第 3 章钢结构的连接.ppt

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1、第 3 章 钢结构的连接 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望3.1 3.1 钢结构连接的种类及其特点钢结构连接的种类及其特点a)NNNNc)NNb)螺栓连接螺栓连接铆钉连接铆钉连接焊接连接焊接连接连接连接方法方法优优 点点缺缺 点点 焊焊 接接对几何形体适应性强，构对几何形体适应性强，构造简单，不削弱截面，省造简单，不削弱截面，省材省工，易于自动化，工材省工，易于自动化，工效高，效高，焊接残余应力大且不易控焊接残余应力大且不易控制，焊接变形大对材质要制

2、，焊接变形大对材质要求高，焊接程序严格，质求高，焊接程序严格，质量检验工作量大量检验工作量大铆铆 接接传力可靠，韧性和塑性好，传力可靠，韧性和塑性好，质量易于检查，抗动力荷质量易于检查，抗动力荷载好载好 费钢、费工费钢、费工,逐渐被高强逐渐被高强螺栓取代螺栓取代普通螺普通螺栓连接栓连接 装卸便利，设备简单装卸便利，设备简单 螺栓精度低时不宜受剪，螺栓精度低时不宜受剪，螺栓精度高时加工和安装螺栓精度高时加工和安装难度较大难度较大高强螺高强螺栓连接栓连接 加工方便，对结构削弱少，加工方便，对结构削弱少，可拆换，能承受动力荷载，可拆换，能承受动力荷载，耐疲劳，塑性、韧性好耐疲劳，塑性、韧性好 摩擦面

3、处理，安装工艺略摩擦面处理，安装工艺略为复杂，造价略高为复杂，造价略高 焊焊条条与与局局部部焊焊件件熔熔化化、冷冷却却，凝凝结结成成焊焊缝缝。是现代钢结构最主要的连接方法。是现代钢结构最主要的连接方法。3.2 3.2 焊缝连接焊缝连接一、焊接方法一、焊接方法一、焊接方法一、焊接方法 电弧焊电弧焊(1)(1)手工电弧焊手工电弧焊(2)(2)自动半自动埋弧电弧焊自动半自动埋弧电弧焊(3)CO(3)CO2 2气体保护焊气体保护焊以以C0C02 2为保护气体，使被熔为保护气体，使被熔 化的金属不与空气接触。化的金属不与空气接触。手工焊原理手工焊原理 自动焊原理自动焊原理二、焊缝连接的形式二、焊缝连接的

4、形式二、焊缝连接的形式二、焊缝连接的形式 1、按焊缝的性质、按焊缝的性质角焊缝角焊缝被连接板件被连接板件2 2对接焊缝对接焊缝对接焊缝对接焊缝被连接板件被连接板件1 1对接焊缝对接焊缝,角焊缝角焊缝2、按两焊件的相对位置分按两焊件的相对位置分 3 3、对接焊缝按受力与焊缝方向分、对接焊缝按受力与焊缝方向分a a）直缝：作用力方向与焊缝方向正交直缝：作用力方向与焊缝方向正交 b b）斜缝：作用力方向与焊缝方向斜交斜缝：作用力方向与焊缝方向斜交 3 3、角焊缝按受力与焊缝方向分、角焊缝按受力与焊缝方向分a a）端缝：作用力方向与焊缝长度方向垂直端缝：作用力方向与焊缝长度方向垂直 b b）侧缝：作用

5、力方向与焊缝长度方向平行侧缝：作用力方向与焊缝长度方向平行c)c)斜缝斜缝:作用力与焊缝长度方向斜交作用力与焊缝长度方向斜交角焊缝的种类角焊缝的种类Na)Nb)Nc)4 4、按焊缝连续性、按焊缝连续性a a）连续焊缝：受力较好连续焊缝：受力较好 b b）断续焊缝：易发生应力集中断续焊缝：易发生应力集中 5 5、按施工位置、按施工位置俯焊、立焊、横焊、仰焊俯焊、立焊、横焊、仰焊其中以俯焊施工位置最好，所以焊缝质量其中以俯焊施工位置最好，所以焊缝质量也最好，仰焊最差。也最好，仰焊最差。a)焊条焊条平焊平焊d)仰焊仰焊b)立焊立焊c)横焊横焊vv三、焊缝连接的缺陷、质量检验和焊缝质量级别三、焊缝连接

