第八講 角焊縫的形式和計算

hehfhf普通式hehf1.5hf1、角焊縫的形式:一、角焊縫的形式和受力分析§3.3角焊縫的構(gòu)造與計算直角角焊縫、斜角角焊縫（1）直角角焊縫hehfhf凹面式第八講角焊縫的形式和計算（2）斜角角焊縫對于α>135o或α<60o斜角角焊縫,除鋼管結(jié)構(gòu)外,不宜用作受力焊縫。第八講角焊縫的形式和計算（1）側(cè)面角焊縫（側(cè)焊縫）2.直角角焊縫按力和焊縫位置關(guān)系分類第八講角焊縫的形式和計算（2）正面角焊縫第八講角焊縫的形式和計算（3）斜角焊縫

斜焊縫的受力性能介于側(cè)面角焊縫和正側(cè)面角焊縫之間。第八講角焊縫的形式和計算１、最小焊腳尺寸hf,min

為了避免在焊縫金屬中由于冷卻速度快而產(chǎn)生淬硬組織，導(dǎo)致母材開裂，hf,min應(yīng)滿足以下要求:

式中:t2----較厚焊件厚度

另:對于自動埋弧焊hf,min可在上式基礎(chǔ)上減去1mm;

對于T型連接單面角焊縫hf,min可在上式基礎(chǔ)上加上1mm;

當(dāng)t2≤4mm時,hf,min=t2二、角焊縫的構(gòu)造第八講角焊縫的形式和計算

２、最大焊腳尺寸hf,max

為了避免焊縫處局部過熱，減小焊件的焊接殘余應(yīng)力和殘余變形，hf,max應(yīng)滿足以下要求:

hf,max≤1.2t1（鋼管結(jié)構(gòu)除外）式中:t1---較薄焊件厚度。t1t1hf

對于板件邊緣的角焊縫,尚應(yīng)滿足以下要求：

當(dāng)t1≤6mm時，hf,max≤t1；當(dāng)t1>6mm時，hf,max≤t1-(1~2)mm；hft1t第八講角焊縫的形式和計算3.側(cè)面角焊縫的最大計算長度

側(cè)面角焊縫在彈性工作階段沿長度方向受力不均，兩端大而中間小。焊縫長度越長，應(yīng)力集中系數(shù)越大。如果焊縫長度不是太大，焊縫兩端達到屈服強度后，繼續(xù)加載，應(yīng)力會漸趨均勻；當(dāng)焊縫長度達到一定的長度后，可能破壞首先發(fā)生在焊縫兩端，故：注：

1、當(dāng)實際長度大于以上值時，計算時不與考慮；

2、當(dāng)內(nèi)力沿側(cè)焊縫全長分布時，不受上式限制。第八講角焊縫的形式和計算4.側(cè)面角焊縫的最小計算長度

對于焊腳尺寸大而長度小的焊縫，焊件局部加熱嚴(yán)重且起落弧坑相距太近，以及可能產(chǎn)生缺陷，使焊縫不可靠。故為了使焊縫具有一定的承載力，規(guī)范規(guī)定：第八講角焊縫的形式和計算5.搭接連接的構(gòu)造要求

當(dāng)板件端部僅采用兩條側(cè)面角焊縫連接時：

A、為了避免應(yīng)力傳遞的過分彎折而使構(gòu)件中應(yīng)力不均，規(guī)范規(guī)定：t1t2bＢ、為了避免焊縫橫向收縮時引起板件的拱曲太大，規(guī)范規(guī)定：第八講角焊縫的形式和計算D.在搭接連接中，搭接長度不得小于焊件較小厚度

的5倍，且不得小于25mm。

C.當(dāng)角焊縫的端部位于構(gòu)件轉(zhuǎn)角處時，應(yīng)作2hf的繞角焊，且轉(zhuǎn)角處必須連續(xù)施焊。b2hft1t2第八講角焊縫的形式和計算

試驗表明側(cè)面角焊縫主要承受剪力，強度相對較低，塑性性能較好。因外力通過焊縫時發(fā)生彎折，故剪應(yīng)力沿焊縫長度分布不均勻，兩端大中間小，lw/hf越大剪應(yīng)力分布越不均勻。剪應(yīng)力τfA.側(cè)面焊縫應(yīng)力分析NlwN三、直角角焊縫的基本計算公式１．應(yīng)力分析第八講角焊縫的形式和計算B.破壞形式第八講角焊縫的形式和計算A.正面焊縫應(yīng)力分析

正面角焊縫受力復(fù)雜，應(yīng)力集中嚴(yán)重，塑性較差，但強度較高，與側(cè)面角焊縫相比可高出35%--55%以上。第八講角焊縫的形式和計算B.正面角焊縫的破壞形式第八講角焊縫的形式和計算

