§3-4角焊縫的構造和計算斜角角焊縫

主要用于鋼管連接中，＞135°或

＜60°不宜用作受力焊縫（鋼管除外）3.4.1角焊縫的構造和計算直角角焊縫

截面形式：（a）普通焊縫

（b）平坡焊縫

（c）深熔焊縫

1.最小焊腳尺寸hf

2.最大焊腳尺寸hf

邊緣焊接件

保證最小承載力，冷卻過快產生裂紋焊件變形大，易脆裂，易燒穿3.最小焊縫計算長度lw

40hf（受動力荷載）；60hf

（其他情況）；內力分布兩端大、中間小內力沿側面角焊縫全長分布則不受此限。

8hf

或40mm，取兩者較大值局部受熱嚴重，起落弧坑相距太近

4.最大焊縫計算長度lw

5.搭接最小長度5t1或25mm，取兩者較大值（t1

為較薄焊件厚度）6.端部焊接7.轉角焊接繞角焊在次要構件或次要焊接連接中，可采用斷續(xù)角焊縫。斷續(xù)角焊縫之間的凈距，不應大于15t（對受壓構件）或30t（對受拉構件），t為較薄焊件的厚度

3．4．2角焊縫的受力特點l.角焊縫的受力特點有效厚度：——兩焊腳邊的夾角

hf

——焊腳尺寸。

≤60°或≥135°尚應滿足其他構造要求。:按焊縫有效截面計算，垂直于焊縫長度方向的應力；:按焊縫有效截面計算，沿焊縫長度方向的剪應力；

:正面角焊縫的強度設計值增大系數(shù)：對承受靜力荷載和間接承受動力荷載的結構，

對直接承受動力荷載的結構，

2．角焊縫的強度及實用計算法斜角角焊縫：

3.4.3角焊縫的計算

1.軸向力作用下的計算

(1)正面角焊縫縫（2）側面角焊縫(3)軸力與剪力共同作用（4）P482.角鋼桿件與節(jié)點板焊接連接(1)角鋼用兩面?zhèn)群缚p與節(jié)點板連接的焊縫計算

K1、

K2——焊縫內力分配系數(shù)；N1

、N2——分別為角鋼肢背和肢尖傳遞的內力。（2）角鋼用三面圍焊與節(jié)點板連接的焊縫計算端部正面角焊縫能傳遞的內力為：（3）角鋼用“L”型焊縫與節(jié)點板連接的焊縫計算

由N2=0得：例某桁架的腹桿，截面為2L140×10，Q235-B·F鋼，手工焊,E43型焊條。構件承受靜力荷載，由恒載標準值產生的NGK=300kN，由活載標準值產生的NQK=580kN。構件與16mm厚的節(jié)點板相連接，如圖所示。試分別設計下列情況時此節(jié)點的連接:

(1)采用三面圍焊時；

(2)采用兩側面角焊縫時；(3)采用L形圍焊時。解：1)采用三面圍焊2）當用兩側面角焊縫時3)當用L形圍縫時因而本例題不能采用L形圍焊。3.在彎矩（扭矩）、軸力、剪力共同作用下的角焊縫計算

圖示連接?假設焊縫為彈性體，被連接件是剛體，力矩矢量方向在焊縫平面內，為彎矩；力矩矢量方向垂直于焊縫平面，為扭矩。為彎矩。M、V和N共同作用下，焊縫上或下端點最危險處應滿足：只承受上述M、N、V的某一、兩種荷載時，取其相應的應力進行驗算。點2及點3：

4.牛腿在彎矩、剪力共同作用下的角焊縫連接計算:M＝Ve

翼緣豎向剛度較差，不能承受剪力，所以全部剪力均由豎向焊縫承受，彎矩由翼緣與腹板角焊縫共同承受。點1：例

計算

圖示角焊縫連接中的hf

。圖中尺寸單位為：mm。

已知連接承受動荷載，需驗算疲勞.鋼材為

Q235BF

，焊條為E43型,解

滿足要求。

解得

hf

≥5.8mm

取

hf=6mm

例、某T型牛腿，角焊縫連接，F(xiàn)=250kN(設計值），Q235鋼，E43型焊條，靜荷載，試確定焊腳尺寸。解：1、確定焊縫計算長度（兩條L型焊縫)豎焊縫：lw1＝200－5＝195mm，水平焊縫：lw2＝（200－16）/2-5＝87mm,取lw2＝85mm2、求焊縫形心及慣性矩：3、力向形心轉移4、控制點分項應力（下邊緣點）5、焊縫強度計算：6、焊腳尺寸確定：?。?/p>

5.扭矩、剪力、軸力共同作用下搭接連接角焊縫:

