角焊缝抗剪强度设计值
角焊缝抗剪强度是钢结构中常见的一种受力状态。在设计和施工过程中，为了确保角焊缝的质量和承载能力，需要进行抗剪强度的设计。
下面，我们将围绕“角焊缝抗剪强度设计值”，分步骤阐述相关内容。第一步：了解角焊缝抗剪强度的概念
角焊缝抗剪强度是指角焊缝在受垂直于其平面方向的剪力作用下所能
承受的最大荷载。设计角焊缝抗剪强度时需要考虑焊缝的尺寸、金属
材料的强度以及焊接质量等多个因素。
第二步：计算角焊缝抗剪强度
计算角焊缝抗剪强度需要按照规范的公式和方法进行，一般可以分为
以下几个步骤：
1.确定角焊缝的尺寸和位置，计算其横截面积和周长；
2.确定焊接用材料的强度、焊接质量等参数；
3.按规范的公式计算角焊缝的抗剪强度；
4.根据实际要求选取合适的安全系数，得出角焊缝抗剪强度设计值。
需要注意的是，在计算过程中还需考虑其他因素的影响，如角焊缝局
部不平直、过度热影响区等。因此，需要严格按照规范的计算方法进行，以确保安全、可靠的设计结果。
第三步：确定角焊缝的材料和规格
在设计过程中，选择角焊缝的材料和规格也是非常重要的一步。一般情况下，考虑到焊缝的强度和持久性能，不同材质的焊接件之间不应混用。同时，还需根据实际情况选取合适的焊接材料规格，以确保焊缝的质量。
第四步：考虑焊接工艺和质量控制
设计角焊缝抗剪强度时，还需要考虑到焊接工艺和质量控制。焊接工艺应符合规范要求，焊接过程中需控制好焊接温度和速度，以确保焊缝质量。同时，还需要进行有效的质量控制措施，确保角焊缝各项技术指标符合规范要求。
综上所述，角焊缝抗剪强度设计值的计算和确定需要考虑到多方面因素。在设计过程中，需要按照规范的方法和要求进行，确保设计结果的安全、可靠。同时，在实际施工中还需严格控制焊接工艺和质量，以确保角焊缝质量和承载能力的可靠性。
3.1 试设计图所示的用双层盖板和角焊缝的对接连接。采用Q235钢，手工焊，焊条为E4311，轴心拉力N ＝1400KN(静载，设计值)。主板-20×420。 解 盖板横截面按等强度原则确定，即盖板横截面积不应小于被连接板件的横截面积．因此盖板钢材选Q235钢，横截面为-12×400，总面积A 1为 A1＝2×12×400＝9600mm 2＞A ＝420×20＝8400mm 2 直角角焊缝的强度设计值w f f ＝160N ／mm 2 (查自附表1.3) 角焊缝的焊脚尺寸：较薄主体金属板的厚度t ＝12mm ，因此， ax h = t-2= 12-2=10mm ；较厚主体金属板的厚度t ＝20mm ，因此，m in ,f h ＝1.5t ＝＝6.7mm ≈7mm ，所以，取角焊缝的焊脚尺寸f h ＝10mm ，满足：m ax ,f h ≥f h ≥m in ,f h a)采用侧面角焊缝时 因为b ＝400mm ＞200mm(t ＝12mm)因此加直径d ＝15mm 的焊钉4个，由于焊钉施焊质量不易保证，仅考虑它起构造作用。 侧面角焊缝的计算长度w l 为 w l ＝N ／(4f h w f f )＝1.4×106／(4×0.7×10×160)＝312.5mm 满足min ,w l = 8f h = 8×10 ＝80mm ＜w l ＜60f h ＝60×10＝600mm 条件。 