第3章-连接-2钢结构.ppt

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坡口形式与焊件厚度有关。

3.2对接焊缝的构造和计算,板厚t10mm,3.对接焊缝的构造处理,2.对接焊缝的优缺点,优点：

用料经济、传力均匀、无明显的应力集中，利于承受动力荷载。

缺点：

需剖口，焊件长度要求精确。

3.2对接焊缝的构造和计算,1）为防止熔化金属流淌必要时可在坡口下加垫板。

2）在焊缝的起灭弧处，常会出现弧坑等缺陷，故焊接时可设置引弧板和引出板，焊后将它们割除。

3）在对接焊缝的拼接处，当焊件的宽度不同或厚度相差4mm以上时，应分别在宽度方向或厚度方向从一侧或两侧做成坡度不大于1:

2.5的斜角，以使截面过渡和缓，减小应力集中。

3.2对接焊缝的构造和计算,4.对接焊缝的强度,1）受压、受剪的对接焊缝与母材强度相等。

2）三级质量的焊缝允许存在的缺陷较多，故其抗拉强度为母材强度的85%。

3）一、二级质量的焊缝的抗拉强度可认为与母材强度相等。

3.2对接焊缝的构造和计算,3.2.2对接焊缝的计算,1.轴心受力的对接焊缝,（3.2.1）,N轴心拉力或压力设计值lw焊缝计算长度，无引弧板时，焊缝计算长度取实际长度减去2t；有引弧板时，取实际长度。

t连接件的较小厚度，对T形接头为腹板的厚度;ftw、fcw对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值（P398表1.3）。

与构件母材强度计算方法相同，采用材料力学的计算公式加引弧板（引出板）施焊的情况下，一、二级对接焊缝不需计算。

三级焊缝受拉时，或无引弧板（引出板）时才验算。

3.2对接焊缝的构造和计算,要点,例3-1已知Q235B钢板500mmX20mm截面用对接直焊缝拼接，采用手工焊焊条E43型，用引弧板，按级焊缝质量检验，试求焊缝所能承受的最大轴心拉力设计值。

板书讲解,2.斜向受力的对接焊缝,对接焊缝斜向受力是指作用力通过焊缝重心，并与焊缝长度方向呈夹角，其计算公式为：

lw斜焊缝计算长度。

加引弧板时，lwb/sinq；不加引弧板时，lwb/sinq2t。

fvw对接焊缝抗剪设计强度。

（P398表1.3）,规范规定，当斜焊缝倾角56.3，即tan1.5时，可认为对接斜焊缝与母材等强，不用计算。

3.2对接焊缝的构造和计算,b,（3.2.2）,（3.2.3）,例3-2试验算如图（a）和图（b）所示钢板的对接焊缝的强度。

图中b=540mm，t=22mm，轴心力的设计值为N=2150kN。

钢材为Q235B，手工焊，焊条为E43型，三级检验标准的焊缝，施焊时加引弧板。

板书讲解,3.承受弯矩和剪力联合作用的对接焊缝,焊缝内应力分布同母材。

焊缝截面是矩形，正应力与剪应力图形分布分别为三角形与抛物线形，其最大值应分别满足下列强度条件。

（3.2.5）,（3.2.4）,M焊缝承受的弯矩；Ww焊缝截面模量。

V焊缝承受的剪力；Iw焊缝计算截面惯性矩；Sw焊缝截面计算剪应力处以上部分对中和轴的面积矩。

3.2对接焊缝的构造和计算,对于工字形或T形截面除应分别验算最大正应力与最大剪应力外，还应验算腹板与翼缘交接处的折算应力:

（3.2.6）,式中:

1、1为腹板与翼缘交接处的正应力和剪应力。

1.1为考虑到最大折算应力只在焊缝局部出现，而将焊缝强度设计值适当提高的系数。

工字形截面梁在弯曲时，弯曲正应力主要由上、下翼缘承担，剪应力主要由腹板承担，这使得截面上各处的材料能达到充分的利用。

3.2对接焊缝的构造和计算,验算如图所示的钢板对接焊缝的连接。

M=1008kN.m，V=240KN，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3.3】,【解】,3.2对接焊缝的构造和计算,2.焊缝强度计算,4.受轴力、弯矩和剪力联合作用的对接焊缝,轴力和弯矩作用下对接焊缝产生正应力，剪力作用下产生剪应力，其计算公式为：

（3.2.4*）,（3.2.5*）,（3.2.6*）,式中：

3.2对接焊缝的构造和计算,1,2,计算三块钢板焊成工字形截面的对接焊缝（如图所示）。

已知截面尺寸为：

翼缘板宽度b1=100mm,厚度t1=12mm，腹板高度h=200mm，厚度t=8mm。

轴向拉力N=200kN，作用在焊缝上的弯矩M=40kN.m，作用在焊缝上的剪切力V=240kN。

钢材为Q345钢，采用手工焊，焊缝质量为二级，焊条E50，施焊时用引弧板。

【例题3.4】,板书讲解,对于梁柱节点处的牛腿，假定剪力由腹板承受，且剪应力均匀分布，其计算公式为：

Aw牛腿处腹板的焊缝计算面积。

（3.2.5*）,对接焊缝的计算除考虑焊缝长度是否减少，焊缝强度要否折减外，对接焊缝的计算方法与母材的强度计算完全相同。

3.2对接焊缝的构造和计算,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。

【例题3.5】,3.2对接焊缝的构造和计算,2.荷载计算,1.截面几何特征值计算,【解】,3.2对接焊缝的构造和计算,3.焊缝强度验算,3.2对接焊缝的构造和计算,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。

不同作用情况下对接焊缝计算（矩形、I形）,3.2对接焊缝的构造和计算,