎng)度的一個(gè)是有效截面上垂直于焊縫長(zhǎng)度的一個(gè)面內(nèi)的作用力面內(nèi)的作用力 ，該應(yīng)力對(duì)有效截面既不是正應(yīng)力，也不是

35、剪應(yīng)力，而是該應(yīng)力對(duì)有效截面既不是正應(yīng)力，也不是剪應(yīng)力，而是 和和 的合力。的合力。fNyNxNNyNN lhNweyfNy垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的軸向力；垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的軸向力； he直角角焊縫的有效厚度，直角角焊縫的有效厚度，he =0.7hf ； lw 焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度，考慮起滅弧缺陷，按各條焊縫的焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度，考慮起滅弧缺陷，按各條焊縫的實(shí)際長(zhǎng)度實(shí)際長(zhǎng)度每端減去每端減去hf計(jì)算。計(jì)算。 2fNx在焊縫有效截面上引起平行于焊縫長(zhǎng)度方向的剪應(yīng)力在焊縫有效截面上引起平行于焊縫長(zhǎng)度方向的剪應(yīng)力 lwheNxf/則得直角角焊縫在各種應(yīng)力共同下的計(jì)算式則得直角角焊縫在各種應(yīng)力共同下的計(jì)算式 fwf

36、ff332422 正面角焊縫正面角焊縫的強(qiáng)度增大系數(shù)，直接承受動(dòng)力荷載的強(qiáng)度增大系數(shù)，直接承受動(dòng)力荷載時(shí)取時(shí)取1.0。 22.123ffwffff22f對(duì)正面角焊縫對(duì)正面角焊縫 wffwefflhN對(duì)側(cè)面角焊縫對(duì)側(cè)面角焊縫 wfwefflhN角焊縫計(jì)算角焊縫計(jì)算要訣要訣：將焊縫受力分解為垂直于焊縫長(zhǎng)度方向：將焊縫受力分解為垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的受力和平行于焊縫長(zhǎng)度方向的受力。的受力和平行于焊縫長(zhǎng)度方向的受力。ffwffffwf32323)(32222/220f0f則則則則fwwhllll側(cè)面角焊縫正面角焊縫三面圍焊：. 1fwhll2.2側(cè)面角焊縫兩面?zhèn)群福篺wfwhllhllL側(cè)面角焊縫正面角

37、焊縫形圍焊：. 3不在內(nèi)）（繞角的側(cè)面角焊縫繞角焊：fwhll2. 4NNllNNllNNllNNfh2ll焊縫實(shí)際長(zhǎng)度焊縫實(shí)際長(zhǎng)度 取為取為5mm的倍數(shù)，如的倍數(shù)，如192mm取為取為195mm，196mm取為取為200mm。l:的關(guān)系和實(shí)際長(zhǎng)度角焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度f(wàn)wll軸心力作用的焊縫軸心力作用的焊縫蓋板連接的角焊縫計(jì)算蓋板連接的角焊縫計(jì)算軸心力通過(guò)焊縫中心時(shí)，認(rèn)為焊縫應(yīng)力是均勻分布的。軸心力通過(guò)焊縫中心時(shí)，認(rèn)為焊縫應(yīng)力是均勻分布的。wfwfflheNwffwfflheN11wewfflhfNwfwefflhNN1各種受力情形下角焊縫的計(jì)算各種受力情形下角焊縫的計(jì)算采用三面圍焊時(shí)采用三面圍焊

38、時(shí)只有側(cè)面角焊縫時(shí)只有側(cè)面角焊縫時(shí)只有正面角焊縫時(shí)只有正面角焊縫時(shí)假定先由正面角焊縫全面受力，假定先由正面角焊縫全面受力，余力由側(cè)面角焊縫承受余力由側(cè)面角焊縫承受解：解：mmthf9 . 7285 . 15 . 1maxminmmhf10取mmhf1415)21(16max例例 設(shè)計(jì)用蓋板的對(duì)接連接。已知鋼板寬設(shè)計(jì)用蓋板的對(duì)接連接。已知鋼板寬B B270mm270mm，厚度，厚度t t1 1=28mm,=28mm,拼接的蓋板厚度拼接的蓋板厚度t t2 2=16mm=16mm，承受靜荷載軸心力，承受靜荷載軸心力N=1400KNN=1400KN，鋼材為，鋼材為Q235BQ235B，手工三面圍焊，焊