侧面角焊缝的实际长度f l 为 f l ＝w l + 2f h ＝312.5＋20＝332.5mm,取340mm 如果被连板件间留出缝隙10mm ，则盖板长度l 为 l = 2f l +10 = 2×340+10 = 690mm b)采用三面围焊时 正面角焊缝承担的力3N 为 3N ＝e h B f βw f f ×2＝0.7×10×400×1.22×160×2＝1.093×106N 侧面角焊缝的计算长度w l 为 w l ＝(N -3N )／(4e h w f f )＝(1.4×106-1.093×106)/(4×0.7×10×160)＝69mm w l =80mm w ,min l ≤＝ 8f h ＝8×10＝80mm ，取w l =min ,w l =80mm 由于此时的侧面角焊缝只有一端受起落弧影响，故侧面角焊缝的实际长度f l 为 f l ＝w l ＋f h = 80＋10 ＝ 90mm ，取90mm ，则盖板长度l 为 l ＝2f l +10＝2×90十10＝190mm 3.2 如图为双角钢和节点板的角焊缝连接。Q235钢，焊条E4311。手工焊，轴心拉力N ＝700KN(静载，设计值)。试：1)采用两面侧焊缝设计.(要求分别按肢背和肢尖采用相同焊脚尺寸和不同焊缝尺寸设计)； 2)采用三面围焊设计。 解 角焊缝强度设计值w f f ＝160／mm 2 ,t 1=10mm,t 2=12mm (a) (b) 1
角焊缝及其计算 型式及分类 截面形式:普通型（等边凸形）、平坦型（不等边凹形）、凹面形 两焊脚边夹角：直角角焊缝、斜角角焊缝、焊缝长度与作用方向 1.侧面角焊缝（侧缝） 侧缝主要承受剪力，应力状态叫单纯，在弹性阶段，剪应力沿焊缝长度方向分布不均匀，两端大中间小，且焊缝越长越不均匀，但侧缝塑性好。 2．正面角焊缝（端缝） 端缝连接中传力线有较大的弯折，应力状态较复杂，正面角焊缝沿焊缝长度方向分布比较均匀，但焊脚及有效厚度面上存在严重的应力集中现象，所以其破坏属于正应力和剪应力的综合破坏，但正面角焊缝的刚度较大，变形较小，塑性较差，性质较脆。 3．斜向角焊缝 斜向角焊缝受力情况较复杂，其性能介于侧缝和端缝之间，常用于杆件倾斜相支的情况，也用在板件较宽，内力较大连接中。 4．周围角焊缝 主要为了增加焊缝的长度和使焊缝遍及板件全宽，而把板件交搭处的所有交搭线尽可能多的加以焊接，成为开口或封闭的周围角焊缝。构造及要求。 4.1.最小焊脚尺寸 4.2.最大焊脚尺寸贴边处满足
4.3.角焊缝最小长度 4.4.侧面角焊缝最大计算长度 4.5.板件端部仅有两条角焊缝时每条侧面角焊缝的计算长度 4.6.搭接连接中搭接长度应满足而且不宜采用一条正面角焊缝来传力。 4.7.在次要构件和焊缝连接中，允许采用断续角焊缝，各段间距满足以保证整体受力。 角焊缝连接计算 基本计算公式 轴心作用下的角焊缝计算 轴心作用下角钢的角焊缝计算 弯矩，剪力和轴心力共同作用下角焊缝计算（T形接头） 弯矩，剪力和轴心力共同作用下角焊缝计算（搭接形接头） 1. 端缝、侧缝在轴向力作用下的计算： （1）端缝 ——垂直于焊缝长度方向的应力； he ——角焊缝有效厚度； lw ——角焊缝计算长度，每条角焊缝取实际长度减10mm（每端减5mm）；ffw ——角焊缝强度设计值；bf ——系数，对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构，bf =1.22，直接承受动力荷载bf =1.0。 （2）侧缝
角焊缝抗剪强度设计值 角焊缝抗剪强度是钢结构中常见的一种受力状态。在设计和施工过程中，为了确保角焊缝的质量和承载能力，需要进行抗剪强度的设计。 下面，我们将围绕“角焊缝抗剪强度设计值”，分步骤阐述相关内容。第一步：了解角焊缝抗剪强度的概念 角焊缝抗剪强度是指角焊缝在受垂直于其平面方向的剪力作用下所能 承受的最大荷载。设计角焊缝抗剪强度时需要考虑焊缝的尺寸、金属 材料的强度以及焊接质量等多个因素。 第二步：计算角焊缝抗剪强度 计算角焊缝抗剪强度需要按照规范的公式和方法进行，一般可以分为 以下几个步骤： 1.确定角焊缝的尺寸和位置，计算其横截面积和周长； 2.确定焊接用材料的强度、焊接质量等参数； 3.按规范的公式计算角焊缝的抗剪强度； 4.根据实际要求选取合适的安全系数，得出角焊缝抗剪强度设计值。 需要注意的是，在计算过程中还需考虑其他因素的影响，如角焊缝局 部不平直、过度热影响区等。因此，需要严格按照规范的计算方法进行，以确保安全、可靠的设计结果。
