第三章连接268.pptVIP

对接焊缝（butt?welds）的焊件常需做成坡口，故又叫坡口焊缝（groove?welds） 直边缝：适合板厚t ? 10mm 单边V形：适合板厚t ＝10～20mm 双边V形：适合板厚t ＝10～20mm U形：适合板厚t 20mm K形：适合板厚t 20mm X形：适合板厚t 20mm 变厚度板对接，在板的一面或两面切成坡度不大于1：2.5的斜面，避免应力集中 影响对接焊缝强度的因素： 所用钢材的牌号、焊条型号、焊缝质量等级 对接焊缝强度： 由于规范规定的焊条强度大于母材强度所以 受压、受剪强度与母材强度相等 一、二级焊缝抗拉强度与母材相等 三级焊缝抗拉强度大约为母材强度的85％ 所以也只是三级焊缝需要计算 轴心受力的对接焊缝 计算公式： 压、剪、1、2级拉取〔σt〕3级拉取85% 〔σt 〕 未加引弧板时lw取实际长度减去10mm 正应力与剪应力图形分别为三角形与抛物线形分别验算最大正应力、最大剪应力 不仅需分别验算最大正应力和剪应力，对腹板与翼缘的交接点处同时受有较大正应力和较大剪应力处，还验算该处折算应力： 按截面形式可分为直角角焊缝和斜角角焊缝 按位置： 侧面角焊缝：焊缝长度方向与受力方向平行，主要承受剪应力，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。弹模低强度低，但塑性较好 有效厚度he 0.7hf为焊缝横截面的内接等腰三角形的最短距离，即不考虑熔深和凸度 角焊缝的有效截面为焊缝有效厚度（喉部尺寸）与计算长度的乘积也即以45°方向的最小截面 例3.2 试设计用拼接盖板的对接连接。已知钢板宽B 270mm，厚度t1 28mm，拼接盖板厚度t2 16mm。该连接承受的静态轴心力N 1400kN（设计值），钢材为Q235-B，手工焊，焊条为E43型。 解：角焊缝的焊脚尺寸hf应根据板件厚度确定：由于此处的焊缝在板件边缘施焊，且拼接盖板厚度t2 16mm＞6mm，t2＜t1，则： 1 采用两面侧焊时： 角钢角焊缝内力分配系数K 竖向剪力V＝F 扭距T＝F（e） 扭矩T引起的剪应力τT在A点和A’点最大，A点和A’点为设计控制点 扭距T作用下，A点（或A‘点）的应力τT： 轴力Nx 剪力Ny 弯距 M＝Nx×e 弯矩M作用下，x方向应力 假设腹板焊缝承受全部剪力，弯矩则由全部焊缝承受 焊接残余应力（welding?residual?stresses）简称焊接应力：焊接后冷却时，焊缝与焊缝附近的钢材不能自由收缩，由此约束而产生的应力 纵向焊接应力：沿焊缝长度方向； 横向焊接应力：垂直于焊缝长度方向且平行于构件表面的应力 ； 沿厚度方向焊接应力：垂直于焊缝长度方向且垂直于构件表面的应力 横向焊接应力产生于两个原因 最终横向焊接应力为两个原因之间的应力合成 厚板焊接需多层施焊 纵向、横向和厚度方向形成三向应力，大大降低连接的塑性 对常温下承受静力荷载结构的强度没有影响，但刚度降低； 由于焊接应力使焊缝处于三向应力状态，阻碍了塑性变形，裂纹易发生和发展； 降低疲劳强度； 降低压杆的稳定性； 使构件提前进入弹塑性工作阶段； 合理安排焊接位置 焊缝尺寸要适当 焊缝数量宜少，且不宜过分集中 应尽量避免两条或三条焊缝垂直交叉 采用适当的焊接程序，如分段焊、分层焊； 尽可能采用对称焊缝，使其变形相反而抵消； 施焊前使结构有一个和焊接变形相反的预变形； 对于小构件焊前预热、焊后回火，然后慢慢冷却，以消除焊接应力； 承受扭矩、剪力联合作用三面围焊角焊缝计算 按弹性理论假定： 被连接件是绝对刚性的，它有绕焊缝形心O旋转的趋势，而角焊缝本身是弹性的； 角焊缝群上任一点的应力方向垂直于该点与形心的连线，且应力大小与连线长度r成正比。 τT沿x轴和y轴的分应力： （3.25） （3.26） 剪力V引起的剪应力τV均匀分布 剪力V作用下，A点（或A‘点）的应力τVy： A点垂直于焊缝长度方向的应力 A点沿焊缝长度方向的应力τTx A点合应力满足的强度条件为： （3.27） 例3.6 如图所示钢板长度l1＝400mm，搭接长度l＝α+γx 400mm，钢板厚t＝12mm，荷载设计值F＝200kN，荷载至柱边距离e1＝540mm，钢材为Q235，手工焊，焊条为E43型，试确定焊脚尺寸并验算该焊缝的强度。 解：焊缝组成的围焊共同承受剪力V F和扭距T F（e1+γx）的作用，设焊缝尺寸均为hf＝10mm A点应力最大为控制点 弯矩、剪力、轴力共同作用下的角焊缝计算 剪力作用下，y方向应力 轴力N作用下，x方向应力 弯矩、剪力共同作用下工字梁角焊缝连接计算 弯曲应力沿梁高度呈三角形分布，最大应力发生在翼缘焊缝的最外纤维1处 为焊缝分布较合理，宜在每个翼缘的上下