国外焊缝连接计算方法

第三章连接返回§3-3角焊缝的构造和计算3.3.1角焊缝的构造一、角焊缝的形式和强度角焊缝（fillet welds）是最常用的焊缝。

角焊缝按其与作用力的关系可分为：焊缝长度方向与作用力垂直的正面角焊缝；焊缝长度方向与作用力平行的侧面角焊缝以及斜焊缝。

按其截面形式可分为直角角焊缝（图3.3.1）和斜角角焊缝（图3.3.2）。

直角角焊缝通常做成表面微凸的等腰直角三角形截面（图3.3.1a）。

在直接承受动力荷载的结构中，正面角焊缝的截面常采用图3.3.1（b）所示的坦式，侧面角焊缝的截面则作成凹面式（图3.3.1c）。

图中的h f为焊角尺寸。

两焊脚边的夹角α＞90°或α＜90°的焊缝称为斜角角焊缝（图3.3.2）。

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。

传力线通过侧面角焊缝时产生弯折，应力沿焊缝长度方向的分布不均匀，呈两端大而中间小的状态。

焊缝越长，应力分布越不均匀，但在进入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。

正面角焊缝（图3.3.3b）受力较复杂，截面的各面均存在正应力和剪应力，焊根处有很大的应力集中。

这一方面由于力线的弯折，另一方面焊根处正好是两焊件接触间隙的端部，相当于裂缝的尖端。

经试验，正面角焊缝的静力强度高于侧面角焊缝。

国内外试验结果表明，相当于Q235钢和E43型焊条焊成的正面角焊缝的平均破坏强度比侧面角焊缝要高出35%以上（图3.3.4）。

低合金钢的试验结果也有类似情况。

由图3.3.4看出，斜焊缝的受力性能和强度介于正面角焊缝和侧面角焊缝之间。

二、角焊缝的构造要求1、最大焊脚尺寸为了避免烧穿较薄的焊件，减少焊接应力和焊接变形，角焊缝的焊脚尺寸不宜太大。

规范规定：除了直接焊接钢管结构的焊脚尺寸hf不宜大于支管壁厚的2倍之外，hf不宜大于较薄焊件厚度的1.2倍。

俄罗斯标准焊接接头系数是指焊接接头中每个焊缝的截面积与母材截面积的比值，也称为焊接接头系数或焊接接头强度系数。

这个系数反映了焊接接头的强度和稳定性，是评估焊接质量的重要指标之一。

在俄罗斯，焊接接头系数的计算方法是根据焊接方法和母材的材质来确定的。

不同的焊接方法和母材材质有不同的计算公式和方法。

例如，对于熔化极气体保护焊（GMAW）和金属极气体保护焊（GTAW），焊接接头系数的计算方法是基于焊缝的有效截面积和母材截面积的差值来计算的。

对于埋弧焊（SAW）和带极电渣焊（ESW），则根据焊缝的宽度和熔深来计算。

在评估焊接质量时，除了焊接接头系数外，还需要考虑其他因素，如焊缝的外观、内部缺陷、无损检测结果等。

这些因素综合起来可以评估焊接接头的质量和可靠性，从而确保焊接结构的安全性和稳定性。

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 50017-2003Ⅱ.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 wf 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板和引出板施焊时每条焊缝的长度计算时应减去2t附表1-1 焊缝的强度设计值敷金属的力学功能不低于《埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂》GB/T 5293—1999和《低合金钢埋弧焊用焊剂》GB/T 12470—2003中相干规定.2. 焊缝质量等级符合《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205—2001的规定.其中厚度小于8mm钢材的对接焊缝，不该采取超声波探伤确定焊缝质量等级.3. 对接焊缝在受压区的抗弯强度设计值取w c f ，在受拉区的抗弯设计值取w t f .4. 表中厚度系指计算点的钢材厚度，对轴心受拉和轴心受压构件系指截面中较厚板件的厚度. Ⅲ. 完整焊透的对接焊缝和T 形接头焊缝计算: 一、计算参数:N---轴心拉力： 3.000 KNθ---焊缝与轴线的夹角（0°< θ≤90°°l w---焊缝计算长度，为设计长度减2t(有引弧板时可不减)：3000.000 mmt---在对接接头中连接件的较小厚度；T形接头中为腹板的厚度：30.000 mm完整焊透的焊逢及其受力示意图二、焊缝强度校核钢材牌号：Q235钢焊缝质量等级：一级f W t---焊缝抗拉强度设计值: 205.000 N/mm2f W c---焊缝抗压强度设计值: 205.000 N/mm2f W v---焊缝抗剪强度设计值: 120.000 N/mm2焊接方法和焊条型号：主动焊、半主动焊和E43型焊条手工焊受力方式:轴向拉力正应力：σ=N*sinθ/t/l w=0.029 N/mm2σ≤f W t=205.000 N/mm2剪应力：τ=N*cosθ/t/l w=0.017 N/mm2τ≤f W v=120.000 N/mm2【焊缝强度设计值满足请求】。

第三章连接返回§3-2对接焊缝的构造和计算对接焊缝包括焊透的对接焊缝和T形对接与角接组合焊接（以下简称对接焊缝），以及部分焊透的对接焊缝和T形对接与角接组合焊缝。

由于部分焊透的对接焊缝的受力与角焊缝相似，将在下节中介绍。

3.2.1对接焊缝的构造对接焊缝（butt welds）的焊件常需做成坡口，故又叫坡口焊缝（groove welds）。

坡口形式与焊件厚度有关。

当焊件厚度很小（手工焊6mm，埋弧焊10mm）时，可用直边缝。

对于一般厚度的焊件可采用具有斜坡口的单边V形或V形焊缝。

斜坡口和根部间隙c共同组成一个焊条能够运转的施焊空间，使焊缝易于焊透；钝边p有托住熔化金属的作用。

对于较厚的焊件（t>20mm），则采用U形、K形和X形坡口（图 3.2.1）。

对于V形缝和U形缝需对焊缝根部进行补焊。

对接焊缝坡口形式的选用，应根据板厚和施工条件按现行标准《手工电弧焊焊接接头的基本形式与尺寸》和《埋弧焊焊接接头的基本型式与尺寸》的要求进行。

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（3.2.2），以使截面过渡和缓，减小应力集中。

在焊缝的起灭弧处，常会出现弧坑等缺陷，这些缺陷对承载力影响极大，故焊接时一般应设置引弧板和引出板（图3.2.3），焊后将它割除。

对受静力荷载的结构设置引弧（出）板有困难时，允许不设置引弧（出）板，此时，可令焊缝计算长度等于实际长度减2t（此处t为较薄焊件厚度）。

3.2.2对接焊缝的计算对接焊缝的强度与所用钢材的牌号、焊条型号及焊缝质量的检验标准等因素有关。

如果焊缝中不存在任何缺陷，焊缝金属的强度是高于母材的。

全由于焊接技术问题，焊缝中可能有气孔、夹渣、咬边、未焊透等缺陷。

实验证明，焊接缺陷对受压、受剪的对接焊缝影响不大，故可认为受压、受剪的对接焊缝与母材强度相等，但受拉的对接焊缝对缺陷甚为敏感。

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.4.2.最大焊脚尺.贴边处满.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.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....h.——角焊缝有效厚度....l.——角焊缝计算长度，每条角焊缝取实际长度减10mm（每端减5mm）.ff.——角焊缝强度设计值.b.——系数，对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构，b.=1.22，直接承受动力荷载b.=1.0。