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1、【回顾】,2. 钢结构的连接方法及各自优、缺点和适用范围,1. 钢材类型及选用,焊缝连接,螺栓连接,铆钉连接,普通螺栓连接高强度螺栓：摩擦型、承压型。,a.碳素钢,b.低合金钢,对接接头搭接接头T形接头角接接头,角焊缝：端缝、侧缝对接焊缝:直缝、斜缝,第七章 钢结构的连接,7.3 对接焊缝计算,7.3 对接焊缝计算,一、对接焊缝形式及构造,1. 焊缝形式,对接焊缝应用：钢板拼接、构件组装、等强度连接，吊车梁、牛腿、刚接节点，强度高，施工复杂；,第七章 钢结构的连接,7.3 对接焊缝计算,2. 构造,做坡口,保证焊透,加垫板,引弧板,避免焊口缺陷，保证等强度,切斜坡,减小应力集中,单面焊，焊根容
2、易焊透,第七章 钢结构的连接,7.3 对接焊缝计算,二、对接焊缝计算,1. N作用,直焊缝,斜焊缝,一、二级和无拉应力三级对接焊缝无须计算。,验算如图所示的钢板对接焊缝的连接。N=700KN，钢材Q235，E43焊条，质量等级为三级，不采用引弧板。,钢板承载能力验算,焊缝承载能力验算,【例题1】,【解】,第七章 钢结构的连接,7.3 对接焊缝计算,工字形（T形）截面,第七章 钢结构的连接,7.3 对接焊缝计算,2. M,V作用,矩形截面,第七章 钢结构的连接,7.3 对接焊缝计算,7.3 对接焊缝计算,第七章 钢结构的连接,验算如图所示的钢板对接焊缝的连接。M=1008kN.m，V=240KN
3、，钢材Q235，E43焊条，手工焊，质量等级为三级，采用引弧板。,1. 截面几何特征值计算,【例题2】,【解】,第七章 钢结构的连接,7.3 对接焊缝计算,2. 焊缝强度计算,第七章 钢结构的连接,7.3 对接焊缝计算,【小结】,不同作用情况下对接焊缝计算（矩形、I形）,【回顾】,不同作用情况下对接焊缝计算（矩形、I形）,1. N作用,矩形、工字形截面,2. M,V作用,第七章 钢结构的连接,7.3 对接焊缝计算,3. N,M,V作用,矩形截面,工字形（T形）截面,第七章 钢结构的连接,7.3 对接焊缝计算,第七章 钢结构的连接,7.3 对接焊缝计算,验算如图所示的钢板对接焊缝的连接。M=50
4、kN.m，N=200KN, V=100KN，钢材Q345，E50焊条，手工焊，质量等级为三级，采用引弧板。,1. 截面几何特征值计算,【例题3】,【解】,2. 焊缝强度计算,第七章 钢结构的连接,7.3 对接焊缝计算,第七章 钢结构的连接,7.3 对接焊缝计算,对接焊缝计算步骤,确定荷载；进行截面应力状态分析；计算截面几何特征值；强度验算。,第七章 钢结构的连接,7.3 对接焊缝计算,验算如图所示牛腿与柱的对接焊缝连接。F=170kN，钢材Q390，E55焊条，手工焊，质量等级为三级，不采用引弧板。,1. 截面几何特征值计算,【习题1】,【解】,第七章 钢结构的连接,7.3 对接焊缝计算,第七
5、章 钢结构的连接,7.3 对接焊缝计算,3. 焊缝强度计算,2. 荷载计算,【小结】,N,M,V共同作用下对接焊缝计算（矩形、I形）,对接焊缝计算步骤,确定荷载；进行截面应力状态分析；计算截面几何特征值；强度验算。,【回顾】,N,M,V共同作用下工字形对接焊缝计算,对接焊缝计算步骤,1. 确定荷载；2. 进行截面应力状态分析；,3. 计算截面几何特征值；4. 强度验算。,验算如图所示工字形对接焊缝连接。 M=80kN.m，N=100KN, V=100KN， ，钢材Q390，E55焊条，手工焊，质量等级为三级，采用引弧板。,1. 截面几何特征值计算,【习题2】,【解】,第七章 钢结构的连接,7.
