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1、第 三 章 連 接Chapter 3 Connections 焊 縫 連 接 螺 栓 連 接 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections3.1 鋼 結(jié) 構(gòu) 的 連 接連 接 的 方 式焊 縫 連 接 、 鉚 釘 連 接 和 螺 栓 連 接連 接 的 原 則安 全 可 靠 、 傳 力 明 確 、 構(gòu) 造 簡 單 、 制 造 方 便 和 節(jié) 約 鋼 材 圖 3.1.1 連 接

2、的 方 式a)N N NN c)N Nb) 螺 栓 連 接鉚 釘 連 接焊 接 連 接 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections3.1.1 焊 縫 連 接1. 鋼 結(jié) 構(gòu) 常 用 的 焊 接 方 法電 弧 焊 、 埋 弧 焊 、 氣 體 保 護(hù) 焊 和 電 阻 焊 。 （ 1） 手 工 電 弧 焊原 理 ： 利 用 電 弧 產(chǎn) 生 熱 量 熔 化 焊 條和 母 材 形 成 焊 縫 。 圖 3.1.2 手 工 電 弧 焊優(yōu) 點(diǎn) ： 方 便 ， 適 用 于 任 意 空 間 位

3、 置的 焊 接 ， 特 別 適 用 于 在 高 空 和 野 外作 業(yè) ， 小 型 焊 接 。缺 點(diǎn) ： 質(zhì) 量 波 動(dòng) 大 ， 要 求 焊 工 等 級高 ， 勞 動(dòng) 強(qiáng) 度 大 ， 生 產(chǎn) 效 率 低 。 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 ConnectionsA、 焊 條 的 選 擇 ： 焊 條 應(yīng) 與 焊 件 鋼 材 （ 主 體 金 屬 ） 相 適 應(yīng) 。Q390、 Q420鋼 選 擇 E55型 焊 條 (E5500-E5518)Q345鋼 選 擇 E50型 焊 條 (E5001-E

4、5048)Q235鋼 選 擇 E43型 焊 條 （ E4300-E4328)B、 焊 條 的 表 示 方 法 ：E焊 條 (Electrode)第 1、 2位 數(shù) 字 為 熔 敷 金 屬 的 最 小 抗 拉 強(qiáng) 度 （ kgf/mm 2)第 3、 4表 示 適 用 焊 接 位 置 、 電 流 及 藥 皮 的 類 型 。不 同 鋼 種 的 鋼 材 焊 接 ， 宜 采 用 與 低 強(qiáng) 度 鋼 材 相 適 應(yīng) 的 焊 條 。 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections（ 2） 埋

5、 弧 焊 （ 自 動(dòng) 或 半 自 動(dòng) ）電 弧 在 焊 劑 層 下 燃 燒 的 一 種 電 弧 焊 方 法 。優(yōu) 點(diǎn) ： 自 動(dòng) 化 程 度 高 ， 焊 接 速 度 快 ， 勞 動(dòng) 強(qiáng) 度 低 ， 焊 接 質(zhì) 量 好 。缺 點(diǎn) ： 設(shè) 備 投 資 大 ， 施 工 位 置 受 限 。 焊 絲 的 選 擇 應(yīng) 與 焊 件 等 強(qiáng) 度 。（ 3） 氣 體 保 護(hù) 焊 利 用 焊 槍 噴 出 的 CO 2或 其 他 惰 性 氣 體 代 替 焊 劑 的 電 弧 溶 焊 方法 。 直 接 依 靠 保 護(hù) 氣 體 在 電 弧 周 圍 形 成 保 護(hù) 層 ， 以 防 止 有 害 氣 體的 侵 入 。 優(yōu) 點(diǎn)

6、： 沒 有 熔 渣 ， 焊 接 速 度 快 ， 焊 接 質(zhì) 量 好 。缺 點(diǎn) ： 施 工 條 件 受 限 制 ， 不 適 用 于 在 風(fēng) 較 大 的 地 方 施 焊 。（ 4） 電 阻 焊 利 用 電 流 通 過 焊 件 接 觸 點(diǎn) 表 面 的 電 阻 所 產(chǎn) 生 的 熱 量 來 溶 化 金 屬 ，再 通 過 壓 力 使 其 焊 合 。 適 用 于 板 疊 厚 度 不 大 于 12 的 焊 接 。 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections*構(gòu) 造 簡 單 ， 任 何 形

7、式 的 構(gòu) 件 都 可 直 接 相 連 ；*用 料 經(jīng) 濟(jì) ， 不 削 弱 截 面 ；*制 作 加 工 方 便 ， 可 實(shí) 現(xiàn) 自 動(dòng) 化 操 作 ；*連 接 的 密 閉 性 好 ， 結(jié) 構(gòu) 剛 度 大 ， 整 體 性 好 。 焊 接 的 缺 點(diǎn)* 焊 縫 附 近 有 熱 影 響 區(qū) ， 鋼 材 的 金 相 組 織 發(fā) 生 改 變 ， 導(dǎo) 致 局 部 材 質(zhì) 變 脆 ；* 焊 接 的 殘 余 應(yīng) 力 使 結(jié) 構(gòu) 易 發(fā) 生 脆 性 破 壞 、 降 低 壓 桿 穩(wěn) 定 的 臨 界 荷 載 ， 殘 余 變 形 使 結(jié) 構(gòu) 形 狀 、 尺 寸 發(fā) 生 變 化 ； * 焊 接 裂 縫 一 經(jīng) 發(fā) 生

8、， 便 容 易 擴(kuò) 展 到 整 體 ；* 低 溫 冷 脆 問 題 較 為 突 出 。焊 接 的 優(yōu) 點(diǎn) 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections2. 焊 縫 連 接 形 式 及 焊 縫 形 式（ 1） 焊 縫 連 接 形 式 ： 分 為 對 接 、 搭 接 、 T形 連 接 和 角 部 連 接 。 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections（ 2） 焊