6、的缺陷、质量检验和焊缝质量级别三、焊缝连接的缺陷、质量检验和焊缝质量级别三、焊缝连接的缺陷、质量检验和焊缝质量级别1、焊缝连接的缺陷、焊缝连接的缺陷常见的缺陷形式：常见的缺陷形式：裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、夹渣、咬边、未融合、未焊透气孔、夹渣、咬边、未融合、未焊透焊缝质量检验方法分：焊缝质量检验方法分：外观检查、超声波探伤检外观检查、超声波探伤检 验、验、X X射线检验。射线检验。2 2 2 2、焊缝质量检验、焊缝质量检验、焊缝质量检验、焊缝质量检验3 3 3 3、焊缝质量等级、焊缝质量等级、焊缝质量等级、焊缝质量等级焊缝质量分三级焊缝质量分三级:一级焊缝需经外观检

7、查、超声波探伤、一级焊缝需经外观检查、超声波探伤、x x射线射线检验都合格；检验都合格；二级焊缝需外观检查、超声波探伤合格；二级焊缝需外观检查、超声波探伤合格；三级焊缝需外观检查合格。三级焊缝需外观检查合格。vv四、焊缝的符号及标注方法四、焊缝的符号及标注方法四、焊缝的符号及标注方法四、焊缝的符号及标注方法3.3 3.3 对接焊缝连接对接焊缝连接v一、对接焊缝的形式和构造一、对接焊缝的形式和构造b)I型型c)单边单边V型型h)K型型溶合线溶合线对接焊缝坡口的型式对接焊缝坡口的型式a)I型型V型型d)J型型e)U型型f)g)X型型对接焊缝的形式对接焊缝的形式应用：板厚为应用：板厚为t t t10

8、mm t10mm 时，用时，用 a a）、）、b)b)工字形工字形 t=10t=1020mm 20mm 时，用时，用 c c）、）、d)d)单边单边V V 、V V字形字形 t t20mm 20mm 时，用时，用 g)g)、f)f)、h)h)X X、K K、U U字形字形垫板垫板垫板垫板垫板垫板加垫板的坡口加垫板的坡口为防止熔化金属流淌必要时可在坡口下加垫板为防止熔化金属流淌必要时可在坡口下加垫板（1 1）起落弧处易有焊接缺陷，所以用引弧板。但采用）起落弧处易有焊接缺陷，所以用引弧板。但采用引弧板施工复杂，除承受动力荷载外，一般不用，计算引弧板施工复杂，除承受动力荷载外，一般不用，计算时将焊缝

9、长度两端各减去时将焊缝长度两端各减去t(tt(t为较薄焊件的厚度为较薄焊件的厚度)。对接焊缝的构造处理对接焊缝的构造处理引弧板引弧板b（2 2）变厚度板或变宽度板对接，在板的一面或两变厚度板或变宽度板对接，在板的一面或两面切成坡度不大于面切成坡度不大于1 1：4 4的斜面，避免应力集中。的斜面，避免应力集中。焊缝的强度设计值焊缝的强度设计值 焊缝强度与焊接方法、焊条型号、被焊接构件钢焊缝强度与焊接方法、焊条型号、被焊接构件钢材的钢号、焊缝型式、焊接质量以及焊缝受力状态有材的钢号、焊缝型式、焊接质量以及焊缝受力状态有关。规范给出了各种情况的焊缝强度设计值关。规范给出了各种情况的焊缝强度设计值焊接

10、方焊接方法和焊法和焊条型号条型号构件钢材构件钢材对接焊缝对接焊缝角焊缝角焊缝钢钢 号号组组 别别厚厚 度度或直径或直径（mm）抗抗 压压fcw焊缝质量为下焊缝质量为下列级别时，抗列级别时，抗拉、抗弯拉、抗弯ftw抗抗 剪剪fvw抗拉、抗拉、抗压和抗压和抗剪抗剪ffw一、一、二级二级三级三级自动焊、自动焊、半自动焊半自动焊和和E43 型焊条手工型焊条手工焊焊3号钢号钢第一组第一组第二组第二组第三组第三组215200190215200190185170160125115110160160160焊缝的强度设计值（焊缝的强度设计值（N/mm2）自动焊、自动焊、半自动焊半自动焊和和E50 型焊条手工型焊