第三步：确定角焊缝的材料和规格 在设计过程中，选择角焊缝的材料和规格也是非常重要的一步。一般情况下，考虑到焊缝的强度和持久性能，不同材质的焊接件之间不应混用。同时，还需根据实际情况选取合适的焊接材料规格，以确保焊缝的质量。 第四步：考虑焊接工艺和质量控制 设计角焊缝抗剪强度时，还需要考虑到焊接工艺和质量控制。焊接工艺应符合规范要求，焊接过程中需控制好焊接温度和速度，以确保焊缝质量。同时，还需要进行有效的质量控制措施，确保角焊缝各项技术指标符合规范要求。 综上所述，角焊缝抗剪强度设计值的计算和确定需要考虑到多方面因素。在设计过程中，需要按照规范的方法和要求进行，确保设计结果的安全、可靠。同时，在实际施工中还需严格控制焊接工艺和质量，以确保角焊缝质量和承载能力的可靠性。
焊缝连接计算(HF-1) 项目名称构件编号日期 设计校对审核 执行规范: 《钢结构设计规范》(GB 50017-2003), 本文简称《钢结构规范》 ----------------------------------------------------------------------- 1.控制参数 连接类型:弯矩、轴力、剪力共同作用下的搭接连接（三面围焊、角焊缝）:t2=5(mm) 焊接方法: 焊条型号: 焊件材料:Q235、1Cr18Ni9Ti 焊缝等级:一级 焊缝类型:角焊缝 是否采用引弧板:是 2.材料强度(N/mm2) 焊件抗压强度:215.0、550 焊件抗拉强度:215.0、550 焊件抗弯强度:215.0、550 焊件抗剪强度:125.0、200 焊缝抗压强度:160.0 焊缝抗拉强度:160.0 焊缝抗剪强度:160.0 3.基本参数 焊件一宽度h=100.0(mm) 焊件一厚度t1=6.0(mm) 焊件二厚度t2=5.0(mm) 搭接长度L=193.0(mm) 端焊缝焊角尺寸hf1=5.0(mm) 侧焊缝焊角尺寸hf2=5.0(mm) 荷载设计值产生的扭矩T=0.0(kN-m) 荷载设计值产生的轴力N=2.3(kN) 荷载设计值产生的剪力V=4.5(kN) 4.分析结果 有效搭接长度lw1=193.0(mm) 正面角焊缝强度设计值增大系数βf=1.22 4.1 A点的分析结果 焊缝最外一点A的计算应力=2.6(N/mm2)≤ffw=160.0(N/mm2) 由扭矩T产生的应力τT=0.0(N/mm2) 由剪力V产生的应力τV=2.2(N/mm2) 由轴力N产生的应力τN=1.3(N/mm2)
各个杆件的内力可由表1查得。节点设计的步骤为：有腹杆内力计算与节点 板连接的焊缝尺寸，即?f和l w的大小比例绘制出节点板的形状和尺寸，最后验算 下弦杆与节点板的连接焊缝。 E50型焊条角焊缝的抗拉和抗剪强度设计值为f t w=160N/mm2。 1下弦节点“e” 设“De”杆的肢背和肢尖焊缝?f分别为8mm和8mm，则所需的焊缝长度为：肢背： l w1=0.7N f t w = 0.7×271860 =106.19(mm) 取130mm。肢尖 l w2= 0.3N 2?f f t w = 0.3×271860 2×0.7×8×200 =45(mm) 取60mm。 设“eF”的杆的肢背和肢尖焊缝?f分别为5mm和5mm，则所需的焊缝长度为： l w1= 0.7N 2?f f t w = 0.7×175120 2×0.7×5×200 =109.45(mm) 取130mm。