9、 縫 形 式 ： 分 為 對 接 焊 縫 和 角 焊 縫 。 對 接 焊 縫 按 受 力 與 焊 縫 方 向 分 ： 1） 正 對 接 焊 縫 (a)： 作 用 力 方 向 與 焊 縫 方 向 正 交 。 2） 斜 對 接 焊 縫 (b)： 作 用 力 方 向 與 焊 縫 方 向 斜 交 。 角 焊 縫 按 受 力 與 焊 縫 方 向 分 ： 1） 正 面 角 焊 縫 (c) ： 作 用 力 方 向 與 焊 縫 長 度 方 向 垂 直 。 2） 側(cè) 面 角 焊 縫 (c) ： 作 用 力 方 向 與 焊 縫 長 度 方 向 平 行 。 3） 斜 焊 縫 （ c） ： 作 用 力 方 向 與 焊

10、 縫 方 向 斜 交 。 圖 3.1.5 焊 縫 形 式 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections角 焊 縫 沿 長 度 方 向 的 布 置1） 連 續(xù) 角 焊 縫 ： 受 力 性 能 較 好 ， 為 主 要 的 角 焊 縫 形 式。 2） 間 斷 角 焊 縫 ： 在 起 、 滅 弧 處 容 易 引 起 應(yīng) 力 集 中 。 平 焊 、 立 焊 、 橫 焊 和 仰 焊 。 焊 縫 按 施 工 位 置 分 為 ： （ 1） 焊 縫 缺 陷 焊 縫 缺 陷 指 焊 接 過 程

11、中 產(chǎn) 生 于 焊 縫 金 屬 或 附 近 熱 影 響 區(qū) 鋼 材 表 面 或 內(nèi)部 的 缺 陷 。 常 見 的 缺 陷 有 裂 紋 、 焊 瘤 、 燒 穿 、 弧 坑 、 氣 孔 、 夾 渣 、 咬 邊 、 未 熔 合 、未 焊 透 等 ； 以 及 焊 縫 尺 寸 不 符 合 要 求 、 焊 縫 成 形 不 良 等 。 3. 焊 縫 缺 陷 及 焊 縫 質(zhì) 量 檢 驗(yàn) 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections（ 2） 焊 縫 質(zhì) 量 檢 驗(yàn) ： 外 觀 檢 查 ： 檢

12、查 外 觀 缺 陷 和 幾 何 尺 寸 ； 內(nèi) 部 無 損 檢 驗(yàn) ： 檢 驗(yàn) 內(nèi) 部 缺 陷 。 （ 超 聲 波 檢 驗(yàn) 、 X射 線 或 r射線 透 照 或 拍 片 ） 鋼 結(jié) 構(gòu) 工 程 施 工 質(zhì) 量 驗(yàn) 收 規(guī) 范 GB50205-2001規(guī) 定 焊 縫 按 其檢 驗(yàn) 方 法 和 質(zhì) 量 要 求 分 為 一 級 、 二 級 和 三 級 。 三 級 焊 縫 只 要 求 對 全 部 焊 縫 作 外 觀 檢 查 且 符 合 三 級 質(zhì) 量 標(biāo) 準(zhǔn) ； 一 級 、 二 級 焊 縫 則 除 外 觀 檢 查 外 ， 還 要 求 一 定 數(shù) 量 的 超 聲 波 探傷 檢 驗(yàn) ， 超 聲 波 探 傷

13、 不 能 對 缺 陷 作 出 判 斷 時(shí) ， 應(yīng) 采 用 射 線 探 傷 檢 驗(yàn) ， 并 應(yīng) 符 合 國 家 相 應(yīng) 質(zhì) 量 標(biāo) 準(zhǔn) 的 要 求 。 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections（ 3） 焊 縫 質(zhì) 量 等 級 及 選 用 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 規(guī) 范 （ GB50017-2003） 中 ， 對 焊 縫 質(zhì) 量 等級 的 選 用 有 如 下 規(guī) 定 ： 1） 需 要 進(jìn) 行 疲 勞 計(jì) 算 的 構(gòu) 件 中 ， 垂 直 于 作 用 力 方 向 的 橫 向 對 接

14、焊 縫 受拉 時(shí) 應(yīng) 為 一 級 ， 受 壓 時(shí) 應(yīng) 為 二 級 。 平 行 于 作 用 力 方 向 的 縱 向 對 接 焊 縫 應(yīng)為 二 級 。 2） 在 不 需 要 進(jìn) 行 疲 勞 計(jì) 算 的 構(gòu) 件 中 ， 凡 要 求 與 母 材 等 強(qiáng) 的 受 拉 對 接 焊縫 應(yīng) 不 低 于 二 級 ； 受 壓 時(shí) 宜 為 二 級 。 3） 重 級 工 作 制 和 起 重 量 50t的 中 級 工 作 制 吊 車 梁 的 腹 板 與 上 翼 緣 板 之 間 以 及 吊 車 桁 架 上 弦 桿 與 節(jié) 點(diǎn) 板 之 間 的 形 接 頭 焊 透 的 對 接 與 角 接 組 合 焊 縫 ， 質(zhì) 量 不 應(yīng)

15、低 于 二 級 。 4） 角 焊 縫 質(zhì) 量 等 級 一 般 為 三 級 ， 但 對 直 接 承 受 動(dòng) 力 荷 載 且 需 要 驗(yàn) 算 疲 勞和 起 重 量 Q 50t的 中 級 工 作 制 吊 車 梁 的 角 焊 縫 的 外 觀 質(zhì) 量 應(yīng) 符 合 二 級 。 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections（ 4） 焊 縫 代 號 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 C

16、onnections精 制 螺 栓 粗 制 螺 栓代 號 A級 和 B級 C級強(qiáng) 度 等 級 5.6級 和 8.8級 4.6級 和 4.8級加 工 方 式 車 床 上 經(jīng) 過 切 削 而 成 單 個(gè) 零 件 上 一 次 沖 成加 工 精 度 螺 桿 與 栓 孔 直 徑 之 差 為 0.25 0.5mm 螺 桿 與 栓 孔 直 徑 之 差 為1.5 3mm抗 剪 性 能 好 較 差經(jīng) 濟(jì) 性 能 價(jià) 格 高 價(jià) 格 經(jīng) 濟(jì)用 途 構(gòu) 件 精 度 很 高 的 結(jié) 構(gòu) （ 機(jī) 械結(jié) 構(gòu) ） ； 在 鋼 結(jié) 構(gòu) 中 很 少 采用 沿 螺 栓 桿 軸 受 拉 的 連 接 ； 次要 的 抗 剪 連 接 ；

