《钢结构》网上辅导材料二
钢结构的焊接连接
钢结构的连接方法可分为焊缝连接、螺栓连接和铆钉连接三种。焊接连接是现代钢结构最主要的连接方法。它的优点是：（1）焊件间可直接相连，构造简单，制作加工方便；（2）不削弱截面，用料经济；（3）连接的密闭性好，结构刚度大；（4）可实现自动化操作，提高焊接结构的质量。缺点是：（1）在焊缝附近的热影响区内，钢材的材质变脆；（2）焊接残余应力和变形使受压构件承载力降低；（3）焊接结构对裂纹很敏感，低温时冷脆的问题较为突出。
1图1直角角焊缝截面
图2斜角角焊缝截面
角焊缝按其截面形式可分为直角角焊缝和斜角角焊缝。两焊脚边的夹角为90°的焊缝称为，直角边边长f 称为角焊缝的焊脚尺寸，h e ＝0.7h f 为直角角焊缝的计算厚度。斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中。对于夹角大于135°或小于60°的斜角角焊缝，不宜用作受力焊缝（钢管结构除外）。2．对接焊缝
对接焊缝的焊件常需加工成坡口，故又叫坡口焊缝。焊缝金属填充在坡口内，所以对接焊缝是被连接件的组成部分。
坡口形式与焊件厚度有关。当焊件厚度很小（手工焊≤t 6mm ，埋弧焊≤t 10mm ）时，可用直边缝。对于一般厚度（t=10～20mm ）的焊件可采用具有斜坡口的单边V 形或V 形焊缝。斜坡口和离缝c 共同组成一个焊条能够运转的施焊空间，使焊缝易于焊透；钝边p 有托住熔化金属的作用。对于较厚的焊件（t ＞20mm ），则采用U 形、K 形和X 形坡口。对于V 形缝和U 形缝需对焊缝根部进行补焊。对接焊缝坡口形式的选用，应根据板厚和施工条件按现行标准《建筑结构焊接规程》的要求进行。
凡T 形，十字形或角接接头的对接焊缝称之为对接与角接组合焊缝。
图3对接焊缝的坡口形式
3
垂直，1（式中t 2计算时，焊脚尺寸取整数。
自动焊熔深较大，可减小1mm ；T 形连接的单面角焊缝，应增加1mm ；当焊件厚度小于或等于4mm 时，则取与焊件厚度相同。
（2）最大焊脚尺寸
1
2.1t h f （2）
式中t 1—较薄焊件的厚度，单位为mm 。
对板件边缘的角焊缝，当板件厚度t ＞6mm 时，取h f ≤t -（1～2）mm ；当t ≤6mm 时，取h f ≤t 。
图4最大焊角尺寸
（3）角焊缝的最小计算长度
（4（5。
图（6间断角焊缝只能用于一些次要构件的连接或受力很小的连接中。间断角焊缝的间断距离l 不宜过长，以免连接不紧密。一般在受压构件中应满足l ≤15t ；在受拉构件中l ≤30t ，t 为较薄焊件的厚度。
图7连续角焊缝和间断角焊缝
（7）减小角焊缝应力集中的措施
杆件端部搭接采用三面围焊时，所有围焊的转角处必须连续施焊。对于非围焊情况，当角焊缝的端部在构件转角处时，可连续地作长度为2h f 的绕角焊。
2.直角角焊缝强度计算的基本公式
f w f f f f ≤+⎪
⎪⎭
⎫
⎝⎛τβσ22
（3）
式中σf —垂直于焊缝长度方向的应力；
τ
β
f f σ
τf 式中h e l 3（1）承受轴心力作用的角焊缝连接计算 1）采用盖板连接
当轴心力通过连接焊缝中心时，可认为焊缝应力是均匀分布的。
图8承受轴心力的盖板连接
当只有侧面角焊缝时τf =
l h N
w
e f w f
≤ 当只有正面角焊缝时σf =
l h N
w
e f w f
f β≤ 当采用三面围焊时，先计算正面角焊缝所承担的内力∑=11w e w f f l h f N β 式中∑1w l —连接一侧正面角焊缝计算长度的总和。
式中
∑l
2将代入式（3腹杆受轴心力作用，为了避免焊缝偏心受力，焊缝所传递的合力的作用线应与角钢杆件的轴线重合。
图10角钢与节点板的连接
对于三面围焊，可先假定正面角焊缝的焊脚尺寸3f h ，求出正面角焊缝所分担的轴心力3N 。当腹杆为双角
钢组成的T 形截面，且肢宽为b 时，