肢尖 l w2= 0.3N 2?f f t w = 0.3×175120 2×0.7×5×200 =46.90(mm) 取60mm。 “Ee”杆的内力很小故焊缝尺寸可按构造确定，取?f=5mm 根据上面求得的焊缝长度，并考虑杆件之间应有的间隙及支座和装配等误差，按比例绘制出节点详图从而确定节点板尺寸为：270mm×260mm。 下弦与节点板链接的焊缝长度为27.0cm,?f=6mm。 焊缝所受的力分为两下弦杆的内力差： ?N=1176.32?936.02=240.3（kN） 受力较大的肢背处的焊缝应力为： τf= 0.75×240.3×103 2×0.7×6×(270?10) =82.52<200N/mm2 焊缝强度满足要求。 2上弦节点“D” “De”杆和节点板的焊缝尺寸与节点“e”相同。“cD”杆与节点板的焊缝尺寸按上述同样方法计算得N cD=?407.07kN。 设“cD”的杆的肢背和肢尖焊缝?f分别为12mm和9mm，则所需的焊缝长度
一、查角钢角焊缝的内力分配系数表得，k 1=0.65，k 2=0.35；查焊 缝强度表得 =w f f １60 N/mm 2 一条肢背焊缝的计算长度 =1w l 300-10=290mm ，要求8h f 和40mm ≤1w l ≤60h f ，显然符合构造要求。 肢背焊缝所能承担的力1N ： 52080065.011=⨯==N k N KN 则其焊缝强度为： 128 290107.02105207.023 11≈⨯⨯⨯ ⨯=⨯⨯⨯=w f f l h N τ N/mm 2 187.012457.512063.5015111<=⎪⎭⎫ ⎝ ⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛b t M t N t b V V N N N N N 三、1.强度验算 查得：A=83.5cm 2。 σ=N/A n =1400×103/[ (8350－4×12×17.5)]=189N/mm 2＜f =215N/mm 2 满足要求。 2.整体稳定性及刚度 λx =l ox /i x =400/14.1=28.4＜[λ]=150 λy =l oy /i y =200/2.64=75.8＜[λ]=150 对x 和y 轴都属b 类，由λx 查φx =0.893 N/(φx A)=1400×103/(0.893×8350)=233N/mm 2>f =215N/mm 2 不满足要求。 四、2/17104.15.22.1m KN q d =⨯+⨯=平台上荷载设计值： m KN q /51317＝设计值：次梁单位长度上的荷载⨯= 选用I36a ，单位长度的质量为59.9kg/m m KN ql M ⋅=⨯+⨯==2.796)599.017(8 18122max 跨中最大弯矩： 22/215/175mm N f mm N W M x n x x =<==γσ mm v mm EI ql v 20][53.93834 =<== 五、（1）验算构件在弯矩作用平面内的稳定： λx =l 0x /i x =1000/12.4=80 属b 类截面，查得φx =0.958 3.3 角焊缝的构造和计算角焊缝的形式和强度角焊缝按其与作用力的关系可分为：正面角焊缝、侧面角焊缝、斜焊缝； 正面角焊缝：焊缝长度方向与作用力垂直； 侧面角焊缝：焊缝长度方向与作用力平行。 按其截面形式分：直角角焊缝(图3.10)、斜角角焊缝(图3.11)。 直角角焊缝通常焊成表面微凸的等腰直角三角形截面[图3.10(a)]。在直接承受动力荷载的结构中，为了减少应力集中，提高构件的抗疲劳强度，侧面角焊缝以凹形为最好。但手工焊成凹形极为费事，因此采用手工焊时，焊缝做成直线性较为合适[图3.10(a)]。当用自动焊时，由于电流较大，金属熔化速度快、熔深大，焊缝金属冷却后的收缩自然形成凹形表面[图3.10(c)]。