17、 安 裝 的 臨 時(shí)固 定3.1.2 螺 栓 連 接1. 普 通 螺 栓 連 接 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections2. 高 強(qiáng) 度 螺 栓 連 接 高 強(qiáng) 度 螺 栓 是 高 強(qiáng) 螺 桿 和 配 套 螺 母 的 合 稱 。由 45號 、 40B和 20MnTiB鋼 經(jīng) 過 熱 處 理 加 工 而 成 。 45號 8.8級 ； 40B和 20MnTiB 10.9級 （ a） 大 六 角 頭 螺 栓 （ b） 扭 剪 型 螺 栓 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Desig

18、n Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections連 接 方 法 優(yōu) 點(diǎn) 缺 點(diǎn)焊 接 對 幾 何 形 體 適 應(yīng) 性 強(qiáng) ， 構(gòu)造 簡 單 ， 省 材 省 工 ， 易 于自 動(dòng) 化 ， 工 效 高 。 焊 接 殘 余 應(yīng) 力 大 且 不 易 控 制 ，焊 接 變 形 大 。 對 材 質(zhì) 要 求 高 ，質(zhì) 量 檢 驗(yàn) 工 作 量 大 。 鉚 接 傳 力 可 靠 ， 韌 性 和 塑 性 好 ，質(zhì) 量 易 于 檢 查 ， 抗 動(dòng) 力 荷載 好 。 費(fèi) 鋼 、 費(fèi) 工 。目 前 很 少 采 用普 通 螺 栓連 接 裝 卸 便

19、 利 ， 設(shè) 備 簡 單 螺 栓 精 度 低 時(shí) 不 宜 受 剪 ， 螺栓 精 度 高 時(shí) 加 工 和 安 裝 難 度 較 大 。高 強(qiáng) 螺 栓連 接 加 工 方 便 ， 對 結(jié) 構(gòu) 削 弱 少 ，能 承 受 動(dòng) 力 荷 載 ， 耐 疲 勞 ，塑 性 、 韌 性 好 。 摩 擦 面 處 理 ， 安 裝 工 藝 略 為復(fù) 雜 ， 造 價(jià) 略 高 主 要 連 接 方 法 及 優(yōu) 缺 點(diǎn) 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections3.2 對 接 焊 縫 的 構(gòu) 造 和 計(jì) 算3.

20、2.1 對 接 焊 縫 的 構(gòu) 造1. 對 接 焊 縫 的 坡 口 形 式對 接 焊 縫 的 焊 件 常 需 做 成 坡 口 ， 又 叫 坡 口 焊 縫 。 坡 口 形 式 與 焊 件 厚 度 有 關(guān) 。 圖 3.2.1 對 接 焊 縫 的 坡 口 形 式a） 直 邊 縫 ： 適 合 板 厚 t 10mm b） 單 邊 V形 、 c） 雙 邊 V形 ： 適 合 板 厚 t 10 20mm d） U形 、 e） K形 、 f） X形 ： 適 合 板 厚 t 20mm 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chap

21、ter 3 Connections2.對 接 焊 縫 的 優(yōu) 缺 點(diǎn)優(yōu) 點(diǎn) ： 用 料 經(jīng) 濟(jì) 、 傳 力 均 勻 、 無 明 顯 的 應(yīng) 力 集 中 ，利 于 承 受 動(dòng) 力 荷 載 。缺 點(diǎn) ： 需 剖 口 ， 焊 件 長 度 要 求 精 確 。 3.對 接 焊 縫 的 構(gòu) 造 處 理墊 板 墊 板 墊 板 圖 3.2.2 根 部 加 墊 板 圖 3.2.3 對 接 焊 縫 的 引 弧 板引 弧 板 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections1） 為 防 止 熔 化 金

22、 屬 流 淌 必 要 時(shí) 可 在 坡 口 下 加 墊 板 。2） 在 焊 縫 的 起 滅 弧 處 ， 常 會(huì) 出 現(xiàn) 弧 坑 等 缺 陷 ， 故 焊 接 時(shí) 可 設(shè) 置 引弧 板 和 引 出 板 ， 焊 后 將 它 們 割 除 。3） 在 對 接 焊 縫 的 拼 接 處 ， 當(dāng) 焊 件 的 寬 度 不 同 或 厚 度 相 差 4mm以 上時(shí) ， 應(yīng) 分 別 在 寬 度 方 向 或 厚 度 方 向 從 一 側(cè) 或 兩 側(cè) 做 成 坡 度 不 大 于1:2.5的 斜 角 ， 以 使 截 面 過 渡 和 緩 ， 減 小 應(yīng) 力 集 中 。 圖 3.2.4 不 同 厚 度 或 寬 度 的 鋼 板 拼

23、接a) 改 變 厚 度 b) 改 變 寬 度1:2.5 1:2.5 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections4. 對 接 焊 縫 的 強(qiáng) 度 1） 受 壓 、 受 剪 的 對 接 焊 縫 與 母 材 強(qiáng) 度 相 等 。 2） 三 級 檢 驗(yàn) 的 焊 縫 允 許 存 在 的 缺 陷 較 多 ， 故 其 抗 拉 強(qiáng)度 為 母 材 強(qiáng) 度 的 85%。 3） 一 、 二 級 檢 驗(yàn) 的 焊 縫 的 抗 拉 強(qiáng) 度 可 認(rèn) 為 與 母 材 強(qiáng) 度相 等 。 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原

24、 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections3.2.2 對 接 焊 縫 的 計(jì) 算1. 軸 心 受 力 的 對 接 焊 縫 圖 3.2.5 直 對 接 焊 縫 連 接wcwt w fftlN 或 （ 3.2.1）lw焊 縫 計(jì) 算 長 度 ，t連 接 件 的 較 小 厚 度 ， 對 T形 接 頭 為 腹 板 的 厚 度 ; ftw、 fcw對 接 焊 縫 的 抗 拉 、 抗 壓 強(qiáng) 度 設(shè) 計(jì) 值 （ P382表 1.3） ；（ 1） 對 lw的 取 值 ： 考 慮 到 起 落 弧 缺 陷 的 影

