焊缝连接(角焊缝)

§3-4角焊缝的构造和计算斜角角焊缝

主要用于钢管连接中，＞135°或

＜60°不宜用作受力焊缝（钢管除外）3.4.1角焊缝的构造和计算直角角焊缝

截面形式：（a）普通焊缝

（b）平坡焊缝

（c）深熔焊缝

1.最小焊脚尺寸hf

2.最大焊脚尺寸hf

边缘焊接件

保证最小承载力，冷却过快产生裂纹焊件变形大，易脆裂，易烧穿3.最小焊缝计算长度lw

40hf（受动力荷载）；60hf

（其他情况）；内力分布两端大、中间小内力沿侧面角焊缝全长分布则不受此限。

8hf

或40mm，取两者较大值局部受热严重，起落弧坑相距太近

4.最大焊缝计算长度lw

5.搭接最小长度5t1或25mm，取两者较大值（t1

为较薄焊件厚度）6.端部焊接7.转角焊接绕角焊在次要构件或次要焊接连接中，可采用断续角焊缝。断续角焊缝之间的净距，不应大于15t（对受压构件）或30t（对受拉构件），t为较薄焊件的厚度

3．4．2角焊缝的受力特点l.角焊缝的受力特点有效厚度：——两焊脚边的夹角

hf

——焊脚尺寸。

≤60°或≥135°尚应满足其他构造要求。:按焊缝有效截面计算，垂直于焊缝长度方向的应力；:按焊缝有效截面计算，沿焊缝长度方向的剪应力；

:正面角焊缝的强度设计值增大系数：对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构，

对直接承受动力荷载的结构，

2．角焊缝的强度及实用计算法斜角角焊缝：

3.4.3角焊缝的计算

1.轴向力作用下的计算

(1)正面角焊缝缝（2）侧面角焊缝(3)轴力与剪力共同作用（4）P482.角钢杆件与节点板焊接连接(1)角钢用两面侧焊缝与节点板连接的焊缝计算

K1、

K2——焊缝内力分配系数；N1

、N2——分别为角钢肢背和肢尖传递的内力。（2）角钢用三面围焊与节点板连接的焊缝计算端部正面角焊缝能传递的内力为：（3）角钢用“L”型焊缝与节点板连接的焊缝计算

由N2=0得：例某桁架的腹杆，截面为2L140×10，Q235-B·F钢，手工焊,E43型焊条。构件承受静力荷载，由恒载标准值产生的NGK=300kN，由活载标准值产生的NQK=580kN。构件与16mm厚的节点板相连接，如图所示。试分别设计下列情况时此节点的连接:

(1)采用三面围焊时；

(2)采用两侧面角焊缝时；(3)采用L形围焊时。解：1)采用三面围焊2）当用两侧面角焊缝时3)当用L形围缝时因而本例题不能采用L形围焊。3.在弯矩（扭矩）、轴力、剪力共同作用下的角焊缝计算

图示连接?假设焊缝为弹性体，被连接件是刚体，力矩矢量方向在焊缝平面内，为弯矩；力矩矢量方向垂直于焊缝平面，为扭矩。为弯矩。M、V和N共同作用下，焊缝上或下端点最危险处应满足：只承受上述M、N、V的某一、两种荷载时，取其相应的应力进行验算。点2及点3：

4.牛腿在弯矩、剪力共同作用下的角焊缝连接计算:M＝Ve

翼缘竖向刚度较差，不能承受剪力，所以全部剪力均由竖向焊缝承受，弯矩由翼缘与腹板角焊缝共同承受。点1：例

计算

图示角焊缝连接中的hf

。图中尺寸单位为：mm。

已知连接承受动荷载，需验算疲劳.钢材为

Q235BF

，焊条为E43型,解

满足要求。

解得

hf

≥5.8mm

取

hf=6mm

例、某T型牛腿，角焊缝连接，F=250kN(设计值），Q235钢，E43型焊条，静荷载，试确定焊脚尺寸。解：1、确定焊缝计算长度（两条L型焊缝)竖焊缝：lw1＝200－5＝195mm，水平焊缝：lw2＝（200－16）/2-5＝87mm,取lw2＝85mm2、求焊缝形心及惯性矩：3、力向形心转移4、控制点分项应力（下边缘点）5、焊缝强度计算：6、焊脚尺寸确定：取：

5.扭矩、剪力、轴力共同作用下搭接连接角焊缝:

