角焊缝的构造与计算课件

第三节角焊缝的构造与计算一、角焊缝的构造1.截面形式（1）直角焊缝（a）普通焊缝（b）平坡焊缝（c）深熔焊缝

一般采用（a）。但（a）应力集中较严重，在承受动力荷载时采用（b）、（c）。（2）斜角角焊缝（d）斜锐角焊缝图4-9直角焊缝图4-10斜角角焊缝（e）斜钝角焊缝（f）斜凹面角焊缝主要用于钢管连接部位项目构造要求备注焊脚尺寸hf

上限

对板边：t1为较薄焊件厚下限

；当t2为较厚焊件厚对自动焊可减1mm；对单面T型焊应加1mm焊缝长度lw上限

（受动力荷载）；（其他情况）；内力沿侧缝全长均匀分布者不限下限8hf或40mm，取两者最大值

端部仅有两侧面角焊缝连接长度lw

距离l0

t为较薄焊件厚端部转角转角处加焊一段长度2hf（两面侧缝时）或用三面围焊转角处焊缝须连续施焊搭接连接搭接最小长度5t1或25mm，取两者最大值t1为较薄焊件厚度表4-3角焊缝的构造要求

其它构造要求：(1)

承受动力荷载的结构中，垂直于受力方向的焊缝不宜采用不焊透的对接焊缝。(2)

在直接承受动力荷载的结构中，角焊缝表面应做成直线形或凹形，焊脚尺寸的比例：对正面角焊缝宜为1:1.5,长边顺内力方向；对侧面角焊缝可为1:1。(3)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.端缝和侧缝（1）端缝：焊缝垂直于受力方向，其特点为受力后应力状态较复杂，应力集中严重，焊缝根部形成高峰应力，易于开裂。端缝破坏强度要高一些，但塑性差。

（2）侧缝：焊缝长度方向与受力方向平行，其特点为应力分布简单些，但分布并不均匀，剪应力两端大，中间小。侧缝强度低，但塑性较好。图4-11端缝和侧缝4.有效厚度图4-12焊缝的有效厚度式中：——两焊脚边的夹角，——焊脚尺寸。二、角焊缝的计算角焊缝的计算包括如下几个类型：1.端缝、侧缝在轴向力作用下的计算2.角钢杆件与节点板连接，承受轴向力N3.弯矩、剪力、轴力共同作用下的顶接连接角焊缝4.牛腿在弯矩、剪力共同作用下的角焊缝连接计算5.扭矩、剪力、轴力共同作用下的搭接连接角焊缝1.端缝、侧缝在轴向力作用下的计算：（1）端缝

——垂直于焊缝长度方向的应力；

he

——角焊缝有效厚度；

lw

——角焊缝计算长度，每条角焊缝取实际长度减10mm （每端减5mm）；

ffw

——角焊缝强度设计值；

f

——系数，对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结 构，f

=1.22，直接承受动力荷载f

=1.0。

（2）侧缝

f

——沿焊缝长度方向的剪应力。式中：式中：2.角钢杆件与节点板焊接连接，承受轴向力N：（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。图4-13两面侧焊缝表4-4角钢与节点板连接焊缝的内力分配系数角钢类型分配系数角钢肢背K1角钢肢尖K2等边角钢0.700.30不等边角钢（短边相连）0.750.25不等边角钢（长边相连）0.650.35（2）角钢用三面围焊与节点板连接的焊缝计算

图4-14三面围焊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图4-15“L”型焊缝

由N2=0得：[例4－2]某衍架的腹杆、截面为2L40×l0，Q235-BF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)当采用三面围焊时；2)只采用侧面角焊缝时3)采用L形围焊时。[解]记角钢背部为1，角钢趾部为2，角钢端部为3(1)当采用三面围焊时角焊缝的焊脚尺寸hf最大最小采用hf

＝8mm，满足上述要求。轴力N的设计值构件截面上的应力

设计三面围焊时，实质上是把荷载N分解成各段焊缝的受力N1、N2和N3，使它们的合力与N相平衡。平面平行力系只有两个静力平衡条件。因此，必须先确定N3

，然后方能求得N1，N2。Q235钢、E43型焊条：ftw＝160N／mm2。N3与焊经长度lw3相垂直，故注：2lw3为双角钢肢宽，即2lw3＝2×140mm，不存在起灭弧问题。对角钢背取力矩建立平衡方程，得

注：N21、N2通常可按角钢背面与趾部侧面焊缝的内力分配系数确定。对本题等边角钢连接：每段焊缝长度角钢背lw1

3.弯矩、剪力、轴力共同作用下的顶接连接角焊缝:图4-16M、V、N共同作用下的连接角焊缝的计算弯矩M作用下，x方向应力剪力作用下，y方向应力轴力N作用下x方向应力M、V和N共同作用下，焊缝上或下端点最危险处应满足：式中：

如果只承受上述M、N、V的某一、两种荷载时，只取其相应的应力进行验算。4.牛腿在弯矩、剪力共同作用下的角焊缝连接计算:M＝Ve图4-17M、V共同作用下角焊缝计算翼缘竖向刚度较差，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：点3：点2：5.扭矩、剪力、轴力共同作用下搭接连接角焊缝:图4-18T、V、N共同作用下搭接连接角焊缝计算采用下列假定：①被连接件是绝对刚性的，而角焊缝是弹性的；②被连接件绕形心O旋转，角焊缝群上任意一点处的应力方向垂直于该点与形心的连线，且应力的大小