1）假定試驗表明，直角角焊縫的破壞常發(fā)生在喉部，故通常將45o截面作為計算截面，其面積為，作用在該截面上的應(yīng)力如下圖所示假定截面上應(yīng)力沿焊縫計算長度均勻分布，破壞時按截面平均應(yīng)力來確定其強度，且正面焊縫、側(cè)面焊縫均采用統(tǒng)一強度設(shè)計值ffw：σ┻hfhehh1h2deτ┻τ∥helwh---焊縫厚度、h1—熔深h2—凸度、d—焊趾、e—焊根２.強度基本公式推導(dǎo)第八講角焊縫的形式和計算２）公式推導(dǎo)條件：雙面角焊縫的Ｔ型連接，承受軸向力Ｎx,Ｎy如下圖第八講角焊縫的形式和計算第八講角焊縫的形式和計算實際上計算截面的各應(yīng)力分量的計算比較繁難，為了簡化計算，規(guī)范假定：焊縫在有效截面處破壞，且各應(yīng)力分量滿足以下折算應(yīng)力公式:

式中：--焊縫金屬的抗剪強度σ┻τ┻τ∥helw┻┻∥整理得到：第八講角焊縫的形式和計算一般強度計算表達式βf—正面角焊縫強度增大系數(shù)；靜載時取1.22，動載時取1.0。第八講角焊縫的形式和計算３、各種受力狀態(tài)下的直角角焊縫連接計算1、軸心力作用下１）、僅采用側(cè)面角焊縫連接：２）、正面角焊縫或作用力垂直于焊縫長度方向的角焊縫NNlwlw’第八講角焊縫的形式和計算３）、兩個方向力綜合作用的角焊縫NN第八講角焊縫的形式和計算4）、周圍角焊縫NNΒf：側(cè)面焊縫取１.０正面焊縫?。?２２斜焊縫按講解例題3.3作業(yè)：3.4、3.5注：上述所有角焊縫的長度計算均須在實際長度的基礎(chǔ)上減去兩倍焊腳尺寸．第八講角焊縫的形式和計算４、角鋼角焊縫連接A、僅采用側(cè)面角焊縫連接由力及力矩平衡得:故:Ne1e2bN1N2xxlw1lw2第八講角焊縫的形式和計算對于校核問題:對于設(shè)計問題:Ne1e2bN1N2xxlw1lw2第八講角焊縫的形式和計算B、采用三面圍焊余下的問題同情況‘A’，即:Ne1e2bN1N2xxN3lw1lw2認(rèn)為N3作用在截面高度一半的位置，則由力及力矩平衡得:第八講角焊縫的形式和計算對于校核問題:對于設(shè)計問題:Ne1e2bN1N2xxN3lw1lw2第八講角焊縫的形式和計算C、采用L形圍焊代入式（3-25）得:對于設(shè)計問題:Ne1e2bN1xxN3lw1第八講角焊縫的形式和計算第八講角焊縫的形式和計算5、N、M、V共同作用下(1)偏心軸力作用下角焊縫強度計算NθeNxNyMAσNxσMτNyhehet第八講角焊縫的形式和計算(2)V、M共同作用下(牛腿與拄連接)焊縫強度計算(例3.6)h1σfAσfBτf對于A點：式中：Iw—全部焊縫有效截面對中和軸的慣性矩；

h1—兩翼緣焊縫最外側(cè)間的距離。xxhh2BB’Ah1MeFVM認(rèn)為豎向剪力只由腹板上的焊縫承擔(dān)，且應(yīng)力為均勻分布．第八講角焊縫的形式和計算對于B點：強度驗算公式：式中：h2、lw,2—腹板焊縫的計算長度；

he,2—腹板焊縫截面有效高度。h1σf1σf2τfxxhh2BB’Ah1MVM第八講角焊縫的形式和計算假定:A、被連接件絕對剛性，焊縫為彈性，即：T作用下被連接件有繞焊縫形心旋轉(zhuǎn)的趨勢；B、T作用下焊縫群上任意點的應(yīng)力方向垂直于該點與焊縫形心的連線，且大小與r成正比；C、在V作用下，焊縫群上的應(yīng)力均勻分布。3、T、V、N共同作用下將F向焊縫群形心簡化得:V=FT=F(e1+e2)Fe1AA’故：該連接的設(shè)計控制點為A點和A’點e2x0l1l2xxyy0TVr第八講角焊縫的形式和計算xxyyrrxryAτTAxτTAyτTA0θτVyheT作用下A點應(yīng)力:將其沿x軸和y軸分解:e2x0l1l2xxyyA