第3章 連接2——對接焊縫

1、回回 顧顧n1、鋼結(jié)構(gòu)的連接方式、鋼結(jié)構(gòu)的連接方式n2、焊縫的形式、焊縫的形式n3、焊縫的連接形式、焊縫的連接形式 3.2.1 對接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算對接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算 3.2.2 角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算 3.2.3 普通螺栓連接的受力性能和計(jì)算普通螺栓連接的受力性能和計(jì)算 3.2.4 高強(qiáng)度螺栓連接的受力性能和計(jì)算高強(qiáng)度螺栓連接的受力性能和計(jì)算本章重點(diǎn)、對接焊縫的構(gòu)造要求、對接焊縫的構(gòu)造要求 ( 1 ) 對接焊縫按坡口形式分：對接焊縫按坡口形式分： 1 1）工字型（直邊縫）：）工字型（直邊縫）：焊件厚度t很?。╰10mm）2 2）帶鈍邊單邊）帶鈍邊單邊V V形縫或

2、形縫或Y Y形縫：形縫：焊件厚度t（t=10-20mm） 3 3）帶鈍邊）帶鈍邊U U形縫、帶鈍邊雙單邊形縫、帶鈍邊雙單邊V V形縫（形縫（K K形縫）或雙形縫）或雙Y Y形縫（形縫（X X形縫）：形縫）：焊件厚度t較厚（t20mm） 、對接焊縫的構(gòu)造要求、對接焊縫的構(gòu)造要求變厚度變厚度板（相差板（相差4mm4mm以上）對接時(shí)，以上）對接時(shí)，在板的一面或兩面切成坡度不大于在板的一面或兩面切成坡度不大于1 1：2.52.5的斜面，避免應(yīng)力集中的斜面，避免應(yīng)力集中 變寬度變寬度板對接，在板的一側(cè)或兩側(cè)板對接，在板的一側(cè)或兩側(cè)切成坡度不大于切成坡度不大于1 1：2.52.5的斜邊，避的

3、斜邊，避免應(yīng)力集中免應(yīng)力集中起落弧處易有焊接缺陷，應(yīng)用引弧起落弧處易有焊接缺陷，應(yīng)用引弧板，采用引弧板施工復(fù)雜，除承受板，采用引弧板施工復(fù)雜，除承受動(dòng)力荷載外，一般不用，但計(jì)算每動(dòng)力荷載外，一般不用，但計(jì)算每條焊縫長度應(yīng)則減去條焊縫長度應(yīng)則減去2t2t（t t為為較薄較薄焊焊件厚度）件厚度） (2) 變截面對接焊變截面對接焊 對接焊縫的計(jì)算對接焊縫的計(jì)算 ( 1 )軸心受力的對接焊縫計(jì)算公式：軸心受力的對接焊縫計(jì)算公式：對接焊縫的強(qiáng)度與所用鋼材牌號、焊條型號、焊縫質(zhì)量的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)等因素有關(guān) 受壓、受剪時(shí)對接焊縫與母受壓、受剪時(shí)對接焊縫與母材強(qiáng)度相等材強(qiáng)度相等 一、二級檢驗(yàn)的焊縫抗拉

4、強(qiáng)一、二級檢驗(yàn)的焊縫抗拉強(qiáng)度可認(rèn)為與母材強(qiáng)度相等度可認(rèn)為與母材強(qiáng)度相等 三級檢驗(yàn)的焊縫抗拉強(qiáng)度為三級檢驗(yàn)的焊縫抗拉強(qiáng)度為母材強(qiáng)度的母材強(qiáng)度的85%85% 焊縫中應(yīng)力分布情況基本上焊縫中應(yīng)力分布情況基本上與焊件的情況相同，計(jì)算方與焊件的情況相同，計(jì)算方法與構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算相同法與構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算相同 對接焊縫的計(jì)算對接焊縫的計(jì)算 因此，只有受拉的三級因此，只有受拉的三級焊縫才需要進(jìn)行計(jì)算。焊縫才需要進(jìn)行計(jì)算。 對接焊縫的計(jì)算對接焊縫的計(jì)算未加引弧板時(shí)未加引弧板時(shí)l lw w取實(shí)際長度減去取實(shí)際長度減去2 2t t軸心受拉三級焊縫：minTwtwcwtffl

