3.4角焊缝的构造和计算 (1)角焊缝的截面 角焊缝两边夹角一般为90(直角角焊缝),夹角大于135°或小于60的斜角交焊缝,除钢管结 构外,一般不宜用作受力焊缝。 角焊缝的有效截面为平分角焊缝夹角α的截面,破坏往往从这个截面发生。有效截面的高度 (不考虑焊缝余高)称为角焊缝的有效厚度h,当a≤90时,h=0.7h;当a>90时, h。=hcos(a/2) (2)角焊缝的尺寸限制 3钢结构的 焊脚尺寸b应与焊件的厚度相适应,不宜过大或过小 对手工焊,h应不小于1.5√t,t为较厚焊件的厚度(mm),对自动焊,可减小lmm; h应不大于较薄焊件厚度的1.2倍。 对于板件边缘的焊缝,当t6mm时,bs;当t>6m时,h=t-(1-2mm 连接设计 焊缝长度厶也不应太长或太短,其计算长度不宜小于8或40mm,且不宜大于60h (3)角焊缝计算的基本公式 (x+y-0x,)+≤fr (3-5) 式中 正面角焊缝的强度设计值增大系数B=√32=122:但对直接承受动力荷载 结构中的角焊缝,由于正面角焊缝的刚度大,韧性差,应取B=10 σ、σ——按角焊缝有效截面计算,垂直于焊缝长度方向的正应力; 按角焊缝有效截面计算,沿焊缝长度方向的剪应力
3.4 角焊缝的构造和计算 (1) 角焊缝的截面 角焊缝两边夹角一般为900（直角角焊缝），夹角大于1350或小于600的斜角交焊缝，除钢管结 构外，一般不宜用作受力焊缝。（图3-5） 角焊缝的有效截面为平分角焊缝夹角的截面，破坏往往从这个截面发生。有效截面的高度 （不考虑焊缝余高）称为角焊缝的有效厚度he，当 ≤90o 时， he ＝0.7 hf ；当 >90o 时， he ＝ hf cos( /2)。 (2) 角焊缝的尺寸限制 焊脚尺寸hf 应与焊件的厚度相适应，不宜过大或过小。 对手工焊，hf应不小于 ，t为较厚焊件的厚度（mm），对自动焊，可减小1mm； hf应不大于较薄焊件厚度的1.2倍。 对于板件边缘的焊缝，当t ≤6mm时， hf ≤t ；当t >6mm时， hf＝t －(1~2)mm。 （图3-6） 焊缝长度 lw也不应太长或太短，其计算长度不宜小于8hf或40mm ，且不宜大于60hf。 (3) 角焊缝计算的基本公式 (3-5) 式中 f——正面角焊缝的强度设计值增大系数， ；但对直接承受动力荷载 结构中的角焊缝，由于正面角焊缝的刚度大，韧性差，应取f＝1.0； x 、y ——按角焊缝有效截面计算，垂直于焊缝长度方向的正应力； z ——按角焊缝有效截面计算，沿焊缝长度方向的剪应力。 3 钢 结 构 的 连 接 设 计 1.5 t w x y x y z f f + − + f 2 2 2 2 ( ) 1 1.22 2 f = 3
(4)常用连接方式的角焊缝计算 ①受轴心力作用时 焊缝长度与受力方向垂直(正面角焊缝): h∑ Brf (3-6) 焊缝长度与受力方向平行(侧面角焊缝) 3钢结构的 f (3-7) h2∑l 物式中∑为连接一侧所有焊缝的计算长度之和,每条焊缝按实际长度减去h 连 三面围焊时,先按式(3-6)计算计算正面角焊缝受力N1,再由N-N1按式(3-7)计算 接②弯矩单独作用时 计 ≤Br…f 式中W角焊缝有效截面的截面模量 扭矩单独作用时 T·rA (3-9) 式中J—角焊缝有效截面的极惯性矩,F1+ A—A点至形心O点的距离
(4) 常用连接方式的角焊缝计算 ① 受轴心力作用时（图3-7） 焊缝长度与受力方向垂直（正面角焊缝）： (3-6) 焊缝长度与受力方向平行（侧面角焊缝）： (3-7) 式中 lw为连接一侧所有焊缝的计算长度之和，每条焊缝按实际长度减去2hf。 三面围焊时，先按式（3－6）计算计算正面角焊缝受力N1，再由N－N1按式（3－7）计算。 ② 弯矩单独作用时（图3-8） (3-8) 式中 Ww——角焊缝有效截面的截面模量。 ③ 扭矩单独作用时（图3-9） (3-9) 式中 J ——角焊缝有效截面的极惯性矩，J=I x＋I y； rA——A点至形心o点的距离。 3 钢 结 构 的 连 接 设 计 w f f e w f f h l N = w f e w f f h l V = w f f w f f W M = J T r A A =