为此规定在直接承受动力荷载的结构（如吊车梁）中，侧面角焊缝做成凹形或直线形均可。对正面角焊缝，因其刚度较大，受动力荷载时应焊成平坡式[图3.10(b)]，直角边的比例通常为1:1.5（长边顺内力方向）。 两焊脚边的夹角α>90°或α<90°的焊缝称为斜角角焊缝，斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中。对于夹角α>135°或α<60°的斜角角焊缝，除钢管结构外，不宜用作受力焊缝。 大量试验结果表明： 侧面角焊缝(图3.12)主要承受剪应力，塑性较好，弹性模量低（E=0.7×105～1×105N/mm2），强度也较低。由于传力线通过侧面角焊缝时产生弯折，因而应力沿焊缝长度方向的分布不均匀，呈两端大中间小的状态，焊缝越长，应力分布不均匀性越显著。但在在接近塑性工作阶段时，产生应力重分布，可使应力分布的不均匀现象渐趋缓和。即分布不均匀，且不均匀程度随的增大而增加，破坏常在两端开始，再出现裂纹后很快沿焊缝有效截面迅速断裂 焊接连接参考答案 一、概念题 3．1 从功能上分类，连接有哪几种基本类型？ 3．2 焊缝有两种基本类型—对接坡口焊缝和贴角焊缝，二者在施工、受力、适用范围上各 有哪些特点？ 3．3 对接接头连接需使用对接焊缝，角接接头连接需采用角焊缝，这么说对吗？ 3．4 h f 和lw 相同时，吊车梁上的焊缝采用正面角焊缝比采用侧面角焊缝承载力高？ 3．5 为何对角焊缝焊脚尺寸有最大和最小取值的限制？对侧面角焊缝的长度有何要求？为 什么？ 【答】（1）最小焊脚尺寸：角焊缝的焊脚尺寸不能过小，否则焊接时产生的热量较小，致使施焊时冷却速度过快，导致母材开裂。《规范》规定：h f ≥1.52t ，式中： t 2——较厚焊件厚度，单位为mm 。 计算时，焊脚尺寸取整数。自动焊熔深较大，所取最小焊脚尺寸可减小1mm ；T 形连接的单面角焊缝，应增加1mm ；当焊件厚度小于或等于4mm 时，则取与焊件厚度相同。 （2）最大焊脚尺寸：为了避免焊缝区的主体金属“过热”，减小焊件的焊接残余应力和残余变形，角焊缝的焊脚尺寸应满足 12.1t h f 式中： t 1——较薄焊件的厚度，单位为mm 。 （3）侧面角焊缝的最大计算长度 侧面角焊缝在弹性阶段沿长度方向受力不均匀，两端大而中间小，可能首先在焊缝的两端破坏，故规定侧面角焊缝的计算长度l w ≤60h f 。若内力沿侧面角焊缝全长分布，例如焊接梁翼缘与腹板的连接焊缝，可不受上述限制。 3．6 简述焊接残余应力产生的实质，其最大分布特点是什么？ 3．7 画出焊接H 形截面和焊接箱形截面的焊接残余应力分布图。 3．8 贴角焊缝中，何为端焊缝？何为侧焊缝？二者破坏截面上的应力性质有何区别？ 3．9 规范规定：侧焊缝的计算长度不得大于焊脚尺寸的某个倍数，原因何在？规范同时有 焊缝最小尺寸的规定，原因何在？ 3.10 规范禁止3条相互垂直的焊缝相交，为什么。 3.11 举3～5例说明焊接设计中减小应力集中的构造措施。 3.12 简述连接设计中等强度法和内力法的含义。 3.13 对接焊接时为什么采用引弧板？不用引弧板时如何考虑？在哪些情况下不需计算对 接焊缝？ 3.14 试判断下图所示牛腿对接焊缝的最危险点 3.15 焊缝质量检验是如何分级的？ 【答】《钢结构工程施工质量验收规范》规定焊缝按其检验方法和质量要求分为一级、二级和三级。三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查且符合三级质量标准；一级、二级焊缝则除外观检查外，还要求一定数量的超声波检验并符合相应级别的质量标准。焊缝质量的外观检验检查外观缺陷和几何尺寸，内部无损检验检查内部缺陷。 角焊缝强度设计值 引言 角焊缝是构建工程中常见的连接方式之一。