39、條為，手工三面圍焊，焊條為E43E43型。型。即確定蓋板的尺寸、焊腳尺寸，以滿足荷載要求！依據(jù)鋼板寬度B，確定蓋板寬度b=240mm正面角焊縫承受力：KNlfhNwwffe9 .655240216022. 1107 . 01KNNNN1 .7449 .655140012mmfhNlwfew664160107 . 010001 .7442mmmmhllfww1801761046644取16240370370101802102蓋板取定尺寸蓋板長(zhǎng)度mmlLw側(cè)焊縫受力：側(cè)焊縫總長(zhǎng)：一側(cè)蓋板長(zhǎng)度：承受斜向軸心力的焊縫承受斜向軸心力的焊縫wefweflhNlhNcossinfwffff22直接法： wf

40、wewefflhNlhN22cossin分力法：N例例 已知如圖焊縫承受斜向靜荷載已知如圖焊縫承受斜向靜荷載N=280KNN=280KN（設(shè)計(jì)值），設(shè)（設(shè)計(jì)值），設(shè)計(jì)的角焊縫焊腳尺寸計(jì)的角焊縫焊腳尺寸h hf f=8mm=8mm，=60=60，構(gòu)件沿豎直方向高，構(gòu)件沿豎直方向高度為度為155mm155mm，鋼材為，鋼材為Q235BQ235B，焊條采用，焊條采用E43E43型，驗(yàn)算焊縫強(qiáng)度型，驗(yàn)算焊縫強(qiáng)度2f2f/9 .89)82155(87 . 0210000 .1402/8 .155)82155(87 . 0210005 .2422mmNlhNmmNlhNweywex焊縫應(yīng)力強(qiáng)度驗(yàn)算合格強(qiáng)度

41、驗(yàn)算：222222f/160/2 .1569 .8922. 18 .155mmNfmmNwfffKNNNKNSinSinNN0 .14060cos280cos5 .24260280yx解：先對(duì)力進(jìn)行分解承受軸心力的角鋼角焊縫承受軸心力的角鋼角焊縫焊接方法：兩面?zhèn)群浮⑷鎳?、焊接方法：兩面?zhèn)群浮⑷鎳?、L形圍焊。受軸心力作形圍焊。受軸心力作用，避免焊縫偏心受力，焊縫所傳遞的合力的作用線應(yīng)與用，避免焊縫偏心受力，焊縫所傳遞的合力的作用線應(yīng)與角鋼桿件的軸線重合。角鋼桿件的軸線重合。結(jié)構(gòu)：雙角鋼對(duì)稱焊接在一鋼板結(jié)構(gòu)：雙角鋼對(duì)稱焊接在一鋼板上。上。lw2w1N11ebNN2N3e2lw 2w 1N1

42、1ebNN2N3e2a、三面圍焊、三面圍焊wffffbhN337 . 0223222)(33131NNNNNbebNN2312233232NNNNNbNeNwffwfhNl1117 . 02wffwfhNl2227 . 02計(jì)算假定：先由正面角計(jì)算假定：先由正面角焊焊縫全受力，然后由肢背、縫全受力，然后由肢背、肢尖滿足彎矩平衡來(lái)分肢尖滿足彎矩平衡來(lái)分配配余力。余力。b、兩面?zhèn)群?NN321NN312wffwfhNl1117 . 02wffwfhNl2227 . 02c、L形圍焊 NN32331NNN33fwhblwffwfflNh3337 . 02wffwfhNl1117 . 02驗(yàn)驗(yàn)算！算！

43、例例3.3 3.3 試確定下圖所示承受靜態(tài)軸心力作用的三面圍焊連接試確定下圖所示承受靜態(tài)軸心力作用的三面圍焊連接的承載力及肢尖焊縫的長(zhǎng)度。已知角鋼型號(hào)為的承載力及肢尖焊縫的長(zhǎng)度。已知角鋼型號(hào)為L(zhǎng)125L1251010，鋼，鋼板厚度為板厚度為8mm8mm，搭接長(zhǎng)度為，搭接長(zhǎng)度為300mm300mm，焊腳尺寸，焊腳尺寸h hf f=8mm,=8mm,鋼材為鋼材為Q235BQ235B，手工焊，焊條采用，手工焊，焊條采用E43E43型。型。（2 2）肢背焊縫承擔(dān)的力）肢背焊縫承擔(dān)的力N N1 1：（1 1）端部正面角焊縫焊縫承擔(dān)的力）端部正面角焊縫焊縫承擔(dān)的力N N3 3：。查表得2/160mmNfw