11、条手工焊焊16Mn钢、钢、16Mnq钢钢1617252636315300290315300290270255245185175170200200200自动焊、自动焊、半自动焊半自动焊和和E55 型焊条手工型焊条手工焊焊15MnV钢、钢、15MnVq钢钢1617252636350335320350335320300285270205195185220220220续表续表3-1a焊缝的强度设计值（焊缝的强度设计值（N/mm2）注：自动焊和半自动焊所采用的焊丝和焊剂，应保证其熔注：自动焊和半自动焊所采用的焊丝和焊剂，应保证其熔 敷金属抗拉强度不低于相应手工焊焊条的数值。敷金属抗拉强度不低于相应手工焊

12、焊条的数值。焊接方焊接方法和焊法和焊条型号条型号构件钢材构件钢材对接焊缝对接焊缝角焊缝角焊缝钢钢 号号组组 别别厚厚 度度或直径或直径（mm）抗抗 压压fcw焊缝质量为下焊缝质量为下列级别时，抗列级别时，抗拉、抗弯拉、抗弯ffw抗抗 剪剪fvw抗拉、抗拉、抗压和抗压和抗剪抗剪ffw一、一、二级二级三级三级v二、对接焊缝连接的计算二、对接焊缝连接的计算1.1.1.1.轴心受力的对接焊缝轴心受力的对接焊缝轴心受力的对接焊缝轴心受力的对接焊缝NNNNlwt矩形截面矩形截面引弧板引弧板b（1 1）正焊缝）正焊缝验算截面矩形，只有正应力。验算截面矩形，只有正应力。或或(3-1)t t 两连接件中较小的厚

13、度，两连接件中较小的厚度，T T形连接时为腹板厚度形连接时为腹板厚度 ftw对接焊缝抗拉设计强度，对接焊缝抗拉设计强度，按不同质检级别定按不同质检级别定，除除3 3级质检外级质检外(为主体钢材的为主体钢材的0.850.85倍倍)与钢材同。与钢材同。fcw对接焊缝抗压设计强度，与钢材同。对接焊缝抗压设计强度，与钢材同。NN轴向拉力或压力设计值轴向拉力或压力设计值 焊缝计算长度（有引弧扳时为焊缝计算长度（有引弧扳时为 焊件宽度焊件宽度b b，引弧扳时为引弧扳时为b-2tmmb-2tmm。焊焊缝缝抗抗拉拉强强度度质质检检分分级级由由“钢钢结结构构工工程程施施工工及及验验收收规规范范”规规定定，分分I

14、 I、IIII、IIIIII级级。达达到到 I I、IIII级级质质量量时时（x x光光 射射线线检检查查），焊焊缝缝抗抗拉拉设设计计强强度度和和母母材材相相同同，IIIIII级级质质量量（只只外外观观检检查查）的的抗抗拉拉设设计计强强度度约约为为I I、IIII级级的的0.850.85。或或 对对接接连连接接正正焊焊缝缝若若加加引引弧弧板板施施焊焊，且且质质量量达达到一、二级，则无需焊缝抗拉强度验算。到一、二级，则无需焊缝抗拉强度验算。只只有有以以下下两两种种情情况况，才才需需对对正正焊焊缝缝进进行行抗抗拉拉强度验算：强度验算：a.a.未使用引弧板施焊；未使用引弧板施焊；b.IIIb.III

15、级焊缝质量。级焊缝质量。此时，正焊缝长度不够此时，正焊缝长度不够（b/0.85=1.18bb/0.85=1.18b），），需改用斜需改用斜焊缝增加焊缝长度。焊缝增加焊缝长度。b1.18bb1.18b（2 2）斜焊缝）斜焊缝验算截面矩形，有验算截面矩形，有 、。或或 焊缝长度方向与作用力方向间夹角。焊缝长度方向与作用力方向间夹角。斜焊缝计算长度。斜焊缝计算长度。对接焊缝抗剪设计强度。对接焊缝抗剪设计强度。“规范规范”规定规定 时，不检算焊缝强度。时，不检算焊缝强度。b0.67b1.2bNNlwNNt NNcosNsin N 2 2 2 2、受弯矩和剪力共同作用的对接焊缝受弯矩和剪力共同作用的对接