25、 響 ， 無 引 弧 板 時(shí) ， 焊 縫 計(jì) 算 長 度 取實(shí) 際 長 度 減 去 2t； 有 引 弧 板 時(shí) ， 取 實(shí) 際 長 度 。（ 2） 在 一 般 加 引 弧 板 施 焊 的 情 況 下 ， 所 有 受 壓 、 受 剪 的 對 接 焊 縫 以 及 受 拉 的一 、 二 級 焊 縫 ， 均 與 母 材 等 強(qiáng) ， 不 用 計(jì) 算 。 （ 3） 直 對 接 焊 縫 需 要 計(jì) 算 焊 縫 強(qiáng) 度 的 只 有 兩 種 情 況 。 a)沒 有 引 弧 板 時(shí) 需 要 計(jì)算 。 b)受 拉 情 況 下 的 三 級 焊 縫 。 圖 3.2.6 斜 對 接 焊 縫bwcwtsin fftlN w

26、 或 （ 3.2.2）wvw ftlN cos （ 3.2.3）鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections斜 向 受 力 的 對 接 焊 縫 對 接 焊 縫 斜 向 受 力 是 指 作 用 力 通 過 焊 縫 重 心 ， 并 與 焊 縫 長 度 方 向 呈 夾 角 ， 其 計(jì) 算 公 式 為 ：lw斜 焊 縫 計(jì) 算 長 度 。 加 引 弧 板 時(shí) ， lw b/sin； 不 加 引 弧 板 時(shí) ， lwb/sin 2t。 fvw對 接 焊 縫 抗 剪 設(shè) 計(jì) 強(qiáng) 度 。 （

27、 P382表 1.3）規(guī) 范 規(guī) 定 ， 當(dāng) 斜 焊 縫 傾 角 56.3 ， 即 tan 1.5時(shí) ， 可 認(rèn) 為 對 接斜 焊 縫 與 母 材 等 強(qiáng) ， 不 用 計(jì) 算 。 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections2. 承 受 彎 距 和 剪 力 聯(lián) 合 作 用 的 對 接 焊 縫 焊 縫 內(nèi) 應(yīng) 力 分 布 同 母 材 。 焊 縫 截 面 是 矩 形 ， 正 應(yīng) 力 與 剪 應(yīng) 力 圖 形 分布 分 別 為 三 角 形 與 拋 物 線 形 ， 其 最 大 值 應(yīng)

28、分 別 滿 足 下 列 強(qiáng) 度 條 件 。 wVwwwmax 23 ftlVtIVS （ 3.2.5）wmax t2w 6wM M fW l t （ 3.2.4） 圖 3.2.7a 彎 矩 和 剪 力 共 同 作用 下 的 對 接 焊 縫M焊 縫 承 受 的 彎 矩 ；Ww焊 縫 截 面 模 量 。V焊 縫 承 受 的 剪 力 ；Iw焊 縫 計(jì) 算 截 面 慣 性 矩 ；Sw計(jì) 算 剪 應(yīng) 力 處 以 上 （ 或 以 下 ） 焊 縫 計(jì) 算 截 面 對 中 和 軸 的 面 積 矩 。 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三

29、章 連 接 Chapter 3 Connections 對 于 工 字 形 或 T形 截 面 除 應(yīng) 分 別 驗(yàn) 算 最 大 正 應(yīng) 力 與 最 大 剪 應(yīng)力 外 ， 還 應(yīng) 驗(yàn) 算 腹 板 與 翼 緣 交 接 處 的 折 算 應(yīng) 力 :wt2121 1.13 f （ 3.2.6）式 中 : 1、 1為 腹 板 與 翼 緣交 接 處 的 正 應(yīng) 力 和 剪 應(yīng) 力 。 1.1為 考 慮 到 最 大 折 算 應(yīng) 力 只在 局 部 出 現(xiàn) ， 而 將 強(qiáng) 度 設(shè) 計(jì) 值 適當(dāng) 提 高 系 數(shù) 。 圖 3.2.7b 彎 矩 和 剪 力 聯(lián) 合 作用 下 的 對 接 焊 縫工 字 形 截 面 梁 在

30、彎 曲 時(shí) ， 彎 曲 正 應(yīng) 力 主 要 由 上 、 下 翼 緣 承 擔(dān) ， 剪 應(yīng) 力 主 要由 腹 板 承 擔(dān) ， 這 使 得 截 面 上 各 處 的 材 料 能 達(dá) 到 充 分 的 利 用 。 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections3. 受 軸 力 、 彎 矩 和 剪 力 聯(lián) 合 作 用 的 對 接 焊 縫 軸 力 和 彎 矩 作 用 下 對 接 焊 縫 產(chǎn) 生 正 應(yīng) 力 ， 剪 力 作 用 下 產(chǎn) 生 剪 應(yīng)力 ， 其 計(jì) 算 公 式 為 ： wtwwMNm

31、ax fWMAN （ 3.2.4*） wvw wmaxmax ftI SV （ 3.2.5*） 同 樣 對 于 工 字 形 、 箱 形 截 面 ， 還 要 計(jì) 算 腹 板 與 翼 緣 交 界 處 的 折 算 應(yīng) 力 ，其 公 式 為 ： wt2121f 1.13 fMN （ 3.2.6*）tIVS w11 hhWM 0wM1式 中 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections 對 于 梁 柱 節(jié) 點(diǎn) 處 的 牛 腿 ， 假 定 剪 力 由 腹 板 承 受 ， 且 剪 應(yīng) 力