3N =2×0.73f h b f βw f f （6）
由平衡条件（
∑M ＝0）可得：
1N =
b e b N )(--23
N =1k N-2
3N （7）
2N =b Ne -23
N =2k N-2
3N （8）
式中1N 、2N ——角钢肢背和肢尖的侧面角焊缝所承受的轴力；
对双角钢截面式中1f h f h 角焊缝实际长度等于计算长度（绕角焊缝长度2f h 不进入计算）。
当杆件受力很小时，可采用L 形围焊。由于只有正面角焊缝和角钢肢背上的侧面角焊缝，令2N ＝0，得：
3N =22k N （13）
1N =N-3N （14）
角钢端部的正面角焊缝的长度已知，可按下式计算其焊脚尺寸：
3f h =
w
f f w f l N β33
7.02⨯（15）
式中，3w l =b -f h 。
（2）承受弯矩、轴心力或剪力共同作用的角焊连连接计算
图A 点应力
剪力N y 在A 点处产生平行于焊缝长度方向的应力
f
τ
=
e
y A N =
w
e y l h N 2
则焊缝的强度计算式为：
当连接直接承受动力荷载作用时，取f β＝1.0。
工字形和H 形截面梁（或牛腿）与钢柱翼缘的角焊缝连接，通常承受弯矩M 和剪力V 的共同作用。计算时通常假设腹板焊缝承受全部剪力，弯矩则由全部焊缝承受。
图12工字形梁（或牛腿）的脚焊缝连接
翼缘焊缝的最大弯曲应力发生在翼缘焊缝的最外纤维处，此应力满足角焊缝的强度条件
1f σ=
w I M ·2
h
≤f βw f f 式中M ——全部焊缝所承受的弯矩；
I w ——全部焊缝有效截面对中和轴的惯性矩。
腹板焊缝承受两种应力的共同作用，即弯曲应力和剪应力，设计控制点为翼缘焊缝与腹板焊缝的交点处A ，此处的弯曲应力和剪应力分别按下式计算：
式中
(∑（31）式中r p I 2
图 ① ② 正比。
图中T
将T τTx T p I r
Ty τ=T τ·cos θ=
p I r T ⨯·r
r x
（19） 由剪力V 在焊缝群引起的剪应力V τ按均匀分布，则在A 点（或A '点）引起的应力Vy τ为
Vy τ=
∑w
e l h V
则A 点受到垂直于焊缝长度方向的应力为：
f σ=Ty τ+Vy τ
沿焊缝长度方向的应力为Tx τ，则A 点的应力满足的强度条件为 当连接直接承受动态荷载时，取βf =1.0。
三、斜角角焊缝的计算
两焊脚边夹角α为o
o
13560≤≤α的T 形接头的斜角角焊缝采用与直角角焊缝相同的计算公式进行计算。但不考虑焊缝的方向，一律取f β（或θβf ）＝1.0。
12（
图14钢板拼接图15引弧板
（2）对接焊缝的计算 对接焊缝分焊透和部分焊透两种 1）焊透的对接焊缝的计算
对接焊缝是焊件截面的组成部分，计算方法与构件的强度计算一样。 轴心力作用的对接焊缝
σ=
t
l N
w ≤w t f 或w c f （20）
式中N ——轴心拉力或压力设计值；
l w ——焊缝的计算长度。当未采用引弧板时，取实际长度减去2t ；
t ——对接接头中为连接件的较小厚度；T 形接头中为腹板厚度；
w t f 、w c f ——对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值。
弯矩和剪力共同作用的对接焊缝
对接接头受到弯矩和剪力的共同作用，正应力与剪应力的最大值应分别满足下列强度条件：
σ=
M =M 6≤w f （21） 式中式中2部分焊透的对接焊缝必须在设计图上注明坡口的形式和尺寸。其强度计算方法与前述直角角焊缝相同，在垂直于焊缝长度方向的压力作用下，取βf ＝1.22，其他受力情况取βf ＝1.0。