16、焊缝受弯矩和剪力共同作用的对接焊缝受弯矩和剪力共同作用的对接焊缝 MMVVlwtlwt验算截面验算截面 焊缝截面的截面模量焊缝截面的截面模量 焊缝截面惯性矩焊缝截面惯性矩 焊缝计算剪应力处以上或以下部分截焊缝计算剪应力处以上或以下部分截 面对中性轴的面积矩面对中性轴的面积矩 分别验算、（1 1）焊缝验算截面为矩形有）焊缝验算截面为矩形有 、。(3-2)(3-3)（2 2）焊缝验算截面为工字形对接焊缝）焊缝验算截面为工字形对接焊缝 MMVV 验算截面验算截面.1 问题特点：问题特点：在在腹腹板板和和翼翼缘缘连连接接处处（1 1点点），、均均较较大大。除除按按式式（3-2,3-33-2,3-3）对

17、对 maxmax、maxmax进进行行检检算算外外，还还要要用用最最大折算应力进行检算。大折算应力进行检算。折算应力检算公式：折算应力检算公式：规范规定采用以下公式：规范规定采用以下公式：1 1、1 1受拉区受拉区1 1点的正应力、剪应力。点的正应力、剪应力。系数系数1.11.1考虑折算应力发生在焊缝局部，设计强度提考虑折算应力发生在焊缝局部，设计强度提高高10%10%。（3-4）例例3-13-1 设计牛腿与钢柱间连接设计牛腿与钢柱间连接的对接焊缝。钢材的对接焊缝。钢材A3FA3F，焊条焊条E43E43型，手工焊，焊缝质量三级。验算焊缝强型，手工焊，焊缝质量三级。验算焊缝强度。度。偏心力偏心力

18、N=400kNN=400kN（间接动力荷载引起），间接动力荷载引起），e=25cme=25cm。NVM 1 1 1 1.1202036010200例例3-1 3-1 图图V=N=400kN,M=Ne=40025=10000kN-cm (2)(2)强度验算强度验算 确定焊缝强度设计值确定焊缝强度设计值查规范，查规范，f ft tw w=185,=185,f fv vw w=125=125 (书书p.340,p.340,附表附表1-21-2)最大应力验算最大应力验算 计算计算（1）计算截面几何量与外力）计算截面几何量与外力 折算应力验算折算应力验算 1点弯曲正应力和剪应力点弯曲正应力和剪应力1 1

19、点折算应力点折算应力满足验算要求。满足验算要求。例例3-23-2 课本课本P53P53NVM3.4 3.4 角焊缝连接角焊缝连接v一、角焊缝的形式和构造一、角焊缝的形式和构造1、角焊缝的形式、角焊缝的形式(按两焊脚边的夹角分按两焊脚边的夹角分)（1 1）直角焊缝）直角焊缝（a a）普通焊缝普通焊缝 （b b）平坡焊缝平坡焊缝 （c c）深熔焊缝深熔焊缝 一般采用（一般采用（a a）。）。但（但（a a）应应力集中较严重，在承受动力荷载力集中较严重，在承受动力荷载时采用（时采用（b b）、（）、（c c）。）。a)c)b)直角焊缝：直角焊缝：=90=900 0a)普通焊缝普通焊缝b)平焊缝平焊缝

20、c)凹焊缝凹焊缝 普通焊缝：普通焊缝：两焊脚尺寸都等于两焊脚尺寸都等于h hf f ，常用。但应力集中较严重常用。但应力集中较严重 （a a、b b处材料突变严重）。处材料突变严重）。平焊缝：平焊缝：是在一侧焊脚处将焊缝宽度加宽至是在一侧焊脚处将焊缝宽度加宽至1.51.5h hf f而成。易焊，应而成。易焊，应 力集中介于普通焊缝与凹焊缝之间。力集中介于普通焊缝与凹焊缝之间。凹焊缝：凹焊缝：两边的焊缝宽度被加宽成凹面，应力集中小，用于受两边的焊缝宽度被加宽成凹面，应力集中小，用于受 动荷的结构中可提高疲劳强度，但手工焊费工。动荷的结构中可提高疲劳强度，但手工焊费工。45BACEDhfhfhe图