将τ分解到x和y方向,有 T T ④弯矩、扭矩、轴心力共同作用时,分别计算受力最不利点的正应力和剪应力,按下式计算: +C∑x)2≤f 钢 结 【例题3-1】图3-10所示为一支托板与柱搭接连接,l1=300mm,l2= 400m,作用力的设计值V=200N,钢材为Q235B,焊条E43系列型,手工焊, 的 连 作用力距柱边缘的距离为e=300mm,设支托板厚度为12m,试设计角焊缝。 接 计 96.73 A ll 99.29 36.3 n8 图3-10例题3-1图
将 A分解到x和y方向，有 ④ 弯矩、扭矩、轴心力共同作用时，分别计算受力最不利点的正应力和剪应力，按下式计算： (3-10) 3 钢 结 构 的 连 接 设 计 J T r T Ay Ax = J T r T Ax Ay = w f f + f 2 2 ( ) ( )
【解】设三边的焊脚尺寸h相同,取h1=8m,并近似地按支托与柱的搭 接长度来计算角焊缝的有效截面。因水平焊缝和竖向焊缝在转角处连续施焊,在 计算焊缝长度时,仅在水平焊缝端部减去h,竖焊缝则不减少。 扭矩T=V(e+l1-x)=200×(30+30-8.67)=10266kN·cm 角焊缝有效截面上A点应力为 10266×104×200 3钢结构的 =96.73N/mm 21226×104 a1=:=1026×10×(292-86.7) 连接设计 =99.29N/mm2 200×10 A.0.7×0.8×(40+29.2×2)×102 =36.3N/mm2 A+aA 9.3+363+%3 n Br 1.2 =147.3N/mm2<f =160N/mm2
3钢结构的连接设计
3.5螺栓连接的排列和构造要求 螺栓在构件上的排列可以是并列或错列(图3-11),排列时应考虑下列要求: 1.受力要求:对于受拉构件,螺栓的栓距和线距不应过小,否则对钢板截面削弱太多,构件有 可能沿直线或折线发生净截面破坏。对于受压构件,沿作用力方向螺栓间距不应过大,否则 被连接的板件间容易发生凸曲现象。因此,从受力角度应规定螺栓的最大和最小容许间距。 2.构造要求:若栓距和线距过大,则构件接触面不够紧密,潮气易于侵入缝隙而产生腐蚀,所 以,构造上要规定螺栓的最大容许间距。 33.施工要求:为便于转动螺栓扳手,就要保证一定的作业空间。所以,施工上要规定螺栓的最 钢 小容许间距 结 的 端距栓距栓距栓距 连接设计 +++ + 个|++++ ++++ +++ ++1 +2+2+ (b) (c) 图3-11钢板上螺栓的排列 (a)并列;(b)错列;(c)容许间距
3 钢 结 构 的 连 接 设 计 3.5 螺栓连接的排列和构造要求 螺栓在构件上的排列可以是并列或错列（图3-11），排列时应考虑下列要求: 1．受力要求：对于受拉构件，螺栓的栓距和线距不应过小，否则对钢板截面削弱太多，构件有 可能沿直线或折线发生净截面破坏。对于受压构件，沿作用力方向螺栓间距不应过大，否则 被连接的板件间容易发生凸曲现象。因此，从受力角度应规定螺栓的最大和最小容许间距。 2．构造要求：若栓距和线距过大，则构件接触面不够紧密，潮气易于侵入缝隙而产生腐蚀，所 以，构造上要规定螺栓的最大容许间距。 3．施工要求：为便于转动螺栓扳手，就要保证一定的作业空间。所以，施工上要规定螺栓的最 小容许间距。 图3-11 钢板上螺栓的排列 (a) 并列；(b) 错列；(c) 容许间距