第一节 钢结构的连接方法 钢结构是由钢板、型钢通过必要的连接组成基本构件，如梁、柱、桁架等；再通过一定的安装连结装配成空间整体结构，如屋盖、厂房、钢闸门、钢桥等。可见，连接的构造和计算是钢结构设计的重要组成部分。好的连接应当符合安全可靠、节约钢材、构造简单和施工方便等原则。 钢结构的连接方法可分为焊缝连接、铆钉连接和螺栓连接三种(详见附图十三)。 一、焊缝连接 焊接是现代钢结构最主要的连接方法。其优点是不削弱构件截面（不必钻孔），构造简单，节约钢材，加工方便，在一定条件下还可以采用自动化操作，生产效率高。此外，焊缝连接的刚度较大密封性能好。 焊缝连接的缺点是焊缝附近钢材因焊接的高温作用而形成热影响区，热影响区由高温降到常温冷却速度快，会使钢材脆性加大，同时由于热影响区的不均匀收缩，易使焊件产生焊接残余应力及残余变形，甚至可能造成裂纹，导致脆性破坏。焊接结构低温冷脆问题也比较突出。 二、铆钉连接 铆接的优点是塑性和韧性较好，传力可靠，质量易于检查和保证，可用于承受动载的重型结构。但是，由于铆接工艺复杂、用钢量多，因此，费钢又费工。现已很少采用。 三、螺栓连接 螺栓连接分为普通螺栓连接和高强度螺栓连接两种。普通螺栓通常用Q235钢制成，而高强度螺栓则用高强度钢材制成并经热处理。高强度螺栓因其连接紧密，耐疲劳，承受动载可靠，成本也不太高，目前在一些重要的永久性结构的安装连接中，已成为代替铆接的优良连接方法。 螺栓连接的优点是安装方便，特别适用于工地安装连接，也便于拆卸，适用于需要装拆结构和临时性连接。其缺点是需要在板件上开孔和拼装时对孔，增加制造工作量；螺栓孔还使构件截面削弱，且被连接的板件需要相互搭接或另加拼接板或角钢等连接件，因而比焊接连接多费钢材。 第二节 焊接方法、焊缝类型和质量级别 一、钢结构中常用的焊接方法 焊接方法很多，钢结构中主要采用电弧焊，薄钢板（mm t 3 ）的连接有时也可以采用电阻焊或气焊。 1．电弧焊
钢结构得焊接连接 钢结构得连接方法可分为焊缝连接、螺栓连接与铆钉连接三种。焊接连接就是现代钢结构最主要得连接方法。它得优点就是:（１）焊件间可直接相连,构造简单,制作加工方便;（2)不削弱截面,用料经济;(3)连接得密闭性好,结构刚度大;(4)可实现自动化操作，提高焊接结构得质量。缺点就是:（1)在焊缝附近得热影响区内，钢材得材质变脆;(2)焊接残余应力与变形使受压构件承载力降低;(3)焊接结构对裂纹很敏感,低温时冷脆得问题较为突出。 一、焊缝得形式 1.角焊缝 图１直角角焊缝截面 图 2 斜角角焊缝截面 角焊缝按其截面形式可分为直角角焊缝与斜角角焊缝。两焊脚边得夹角为90°得焊缝称为直角角焊缝,直角边边长ｈf称为角焊缝得焊脚尺寸,hｅ=0、7ｈf为直角角焊缝得计算厚度。斜角角焊缝常用于钢漏斗与钢管结构中。对于夹角大于135°或小于60°得斜角角焊缝,不宜用作受力焊缝(钢管结构除外)。 2.对接焊缝 对接焊缝得焊件常需加工成坡口,故又叫坡口焊缝。焊缝金属填充在坡口内,所以对接焊缝就是被连接件得组成部分。 坡口形式与焊件厚度有关。当焊件厚度很小(手工焊6ｍm，埋弧焊1０ｍm)时,可用直边缝。对于一般厚度（t=１0~２0ｍm）得焊件可采用具有斜坡口得单边V形或V形焊缝。斜坡口与离缝ｃ共同组成一个焊条能够运转得施焊空间,使焊缝易于焊透;钝边ｐ有托住熔化金属得作用。对于较厚得焊件(t＞2０mm)，则采用U形、K形与X形坡口。对于V形缝与Ｕ
形缝需对焊缝根部进行补焊。对接焊缝坡口形式得选用,应根据板厚与施工条件按现行标准 《建筑结构焊接规程》得要求进行。 凡T 形,十字形或角接接头得对接焊缝称之为对接与角接组合焊缝。 图3 对接焊缝得坡口形式 3.焊缝质量检验 《钢结构工程施工质量验收规范》规定焊缝按其检验方法与质量要求分为一级、二级 与三级。三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查且符合三级质量标准;一级、二级焊缝则除 外观检查外,还要求一定数量得超声波检验并符合相应级别得质量标准。焊缝质量得外观检 验检查外观缺陷与几何尺寸,内部无损检验检查内部缺陷。 二、直角角焊缝得构造与计算 角焊缝按其与作用力得关系可分为正面角焊缝、侧面角焊缝与斜焊缝。