扭矩T作用下各点应力计算（以A点为例）：Ix+Iy为焊缝计算截面对形心的极惯性矩，rx、ry为焊缝角点到焊缝形心的坐标距离。注意计算时需判断应力最大点！例

图示一围焊缝连接，已知

试验算该连接是否安全。解

将F移向焊缝形心O，三面围焊缝受力：

在计算焊缝的面积和其极惯性矩时，近似取

l1

和

l2

为其计算长度，即既不考虑焊缝的实际长度稍大于

l1

和

l2

，也不扣除水平焊缝的两端缺陷8mm。

在N力作用下，焊缝各点受力均匀；

在T作用下，水平焊缝右边两个端点产生的应力最大，

但在右上端点其应力的水平分量与N力产生的同方向，因而焊缝在外力F作用下，该点最危险。

该连接安全。

焊接应力：焊接后冷却时，焊缝与焊缝附近的钢材不能自由收缩，由此约束而产生的应力称为焊接应力。§3.5焊接应力与焊接变形

焊接变形：钢结构构件或节点在焊接过程中，局部区域受到很强的高温作用，在此不均匀的加热和冷却过程中产生的变形称为焊接变形。（1）形成两块钢板上施焊时，产生不均匀的温度场，焊缝附近温度高达1600C，其邻近区域温度较低，且冷却很快。冷却时钢材收缩，冷却慢的区域收缩受到限制，从而产生拉应力，冷却快的区域受到压应力。1.焊接应力的形成和对钢结构的影响使构件提前进入弹塑性工作阶段。降低压杆的稳定性；降低疲劳强度由于焊接应力使焊缝处于三向应力状态，阻碍了塑性变形，裂纹易发生和发展；对常温下承受静力荷载结构的强度没有影响，但刚度降低；（3）焊接应力的影响厚度方向应力：垂直于焊缝长度方向且垂直于构件表面的应力。横向应力：垂直于焊缝长度方向且平行于构件表面的应力

纵向应力：沿着焊缝长度方向的应力

（2）焊接应力的分类

表现主要有：纵向收缩、横向收缩、弯曲变形、角变形、波浪变形、扭曲变形等。如图

2.焊接变形的产生和防止

焊接变形是由于焊接过程中焊区的收缩变形引起的，表现在构件局部的鼓起、歪曲、弯曲或扭曲等。（4）对于小构件焊前预热、焊后回火，然后慢慢冷却，以消除焊接应力。3.减少焊接应力和焊接变形的方法：（1）采用适当的焊接程序如分段焊、分层焊；（2）尽可能采用对称焊缝，使其变形相反而抵消；（3）施焊前使结构有一个和焊接变形相反的预变形；

4.合理的焊缝设计

（4）避免仰焊。（3）焊缝尽可能对称布置，连接过渡平滑，避免应力集中现象；（2）焊缝尺寸不宜太大；（1）避免焊缝集中、三向交叉焊缝；1.手工焊焊条如何选择？2.对接焊缝有哪些构造要求？3.角焊缝的焊脚尺寸如何确定？4.角焊缝的计算长度有何要求？5.减少焊接应力和焊接变形的方法。6.焊接残余应力对钢结构有哪些影响。材料为Q235和Q345钢的构件需焊接，采用手工电弧焊

()采用E43焊条。A不得B可以C不宜D必须2钢结构连接中所使用的焊条应与被连接构件的强度相匹配，通常在被连接构件选用Q345时，焊条选用()。AE55BE50CE43D前三种均可3产生焊接残余应力的主要因素之一是，()。A钢材的塑性太低(B)钢材的弹性模量太高(C)焊接时热量分布不均(D)焊缝的厚度太小4不需要验算对接焊缝强度的条件是斜焊缝的轴线和外力N之间的夹角满足()。Atan1.5Btan＞1.5C70

D＜705在动荷载作用下，侧面角焊缝的计算长度不宜大于()。A60hfB40hfC80hf

D120hf6直角角焊缝的有效厚度he为()。A0.7hfB4mmC1.2hfD1.5hf7等肢角钢与钢板相连接时，肢背焊缝的内力分配系数为A0.7B0.75C0.65D0.358对于直接承受动力荷载的结构，计算正面直角焊缝时A要考虑正面角焊缝强度的提高B取f＝l.0计算C与侧面角焊缝的计算式相同D取f＝l.22计算9斜角焊缝主要用于()连接。A钢板梁B角钢桁架C钢管结构D薄壁型钢结构10直角角焊缝的计算公式中，he是A厚度B有效厚度C名义厚度D焊脚尺寸11焊接结构的疲劳强度的大小与()关系不大A钢材的种类B应力循环次数C连接的构造细节D残余应力大小12承受静力荷载的构件，当所用钢材具有良好的塑性时，焊接残余应力不影响构件的()。A静力强度B刚度C稳定承载力D疲劳强度13厚度为8mm和10mm的两块钢板用直角角焊缝连接，最大的焊脚尺寸＝()mm。A6B9.6C10D12

14有一截面尺寸为l00×8的板件，在端部用两条侧面角焊缝焊在10mm厚的节点板上，两板件板面平行，焊脚尺寸为6mm。为满足构造要求，最小焊缝长度选用下列何项数值?()。

A40mmB48mmC80mmD100mm15钢结构在搭接连接中，搭接的长度不得小于焊件较小厚度的()。

A4倍，并不得小于20mmB5倍，并不得小于25mmC6倍，并不得小于30mmD7倍，并不得小于35mm焊缝质量等级分为()，由检查方法确定。