为了确保角焊缝的强度，设计师需要根据相关标准和要求计算得到合适的强度设计值。本文将介绍角焊缝强度设计值的计算方法、相关标准，并探讨一些影响角焊缝强度设计值的因素。 角焊缝的分类 角焊缝根据其形状和构造可以分为直角焊缝和斜焊缝。直角焊缝是指两个构件以直角相交，并在相交处进行焊接。斜焊缝则是指两个构件以斜角相交，并在相交处进行焊接。 根据角焊缝的应用位置，可以将其分为外角焊缝和内角焊缝。外角焊缝位于构件外侧，内角焊缝位于构件内侧。在设计中，需要根据具体情况选择适合的角焊缝形式。 强度设计值的计算方法 角焊缝的强度设计值计算涉及到许多因素，包括焊缝尺寸、材料强度、焊接方法等。下面将介绍两种常用的计算方法。 简化计算方法 简化计算方法适用于一些对焊缝强度要求不高或具有较低施工条件的情况。根据相关标准，简化计算方法的计算公式如下： 强度设计值（简化计算方法） = 设计强度系数× 抗拉强度 其中，设计强度系数是根据焊缝和焊接材料的类型选择的系数，抗拉强度是焊接材料的抗拉强度。 综合计算方法 综合计算方法是一种较为准确的计算方法，可以根据具体情况综合考虑角焊缝的尺寸、材料、应力等因素。综合计算方法的计算过程如下： 1.计算焊缝的有效截面面积。由于焊缝的尺寸可能不均匀，需要根据实际情况 计算出其有效截面面积。 2.根据焊接材料的抗拉强度和焊缝的有效截面面积计算焊缝的抗拉承载力。 3.根据焊缝的应力计算其应力集中系数。 4.根据焊缝的应力集中系数和抗拉承载力计算强度设计值。 相关标准 角焊缝的设计要求需要遵循相关的标准和规范。以下是一些国内外常用的标准： 1.GB 50017-2017《钢结构设计规范》 2.AISI S100-07/12 《冷弯薄壁钢构件设计规范》 3.AWS D1.1/D1.1M-2015《结构钢焊接规范》 这些标准提供了关于角焊缝设计的详细要求和计算方法，设计师应该根据具体情况选择适用的标准，并遵循其中的规定进行设计。 影响角焊缝强度设计值的因素 角焊缝的强度设计值受到多种因素的影响，下面列举了一些常见的因素： 1.焊缝尺寸：焊缝的尺寸对其强度设计值有直接影响，一般来说，焊缝的断面 积越大，其强度也越大。 2.焊接材料：不同的焊接材料具有不同的强度特性，设计师需要根据实际情况 选择合适的焊接材料。 3.焊接方法：焊接方法的选择会对焊缝的强度产生影响，设计师应根据实际情 况选择合适的焊接方法。 4.焊接质量：焊缝的质量对其强度也有直接影响，焊接过程中需要注意操作规 范，确保焊缝质量合格。 5.环境条件：环境条件对焊缝强度也有一定影响，如温度、湿度等因素，设计 师应考虑这些因素在设计中。 角焊缝强度设计值 角焊缝强度设计值是指在一定条件下，角焊缝所能承受的最大应力值。在工程设计中，为了保证结构的安全性和可靠性，需要对角焊缝强度 进行设计计算。 一、角焊缝的基本概念 角焊缝是指两个钢材或钢板通过相互交错、垂直或倾斜连接而形成的 焊缝。它是钢结构中常用的连接方式之一，广泛应用于桥梁、厂房、 塔架等工程领域。 二、角焊缝强度设计值的计算方法 1. 强度计算公式 根据国家标准《钢结构设计规范》(GB 50017-2017)，角焊缝强度设 计值可按以下公式计算： $$ \frac{F}{\gamma_w} = \frac{0.7\times f_{ex}}{\sqrt{3}}\times A_w $$ 其中，$F$为角焊缝承载力；$\gamma_w$为安全系数；$f_{ex}$为外拉抗力；$A_w$为有效截面积。 2. 计算步骤 （1）确定截面类型和尺寸：根据实际情况确定截面类型和尺寸，并计算出有效截面积。 （2）计算外拉抗力：根据角焊缝所受载荷，结合截面类型和尺寸，计算出角焊缝的外拉抗力。 （3）计算强度设计值：根据公式，将外拉抗力代入公式中，计算出角焊缝的强度设计值。 