正面角焊缝得焊 缝长度方向与作用力垂直,侧面角焊缝得焊缝长度方向与作用力平行,斜焊缝得焊缝长度方向 与作用力倾斜,由正面角焊缝、侧面角焊缝与斜焊缝组成得混合,通常称作围焊缝。 侧面角焊缝主要承受剪力,塑性较好,强度较低。应力沿焊缝长度方向得分布不均匀,呈两 端大而中间小得状态。焊缝越长，应力分布不均匀性越显著。 正面角焊缝受力复杂，其破坏强度高于侧面角焊缝,但塑性变形能力差。斜焊缝得受力 性能与强度值介于正面角焊缝与侧面角焊缝之间。 1.角焊缝得构造要求 （1) 最小焊脚尺寸 h f ≥1、５ (1) 式中 t 2—较厚焊件厚度,单位为ｍm 。 计算时,焊脚尺寸取整数。 自动焊熔深较大,可减小1mm;Ｔ形连接得单面角焊缝,应增加1ｍm ；当焊件厚度小于或
*、某节点钢板厚12mm ，用对接和角接组合焊缝焊于端板上，承受静力荷载标准值F k =250kN ，其中20%为永久荷载，80%为可变荷载,如下图所示。采用Q235钢，手工焊，焊条为E43型，焊缝强度设计值为2185/w t f N mm =，未用引弧板施焊。试验算此焊缝强度是否满足设计要求。 解：（组合焊缝的计算和对接焊缝的一样） 拉力设计值 1.20.2250 1.40.8250340G GK Q QK F F F kN γγ???=?=+=+ 该拉力为偏心力,与x 轴的间距为偏心距e=100,焊缝所受的弯矩为 焊缝的有效厚度为节点板厚t ; 由于未用引弧板，焊缝有效长度为l w =b -2t 节点板和焊缝所受的力是轴向力+弯矩,焊缝应力分布如下图所示。 最大正应力(拉)为 焊缝强度不满足要求。 *、某节点钢板用角焊缝焊于端板上，承受静力荷载设计值F =340kN ，。采用Q235钢，手工焊，焊条为E43型，焊脚厚度h f =10mm ，焊缝强度设计值为2160/w f f N mm =。试验算此焊缝强度是否满足设计要求。 解: 偏心拉力与x 轴的间距为偏心距e=100,焊缝所受的弯矩为 焊缝有两条，每条焊缝的有效厚度为0.7h f ; 由于焊缝两端都无绕角焊，每条焊缝有效长度为l w =b -2h f 。 节点板和焊缝所受的力是轴向力+弯矩,焊缝应力分布如下图所示。 最大正应力(拉)为 焊缝强度满足要求。
*、某节点钢板厚12mm ，用对接和角接组合焊缝焊于端板上，承受静力荷载设计值C =200kN ，T =400kN ，如下图所示。采用Q235钢，手工焊，焊条为E43型， 三级焊缝,焊缝强度设计值为：22185/,125/w w t v f N mm f N mm ==，未用引弧 板施焊。试验算此焊缝强度是否满足设计要求。 解: 轴力、弯矩、剪力设计值的计算如下 节点钢板所受的水平力(轴力)0x cos60400200/2300F T C kN =-?=-= 节点钢板所受的弯矩3730010100310x M F e N mm ==??=?? 节点钢板所受的竖向力(剪力 )0sin60y F C =?= 焊缝处轴力、弯矩、剪力产生的应力分布如下图所示。 焊缝的有效厚度为节点板厚t ; 未用引弧板，焊缝有效长度为l w =b -2t 最大正应力 37max 222 30010310/612(400212)12(400212)/666.5106.1172.6185/x x w w w t F F M M A W tl tl f N mm σ??=+=+=+?-??-?=+=<=, 可 最大剪应力 22max 1.5 1.557.5/125/y y w V w F F N mm f N mm A tl τ====<=, 可 最大剪应力处（焊缝中点）的正应力2mid 066.5/x F N mm A σ=+= 焊缝中点的折算应力 22119.8/ 1.1203.5/w t N mm f N mm ==<=, 可 最大正应力处的剪应力为0，故不需考虑其折算应力。焊缝强度满足要求。