扭矩T作用下各點應力計算（以A點為例）：Ix+Iy為焊縫計算截面對形心的極慣性矩，rx、ry為焊縫角點到焊縫形心的坐標距離。注意計算時需判斷應力最大點！例

圖示一圍焊縫連接，已知

試驗算該連接是否安全。解

將F移向焊縫形心O，三面圍焊縫受力：

在計算焊縫的面積和其極慣性矩時，近似取

l1

和

l2

為其計算長度，即既不考慮焊縫的實際長度稍大于

l1

和

l2

，也不扣除水平焊縫的兩端缺陷8mm。

在N力作用下，焊縫各點受力均勻；

在T作用下，水平焊縫右邊兩個端點產生的應力最大，

但在右上端點其應力的水平分量與N力產生的同方向，因而焊縫在外力F作用下，該點最危險。

該連接安全。

焊接應力：焊接后冷卻時，焊縫與焊縫附近的鋼材不能自由收縮，由此約束而產生的應力稱為焊接應力。§3.5焊接應力與焊接變形

焊接變形：鋼結構構件或節(jié)點在焊接過程中，局部區(qū)域受到很強的高溫作用，在此不均勻的加熱和冷卻過程中產生的變形稱為焊接變形。（1）形成兩塊鋼板上施焊時，產生不均勻的溫度場，焊縫附近溫度高達1600C，其鄰近區(qū)域溫度較低，且冷卻很快。冷卻時鋼材收縮，冷卻慢的區(qū)域收縮受到限制，從而產生拉應力，冷卻快的區(qū)域受到壓應力。1.焊接應力的形成和對鋼結構的影響使構件提前進入彈塑性工作階段。降低壓桿的穩(wěn)定性；降低疲勞強度由于焊接應力使焊縫處于三向應力狀態(tài)，阻礙了塑性變形，裂紋易發(fā)生和發(fā)展；對常溫下承受靜力荷載結構的強度沒有影響，但剛度降低；（3）焊接應力的影響厚度方向應力：垂直于焊縫長度方向且垂直于構件表面的應力。橫向應力：垂直于焊縫長度方向且平行于構件表面的應力

縱向應力：沿著焊縫長度方向的應力

（2）焊接應力的分類

表現(xiàn)主要有：縱向收縮、橫向收縮、彎曲變形、角變形、波浪變形、扭曲變形等。如圖

2.焊接變形的產生和防止

焊接變形是由于焊接過程中焊區(qū)的收縮變形引起的，表現(xiàn)在構件局部的鼓起、歪曲、彎曲或扭曲等。（4）對于小構件焊前預熱、焊后回火，然后慢慢冷卻，以消除焊接應力。3.減少焊接應力和焊接變形的方法：（1）采用適當?shù)暮附映绦蛉绶侄魏?、分層焊；?）盡可能采用對稱焊縫，使其變形相反而抵消；（3）施焊前使結構有一個和焊接變形相反的預變形；

4.合理的焊縫設計

（4）避免仰焊。（3）焊縫盡可能對稱布置，連接過渡平滑，避免應力集中現(xiàn)象；（2）焊縫尺寸不宜太大；（1）避免焊縫集中、三向交叉焊縫；1.手工焊焊條如何選擇？2.對接焊縫有哪些構造要求？3.角焊縫的焊腳尺寸如何確定？4.角焊縫的計算長度有何要求？5.減少焊接應力和焊接變形的方法。6.焊接殘余應力對鋼結構有哪些影響。材料為Q235和Q345鋼的構件需焊接，采用手工電弧焊

()采用E43焊條。A不得B可以C不宜D必須2鋼結構連接中所使用的焊條應與被連接構件的強度相匹配，通常在被連接構件選用Q345時，焊條選用()。AE55BE50CE43D前三種均可3產生焊接殘余應力的主要因素之一是，()。A鋼材的塑性太低(B)鋼材的彈性模量太高(C)焊接時熱量分布不均(D)焊縫的厚度太小4不需要驗算對接焊縫強度的條件是斜焊縫的軸線和外力N之間的夾角滿足()。Atan1.5Btan＞1.5C70

D＜705在動荷載作用下，側面角焊縫的計算長度不宜大于()。A60hfB40hfC80hf

D120hf6直角角焊縫的有效厚度he為()。A0.7hfB4mmC1.2hfD1.5hf7等肢角鋼與鋼板相連接時，肢背焊縫的內力分配系數(shù)為A0.7B0.75C0.65D0.358對于直接承受動力荷載的結構，計算正面直角焊縫時A要考慮正面角焊縫強度的提高B取f＝l.0計算C與側面角焊縫的計算式相同D取f＝l.22計算9斜角焊縫主要用于()連接。A鋼板梁B角鋼桁架C鋼管結構D薄壁型鋼結構10直角角焊縫的計算公式中，he是A厚度B有效厚度C名義厚度D焊腳尺寸11焊接結構的疲勞強度的大小與()關系不大A鋼材的種類B應力循環(huán)次數(shù)C連接的構造細節(jié)D殘余應力大小12承受靜力荷載的構件，當所用鋼材具有良好的塑性時，焊接殘余應力不影響構件的()。A靜力強度B剛度C穩(wěn)定承載力D疲勞強度13厚度為8mm和10mm的兩塊鋼板用直角角焊縫連接，最大的焊腳尺寸＝()mm。A6B9.6C10D12

14有一截面尺寸為l00×8的板件，在端部用兩條側面角焊縫焊在10mm厚的節(jié)點板上，兩板件板面平行，焊腳尺寸為6mm。為滿足構造要求，最小焊縫長度選用下列何項數(shù)值?()。

A40mmB48mmC80mmD100mm15鋼結構在搭接連接中，搭接的長度不得小于焊件較小厚度的()。

A4倍，并不得小于20mmB5倍，并不得小于25mmC6倍，并不得小于30mmD7倍，并不得小于35mm焊縫質量等級分為()，由檢查方法確定。