第3章 连接2——对接焊缝

1、回回 顾顾n1、钢结构的连接方式、钢结构的连接方式n2、焊缝的形式、焊缝的形式n3、焊缝的连接形式、焊缝的连接形式 3.2.1 对接焊缝的构造和计算对接焊缝的构造和计算 3.2.2 角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算 3.2.3 普通螺栓连接的受力性能和计算普通螺栓连接的受力性能和计算 3.2.4 高强度螺栓连接的受力性能和计算高强度螺栓连接的受力性能和计算本章重点、对接焊缝的构造要求、对接焊缝的构造要求 ( 1 ) 对接焊缝按坡口形式分：对接焊缝按坡口形式分： 1 1）工字型（直边缝）：）工字型（直边缝）：焊件厚度t很小（t10mm）2 2）带钝边单边）带钝边单边V V形缝或

2、形缝或Y Y形缝：形缝：焊件厚度t（t=10-20mm） 3 3）带钝边）带钝边U U形缝、带钝边双单边形缝、带钝边双单边V V形缝（形缝（K K形缝）或双形缝）或双Y Y形缝（形缝（X X形缝）：形缝）：焊件厚度t较厚（t20mm） 、对接焊缝的构造要求、对接焊缝的构造要求变厚度变厚度板（相差板（相差4mm4mm以上）对接时，以上）对接时，在板的一面或两面切成坡度不大于在板的一面或两面切成坡度不大于1 1：2.52.5的斜面，避免应力集中的斜面，避免应力集中 变宽度变宽度板对接，在板的一侧或两侧板对接，在板的一侧或两侧切成坡度不大于切成坡度不大于1 1：2.52.5的斜边，避的

3、斜边，避免应力集中免应力集中起落弧处易有焊接缺陷，应用引弧起落弧处易有焊接缺陷，应用引弧板，采用引弧板施工复杂，除承受板，采用引弧板施工复杂，除承受动力荷载外，一般不用，但计算每动力荷载外，一般不用，但计算每条焊缝长度应则减去条焊缝长度应则减去2t2t（t t为为较薄较薄焊焊件厚度）件厚度） (2) 变截面对接焊变截面对接焊 对接焊缝的计算对接焊缝的计算 ( 1 )轴心受力的对接焊缝计算公式：轴心受力的对接焊缝计算公式：对接焊缝的强度与所用钢材牌号、焊条型号、焊缝质量的检验标准等因素有关 受压、受剪时对接焊缝与母受压、受剪时对接焊缝与母材强度相等材强度相等 一、二级检验的焊缝抗拉

4、强一、二级检验的焊缝抗拉强度可认为与母材强度相等度可认为与母材强度相等 三级检验的焊缝抗拉强度为三级检验的焊缝抗拉强度为母材强度的母材强度的85%85% 焊缝中应力分布情况基本上焊缝中应力分布情况基本上与焊件的情况相同，计算方与焊件的情况相同，计算方法与构件的强度计算相同法与构件的强度计算相同 对接焊缝的计算对接焊缝的计算 因此，只有受拉的三级因此，只有受拉的三级焊缝才需要进行计算。焊缝才需要进行计算。 对接焊缝的计算对接焊缝的计算未加引弧板时未加引弧板时l lw w取实际长度减去取实际长度减去2 2t t轴心受拉三级焊缝：minTwtwcwtffl

5、连接件较小厚度； 形接头腹板厚度；对接焊缝抗拉强度设计值；对接焊缝抗压强度设计值；焊缝计算长度，注意有无引弧板；wcwtfftlN或)/(minw 对接焊缝的计算对接焊缝的计算直焊缝不满足要求时，采用斜对接焊缝：直焊缝不满足要求时，采用斜对接焊缝：当斜焊缝倾角当斜焊缝倾角56.356.3，即，即tg1.5tg1.5时，可认为与母材时，可认为与母材等强，不用计算等强，不用计算 v另：由于施工不便且耗材较多，斜对接焊缝应用较少，可另：由于施工不便且耗材较多，斜对接焊缝应用较少，可采用二级检验标准的直焊缝或连接部位改至内力较小处采用二级检验标准的直焊缝或连接部位改至内力

6、较小处wtwftlNsinwvwftlNcos 式中：式中：W Ww w焊缝截面的抵抗矩焊缝截面的抵抗矩 I Iw w 焊缝截面对其中和轴的惯性矩焊缝截面对其中和轴的惯性矩 S Sw w 焊缝截面在计算剪应力处以上部分对中和轴焊缝截面在计算剪应力处以上部分对中和轴 的面积矩的面积矩 f fv vw w对接焊缝的抗剪强度设计值对接焊缝的抗剪强度设计值 wtwfWM max 正应力正应力 (2) 同时受弯同时受弯 、受剪的对接焊缝计算公式、受剪的对接焊缝计算公式 1）矩形截面）矩形截面剪应力剪应力wvwwftIVS max 对接焊缝的计算对接焊缝的计算 (2) 同时受弯同时受弯 、