钢结构的焊接连接 钢结构的连接方法可分为焊缝连接、螺栓连接和铆钉连接三种。焊接连接是现代钢结构最主要的连接方法。它的优点是：（1）焊件间可直接相连，构造简单，制作加工方便；（2）不削弱截面，用料经济；（3）连接的密闭性好，结构刚度大；（4）可实现自动化操作，提高焊接结构的质量。缺点是：（1）在焊缝附近的热影响区，钢材的材质变脆；（2）焊接残余应力和变形使受压构件承载力降低；（3）焊接结构对裂纹很敏感，低温时冷脆的问题较为突出。 一、焊缝的形式 1．角焊缝 图 1 直角角焊缝截面 图 2 斜角角焊缝截面 角焊缝按其截面形式可分为直角角焊缝和斜角角焊缝。两焊脚边的夹角为90°的焊缝称为直角角焊缝，直角边边长h f 称为角焊缝的焊脚尺寸，h e ＝0.7h f 为直角角焊缝的计算厚度。斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中。对于夹角大于135°或小于60°的斜角角焊缝，不宜用作受力焊缝（钢管结构除外）。 2．对接焊缝 对接焊缝的焊件常需加工成坡口，故又叫坡口焊缝。焊缝金属填充在坡口，所以对接焊缝是被连接件的组成部分。 坡口形式与焊件厚度有关。当焊件厚度很小（手工焊≤t 6mm ，埋弧焊≤t 10mm ）时，可用直边缝。对于一般厚度（t=10～20mm ）的焊件可采用具有斜坡口的单边V 形或V 形焊缝。斜坡口和离缝c 共同组成一个焊条能够运转的施焊空间，使焊缝易于焊透；钝边p 有托
住熔化金属的作用。对于较厚的焊件（t＞20mm），则采用U形、K形和X形坡口。对于V形缝和U形缝需对焊缝根部进行补焊。对接焊缝坡口形式的选用，应根据板厚和施工条件按现行标准《建筑结构焊接规程》的要求进行。 凡T形，十字形或角接接头的对接焊缝称之为对接与角接组合焊缝。 图3 对接焊缝的坡口形式 3．焊缝质量检验 《钢结构工程施工质量验收规》规定焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级和三级。三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查且符合三级质量标准；一级、二级焊缝则除外观检查外，还要求一定数量的超声波检验并符合相应级别的质量标准。焊缝质量的外观检验检查外观缺陷和几何尺寸，部无损检验检查部缺陷。 二、直角角焊缝的构造与计算 角焊缝按其与作用力的关系可分为正面角焊缝、侧面角焊缝和斜焊缝。正面角焊缝的焊缝长度方向与作用力垂直，侧面角焊缝的焊缝长度方向与作用力平行，斜焊缝的焊缝长度方向与作用力倾斜，由正面角焊缝、侧面角焊缝和斜焊缝组成的混合，通常称作围焊缝。 侧面角焊缝主要承受剪力，塑性较好，强度较低。应力沿焊缝长度方向的分布不均匀，呈两端大而中间小的状态。焊缝越长，应力分布不均匀性越显著。 正面角焊缝受力复杂，其破坏强度高于侧面角焊缝，但塑性变形能力差。斜焊缝的受力性能和强度值介于正面角焊缝和侧面角焊缝之间。 1．角焊缝的构造要求 （1）最小焊脚尺寸 t（1） h f≥1.5 2 式中t2—较厚焊件厚度，单位为mm。
《钢结构》网上辅导材料二 钢结构的焊接连接 钢结构的连接方法可分为焊缝连接、螺栓连接和铆钉连接三种。焊接连接是现代钢结构最主要的连接方法。它的优点是：（1）焊件间可直接相连，构造简单，制作加工方便；（2）不削弱截面，用料经济；（3）连接的密闭性好，结构刚度大；（4）可实现自动化操作，提高焊接结构的质量。缺点是：（1）在焊缝附近的热影响区内，钢材的材质变脆；（2）焊接残余应力和变形使受压构件承载力降低；（3）焊接结构对裂纹很敏感，低温时冷脆的问题较为突出。 一、焊缝的形式 1．角焊缝 图 1 直角角焊缝截面 图 2 斜角角焊缝截面 角焊缝按其截面形式可分为直角角焊缝和斜角角焊缝。两焊脚边的夹角为90°的焊缝称为直角角焊缝，直角边边长h f 称为角焊缝的焊脚尺寸，h e ＝0.7h f 为直角角焊缝的计算厚度。斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中。对于夹角大于135°或小于60°的斜角角焊缝，不宜用作受力焊缝（钢管结构除外）。 2．对接焊缝 对接焊缝的焊件常需加工成坡口，故又叫坡口焊缝。焊缝金属填充在坡口内，所以对接焊缝是被连接件的组成部分。 坡口形式与焊件厚度有关。当焊件厚度很小（手工焊≤t 6mm ，埋弧焊≤t 10mm ）时，可用直边缝。对于一般厚度（t=10～20mm ）的焊件可采用具有斜坡口的单边V 形或V 形焊
缝。斜坡口和离缝c共同组成一个焊条能够运转的施焊空间，使焊缝易于焊透；钝边p有托住熔化金属的作用。对于较厚的焊件（t＞20mm），则采用U形、K形和X形坡口。对于V形缝和U形缝需对焊缝根部进行补焊。对接焊缝坡口形式的选用，应根据板厚和施工条件按现行标准《建筑结构焊接规程》的要求进行。 凡T形，十字形或角接接头的对接焊缝称之为对接与角接组合焊缝。 图3 对接焊缝的坡口形式 3．焊缝质量检验 《钢结构工程施工质量验收规范》规定焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级和三级。三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查且符合三级质量标准；一级、二级焊缝则除外观检查外，还要求一定数量的超声波检验并符合相应级别的质量标准。焊缝质量的外观检验检查外观缺陷和几何尺寸，内部无损检验检查内部缺陷。 二、直角角焊缝的构造与计算 角焊缝按其与作用力的关系可分为正面角焊缝、侧面角焊缝和斜焊缝。正面角焊缝的焊缝长度方向与作用力垂直，侧面角焊缝的焊缝长度方向与作用力平行，斜焊缝的焊缝长度方向与作用力倾斜，由正面角焊缝、侧面角焊缝和斜焊缝组成的混合，通常称作围焊缝。 侧面角焊缝主要承受剪力，塑性较好，强度较低。应力沿焊缝长度方向的分布不均匀，呈两端大而中间小的状态。焊缝越长，应力分布不均匀性越显著。 正面角焊缝受力复杂，其破坏强度高于侧面角焊缝，但塑性变形能力差。斜焊缝的受力性能和强度值介于正面角焊缝和侧面角焊缝之间。 1．角焊缝的构造要求 （1）最小焊脚尺寸 t（1） h f≥1.5 2
【练习1】两块钢板采用对接焊缝（直缝）连接。钢板宽度Ｌ＝250mm ，厚度t=10mm 。钢材采用Ｑ235，焊条E43系列，手工焊，无引弧板，焊缝采用三级检验质量标准，2/185mm N f w t =。试求连接所能承受的最大拉力?=N 解：无引弧板时，焊缝的计算长度w l 取实际长度减去2t ，即250-2*10mm 。 根据公式 w t w f t l N <⋅= σ 移项得： kN N f t l N w t w 5.42542550018510)102250(==⨯⨯⨯-=⋅⋅< 【变化】若有引弧板，问?=N 解：上题中w l 取实际长度250，得kN N 5.462= 【练习2】两截面为450⨯14mm 的钢板，采用双盖板焊接连接，连接盖板宽300mm ，长度410mm(中间留空10mm)，厚度8mm 。 钢材Ｑ235，手工焊，焊条为E43，2/160mm N f w f =，静态荷载，mm h f 6=。求最大承载力?=N 解：端焊缝所能承担的内力为： N f l h N w f f w f 49190416022.130067.027.033=⨯⨯⨯⨯⨯=∑=β 侧焊缝所能承担的内力为： N f l h N w f w f 521472160)6200(67.047.011=⨯-⨯⨯⨯=∑= 最大承载力kN N N 4.10131013376521472491904==+= 【变化】若取消端焊缝，问?=N 解：上题中令03=N ，622001⨯-=w l ,得kN N N 344.5051==