5、連接件較小厚度； 形接頭腹板厚度；對接焊縫抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；對接焊縫抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；焊縫計(jì)算長度，注意有無引弧板；wcwtfftlN或)/(minw 對接焊縫的計(jì)算對接焊縫的計(jì)算直焊縫不滿足要求時(shí)，采用斜對接焊縫：直焊縫不滿足要求時(shí)，采用斜對接焊縫：當(dāng)斜焊縫傾角當(dāng)斜焊縫傾角56.356.3，即，即tg1.5tg1.5時(shí)，可認(rèn)為與母材時(shí)，可認(rèn)為與母材等強(qiáng)，不用計(jì)算等強(qiáng)，不用計(jì)算 v另：由于施工不便且耗材較多，斜對接焊縫應(yīng)用較少，可另：由于施工不便且耗材較多，斜對接焊縫應(yīng)用較少，可采用二級檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的直焊縫或連接部位改至內(nèi)力較小處采用二級檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的直焊縫或連接部位改至內(nèi)力

6、較小處wtwftlNsinwvwftlNcos 式中：式中：W Ww w焊縫截面的抵抗矩焊縫截面的抵抗矩 I Iw w 焊縫截面對其中和軸的慣性矩焊縫截面對其中和軸的慣性矩 S Sw w 焊縫截面在計(jì)算剪應(yīng)力處以上部分對中和軸焊縫截面在計(jì)算剪應(yīng)力處以上部分對中和軸 的面積矩的面積矩 f fv vw w對接焊縫的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值對接焊縫的抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 wtwfWM max 正應(yīng)力正應(yīng)力 (2) 同時(shí)受彎同時(shí)受彎 、受剪的對接焊縫計(jì)算公式、受剪的對接焊縫計(jì)算公式 1）矩形截面）矩形截面剪應(yīng)力剪應(yīng)力wvwwftIVS max 對接焊縫的計(jì)算對接焊縫的計(jì)算 (2) 同時(shí)受彎同時(shí)受彎 、

7、受剪的對接焊縫計(jì)算公式、受剪的對接焊縫計(jì)算公式wtf1 . 132121 wtwfWM max wvwwftIVS max 2）工字形截面）工字形截面 對接焊縫的計(jì)算對接焊縫的計(jì)算 折算應(yīng)力（正應(yīng)力和剪應(yīng)力均折算應(yīng)力（正應(yīng)力和剪應(yīng)力均較大處）較大處）考慮到最大折算應(yīng)力只在焊縫局部區(qū)域出現(xiàn)，因而將強(qiáng)度考慮到最大折算應(yīng)力只在焊縫局部區(qū)域出現(xiàn)，因而將強(qiáng)度設(shè)計(jì)值適當(dāng)提高設(shè)計(jì)值適當(dāng)提高10%。1點(diǎn)2點(diǎn)3點(diǎn)1點(diǎn)2點(diǎn)3點(diǎn)3點(diǎn)：hh1max1wxtIVS11用材料力學(xué)基本公式也可以求得。用材料力學(xué)基本公式也可以求得。(2) 同時(shí)受彎同時(shí)受彎 、受剪的對接焊縫計(jì)算公式、受剪的對接焊縫計(jì)算公式2）工

8、字形截面）工字形截面 對接焊縫的計(jì)算對接焊縫的計(jì)算 (3) 同時(shí)受軸力、彎矩和剪力的對接焊縫計(jì)算同時(shí)受軸力、彎矩和剪力的對接焊縫計(jì)算 對接焊縫的計(jì)算對接焊縫的計(jì)算 三者聯(lián)合作用時(shí)，軸力和彎矩在焊縫中引三者聯(lián)合作用時(shí)，軸力和彎矩在焊縫中引起的正應(yīng)力進(jìn)行疊加，剪應(yīng)力仍按起的正應(yīng)力進(jìn)行疊加，剪應(yīng)力仍按3-53-5式計(jì)算，式計(jì)算，折算應(yīng)力按折算應(yīng)力按3-63-6計(jì)算即可。計(jì)算即可。例例1：設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)50014鋼板的對接焊縫連接。鋼鋼板的對接焊縫連接。鋼板承受軸向拉力，其中恒荷載和活荷載標(biāo)準(zhǔn)板承受軸向拉力，其中恒荷載和活荷載標(biāo)準(zhǔn)值引起的軸心拉力值分別為值引起的軸心拉力值分別為5