三、影响角焊缝强度设计值的因素 1. 材料强度：钢材或钢板的强度是影响角焊缝强度设计值的重要因素之一。一般来说，材料强度越高，角焊缝的承载能力也越大。 2. 焊接工艺：不同的焊接工艺会对角焊缝产生不同程度的影响。优良的焊接工艺可以提高角焊缝的质量和承载能力。 3. 角度大小：角度大小是指两个钢材或钢板交错连接时形成的夹角大 小。夹角越大，角焊缝承载能力越大。 4. 焊接长度：一般来说，相同尺寸下，较长的角焊缝比较短的有更高的承载能力。 5. 截面类型和尺寸：截面类型和尺寸对角焊缝的强度设计值也有一定的影响。不同截面类型和尺寸下，角焊缝的承载能力也不同。 四、常见问题及解决方法 1. 角焊缝强度设计值不足怎么办？ 若角焊缝强度设计值不足，则需要采取以下措施： （1）增加角焊缝的长度和宽度； （2）改变截面类型和尺寸； （3）增加材料强度； （4）优化焊接工艺，提高角焊缝质量。 2. 如何保证角焊缝的质量？ 完整焊透的对接焊缝和T形连接焊缝设计计算书之 杨若古兰创作 Ⅰ.设计根据: 《钢结构设计手册上册》（第三版） 《钢结构设计规范》 GB 50017-2003 Ⅱ.计算公式和相干参数的拔取方法 一、焊缝质量等级的确定方法： 焊缝应根据结构的主要性、荷载特性、焊缝方式、工作环境和应力形态等情况，按下述准绳分别选用分歧的质星等级： 1在须要进行疲劳计算的构件中，凡对接焊缝均应焊透，其质缝等级为： 1）感化力垂直于焊缝长度方向的横向对接焊缝或T形对接与角接组合焊缝，受拉时应 为一级，受压时应为二级； 2）感化力平行于焊缝长度方向的纵向对接焊缝应为二级. 2不须要计算疲劳的构件中，凡请求与母材等强的对接焊缝应予焊透，其质量等级当受拉时应不低于二级，受压时宜为二级. 3重级工作制和起分量Q≥50t的中级工作制吊车梁的腹板与上翼缘之间和吊车衔架上弦杆与节点板之间的T形接头焊缝均请求焊透，焊缝方式普通为对接与角接的组合焊缝.其质量等级不该低于二级. 4不请求焊透的T形接头采取的角焊缝或部分焊透的对接与角接组合焊缝，和搭接连接采取的角焊缝，其质量等级为： 1）对直接承受动力荷载且须要验算疲劳的结构和吊车起分量等于或大于50 t的中级 工作制吊一车梁，焊缝的外观质量尺度应符合二级； 2）对其他结构，焊缝的外观质量尺度可为三级. ——(GB50017—2003 ) 二、焊缝连接计算公式 1、完整焊透的对接接头和T 形接头焊缝计算公式 1）在对接接头和T 形接头中，垂直于轴心拉力或轴心压力的对接焊缝或对接与角接组合焊缝，其强度应按下式计算： 拉应力或压应力：w c w t w f f tl N 或≤=σ ( GB 50017-2003 -1) 参数：N ——轴心拉力和轴心压力（N ）； w l ——焊缝计算长度，为设计长度减2t （有引弧板时可不 减）（mm ）； t ——对接接头中连接件的较小厚度；T 形接头中为腹板 的厚度（mm ）； w c w t f f 、——对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值（查表2-5 可得）（N/mm 2）； 2）在对接接头和T 形接头中，承受弯矩和剪力共同感化的对接焊缝或对接与角接组合焊缝，其正应力和剪应力应分别进行计算.但在同时受有较大正应力和剪应力处(例如梁腹板横向对接焊缝的端部)，应按下式计算折算应力： w t f 1.13221≤+τσ (GB55017—2003 .2-2) 注:1当承受轴心力的板件用斜焊缝对接，焊缝与感化力间的夹角θ符合,当tg θ≤1.5时焊缝的强度可不计算. 2 当对接焊缝和T 形对接焊缝与角接组合焊缝没法采取引弧 角焊缝强度计算公式 角焊缝是一种常用的焊接接头形式，其强度计算对于工程设计和焊接工艺具有重要意义。