21、中，图中，h hf f焊脚尺寸，焊脚尺寸，h he e焊缝有效厚度。焊缝有效厚度。并有，并有，h he e=0.7h=0.7hf f，h he e总是总是45450 0斜面上的最小高度。斜面上的最小高度。（2 2）斜角角焊缝）斜角角焊缝 主要用于钢管连接中主要用于钢管连接中我们主要讨论直角焊缝我们主要讨论直角焊缝（d d）斜锐角焊缝斜锐角焊缝d)e)（e e）斜钝角焊缝斜钝角焊缝f)（f f）斜凹面角焊缝斜凹面角焊缝 直角角焊缝的种类直角角焊缝的种类Na)Nb)Nc)侧焊缝侧焊缝（a a图）：外力与焊缝轴线平行，图）：外力与焊缝轴线平行，端焊缝端焊缝（b b图）：外力与焊缝轴线垂直，图）：外力

22、与焊缝轴线垂直，斜焊缝斜焊缝（c c图）：外力与焊缝轴线斜交。图）：外力与焊缝轴线斜交。按照作用力和焊缝关系，直角角焊缝分为：按照作用力和焊缝关系，直角角焊缝分为：2.2.角焊缝的构造要求角焊缝的构造要求v二、角焊缝连接的基本计算公式二、角焊缝连接的基本计算公式1、应力分析、应力分析 焊缝是一块体，应力状态复杂，计算时把直角三角形以焊缝是一块体，应力状态复杂，计算时把直角三角形以外的部分去掉，按有效厚度外的部分去掉，按有效厚度h he e确定最危险截面（顺着焊缝方向确定最危险截面（顺着焊缝方向的平面），通常称为的平面），通常称为有效截面有效截面，对有效截面进行验算。，对有效截面进行验算。hfd

23、cbadcbah he ehfhfhfhe有效截面有效截面焊缝两焊脚面交线（焊缝两焊脚面交线（aaaa）与有效厚度与有效厚度h he e组组成的截面（下图中成的截面（下图中addadd a a）。）。（1 1）侧焊缝）侧焊缝 这些剪应力实际分布这些剪应力实际分布不均。试验表明两头大中不均。试验表明两头大中间小。考虑到出现塑性后间小。考虑到出现塑性后应力重分布，规范规定在应力重分布，规范规定在焊缝长度范围内按均匀分焊缝长度范围内按均匀分布计算。布计算。NNN N 有效截面上只有与有效截面上只有与焊缝长度方向平行的剪焊缝长度方向平行的剪应力应力 。（2 2）端（正面）焊缝）端（正面）焊缝N/2B2

24、NAB1N/2abcN/2B2NAN/2N/2有效截面上与焊缝长度有效截面上与焊缝长度方向垂直的正应力方向垂直的正应力和和剪应力剪应力 。正面角焊缝刚度大，破坏正面角焊缝刚度大，破坏时变形小，强度比侧缝高，时变形小，强度比侧缝高，但塑性变形能力比侧缝小，但塑性变形能力比侧缝小，常呈脆性破坏。常呈脆性破坏。（3 3）一般受力的焊缝）一般受力的焊缝 =2、角焊缝的强度角焊缝的强度 （1 1）有效截面上的应力状态）有效截面上的应力状态 前面已经说明：最一般情况（同时有端焊缝，侧焊缝性质的前面已经说明：最一般情况（同时有端焊缝，侧焊缝性质的一般受力焊缝），有效截面上有三个应力一般受力焊缝），有效截面上