9、00kN和和500kN，相應(yīng)的荷載分項(xiàng)系數(shù)為相應(yīng)的荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.2和和1.4。已知鋼材為。已知鋼材為Q235-B.F（A3F），采用），采用E43型焊條手工電型焊條手工電弧焊，三級質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，施焊時(shí)未用引弧板?；『福壻|(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，施焊時(shí)未用引弧板。解：解：kNN13004 .15002 .15002/185mmNfwt 23/7 .19614)142500/(101300/mmNtlNw2/185mmNfwt1焊縫承受的軸心拉力設(shè)計(jì)值為：焊縫承受的軸心拉力設(shè)計(jì)值為：2三級對接焊縫抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值三級對接焊縫抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 3先考慮用直焊縫驗(yàn)算其強(qiáng)度先考慮用直焊縫驗(yàn)算其強(qiáng)度需采用斜對接焊縫，重新

10、計(jì)算。需采用斜對接焊縫，重新計(jì)算。解：解：1假定斜對接焊縫傾角為假定斜對接焊縫傾角為求出兩個(gè)角度值，取小值?；蛘咧苯硬捎们蟪鰞蓚€(gè)角度值，取小值?；蛘咧苯硬捎?6.3即可，不必驗(yàn)算。即可，不必驗(yàn)算。wtwftlN/sinsinwvwftlN/coscos為板寬，其中btblw2sin/發(fā)散：發(fā)散：kNN11657 .04 .150035.15002/185mmNfwt 23/3 .17614)142500/(101165/mmNtlNw2/185mmNfwt若采用若采用永久荷載控制永久荷載控制的組合？的組合？三級對接焊縫抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值三級對接焊縫抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值先考慮用直焊縫驗(yàn)算其強(qiáng)度先考慮用直焊

11、縫驗(yàn)算其強(qiáng)度解：解：例例2: 8m跨度簡支梁的截面和荷載跨度簡支梁的截面和荷載(設(shè)計(jì)值設(shè)計(jì)值,包包括梁自重括梁自重),擬在離支座擬在離支座 2.5m 處做翼緣和腹板的處做翼緣和腹板的工廠拼接工廠拼接,試設(shè)計(jì)其拼接對接焊縫。已知鋼材為試設(shè)計(jì)其拼接對接焊縫。已知鋼材為Q235-B.F（A3F），采用），采用E43型焊條手工電弧型焊條手工電弧焊，三級質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，焊，三級質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，用引弧板施焊用引弧板施焊。解解kNmqabM2 .10312/ )5 . 28(5 . 21502/ kNalqV225)5 . 22/8(150)2/( 思路：首先分析此對接焊縫的受力情況為思路：首先分析此對接焊縫的受力情況

12、為受彎和受剪，再對最不利點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算受彎和受剪，再對最不利點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算1 離支座離支座2.5m處的內(nèi)力（設(shè)計(jì)值）為處的內(nèi)力（設(shè)計(jì)值）為2計(jì)算梁截面參數(shù)：計(jì)算梁截面參數(shù)：463310289812/ )10002401032250(mmIW 366max10616. 5516/102898mmyIWWW 3611110032. 250816250mmyASw 362610282. 32/5001010032. 2mmSw 2266/185/6 .183)10616. 5/(102 .1031mmNfmmNWMwtw 22463/125/5 .25)10102898/(10282. 310225mmNfmmNtIVSwvWW 3先考慮翼緣和腹板都用先考慮翼緣和腹板都用直焊縫直焊縫拼接，驗(yàn)算其強(qiáng)度：拼接，驗(yàn)算其強(qiáng)度：26611/9 .177)102898/(500102 .1031mmNIMyW 266311/8 .15)10102898/(10032. 210