6、3 对接焊缝计算,第七章 钢结构的连接,7.3 对接焊缝计算,2. 焊缝强度计算,第七章 钢结构的连接,7.4 角焊缝计算,7.4 角焊缝计算,一、角焊缝形式及构造,1. 焊缝形式,焊缝夹角,直角焊缝，斜角焊缝,凸型，凹型，等边，不等边,截面形式,第七章 钢结构的连接,7.4 角焊缝计算,受力方向,侧面角焊缝：作用力与焊缝平行，受剪应力为主，两端大中间小，端部先破坏；正面角焊缝：作用力与焊缝垂直，应力复杂，焊缝根部应力集中引起开裂；斜向角焊缝：作用力与焊缝斜交，应力复杂，界于侧面和正面之间;周围角焊缝：增加焊缝长度，开口或闭口周围全焊。,第七章 钢结构的连接,7.4 角焊缝计算,焊脚尺寸hf焊
7、缝直边尺寸，设计标注尺寸,2. 构造要求,(a)最小尺寸：,常用hf4mm,(b)最大尺寸：,对板件厚度(t1)边缘， hft1 (t16mm) hft1-(12)mm(t16mm),有效厚度he焊缝破坏面尺寸,(a)直角焊缝：,(b)斜角焊缝：,he = 0.7 hf,he = 0.7 hf（a 90）he = hfcosa（a90）,第七章 钢结构的连接,7.4 角焊缝计算,焊缝计算长度lw有效受力长度，起灭弧处减hf ，一般lw = l-2hf,(c) 最小搭接长度：l5tmin，且 25mm,(a) 最小计算长度：lw8hf ，且40mm,(e) 绕角焊：若有2hf饶角焊，则lw =
8、l,(d) 搭接板宽：b16t (t12mm),b200mm (t12mm),(b) 最大计算长度：侧面角焊缝lw60hf ，过长部分不予考虑；若应力分布均匀，最大计算长度不受限制,第七章 钢结构的连接,7.4 角焊缝计算,详细焊缝符号表示：,第七章 钢结构的连接,7.4 角焊缝计算,二、基本计算公式,(2)假设剪应力均匀分布，平均剪应力：,(3)设计要求：,(1)假设沿45有效截面剪切破坏,1. 侧面角焊缝计算,作用力平行于焊缝,破坏面有效面积：,第七章 钢结构的连接,7.4 角焊缝计算,(1)假设沿有效截面破坏,2. 正面角焊缝计算,作用力垂直于焊缝,(2)破坏面上正应力和剪应力,(3)折
9、算应力,(4)设计要求,正面角焊缝较侧面角焊缝偏安全。,第七章 钢结构的连接,7.4 角焊缝计算,f=1.22正面角焊缝强度增大系数f=1.0 侧面焊缝及直接承受动载焊缝强度增大系数,7. 通用计算公式（同时为正侧面角焊缝）,第七章 钢结构的连接,7.4 角焊缝计算,(1)侧面角焊缝：,(2)正面角焊缝：,(3)两向综合：,(4)周围角焊缝：,三、角焊缝连接计算,1. 轴力作用下,第七章 钢结构的连接,7.4 角焊缝计算,【例题1】,【解】,验算图示角焊缝长度是否满足要求。静载设计值N=1000kN，钢材为Q235，E43手工焊（采用引弧板），质量等级三级。,1. 各条焊缝计算长度,侧面焊缝：
10、,共4条,正面焊缝：,共2条,2. 承载能力校核,侧面焊缝：,正面焊缝：,【小结】,一、角焊缝形式及构造,二、基本计算公式,三、轴力作用下角焊缝连接计算,【回顾】,一、角焊缝形式及构造,二、基本计算公式,三、轴力作用下角焊缝连接计算,焊角尺寸、有效厚度、计算长度,侧面焊缝,正面焊缝,两向综合,三向围焊,第七章 钢结构的连接,7.4 角焊缝计算,2. 角钢连接计算,a. 两面侧焊,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。,第七章 钢结构的连接,7.4 角焊缝计算,b.三面围焊,侧面角焊缝内力为：,端部正面角焊缝内力为：,第七章 钢结构的连接,7.4 角焊缝计算,
11、c.“L”型焊缝,由 N2 = 0：,第七章 钢结构的连接,7.4 角焊缝计算,3. M、V、N共同作用下角焊缝计算,M作用下，x方向应力：,V作用下，y方向应力：,N作用下x方向应力：,折算应力：,第七章 钢结构的连接,7.4 角焊缝计算,4. 牛腿在M、V同作用下计算,假定：全部剪力由竖向焊缝承受；弯矩由翼缘与腹板焊缝共同承受。,1点：,2点：,3点：,最危险点：,第七章 钢结构的连接,7.4 角焊缝计算,5. T、V、N共同作用下计算,T作用下各点应力计算：,折算应力：,N作用下应力计算：,V作用下应力计算：,第七章 钢结构的连接,7.4 角焊缝计算,【例题1】,【解】,验算图示双角钢2
12、L706连接角焊缝尺寸是否满足要求。 hf =8mm，钢材为Q235，焊条为E43，不采用引弧板。,第七章 钢结构的连接,7.4 角焊缝计算,【例题2】,【解】,计算图示双面角焊缝连接中的hf。已知连接承受动荷载，钢材为Q235BF，焊条为E43，采用引弧板,将外力F1，F2 移向焊缝形心O，得,解得：hf5.82mm，取hf =6mm,连接承受动力荷载：,构造要求：,第七章 钢结构的连接,7.4 角焊缝计算,【例题3】,试验算图示围焊是否安全。,1.荷载计算,【解】,2.截面几何特征值,将F移向焊缝形心O，,3.强度校核,第七章 钢结构的连接,7.4 角焊缝计算,【小结】,角焊缝连接计算,2. 角钢连接计算,1. 轴力作用下计算,3. M、V、N共同作用下角焊缝计算,4. 牛腿在M、V同作用下计算,5. T、V、N共同作用下计算,
