第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接(3-5節(jié))

3.3對(duì)接焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算3.3對(duì)接焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算一、對(duì)接焊縫的構(gòu)造要求坡口形式—根據(jù)板厚的不同采用不同的坡口形式。目的—為了使焊件能夠焊透。

1、坡口b=0.5~2mm（a）b=2~3mm（b）αb=2~3mm（C）αp（d）b=3~4mmpb=3~4mmp（e）b=3~4mmp（f）2、引弧板為了消除焊口（起弧、滅弧處）的影響（弧坑），可加引弧板。焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度取值：無引弧板時(shí)：每條焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度等于實(shí)際長(zhǎng)度減去2t1，t1—較薄焊件厚度采用引弧板時(shí)：每條焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度等于實(shí)際長(zhǎng)度3、當(dāng)板件厚度或?qū)挾仍谝粋?cè)相差大于4mm時(shí)，應(yīng)做坡度不大于1:2.5(靜載)或1:4(動(dòng)載)的斜角，以平緩過度，減小應(yīng)力集中?！?:2.5≤1:2.5

3.3對(duì)接焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算對(duì)接焊縫可視作焊件截面的延續(xù)，故其計(jì)算方法與構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算相同。二、對(duì)接焊縫的計(jì)算對(duì)接焊縫的抗壓、抗剪強(qiáng)度，以及一、二級(jí)對(duì)接焊縫的抗拉強(qiáng)度與母材相同，因此若采用引弧板施焊，則可不與計(jì)算。只有三級(jí)焊縫受拉力作用才需進(jìn)行計(jì)算！

3.3對(duì)接焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算（一）軸心力作用下的對(duì)接焊縫計(jì)算ftw、fcw

—對(duì)接焊縫的抗拉和抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。NNlwtN—軸心拉力或壓力設(shè)計(jì)值；t—板件較小厚度；T形連接中為腹板厚度；

3.3對(duì)接焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算

3.3對(duì)接焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算當(dāng)不滿足上式時(shí)，可選擇在受力較小的部位施焊；或者改用斜對(duì)接焊縫連接如圖所示：

當(dāng)tanθ≤1.5時(shí),不用驗(yàn)算!NNt

θNsinθNcosθlw（二）M、V共同作用下的對(duì)接焊縫計(jì)算lwt

MVστ1、矩形截面

3.3對(duì)接焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算

Iw--焊縫截面慣性矩。Ww—焊縫截面模量；Sw--焊縫截面面積矩；xxyy

3.3對(duì)接焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算2、工字形截面焊縫應(yīng)滿足的條件：對(duì)于焊縫的σmax和τmax應(yīng)滿足如前要求；對(duì)于翼緣與腹板交接點(diǎn)（1點(diǎn)）焊縫，其折算應(yīng)力尚應(yīng)滿足下式要求：1.1—考慮最大折算應(yīng)力只在局部出現(xiàn)的強(qiáng)度增大系數(shù)。

3.3對(duì)接焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算工字形截面的計(jì)算參數(shù)：面積、慣性矩、截面矩、面積矩等

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算一、角焊縫的構(gòu)造角焊縫兩邊夾角一般為90°（直角角焊縫），夾角大于135°或小于60°的斜角交縫，除鋼管結(jié)構(gòu)外，一般不宜用作受力焊縫。hehfhf

(1)角焊縫的截面形式

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算角焊縫的有效截面為平分角焊縫夾角的截面，破壞往往從這個(gè)截面發(fā)生。有效截面的高度也稱為角焊縫的有效厚度he

，he

＝0.7hf（2）角焊縫按其與作用力的關(guān)系可分為：－焊縫長(zhǎng)度方向與作用力平行正面角焊縫側(cè)面角焊縫－焊縫長(zhǎng)度方向與作用力垂直Ny

N

N側(cè)面角焊縫主要承受剪力，強(qiáng)度相對(duì)較低，塑性性能較好。剪應(yīng)力τfNlwN剪應(yīng)力沿焊縫長(zhǎng)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。破壞形式

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算正面角焊縫受力復(fù)雜，應(yīng)力集中嚴(yán)重，塑性較差，但強(qiáng)度較側(cè)面角焊縫高。

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算破壞形式沿45°喉部截面破壞沿兩熔合邊破壞

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算（3）角焊縫的構(gòu)造要求焊縫長(zhǎng)度

焊腳尺寸a.最大焊腳尺寸hf,max

hf,max≤1.2t1式中:t1---較薄焊件厚度。

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算b.最小焊腳尺寸hf,min式中:t2---較厚焊件厚度。

當(dāng)t2≤4mm時(shí),hf,min

=t2說明:對(duì)于T型連接單面角焊縫hf,min

應(yīng)加上1mm;對(duì)于埋弧自動(dòng)焊hf,min

可減去1mm;

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算tt1hf當(dāng)t≤6mm時(shí)，hf,max