25、有三个应力 、。正应力，与焊缝长度方向（正应力，与焊缝长度方向（x x）面外垂直面外垂直 剪应应，与焊缝长度方向（剪应应，与焊缝长度方向（x x）面内平行面内平行 剪应力，与焊缝长度方向（剪应力，与焊缝长度方向（x x）面内垂直面内垂直xyzdcdcaah he e复杂应力状态下，强度条件计算：复杂应力状态下，强度条件计算：f ff fw w角焊缝的设计强度。角焊缝的设计强度。=/=/=代入式（代入式（3-123-12），得），得(f f)2 2（3-13）v三、角焊缝连接的计算三、角焊缝连接的计算1、受轴心力作用时的计算、受轴心力作用时的计算 侧焊缝作用力平行于焊缝长度方向的角焊缝侧焊缝作用

26、力平行于焊缝长度方向的角焊缝dNadccaxlwh he e f f=NN 端焊缝或作用力垂直于焊缝长度方向的角焊缝端焊缝或作用力垂直于焊缝长度方向的角焊缝yzadcdcah he e f 两方向力综合作用的角焊缝两方向力综合作用的角焊缝N周围角焊缝周围角焊缝 例例3-33-3 设计图例设计图例3-33-3所示一双盖板的对接接头。所示一双盖板的对接接头。已知钢板截面已知钢板截面250250 x14,x14,盖板截面为盖板截面为2-2002-200 x10,x10,受轴心力受轴心力N=700kNN=700kN（静荷载），钢材静荷载），钢材Q235Q235，手工焊，焊条手工焊，焊条E43E43型。

27、型。解：确定焊缝的焊脚尺寸解：确定焊缝的焊脚尺寸hf取取hf 8mm=1.2tmin=1.2x10=12mm hf min=1.5(tmin)0.5=5.6mmNNNNa)1、采用侧面角焊缝、采用侧面角焊缝因用双盖板，接头一侧共有因用双盖板，接头一侧共有4条条焊缝，每条焊缝所需计算长度为：焊缝，每条焊缝所需计算长度为：NNNNa)例题例题3-3盖板总长：盖板总长：L（2002x8）x2+10=442mm,取取L450mm验算构造要求：验算构造要求：=200mm8hf=64mmt=10mm700KN所需盖板总长所需盖板总长：L（50+70）x2+10=250mm 比三面围焊的矩形盖板长度有所增加

28、，但改比三面围焊的矩形盖板长度有所增加，但改善了连接的工作性能。善了连接的工作性能。例例3-3(3-3(类似类似)验算图例验算图例3-33-3所示连接的强度。已所示连接的强度。已知板宽知板宽400400mm，厚厚1818mm,受轴心力受轴心力N=1425kNN=1425kN（静荷载），静荷载），钢材钢材Q235Q235，手工焊，焊条手工焊，焊条E43E43型。取型。取h hf f=8=8mm。情形一情形一 两块矩形盖板宽两块矩形盖板宽340340mm，厚厚1212mm。情形二情形二 两块菱形盖板宽两块菱形盖板宽340340mm，厚厚1212mm。例题例题3-3NNNNa)NNNNb)（1）矩形

29、盖板矩形盖板分分 析析 取左半焊件和其上焊缝为分离体，依焊缝性质，取左半焊件和其上焊缝为分离体，依焊缝性质，三条焊缝分两类：侧焊缝和端焊缝，且具有对轴力作三条焊缝分两类：侧焊缝和端焊缝，且具有对轴力作用线的对称性。用线的对称性。将轴心力将轴心力N N分解到焊缝各部分：分解到焊缝各部分：N N1 1、N N2 2。N N1 1侧焊缝上，平行于焊缝轴线的力。侧焊缝上，平行于焊缝轴线的力。N N2 2端焊缝上，垂直于焊缝轴线的力。端焊缝上，垂直于焊缝轴线的力。NN210340N1/2N1/2N2abcd起弧：起弧：d d，cd=210-tcd=210-t落弧：落弧：a,ab=210-ta,ab=21

30、0-t bc=340 bc=340静荷载：端焊缝有静荷载：端焊缝有1.221.22 查规范确定查规范确定ffw，从书附录一附表从书附录一附表1-31-3中，中，焊条焊条E43E43、角焊缝、角焊缝、3 3号钢，查出焊缝强度设计值，号钢，查出焊缝强度设计值，得得 ffw=160=160 推演验算公式推演验算公式侧焊缝：侧焊缝：N1ffwhelw1 （公式公式3-2a）端焊缝：端焊缝：N21.22ffwhelw2 （公式公式3-3a）N1、N2合成合成N，N=N1+N2 N ffwhe（lw1+1.22lw2）N ffwhe（lwab+lwcd+1.22lwbc）N ffw0.78(205+205