32、均勻 分 布 ， 其 計(jì) 算 公 式 為 ： Aw牛 腿 處 腹 板的 焊 縫 計(jì) 算 面 積 。w Vw fAV （ 3.2.5*） 對 接 焊 縫 的 計(jì) 算 除 考 慮 焊 縫 長 度 是 否 減 少 ， 焊 縫 強(qiáng)度 要 否 折 減 外 ， 對 接 焊 縫 的 計(jì) 算 方 法 與 母 材 的 強(qiáng) 度 計(jì) 算 完全 相 同 。 1.角 焊 縫 的 形 式 和 強(qiáng) 度 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections3.3 角 焊 縫 的 構(gòu) 造 和 計(jì) 算3.3.1 角 焊

33、 縫 的 構(gòu) 造 角 焊 縫 按 截 面 形 式 （ 兩 焊 腳 邊的 夾 角 ） 可 分 為 直 角 角 焊 縫 和斜 角 角 焊 縫 。 （ a） （ b） （ c）圖 3.3.1 直 角 角 焊 縫 截 面 （ 1） 直 角 角 焊 縫通 常 做 成 表 面 微 凸 的 等腰 直 角 三 角 形 截 面 （ a） 。對 承 受 動(dòng) 力 荷 載 的 結(jié) 構(gòu)中 ， 正 面 角 焊 縫 的 截 面通 常 采 用 （ b） 的 形 式 ，側(cè) 面 角 焊 縫 的 截 面 則 做成 凹 面 式 （ c） 。 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Struc

34、ture 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections（ 2） 斜 角 角 焊 縫兩 焊 邊 的 夾 角 a90 或 a135o或 12mm） 或 200mm（ t12mm） ；a) 構(gòu) 件 端 部 僅 有 兩 邊 側(cè) 縫 連 接 時(shí) ：試 驗(yàn) 結(jié) 果 表 明 ， 連 接 的 承 載 力 與 b / lw有 關(guān) 。 為 了 避 免 應(yīng) 力 傳 遞的 過 分 彎 折 而 使 構(gòu) 件 中 應(yīng) 力 不 均 ， 每 條 側(cè) 縫 長 度 b / lw 1；b為 兩 側(cè) 縫 之 間 的 距 離 ；lw為 焊 縫 長 度 ；t為 較 薄 焊 件 的 厚 度 。 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理

35、Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections c)直 接 承 受 動(dòng) 力 荷 載 的 結(jié) 構(gòu) 中 ， 角 焊 縫 表 面 應(yīng) 做 成 直 線 形或 凹 形 ， 焊 腳 尺 寸 的 比 例 ： 正 面 角 焊 縫 宜 為 1:1.5， 長 邊 與 內(nèi)力 方 向 一 致 ； 側(cè) 面 角 焊 縫 可 用 直 角 焊 縫 為 1:1 。 b) 僅 用 正 面 角 焊 縫 的 搭 接 連 接 中 ， 搭 接 長 度 不 得 小 于 焊件 較 小 厚 度 的 5倍 或 25mm。 d) 當(dāng) 焊 縫 端 部 在 焊

36、件 轉(zhuǎn)角 處 時(shí) ， 應(yīng) 將 焊 縫 延 續(xù) 繞 過轉(zhuǎn) 角 加 焊 2h f。 避 開 起 落 弧 發(fā)生 在 轉(zhuǎn) 角 處 的 應(yīng) 力 集 中 。 b) 2hfa)2hf2hf 圖 3.3.6 繞 角 焊 縫 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections e) 在 次 要 構(gòu) 件 或 次 要 焊 接 連 接 中 ， 可 采 用 斷 續(xù) 角 焊 縫 。斷 續(xù) 角 焊 縫 的 長 度 不 得 小 于 10hf 或 50mm， 斷 續(xù) 角 焊 縫 之 間 的凈 距 ， 不 應(yīng) 大 于

37、 15t（ 對 受 壓 構(gòu) 件 ） 或 30t（ 對 受 拉 構(gòu) 件 ） ， t為 較 薄 焊 件 的 厚 度 。 以 防 板 件 局 部 凸 曲 鼓 起 ， 而 對 受 力 不 利或 潮 氣 易 于 侵 入 而 引 起 銹 蝕 。 圖 3.3.7 斷 續(xù) 角 焊 縫 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections 焊 角 尺 寸 ： hf dc ba dc bahe hfhf1） 焊 縫 的 破 壞 面3.3.2 直 角 焊 縫 的 基 本 計(jì) 算 公 式試 驗(yàn) 表 明 ，

38、直 角 角 焊 縫 的 破 壞 常沿 有 效 厚 度 方 向 發(fā) 生 。 圖 3.3.8 直 角 角 焊 縫 截 面 有 效 厚 度 ： he （ 0.7hf） 焊 縫 厚 度 ： 有 效 厚 度 +熔 深 +凸 度 有 效 截 面 ： 有 效 厚 度 計(jì) 算 長 度計(jì) 算 時(shí) 假 定 有 效 截 面 上 應(yīng) 力 均 勻分 布 。 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections2） 有 效 截 面 上 的 應(yīng) 力 狀 態(tài) 圖 3.3.9 角 焊 縫 有 效 截 面 上 的 應(yīng)

39、力國 際 標(biāo) 準(zhǔn) 化 組 織 （ ISO） 推 薦用 式 （ 3.3.1） 確 定 角 焊 縫 的極 限 強(qiáng) 度 )1.3.3()(8.1 wu222 f da da cc he 在 外 力 作 用 下 ， 直 角 角 焊 縫 有 效 截 面 上 有 三 個(gè) 應(yīng) 力 ： 正 應(yīng) 力 ， 與 焊 縫 長 度 方 向 （ 面 外 垂 直 ） 剪 應(yīng) 力 ， 與 焊 縫 長 度 方 向 （ 面 內(nèi) 平 行 ） 剪 應(yīng) 力 ， 與 焊 縫 長 度 方 向 （ 面 內(nèi) 垂 直 ） 上 式 相 當(dāng) 于 國 產(chǎn) Q235鋼 提 出 ， 其 它 鋼 種 公 式 左 邊 系 數(shù) （ 1.7 3.0）式 中 ：