≤t；當(dāng)t>6mm時(shí)，hf,max

≤t-(1～2)mm；對(duì)于板件邊緣的角焊縫：c.角焊縫的最大計(jì)算長(zhǎng)度d.角焊縫的最小計(jì)算長(zhǎng)度e.搭接連接的構(gòu)造要求為避免應(yīng)力傳遞過分彎折,導(dǎo)致應(yīng)力不均：為避免焊縫橫向收縮引起的板件拱曲太大：t1t2b

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算g.在搭接連接中，搭接長(zhǎng)度不得小于焊件較小厚度的5倍，且不得小于25mm。f.角焊縫的端部位于構(gòu)件轉(zhuǎn)角處時(shí)，應(yīng)作2hf的繞角焊，且轉(zhuǎn)角處必須連續(xù)施焊。b2hflwt1t2

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算二、直角角焊縫的基本計(jì)算公式NyNxσ┻τ┻τ∥=τfhelw45O45Ohf┻┻∥σf

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算┻┻∥┻┻∥

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算式中：

f——正面角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增大系數(shù)；

——按角焊縫有效截面計(jì)算，垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的正應(yīng)力；

——按角焊縫有效截面計(jì)算，沿焊縫長(zhǎng)度方向的剪應(yīng)力。

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算三、常用連接方式的角焊縫計(jì)算（一）焊件承受軸心力作用1、采用加蓋板的對(duì)接連接a、采用側(cè)面角焊縫連接:NN

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算b、采用正面角焊縫連接:NNC、采用三面圍焊連接,NN

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算2、角鋼與節(jié)點(diǎn)板連接Nlw1lw2xx肢背和肢尖的受力分配對(duì)于驗(yàn)算的問題對(duì)于設(shè)計(jì)的問題※弄清幾個(gè)問題：a、僅采用側(cè)面角焊縫連接:肢背和肢尖的受力分配Ne1e2blw1lw2N1N2

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算②對(duì)于驗(yàn)算的問題驗(yàn)算肢背：驗(yàn)算肢尖：③對(duì)于設(shè)計(jì)的問題肢背所需焊縫長(zhǎng)度：肢尖所需焊縫長(zhǎng)度：

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算Nlw1lw2b、采用三面圍焊:xxN1N2N3

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算端焊縫受力：肢背受力：肢尖受力：Nlw1C、采用L形圍焊:xxN1N3肢尖受力：端焊縫受力：肢背受力：

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算（二）承受彎矩M作用的角焊縫

hehetM最危險(xiǎn)點(diǎn)A：A

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算（三）承受扭矩T作用的角焊縫

yxxAA’0yT2、應(yīng)力的大小與該點(diǎn)到焊縫形心0的距離r成正比。假定:1、T作用下焊縫群上任意點(diǎn)的應(yīng)力方向垂直于該點(diǎn)與焊縫形心的連線；※討論：1)危險(xiǎn)點(diǎn)2)T和M的區(qū)別

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算xxyy.o.A代入角焊縫通用公式中，得：

3.4角焊縫連接的構(gòu)造與計(jì)算（四）承受M、V、N

共同作用的角焊縫NVMAhehet..最危險(xiǎn)點(diǎn)A：3.5焊接殘余應(yīng)力和殘余變形一、焊接殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因

3.5焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形+--500oC800oC300oC300oC500oC800oC施焊方向8cm64202468cm-----++產(chǎn)生的原因：不均勻的加熱和冷卻二、焊接殘余應(yīng)力的分類縱向焊接殘余應(yīng)力—沿焊縫長(zhǎng)度方向;橫向焊接殘余應(yīng)力—垂直于焊縫長(zhǎng)度方向;沿厚度方向的焊接殘余應(yīng)力焊接殘余應(yīng)力是內(nèi)應(yīng)力，在焊件內(nèi)自相平衡。焊縫附近為拉應(yīng)力，焊縫稍遠(yuǎn)區(qū)產(chǎn)生壓應(yīng)力。二、焊接殘余應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)性能的影響1、對(duì)結(jié)構(gòu)靜力強(qiáng)度的影響f+--bfy+--bfyNyNy因焊接殘余應(yīng)力自相平衡，故：焊接殘余應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)的靜力強(qiáng)度沒有影響。+--fyfbBt

3.5焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形2、對(duì)結(jié)構(gòu)剛度的影響f+--bfyNN+--fyfNNbBt焊接殘余應(yīng)力的存在降低結(jié)構(gòu)的剛度。3、焊接殘余應(yīng)力會(huì)降低壓桿的穩(wěn)定承載力

3.5焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形對(duì)于厚板或交叉焊縫，將產(chǎn)生三向焊接殘余拉應(yīng)力，增加了鋼材低溫脆斷傾向。4、對(duì)低溫冷脆的影響5、對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響

三向焊接殘余拉應(yīng)力降低材料的塑性，從而疲勞強(qiáng)度降低！

3.5焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形四、焊接殘余變形包括：縱向收縮、橫向收縮、彎曲變形、角變形和扭曲變形等，通常是幾種變形的組合。

3.5焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形五、減小焊接殘余應(yīng)力