本文将介绍角焊缝强度计算的相关公式和计算方法。 一、角焊缝的分类 角焊缝是指两个相交的焊接接头，通常分为T型角焊缝和L型角焊缝两种形式。T型角焊缝通常用于连接板和角钢等材料，而L型角焊缝则用于连接板和板、角钢和角钢等材料。 二、角焊缝强度计算公式 角焊缝的强度计算需要考虑多个因素，包括焊缝的截面面积、焊缝的抗剪强度、焊缝的抗拉强度等。以下是常用的角焊缝强度计算公式。 1. T型角焊缝的抗剪强度计算公式： τ = 0.7 × σw × L × h 其中，τ为角焊缝的抗剪强度，σw为焊缝金属的抗剪强度，L为焊缝的有效长度，h为焊缝的有效截面高度。 2. T型角焊缝的抗拉强度计算公式： σt = 0.7 × σw × L × s 其中，σt为角焊缝的抗拉强度，s为焊缝的有效截面宽度。 3. L型角焊缝的抗剪强度计算公式： τ = 0.7 × σw × L × h 其中，τ为角焊缝的抗剪强度，σw为焊缝金属的抗剪强度，L为焊缝的有效长度，h为焊缝的有效截面高度。 4. L型角焊缝的抗拉强度计算公式： σt = 0.7 × σw × L × s 其中，σt为角焊缝的抗拉强度，s为焊缝的有效截面宽度。 三、角焊缝强度计算实例 为了更好地理解角焊缝强度计算公式的应用，我们举一个实例进行说明。 假设有一道T型角焊缝，焊缝金属的抗剪强度为300MPa，焊缝的有效长度为50mm，焊缝的有效截面高度为10mm。根据上述公式，可以计算出该角焊缝的抗剪强度如下： τ = 0.7 × 300MPa × 50mm × 10mm = 10500N 设计用钢材强度值： 极限抗拉屈服强度强度设计值 强度最小值抗拉，压,弯抗剪端面承压 钢材序号构件钢号钢材厚度 fu fy f fv fce mm kN/cm2 kN/cm2 kN/cm2 kN/cm2 kN/cm2 Q235 16 37。5 23.5 21.5 12.5 32 16～40 37.5 22.5 20。5 12 32 40~60 37.5 21.5 20 11。5 32 60～100 37。5 20。5 19 11 32 Q345 16 47 34.5 31。5 18.5 41 16~35 47 32.5 30 17。5 41 35～50 47 29.5 27 15.5 41 50~100 47 27。5 25 14。5 41 设计用焊缝强度值 对接焊缝对接焊缝强度设计值 极限抗拉抗压焊缝质量为1、2级及3级抗剪角焊缝强 强度最小值时抗拉、抗弯强度设计值度设计值焊缝序号焊条型号钢材钢号钢材厚 度fu fwc fwt12 fwt3 fwv fwf mm kN/cm2 kN/cm2 kN/cm2 kN/cm2 kN/cm2 kN/cm2 1 E43xx Q235 16 37。5 21。5 21.5 18.5 12。5 16 2 16~40 37。5 20。5 20.5 17.5 12 16 3 40~60 37。5 20 20 17 11。5 16 4 60～100 37。 5 19 19 1 6 11 16 5 E50xx Q345 1 6 4 7 31。5 31。5 27 18。5 20 6 16~35 4 7 30 30 25.5 17.5 20 7 35～50 47 27 27 23 15。5 20 8 50～100 47 25 25 21 14。5 20 焊接方法为：自动焊、半自动焊、手工焊. 一个摩擦型高强度螺栓的抗剪承载力设计值表NbHv (单剪,单 位:kN） 高强度螺栓直径 d （mm） 螺栓序号螺栓等级螺栓钢号螺栓钢号16 20 22 24 27 30角焊缝的构造和计算
第三章连接课后习题参考答案
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