31、+1.22340)2验验 算算 数值计算数值计算得，得，判断该计算值是否小于等于判断该计算值是否小于等于ffw。结果，结果，154.3 ffw=160 结论结论 满足强度要求。满足强度要求。（2）菱形盖板）菱形盖板分分 析析 取左半焊件和其上焊缝为分离体，因对称，轴心力取左半焊件和其上焊缝为分离体，因对称，轴心力N N被分解到焊缝各部分的被分解到焊缝各部分的N N1 1、N N2 2、N N3 3。N N1 1侧焊缝上，平行于焊缝轴线的力。侧焊缝上，平行于焊缝轴线的力。N N2 2斜焊缝上，与焊缝轴线夹角为斜焊缝上，与焊缝轴线夹角为 的力。的力。=arctg(120/280)25arctg(1

32、20/280)25 N N3 3端焊缝上，垂直于焊缝轴线的力。端焊缝上，垂直于焊缝轴线的力。NNN3N1N1N2N255280120120100假定起落弧分假定起落弧分别在侧焊缝的别在侧焊缝的两部分上，焊两部分上，焊缝长度各为：缝长度各为：55-tmm。验验 算算 确定确定ffw 查规范得查规范得 ffw=160N/mm2 推演验算公式推演验算公式对侧焊缝：对侧焊缝：N N1 1ffwhelw1 (公式公式3-23-2a)a)对端焊缝：对端焊缝：N N2 21.221.22ffwhelw2 (公式公式3-33-3a)a)对斜焊缝：对斜焊缝：N N3 3 f ffwhelw3 (公式公式3-43

33、-4a)a)N N1 1、N N2 2、N N3 3合成合成N N，有有 N=NN=N1 1+N+N2 2+N+N3 3 所有焊缝的有效厚度相等，所有焊缝的有效厚度相等，he=0.7=0.7hf ，N N ffw he(lw1 +1.22+1.22lw2 +f lw3 )数值计算数值计算查表得查表得 f=1.03 =1.03 （=25=25 ）算算 lw1 =4(55-5)=450mm=4(55-5)=450mm lw2 =2100mm=2100mm lw3 =4305mm=4305mm代入计算代入计算 判断该计算值是否小于等于判断该计算值是否小于等于ffw。结果，结果，150 ffw=160

34、 结论结论 满足强度要求。满足强度要求。2、角钢连接的角焊缝计算、角钢连接的角焊缝计算（1 1）角钢用两面侧焊缝与节点板连接的焊缝计算）角钢用两面侧焊缝与节点板连接的焊缝计算 NNe2e1N1N2bK1、K2焊缝内力分配系数；焊缝内力分配系数；N1、N2 分别为角钢肢背和肢分别为角钢肢背和肢 尖传递的内力。尖传递的内力。（2 2）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NN1N2bN3Ne2e1b/2b/2 端部正面角焊缝能传递的内端部正面角焊缝能传递的内力为：力为：（3 3）角钢用）角钢用“L”L”型焊缝与节点板连接的焊缝计型焊缝与节点板连接的焊缝计算算N

35、N2 2=0 0NN1N2bN3Ne2e1b/2b/2例例3-43-4 设计图设计图3-203-20所示双不等边角钢和节点板间的连所示双不等边角钢和节点板间的连 接角焊缝。受动力荷载接角焊缝。受动力荷载N=575kNN=575kN。钢材钢材Q235Q235，手手 工焊，焊条工焊，焊条E43E43型。型。N=575 kN2 16010010图图3-20 3-20 例题例题3-43-4（双角钢与节点板间的连接）（双角钢与节点板间的连接）N分分 析析目标：设计焊缝（包括焊脚尺寸、焊缝长度）目标：设计焊缝（包括焊脚尺寸、焊缝长度）操作操作：焊脚尺寸根据经验拟定；焊脚尺寸根据经验拟定；焊缝总长度应满足强