44、fkNfbhNwfff3 .27316022. 112587 . 027 . 0233解解 ：kNflhNwfwf3 .523160830087 .027 .02111（3 3）焊縫連接承擔(dān)的力）焊縫連接承擔(dān)的力N N：（5 5）肢尖焊縫長(zhǎng)度：）肢尖焊縫長(zhǎng)度：（4 4）肢尖焊縫承擔(dān)的力）肢尖焊縫承擔(dān)的力N N2 2：kNNNN4 .19323 .273990312322kNNNNNNNN9903223.2733.52322131311由。取mmmmhfhNlfwfew120,116816087 . 0210004 .193222彎矩、軸心力和剪力共同作用的角焊連連接計(jì)算彎矩、軸心力和剪力共同作

45、用的角焊連連接計(jì)算 之一之一雙面角焊縫承受偏心斜拉力雙面角焊縫承受偏心斜拉力N N，分解為，分解為N NX X、N NY Y，產(chǎn)生彎矩，產(chǎn)生彎矩M=NM=NX X e e雙面角焊縫承受偏心斜拉力雙面角焊縫承受偏心斜拉力N N，分解為，分解為N NX X、N NY Y，產(chǎn)生彎矩，產(chǎn)生彎矩M=NM=NX X e eNX X產(chǎn)生拉產(chǎn)生拉應(yīng)力應(yīng)力Wfffff222262WeWWMlhMlIM2262WeWeXMNflhMlhNM產(chǎn)生拉、產(chǎn)生拉、壓應(yīng)力壓應(yīng)力WeyeyylhNAN2WeXeXNlhNAN2拉應(yīng)力最大值拉應(yīng)力最大值NY產(chǎn)生剪切力產(chǎn)生剪切力焊縫強(qiáng)度驗(yàn)算焊縫強(qiáng)度驗(yàn)算weeNAlhNAN2226

46、weeMAlhMWM2262weweflhMlhNweeVAlhVAV2fwffff22VAf彎矩、軸心力和剪力共同作用的角焊連連接計(jì)算彎矩、軸心力和剪力共同作用的角焊連連接計(jì)算 之二之二工字梁工字梁(或牛腿或牛腿)與鋼柱翼緣的角焊縫連接，通常承受彎與鋼柱翼緣的角焊縫連接，通常承受彎矩矩M和剪力和剪力V的共同作用。計(jì)算時(shí)通常假設(shè)兩種受力：的共同作用。計(jì)算時(shí)通常假設(shè)兩種受力：腹板承受腹板承受全部剪力全部剪力和和部分彎矩部分彎矩腹板只承受腹板只承受全部剪力全部剪力，不承受彎矩不承受彎矩wffwffhIM21222hIMwf222weflhVfwffff2222彎矩彎矩M在焊縫上不在焊縫上不同位置的

47、應(yīng)力同位置的應(yīng)力剪力剪力V在腹板焊在腹板焊縫上的應(yīng)力縫上的應(yīng)力腹板焊縫危腹板焊縫危險(xiǎn)點(diǎn)強(qiáng)度險(xiǎn)點(diǎn)強(qiáng)度驗(yàn)算驗(yàn)算A 例例 如下圖所示牛腿與鋼柱采用翼緣和腹板焊縫連接，如下圖所示牛腿與鋼柱采用翼緣和腹板焊縫連接，鋼材為鋼材為Q235BQ235B，焊條為，焊條為E43E43型，手工焊。設(shè)計(jì)的靜態(tài)荷載為型，手工焊。設(shè)計(jì)的靜態(tài)荷載為N=365kNN=365kN，荷載偏心距，荷載偏心距e=350mme=350mm，焊腳尺寸翼緣，焊腳尺寸翼緣h hf1f1=8mm=8mm，腹板腹板h hf2f2=6mm=6mm。解：解：設(shè)計(jì)連接焊縫承受剪力設(shè)計(jì)連接焊縫承受剪力 V=N=365kNV=N=365kN承受彎矩承受彎