40、fuw -焊 縫 金 屬 的 抗 拉 強(qiáng) 度 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections wf21122 33 f （ 3.3.3）ffw角 焊 縫 強(qiáng) 度 設(shè) 計(jì) 值我 國 規(guī) 范 采 用 了 折 算 應(yīng) 力 公 式 ， 引 入 抗 力 分 項(xiàng) 系 數(shù) 后得 角 焊 縫 計(jì) 算 公 式 為 ： )2.3.3()(3 wu222 f 出 于 偏 于 安 全 考 慮 ， 且 與 母 材 的 能 量 強(qiáng) 度 理 論 的 折 算應(yīng) 力 公 式 一 致 ， 歐 洲 鋼 結(jié) 構(gòu) 協(xié)

41、會(huì) （ ECCS） ， 將 （ 3.3.1）的 1.8改 為 3即 ：f fw由 角 焊 縫 抗 剪 條 件 確 定 ， 所 以 公 式 右 邊 相 當(dāng) 于 角 焊縫 抗 拉 強(qiáng) 度 設(shè) 計(jì) 值 。 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections 圖 3.3.10 直 角 角 焊 縫 的 計(jì) 算 如 圖 所 示 承 受 互 相 垂 直 的 Ny、 Nx兩 個(gè) 軸 心 力 作 用 的 直 角角 焊 縫 ， Ny垂 直 于 焊 縫 長 度 方 向 產(chǎn) 生 平 均 應(yīng) 力 f， 其

42、在 有 效截 面 上 引 起 的 應(yīng) 力 值 為 ：we yf lhN （ 3.3.4） f 對 于 有 效 截 面 既 不 是 正 應(yīng) 力 也不 是 剪 應(yīng) 力 ， 但 可 分 解 為 和 。2f 對 直 角 角 焊 縫 ： 3） 實(shí) 用 計(jì) 算 方 法 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections 圖 3.3.10 直 角 角 焊 縫 的 計(jì) 算 沿 焊 縫 長 度 方 向 的 力 Nx， 在 有 效 截 面 上 引 起 平 行 于 焊縫 長 度 方 向 的 剪 應(yīng) 力

43、f。 （ 3.3.5） we zf lhN 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections則 直 角 角 焊 縫 在 各 種 應(yīng) 力 綜 合 作 用 下 的 計(jì) 算 公 式 為 ： wff33 222 （ 3.3.3） wf2f2ff f （ 3.3.6） wff3324232 2f2f2ff2f 22.123f f 正 面 角 焊 縫 的 強(qiáng) 度 設(shè) 計(jì) 值 增 大系 數(shù) 。 靜 載 時(shí) f 1.22， 對 直 接 承 受動(dòng) 力 荷 載 的 結(jié) 構(gòu) ， f 1.0 。 鋼 結(jié)

44、 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections正 面 角 焊 縫 f 0， 力 N與 焊 縫 長 度 方 向 垂 直 。側(cè) 面 角 焊 縫 f 0， 力 N與 焊 縫 長 度 方 向 平 行 。 wffwef flhN （ 3.3.7）wfwef flhN （ 3.3.8）2 2 wf f ff (3.3.6)f 以 上 各 式 中 ： he=0.7hf； lw角 焊 縫 計(jì) 算 長 度 ， 考 慮 起 滅 弧缺 陷 時(shí) ， 每 條 焊 縫 取 其 實(shí) 際 長 度 減 去 2hf。

45、鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections3.3.3 角 焊 縫 的 計(jì) 算1.軸 心 力 （ 拉 力 、 壓 力 和 剪 力 ） 作 用 時(shí) 角 焊 縫 的 計(jì) 算 當(dāng) 焊 件 受 軸 心 力 ， 且 軸 心 力 通 過 連 接 焊 縫 群 的 中 心 ，焊 縫 的 應(yīng) 力 可 認(rèn) 為 是 均 勻 分 布 的 。(1） 用 蓋 板 的 對 接 連 接 wf fe wN fh l A、 僅 采 用 側(cè) 面 角 焊 縫 連 接 N NlwSlw 連 接 一 側(cè) 的 側(cè) 面 角

46、 焊 縫計(jì) 算 長 度 的 總 和 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connectionswf f w eN f l h B、 采 用 三 面 圍 焊 連 接 wf fw eN N fl h N N lwlw先 計(jì) 算 正 面 角 焊 縫 承 擔(dān) 的 內(nèi) 力Slw 連 接 一 側(cè) 的 正 面 角 焊 縫計(jì) 算 長 度 的 總 和再 計(jì) 算 側(cè) 面 角 焊 縫 的 強(qiáng) 度 Slw 連 接 一 側(cè) 的 側(cè) 面 角 焊 縫計(jì) 算 長 度 的 總 和 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design

47、Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections(2） 承 受 斜 向 軸 心 力 的 角 焊 縫 NNxNy f f圖 3.3.12 軸 心 力 作 用 下 的 角 焊 縫平 行 于 焊 縫 長 度 方 向 的 分 力 Ncos垂 直 于 焊 縫 長 度 方 向 的 分 力 Nsin wef sinlhN （ 3.3.9a） welhN cosf （ 3.3.9b）外 力 N和 焊 縫 長 度 方 向 斜 交 ， 焊 縫 受 到 的 力 N被 分 解 為 ：代 入 （ 3.3.6） ， 得 焊 縫 計(jì) 算 公 式 ：

48、wf2we2wef cossin flhNlhN S S wf2f2ff f 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections（ 3.3.10） wtff flhN we wf2we22we 3sin1cos5.1sin flhNlhN 取 5.122.1 22f 得 ：令 ： 3sin1 1 2f 則 斜 焊 縫 的 計(jì) 算 公 式 為 ： 0 20 30 40 50 60 70 80 90 f 1.00 1.02 1.04 1.08 1.12 1.14 1.20 1.22將

49、f（ 斜 焊 縫 強(qiáng) 度 增 大 系 數(shù) ） 作 成 表 格 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections（ 3） 承 受 軸 心 力 的 角 鋼 端 部 連 接 在 鋼 桁 架 中 ， 角 鋼 腹 桿 與 節(jié) 點(diǎn) 板 的 連 接 焊 縫 常 用 兩 面 側(cè)焊 ， 或 三 面 圍 焊 ， 特 殊 情 況 也 允 許 采 用 L形 圍 焊 （ 如 圖 所示 ） 。 腹 桿 受 軸 心 力 作 用 ， 為 了 避 免 焊 縫 偏 心 受 力 ， 焊 縫 所傳 遞 的 合 力 的