【练习3】钢材为Ｑ235，手工焊，焊条为E43，2/160mm N f w f =，静态荷载。 双角钢2L125x8采用三面围焊和节点板连接，mm h f 6=，肢尖和肢背实际焊缝长度均为250mm 。等边角钢的内力分配系数7.01=k ，3.02=k 。求最大承载力?=N 解： 端焊缝所能承担的内力为： N f l h N w f f w f 20496016022.112567.027.033=⨯⨯⨯⨯⨯=∑=β 肢背焊缝所能承担的内力为： N f l h N w f w f 327936160)6250(67.027.011=⨯-⨯⨯⨯=∑= 根据2 3 11N N k N -= 得：kN N N N K N 88.614614880)2 204960327936(7.01)2(1311==+=+= 【变化】若取消端焊缝，问?=N 解：上题中令03=N ，622501⨯-=w l ，得kN N 96.456= 【练习4】钢材为Ｑ235，手工焊，焊条为E43，2/160mm N f w f =，静态荷载。 已知kN F 120=，求焊脚尺寸?=f h （焊缝有绕角，焊缝长度可以不减去f h 2） 解：设焊脚尺寸为f h ，焊缝有效厚度为f e h h 7.0= 将偏心力移到焊缝形心处，等效为剪力V ＝F 及弯矩M=Fe 在剪力作用下： f f w e V f h h l h V 9.3422507.02101203= ⨯⨯⨯=∑=τ )/(2mm N 在弯矩作用下： f f f M f h h W M 1234 2507.06 12150101202 3= ⨯⨯⨯⨯==σ )/(2mm N 代入基本公式W f f f f f ≤+22 )()( τβσ 得：
几种常用焊接焊缝计算书 常用焊缝计算书 一、轴力、剪力作用下的角焊缝计算 1.角焊缝强度计算 角焊缝受力示意图如下： 通过焊缝中心作用的轴向力为F=23kN，轴向力与焊缝长度方向的夹角为45°，垂直于焊缝方向的分力为N，平行于焊缝方向的分力为V。 角焊缝的焊脚尺寸为6mm，计算长度为100mm，有效截面面积为Af，正面角焊缝的强度设计增大系数βf取1.22. 角焊缝的强度设计值fwt取160N/mm2，则根据公式计算得到焊缝强度ft为27.8158N/mm2，小于fwt，满足要求。
二、轴力作用下的角钢连接的角焊缝计算 1.角焊缝强度计算 角焊缝受力示意图如下： 通过焊缝中心作用的轴向力为N=20kN，角焊缝的焊脚尺寸为6mm，角钢的肢宽为45mm。 角焊缝采用双不等肢短肢角钢三面围焊连接方式，角钢的肢背焊缝长度为90mm，肢尖焊缝长度为75mm。 正面角焊缝的强度设计增大系数βf取1.22，角焊缝的强度设计值fwt取160N/mm2. 根据公式计算得到角钢肢宽分配荷载N3为36.8928kN，角钢肢背内力分配系数k1查表取0.75，角钢肢尖内力分配系数k2查表取0.25.
角钢肢背承受的轴心力N1为0，角钢肢尖承受的轴心力N2为-10.9464kN，取0. 经计算，角焊缝强度满足要求。 根据计算结果，角焊缝的强度满足要求。具体来说，根据弯矩轴力剪力作用下的角焊缝计算，首先需要计算各条焊缝的强度。针对第一条焊缝N1，其强度计算公式为 ft1=0.7×hf×(lw1-10)×103，代入实际参数后得到结果为 0N/mm2≤fwt=160N/mm2.同理，对于第二条焊缝N2，其强度计算公式为ft2=0.7×hf×(lw2-10)×103，代入实际参数后得到结果为0N/mm2≤fwt=160N/mm2.因此，可以得出结论：焊缝强度满足要求。 接下来，需要进行焊缝几何特征的计算。具体来说，焊缝的水平长度L为120mm，竖向长度B为80mm，高度hf为 6mm。根据这些参数，可以计算出焊缝面积Af为1302mm2，计算截面对x轴的惯性矩Ix为1.7248e+006mm4，计算截面对y轴的惯性矩Iy为1.e+006mm4，计算截面对形心的惯性矩J 为3.e+006mm4.