48、矩M=NM=Ne=365e=3650.35=127.75kN0.35=127.75kNm ma a、考慮腹板焊縫承受彎矩、考慮腹板焊縫承受彎矩全焊縫有效截面對(duì)中和軸的慣性矩：全焊縫有效截面對(duì)中和軸的慣性矩：4232321837972.1756. 02 . 941256. 02 . 9428.2056. 04 .1921256. 04 .1921288.3442. 02cmIW翼緣焊縫的最大應(yīng)力：翼緣焊縫的最大應(yīng)力：22461/19516022. 1/9 .1426 .20510183791075.1272mmNfmmNhIMwffWf2322/6 .1248 .34867 . 0210365m

49、mkNlwheVf24611/2 .1214 .17410183791075.1272mmNhIMWf彎矩對(duì)腹板焊縫的應(yīng)力：彎矩對(duì)腹板焊縫的應(yīng)力：剪力剪力V V對(duì)腹板的應(yīng)力：對(duì)腹板的應(yīng)力：驗(yàn)算腹板應(yīng)力：驗(yàn)算腹板應(yīng)力：222222/160/4 .1596 .12422. 12 .121mmNfmmNwffffb b、不考慮腹板承受彎矩、不考慮腹板承受彎矩翼緣焊縫承受水平作用力翼緣焊縫承受水平作用力H H223/19516022. 1/8 .158)841002210(87 . 0102 .336mmNfmmNlhHwffwefkNhMH2 .3363801075.1276翼緣焊縫承受水平作用力翼

50、緣焊縫承受水平作用力H H下的應(yīng)力下的應(yīng)力223/160/6 .1248 .34867 . 0210365mmNfmmNlhVwfwef腹板焊縫承受剪力腹板焊縫承受剪力V V下的應(yīng)力：下的應(yīng)力：扭矩和剪力共同作用的角焊縫連接計(jì)算扭矩和剪力共同作用的角焊縫連接計(jì)算危險(xiǎn)點(diǎn)為危險(xiǎn)點(diǎn)為A、A。如圖三面圍焊的連接，承受豎向剪力如圖三面圍焊的連接，承受豎向剪力V=F和扭矩和扭矩T=F(e1+e2) 計(jì)算基于如下假定：計(jì)算基于如下假定：連接為剛性，有繞形心點(diǎn)連接為剛性，有繞形心點(diǎn)O旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)；旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)；角焊縫上任一點(diǎn)受扭矩的應(yīng)力方向與到角焊縫上任一點(diǎn)受扭矩的應(yīng)力方向與到O點(diǎn)相垂直，且點(diǎn)相垂直，且與到與到O

51、點(diǎn)的距離點(diǎn)的距離r成正比。成正比。yxpTIIrTIrTpxxpTTYpyypTTXITrrrITrITrrrITrSincosfwfTxfVyTy22Ip焊縫有效截面的慣性矩。焊縫有效截面的慣性矩。扭矩扭矩T作用下，危險(xiǎn)點(diǎn)作用下，危險(xiǎn)點(diǎn)A的應(yīng)力的應(yīng)力將扭矩將扭矩T作用下危作用下危險(xiǎn)點(diǎn)險(xiǎn)點(diǎn)A的應(yīng)力分解的應(yīng)力分解剪力剪力V作用下，危險(xiǎn)點(diǎn)作用下，危險(xiǎn)點(diǎn)A的應(yīng)力的應(yīng)力weVylhV危險(xiǎn)點(diǎn)危險(xiǎn)點(diǎn)A的總正應(yīng)力的總正應(yīng)力VyTyf危險(xiǎn)點(diǎn)危險(xiǎn)點(diǎn)A強(qiáng)度驗(yàn)算強(qiáng)度驗(yàn)算斜角角焊縫的計(jì)算斜角角焊縫的計(jì)算 采用與直角角焊縫相同的計(jì)算公式計(jì)算。采用與直角角焊縫相同的計(jì)算公式計(jì)算。研究很少，計(jì)算公式也是根據(jù)直角角焊縫簡(jiǎn)化得