50、作 用 線 應(yīng) 與 角 鋼 桿 件 的 軸 線 重 合 。 圖 3.3.13 桁 架 腹 桿 節(jié) 點(diǎn) 板 的 連 接 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 ConnectionsNN1N2 eb角 鋼 的 側(cè) 縫 連 接 a) 僅 用 側(cè) 面 焊 縫 連 接NNN 21 1 2 -N e N b e解 上 式 得 肢 背 和 肢 尖 的 受 力 為 ：（ 3.3.14）1 1b eN N K Nb 2 2eN N K Nb （ 3.3.15） （ 3.3.16） 在 N1、 N2作 用 下

51、， 側(cè) 縫 的計(jì) 算 長 度 為 ： 1w1 wf1 f2 0.7Nl h f 2 w 2 wf 2 f2 0.7Nl h f （ 3.3.17） 由 平 衡 條 件 得 ： 肢 背肢 尖K 1角 鋼 肢 背 焊 縫 的 內(nèi) 力 分 配 系 數(shù)K2角 鋼 肢 尖 焊 縫 的 內(nèi) 力 分 配 系 數(shù) 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections表 3.3.1 角 鋼 角 焊 縫 內(nèi) 力 分 配 系 數(shù) K 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of S

52、teel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections b) 角 鋼 用 三 面 圍 焊 時(shí) ， 可 減 小 角 鋼 的 搭 接 長 度 。 可 先 假 定 正面 角 焊 縫 的 焊 腳 尺 寸 hf3 ， 并 算 出 它 所 能 承 受 的 內(nèi) 力 N3 ：wfff33 7.02 fbhN （ 3.3.11） 1 1 312N K N N （ 3.3.12）通 過 平 衡 關(guān) 系 得 肢 背 和 肢 尖 側(cè) 焊 縫 受 力 為 :2 2 312N K N N （ 3.3.13） 角 鋼 角 焊 縫 圍 焊 的 計(jì) 算NN1N2 ebN3 lw2lw1在

53、N1、 N2作 用 下 ， 側(cè) 焊 縫 的 長度 用 公 式 （ 3.3.16、 3.3.17） 。 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connectionsc) 當(dāng) 采 用 L形 圍 焊 時(shí) ， 令 N2 0， 得 ：L形 圍 焊 角 焊 縫 計(jì) 算 公 式 為 ：（ 3.3.19）3 22N K N1 3N N N 若 求 出 得 hf3大 于 hfmax ,則 不 能 采 用 L形 圍 焊 。（ 3.3.18）1w1 wf1 f3f3 wf f w32 0.72 0.7Nl h f

54、Nh f l （ 3.3.20） 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections例 題 3.2 試 設(shè) 計(jì) 用 拼 接 蓋 板 的 對 接 連 接 。 已 知 鋼 板 寬 B270mm， 厚 度 t1=28mm， 拼 接 蓋 板 的 厚 度 t2=16mm。 該 連接 承 受 的 靜 態(tài) 軸 心 力 N 1400kN（ 設(shè) 計(jì) 值 ） ， 鋼 材 為Q 235B， 手 工 焊 ， 焊 條 為 E43型 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Ste

55、el Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections分 析 方 法 一 ：假 定 焊 腳 尺 寸 -焊 縫 長 度 -拼 接 蓋 板 尺 寸步 驟 1： 假 定 焊 腳 尺 寸 （ hf）角 焊 縫 的 尺 寸 是 根 據(jù) 板 件 的 厚 度 確 定 的 。最 大 焊 腳 尺 寸 ： 規(guī) 范 規(guī) 定 ， 當(dāng) t6mm時(shí) ， hf t-(1 2)mm， t為較 薄 焊 件 的 厚 度 h fmax =14 15mm取 hf=10mm最 小 焊 腳 尺 寸 ： 規(guī) 范 規(guī) 定 ， hf 1.5(t)1/2， t為 較 厚 焊 件 的 厚 度hfmin = 7.9

56、mm 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections步 驟 2： 計(jì) 算 焊 縫 長 度 （ lw）假 設(shè) 采 用 兩 面 側(cè) 焊 縫 ， 拼 接 蓋 板 采 用 上 下 兩 塊 。根 據(jù) 公 式 （ 3.3.8） 式 算 得 連 接 一 側(cè) 所 需 焊 縫 的 的 總 長 度Sl w =1250mm拼 接 蓋 板 的 長 度 L=676mm, 取 680mm由 于 該 連 接 采 用 了 上 下 兩 塊 拼 接 蓋 板 ， 在 連 接 一 側(cè) 有 4條 側(cè) 焊 縫 ， 一條

57、側(cè) 焊 縫 的 實(shí) 際 長 度lw = 333mm 驗(yàn) 算 lwmin lw lwmax 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections步 驟 3： 確 定 拼 接 蓋 板 的 寬 度 （ b）雖 然 沿 拼 接 蓋 板 的 寬 度 方 向 沒 有 施 焊 ， 但 也 應(yīng) 該 根 據(jù) 強(qiáng) 度 條 件 和構(gòu) 造 要 求 確 定 其 寬 度 。強(qiáng) 度 條 件 ： 假 設(shè) b=240mm,則 拼 接 蓋 板 的 橫 截 面 積 A=3840mm2, 根據(jù) 靜 態(tài) 軸 力 計(jì) 算 的

58、強(qiáng) 度 值=182.3 N/mm 2f=215 N/mm2選 用 拼 接 蓋 板 的 尺 寸 為 680mm 240mm 16mm構(gòu) 造 要 求 ： 當(dāng) 板 件 端 部 只 有 兩 條 側(cè) 面 角 焊 縫 連 接 時(shí) ， 要 求 b/lw12mm時(shí) ， b 16t, t為 較 薄 焊 件 的 厚 度 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections方 法 二 ：假 定 焊 腳 尺 寸 和 拼 接 蓋 板 尺 寸 -驗(yàn) 算 焊 縫 承 載 力（ 如 果 假 定 的 焊 縫 尺 寸