36、度要求。焊缝总长度应满足强度要求。特点：特点：角钢肢背和肢尖焊缝长度（角钢肢背和肢尖焊缝长度（lw1、lw2）分别为分别为总焊缝长度总焊缝长度lw的的k1、k2倍。倍。k1Nk2Nlw2lw1（1）只有侧焊缝）只有侧焊缝 确定焊缝强度设计值确定焊缝强度设计值ffw 查规范得查规范得 ffw=160N/mm2 计算焊缝总长计算焊缝总长lw 1)拟定焊脚尺寸拟定焊脚尺寸hf 根据角钢板厚为根据角钢板厚为10mm，考虑到受动荷作用，拟考虑到受动荷作用，拟定定hf=6mm，则有则有he=0.7=0.7hf。且且同一节点上，所有焊同一节点上，所有焊缝的有效厚度宜相同。缝的有效厚度宜相同。2)2)计算焊缝

37、总长计算焊缝总长 由式由式(3-2(3-2a)a)（注意双角钢，单面长度应除注意双角钢，单面长度应除2 2）计计 算算 设计设计角钢肢背和肢尖角钢肢背和肢尖焊缝长度焊缝长度lw1、lw2 1）确定轴力分配系数确定轴力分配系数k1 1、k2 2 本问题属于不等边角钢长边相连，查表本问题属于不等边角钢长边相连，查表3-33-3（书（书 p.62p.62），），得得 k1 1=0.65 =0.65 k2 2=0.35=0.35 2 2）肢背、肢尖焊缝肢背、肢尖焊缝计算长度计算长度 l w1=0.65428=278=0.65428=278mm l w2=0.35428=150=0.35428=150m

38、m 3 3）肢背、肢尖焊缝肢背、肢尖焊缝设计长度设计长度 lw1=278+2=278+2hf=290=290mm lw2=150+2=150+2hf=162=162mm加加2 2hf是考虑起是考虑起落弧。落弧。分分 析析目标：设计焊缝（包括焊脚尺寸、焊缝长度）目标：设计焊缝（包括焊脚尺寸、焊缝长度）操作操作：焊脚尺寸根据经验拟定；焊脚尺寸根据经验拟定；焊缝总长度应满足强度要求。焊缝总长度应满足强度要求。特点：特点：端焊缝长度为端焊缝长度为b，角钢肢背和肢尖焊缝长度角钢肢背和肢尖焊缝长度 （lw1、lw2）（2）、三面围焊）、三面围焊N1N2Nlw1lw2N3 确定焊缝强度设计值确定焊缝强度设计

39、值ffw 查规范得查规范得 ffw=160N/mm2 计算焊缝总长计算焊缝总长lw 1)拟定焊脚尺寸拟定焊脚尺寸hf 根据角钢板厚为根据角钢板厚为10mm，考虑到受动荷作用，拟考虑到受动荷作用，拟定定hf=6mm，则有则有he=0.7=0.7hf。且且同一节点上，所有焊同一节点上，所有焊缝的有效厚度宜相同。缝的有效厚度宜相同。2)2)计算焊缝总长计算焊缝总长 由式由式(3-2(3-2a)a)和（和（3-33-3b b）（）（注意双角钢，单面长度注意双角钢，单面长度应除应除2 2）计计 算算 设计设计角钢肢背和肢尖角钢肢背和肢尖焊缝长度焊缝长度lw1、lw2 1）确定轴力分配系数确定轴力分配系数k1 1、k2 2已经有已经有 k1 1=0.65 =0.65 k2 2=0.35=0.35 2 2）肢背、肢尖焊缝肢背、肢尖焊缝计算长度（式计算长度（式3-103-10c c、3-10d3-10d）l w1=0.65428-160/2=298=0.65428-160/2=298mm l w2=0.35428-160/2=70=0.35428-160/2=70mm 3 3）肢背、肢尖焊缝肢背、肢尖焊缝设计长度设计长度 lw1=298+6=204=298+6=204mm，取取205205mm。lw2=70+6=76=70+6=76mm加加6 6mm是考虑起弧或落弧。是考虑起弧或落弧。