52、出。研究很少，計(jì)算公式也是根據(jù)直角角焊縫簡(jiǎn)化得出。因此，一律取因此，一律取0 . 1f焊縫有效厚度：假定在所成夾角的最小斜面上發(fā)生破壞焊縫有效厚度：假定在所成夾角的最小斜面上發(fā)生破壞2cossin21bbbhhfe、或2cosfehh 當(dāng)當(dāng)b、b1或或b21.5mm時(shí)時(shí)任何情況下任何情況下b、b1或或b2不得大于不得大于5mm。當(dāng)根部間隙當(dāng)根部間隙b、b1或或b21.5mm時(shí)時(shí)同厚、同寬板對(duì)接焊縫的構(gòu)造同厚、同寬板對(duì)接焊縫的構(gòu)造 第四節(jié)第四節(jié) 對(duì)接焊縫的構(gòu)造要求與計(jì)算對(duì)接焊縫的構(gòu)造要求與計(jì)算直邊縫：直邊縫： 焊件厚度小焊件厚度小 手工手工t6mm，埋弧焊，埋弧焊t 10mm單邊單邊V、V形坡口

53、：形坡口： 一般厚度一般厚度U形、形、 K形、形、X形：形： 厚度厚度20mm不同寬度或厚度的板件對(duì)接，應(yīng)在寬度方向或厚度方向不同寬度或厚度的板件對(duì)接，應(yīng)在寬度方向或厚度方向從一側(cè)或兩側(cè)做成坡度不大于從一側(cè)或兩側(cè)做成坡度不大于1:2.5(直接承受動(dòng)力荷載時(shí)直接承受動(dòng)力荷載時(shí)不大于不大于1:4)的斜角，以使截面過(guò)渡和緩，減小應(yīng)力集中。的斜角，以使截面過(guò)渡和緩，減小應(yīng)力集中。不同厚、寬板對(duì)接焊縫的構(gòu)造不同厚、寬板對(duì)接焊縫的構(gòu)造 焊縫起滅弧處弧坑等缺陷對(duì)承載力影響極大，焊接時(shí)一焊縫起滅弧處弧坑等缺陷對(duì)承載力影響極大，焊接時(shí)一般應(yīng)設(shè)置引弧板和引出板，焊后將它割除。受靜力荷載般應(yīng)設(shè)置引弧板和引出板，焊后

54、將它割除。受靜力荷載設(shè)置引弧設(shè)置引弧(出出)板困難時(shí)，允許不設(shè)置，此時(shí)焊縫計(jì)算長(zhǎng)度板困難時(shí)，允許不設(shè)置，此時(shí)焊縫計(jì)算長(zhǎng)度等于等于實(shí)際長(zhǎng)度減實(shí)際長(zhǎng)度減2t。t為連接件的較小厚度。為連接件的較小厚度。焊透的坡口焊縫的計(jì)算焊透的坡口焊縫的計(jì)算坡口焊縫是焊件截面的組成部分，焊縫中應(yīng)力分布基本坡口焊縫是焊件截面的組成部分，焊縫中應(yīng)力分布基本與焊件相同，故計(jì)算方法與構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算一樣。與焊件相同，故計(jì)算方法與構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算一樣。a 軸心力作用的對(duì)接焊縫軸心力作用的對(duì)接焊縫 N軸心拉力或壓力設(shè)計(jì)值；軸心拉力或壓力設(shè)計(jì)值；lw焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度。焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度。 對(duì)接焊縫的抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。對(duì)接焊縫的抗拉、抗

55、壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。wcwtwfftlN或wcwtff 、只有三級(jí)檢驗(yàn)的焊縫才需進(jìn)行抗拉強(qiáng)度驗(yàn)算。如果采用直只有三級(jí)檢驗(yàn)的焊縫才需進(jìn)行抗拉強(qiáng)度驗(yàn)算。如果采用直縫不能滿足強(qiáng)度要求時(shí)，可采用如圖所示的斜對(duì)接焊縫?？p不能滿足強(qiáng)度要求時(shí)，可采用如圖所示的斜對(duì)接焊縫。焊縫與作用力間的夾角焊縫與作用力間的夾角滿足滿足tan1.5時(shí)，斜焊縫的強(qiáng)度時(shí)，斜焊縫的強(qiáng)度不低于母材強(qiáng)度，可不驗(yàn)算不低于母材強(qiáng)度，可不驗(yàn)算焊縫強(qiáng)度焊縫強(qiáng)度。 例例3.8 3.8 驗(yàn)算下圖所示對(duì)接焊縫的強(qiáng)度。圖中驗(yàn)算下圖所示對(duì)接焊縫的強(qiáng)度。圖中a=540mma=540mm，t=22mmt=22mm，軸心力設(shè)計(jì)值，軸心力設(shè)計(jì)值N=2150kNN=2