59、不 能 滿 足 承 載 力 要 求 時(shí) ， 則 應(yīng) 調(diào) 整 焊腳 尺 寸 ， 再 進(jìn) 行 驗(yàn) 算 ）步 驟 1： 假 定 焊 腳 尺 寸 （ hf=10mm)步 驟 2： 假 定 拼 接 蓋 板 尺 寸 采 用 菱 形 拼 接 蓋 板 ， 拼 接 蓋 板 上 下 兩 塊 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections步 驟 3： 計(jì) 算 各 部 分 焊 縫 的 承 載 力a)正 面 角 焊 縫 N1=109.3kNb)側(cè) 面 角 焊 縫 N2=448.0kNc)斜 焊 縫 N3

60、=854.8kN步 驟 4： 作 用 力 設(shè) 計(jì) 值 與 承 載 力 比 較N=1400kN 6mm時(shí) ， hf t-(1 2)mm， t為較 薄 焊 件 的 厚 度 h fmax =8 9mm取 hf=6mm最 小 焊 腳 尺 寸 ： 規(guī) 范 規(guī) 定 ， hf 1.5(t)1/2， t為 較 厚 焊 件 的 厚 度hfmin = 5.6mm 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections步 驟 3： 計(jì) 算 角 鋼 肢 背 和 肢 尖 上 側(cè) 縫 分 擔(dān) 的 軸 力 （ N1

61、 ,N2）查 表 （ P69表 3.3.1） 得 焊 縫 內(nèi) 力 分 配 系 數(shù) K 1=0.65, K2=0.35肢 背 角 焊 縫 所 承 受 的 內(nèi) 力 N1=373.75kN肢 尖 角 焊 縫 所 承 受 的 內(nèi) 力 N2=201.25kN Nk1Nk2N lw2lw1 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections步 驟 4： 計(jì) 算 角 鋼 肢 背 和 肢 尖 上 側(cè) 縫 長 度 （ lw1 ,lw2）肢 背 角 焊 縫 側(cè) 縫 長 度 lw1=278mm考 慮 到

62、 起 滅 弧 的 影 響 ， 肢 背 和 肢 尖 角 焊 縫 實(shí) 際 長 度肢 尖 角 焊 縫 側(cè) 縫 長 度 lw2=150mml w2=lw2+2hf=162mmlw1=lw1+2hf=290mm 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections驗(yàn) 算 下 圖 所 示 連 接 的 強(qiáng) 度 (采 用 三 面 圍 焊 )。 已 知 鋼 板 寬B1=400mm， 厚 t1=18mm ,受 軸 心 力 N=1425kN（ 靜 荷 載 ） ， 鋼材 Q 235B， 手 工 焊 ， 焊

63、條 E43型 。 取 hf=8mm。 兩 塊 矩 形 蓋 板寬 B2=340mm， 厚 t2=12mm。 NN NN 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 ConnectionsN e NxNy 2 wl 2wlMA Nx M Nyhe het（ 1） 受 彎 矩 M 、 剪 力 V 、 軸 力 N聯(lián) 合 作 用 時(shí) 角 焊 縫 的 計(jì) 算x xN e e w2N NA h l 由 軸 心 拉 力 Nx產(chǎn) 生 的 應(yīng) 力 ： 由 彎 矩 M產(chǎn) 生 的 最 大 應(yīng) 力 ：M 2e e w62M

64、 MW h l 2.復(fù) 雜 受 力 時(shí) 角 焊 縫 連 接 計(jì) 算 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 ConnectionsA點(diǎn) 產(chǎn) 生 的 剪 應(yīng) 力 ： yf w eNl h xf 2e w e w6N Mh l h l A點(diǎn) 控 制 應(yīng) 力 最 大 為 控 制 設(shè) 計(jì) 點(diǎn)A點(diǎn) 產(chǎn) 生 的 正 應(yīng) 力 由 兩 部 分 組 成 ： 軸 心 拉 力 Nx和 彎 矩 M產(chǎn)生 的 正 應(yīng) 力 。 直 接 疊 加 得 ： 2 2 wf f ff f 代 入 角 焊 縫 實(shí) 用 計(jì) 算 公 式

65、（ 3.3.6） ： 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections（ 2 ） V、 M共 同 作 用 下 焊 縫 強(qiáng) 度 計(jì) 算 h1 f1 f2 fx xhh2 221h1Me FV M對 于 1點(diǎn) ： 式 中 ： Iw全 部 焊 縫 有 效 截 面 對 中 性 軸 的 慣 性 矩 ； h1兩 翼 緣 焊 縫 有 效 截 面 最 外 纖 維 間 的 距 離w1f1 f fw 2hM fI （ 3.3.21）假 設(shè) ： 腹 板 焊 縫 承 受 全 部 剪 力 ， 全 部 焊

66、縫 承 受 彎 矩 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connectionsh1 f1 f2 fx xhh2 221h1Me FV M對 于 2點(diǎn) ： 2f2 f1 fw e2 w22hM VI h l 2 2 wf2 f2 ff f 強(qiáng) 度 驗(yàn) 算 公 式 ：h2 腹 板 焊 縫 的 實(shí) 際 長 度 ； lw2腹 板 焊 縫 的 計(jì) 算 長 度 ；he2腹 板 焊 縫 截 面 有 效 高 度 。 鋼 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 原 理 Design Principles of Steel Structure 第 三 章 連 接 Chapter 3 Connections工 字 梁 （ 或 牛 腿 ） 與 鋼 柱 翼 緣 角 焊 縫 的 連 接 另 一 種 計(jì) 算 方 法 是 使 焊 縫傳 遞 應(yīng) 力 近 似 與 材 料 所 承 受 應(yīng) 力 相 協(xié) 調(diào) ， 即 假 設(shè) 腹 板 焊 縫 只 承 受 剪 力 ，翼 緣 焊 縫 承 擔(dān) 全 部 彎 矩 ， 并 將 彎 矩 M化 為 一 對 水 平