7、受剪的对接焊缝计算公式、受剪的对接焊缝计算公式wtf1 . 132121 wtwfWM max wvwwftIVS max 2）工字形截面）工字形截面 对接焊缝的计算对接焊缝的计算 折算应力（正应力和剪应力均折算应力（正应力和剪应力均较大处）较大处）考虑到最大折算应力只在焊缝局部区域出现，因而将强度考虑到最大折算应力只在焊缝局部区域出现，因而将强度设计值适当提高设计值适当提高10%。1点2点3点1点2点3点3点：hh1max1wxtIVS11用材料力学基本公式也可以求得。用材料力学基本公式也可以求得。(2) 同时受弯同时受弯 、受剪的对接焊缝计算公式、受剪的对接焊缝计算公式2）工

8、字形截面）工字形截面 对接焊缝的计算对接焊缝的计算 (3) 同时受轴力、弯矩和剪力的对接焊缝计算同时受轴力、弯矩和剪力的对接焊缝计算 对接焊缝的计算对接焊缝的计算 三者联合作用时，轴力和弯矩在焊缝中引三者联合作用时，轴力和弯矩在焊缝中引起的正应力进行叠加，剪应力仍按起的正应力进行叠加，剪应力仍按3-53-5式计算，式计算，折算应力按折算应力按3-63-6计算即可。计算即可。例例1：设计设计50014钢板的对接焊缝连接。钢钢板的对接焊缝连接。钢板承受轴向拉力，其中恒荷载和活荷载标准板承受轴向拉力，其中恒荷载和活荷载标准值引起的轴心拉力值分别为值引起的轴心拉力值分别为5

9、00kN和和500kN，相应的荷载分项系数为相应的荷载分项系数为1.2和和1.4。已知钢材为。已知钢材为Q235-B.F（A3F），采用），采用E43型焊条手工电型焊条手工电弧焊，三级质量标准，施焊时未用引弧板。弧焊，三级质量标准，施焊时未用引弧板。解：解：kNN13004 .15002 .15002/185mmNfwt 23/7 .19614)142500/(101300/mmNtlNw2/185mmNfwt1焊缝承受的轴心拉力设计值为：焊缝承受的轴心拉力设计值为：2三级对接焊缝抗拉强度设计值三级对接焊缝抗拉强度设计值 3先考虑用直焊缝验算其强度先考虑用直焊缝验算其强度需采用斜对接焊缝，重新

10、计算。需采用斜对接焊缝，重新计算。解：解：1假定斜对接焊缝倾角为假定斜对接焊缝倾角为求出两个角度值，取小值。或者直接采用求出两个角度值，取小值。或者直接采用56.3即可，不必验算。即可，不必验算。wtwftlN/sinsinwvwftlN/coscos为板宽，其中btblw2sin/发散：发散：kNN11657 .04 .150035.15002/185mmNfwt 23/3 .17614)142500/(101165/mmNtlNw2/185mmNfwt若采用若采用永久荷载控制永久荷载控制的组合？的组合？三级对接焊缝抗拉强度设计值三级对接焊缝抗拉强度设计值先考虑用直焊缝验算其强度先考虑用直焊

11、缝验算其强度解：解：例例2: 8m跨度简支梁的截面和荷载跨度简支梁的截面和荷载(设计值设计值,包包括梁自重括梁自重),拟在离支座拟在离支座 2.5m 处做翼缘和腹板的处做翼缘和腹板的工厂拼接工厂拼接,试设计其拼接对接焊缝。已知钢材为试设计其拼接对接焊缝。已知钢材为Q235-B.F（A3F），采用），采用E43型焊条手工电弧型焊条手工电弧焊，三级质量标准，焊，三级质量标准，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：首先分析此对接焊缝的受力情况为思路：首先分析此对接焊缝的受力情况

12、为受弯和受剪，再对最不利点进行强度验算受弯和受剪，再对最不利点进行强度验算1 离支座离支座2.5m处的内力（设计值）为处的内力（设计值）为2计算梁截面参数：计算梁截面参数：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先考虑翼缘和腹板都用先考虑翼缘和腹板都用直焊缝直焊缝拼接，验算其强度：拼接，验算其强度：26611/9 .177)102898/(500102 .1031mmNIMyW 266311/8 .15)10102898/(10032. 210