56、150kN，鋼材為，鋼材為Q235BQ235B，手工，手工焊，焊，E43E43型號(hào)焊條，焊縫三級(jí)檢驗(yàn)，施焊時(shí)加引弧板和型號(hào)焊條，焊縫三級(jí)檢驗(yàn)，施焊時(shí)加引弧板和引出板。引出板。22/120,/175mmNfmmNfwvwt解：查表得223/175/18122540102150mmNfmmNtlNwtw正對(duì)接焊縫應(yīng)力mm65156540SinSinalw焊縫計(jì)算長(zhǎng)度改用斜對(duì)接焊縫，斜度為改用斜對(duì)接焊縫，斜度為1.5:1,1.5:1,即即tan=1.5,=56tan=1.5,=56：223/175/12422651in56102150inmmNfmmNStlNSwtw正應(yīng)力斜對(duì)接焊縫應(yīng)力223/12

57、0/842265156cos102150cosmmNfmmNtlNwvw剪應(yīng)力b 彎矩和剪力共同作用的對(duì)接焊縫計(jì)算彎矩和剪力共同作用的對(duì)接焊縫計(jì)算 對(duì)接接頭受到彎矩和剪力的共同作用，正應(yīng)力與剪應(yīng)力的對(duì)接接頭受到彎矩和剪力的共同作用，正應(yīng)力與剪應(yīng)力的最大值應(yīng)分別滿足最大值應(yīng)分別滿足wtwWWwftlMltlMWM2362/12wvWWWwwftlVttltlVtIVS23128132wtf1 . 132121Ww、 Sw、 Iw焊縫的截面模量、面積矩、慣性矩。焊縫的截面模量、面積矩、慣性矩。工字形或工字形或H型鋼梁的對(duì)接焊縫接頭，除分別驗(yàn)算最大正應(yīng)型鋼梁的對(duì)接焊縫接頭，除分別驗(yàn)算最大正應(yīng)力和剪應(yīng)

58、力外，對(duì)于同時(shí)受有較大正應(yīng)力和剪應(yīng)力處，如力和剪應(yīng)力外，對(duì)于同時(shí)受有較大正應(yīng)力和剪應(yīng)力處，如腹板與翼緣的交接點(diǎn)還驗(yàn)算折算應(yīng)力：腹板與翼緣的交接點(diǎn)還驗(yàn)算折算應(yīng)力：驗(yàn)算點(diǎn)處焊縫的驗(yàn)算點(diǎn)處焊縫的正應(yīng)力和剪應(yīng)力。正應(yīng)力和剪應(yīng)力。部分焊透的坡口焊縫的計(jì)算部分焊透的坡口焊縫的計(jì)算焊縫主要起聯(lián)系作用或焊縫受力雖然較大，但采用焊透的焊縫主要起聯(lián)系作用或焊縫受力雖然較大，但采用焊透的對(duì)接焊縫將使強(qiáng)度不能充分發(fā)揮時(shí)，可采用部分焊透的對(duì)對(duì)接焊縫將使強(qiáng)度不能充分發(fā)揮時(shí)，可采用部分焊透的對(duì)接焊縫。接焊縫。四塊較厚的板焊成箱形截面的軸心受壓構(gòu)件，用焊透對(duì)接四塊較厚的板焊成箱形截面的軸心受壓構(gòu)件，用焊透對(duì)接焊縫是不必要的；如采用角焊縫外形又不平整；采用部分焊縫是不必要的；如采用角焊縫外形又不平整；采用部分焊透的對(duì)接與角接組合焊縫可以省工省料，較為美觀大方。焊透的對(duì)接與角接組合焊縫可以省工省料，較為美觀大方。部分焊透的對(duì)接焊縫必須在設(shè)計(jì)圖上注明坡口的形式和尺部分焊透的對(duì)接焊縫必須