焊缝抗剪强度计算

钢结构连接、钢结构强度稳定性、钢筋支架、格构柱计算◆钢结构连接计算一、连接件类别不焊透的对接焊缝二、计算公式1．在通过焊缝形心的拉力，压力或剪力作用下的焊缝强度按下式计算：2．在其它力或各种综合力作用下，σf，τf共同作用处。

式中N──-构件轴心拉力或轴心压力，取 N＝100N；lw──对接焊缝或角焊缝的计算长度，取lw=50mm；γ─-作用力与焊缝方向的角度γ=45度；σf──按焊缝有效截面(helw)计算，垂直于焊缝长度方向的应力；hf──较小焊脚尺寸，取 hf=30mm；βt──正面角焊缝的强度设计值增大系数；取1；τf──按焊缝有效截面计算，沿焊缝长度方向的剪应力；Ffw──角焊缝的强度设计值。

α──斜角角焊缝两焊脚边的夹角或V形坡口角度；取α=100度。

s ──坡口根部至焊缝表面的最短距离，取 s=12mm；he──角焊缝的有效厚度，由于坡口类型为V形坡口，所以取he=s=12.000mm.三、计算结果1. 正应力：σf=N×sin(γ)/(lw×he)=100×sin(45)/(50×12.000)=0.118N/mm2；2. 剪应力：τf=N×cos(γ)/(lw×he)=100×cos(45)/(50×12.000)=0.118N/mm2；3. 综合应力：[(σf/βt)2+τf2]1/2=0.167N/mm2；结论:计算得出的综合应力0.167N/mm2≤对接焊缝的强度设计值ftw=10.000N/mm2，满足要求！◆钢结构强度稳定性计算一、构件受力类别：轴心受弯构件。

二、强度验算：1、受弯的实腹构件，其抗弯强度可按下式计算：Mx/γxWnx + My/γyWny ≤ f式中 Mx，My──绕x轴和y轴的弯矩，分别取100.800×106 N·mm,10.000×106 N·mm；γx, γy──对x轴和y轴的截面塑性发展系数，分别取 1.2,1.3；Wnx,Wny──对x轴和y轴的净截面抵抗矩,分别取 947000 mm3,85900 mm3；计算得：Mx/(γxWnx)+My/(γyWny)=100.800×106/(1.2×947000)+10.000×106/(1.3×85900)=178.251 N/mm2受弯的实腹构件抗弯强度=178.251 N/mm2 ≤抗弯强度设计值f=215N/mm2，满足要求！2、受弯的实腹构件，其抗剪强度可按下式计算：τmax = VS/Itw ≤ fv式中V──计算截面沿腹板平面作用的剪力,取V=10.300×103 N；S──计算剪力处以上毛截面对中和轴的面积矩,取 S= 947000mm3；I──毛截面惯性矩,取 I=189300000 mm4；tw──腹板厚度,取 tw=8 mm；计算得：τmax = VS/Itw=10.300×103×947000/(189300000×8)=6.441N/mm2受弯的实腹构件抗剪强度τmax =6.441N/mm2≤抗剪强度设计值fv = 175 N/mm2，满足要求！3、局部承压强度计算τc = φF/twlz ≤ f式中φ──集中荷载增大系数，取φ=3；F──集中荷载,对动力荷载应考虑的动力系数，取 F=0kN；tw──腹板厚度,取 tw=8 mm；lz──集中荷载在腹板计算高度上边缘的假定分布长度，取lz=100(mm)；计算得：τc = φF/twlz =3×0×103/(8×100)=0.000N/mm2局部承压强度τc =0.000N/mm2≤承载力设计值f = 215 N/mm2，满足要求！4、在最大刚度主平面内受弯的构件，其整体稳定性按下式计算：Mx/φbWx ≤ f式中Mx──绕x轴的弯矩，取100.8×106 N·mm；φb──受弯构件的整体稳定性系数,取φb= 0.9；Wx──对x轴的毛截面抵抗矩Wx,取 947000 mm3；计算得：Mx/φbwx = 100.8×106/(0.9×947000)=118.268 N/mm2≤抗弯强度设计值f= 215 N/mm2，满足要求！5、在两个主平面受弯的工字形截面构件，其整体稳定性按下式计算：Mx/φbWx + My/γyWny ≤ f式中 Mx，My──绕x轴和y轴的弯矩，分别取100.8×106 N·mm,10×106 N·mm；φb──受弯构件的整体稳定性系数,取φb= 0.9；γy──对y轴的截面塑性发展系数，取 1.3；Wx,Wy──对x轴和y轴的毛截面抵抗矩,分别取 947000 mm3, 85900 mm3；Wny──对y轴的净截面抵抗矩,取 85900 mm3计算得：Mx/φbwx +My/ γyWny =100.8×106/(0.9×947000)+10×106/(1.3×85900)=207.818 N/mm2≤抗弯强度设计值f=215 N/mm2，满足要求！◆钢筋支架计算公式一、参数信息钢筋支架（马凳）应用于高层建筑中的大体积混凝土基础底板或者一些大型设备基础和高厚混凝土板等的上下层钢筋之间。

对接焊缝的构造和计算用对接焊缝连接的板件常需把焊接的边缘加工成各种形式的坡口，因此对接焊缝又称为坡口焊缝。

对接焊缝按是否焊透可分为焊透的和部分焊透的两种。

焊透的对接焊缝强度高，受力性能好，故一般均采用焊透的对接焊缝。

只有当板件较厚而内力较小或甚至不受力时，才可采用部分焊透的对接焊缝，以省工省料和减小焊接变形。

但由于它们未焊透，应力集中和残余应力严重，对于直接承受动力荷载的构件不宜采用。

以下仅对焊透的对接焊缝的构造和计算加以详细论述。

一、对接焊缝的构造对接焊缝坡口的形式与尺寸应根据焊件厚度和施焊条件来确定，以保证焊缝质量、便于施焊和减小焊缝截面为原则。

一般由制造厂结合工艺条件并根据国家标准来确定。

（一）对接焊缝坡口的基本形式对接焊缝的坡口形式有I形（即不开坡口或垂直坡口）、单边V形、V形、J形、U形、K形和X形等（图2-11）。

各种坡口中，沿板件厚度方向通常有高度为p间隙为b的一段不开坡口，称为钝边，焊接从钝边处（根部）开始。

当采用手工焊时，若焊件厚度很小（t≤10mm），可采用不切坡口的I形缝（图2-11a）。

对于一般厚度（t=10~20mm）的焊件，可采用有斜坡口的带钝边单边V形缝或V形缝（图2-11b、c），以便斜坡口和焊缝跟部共同形成一个焊条能够运转的施焊空间，使焊缝易于焊透。

焊件更厚（t >20mm）时，应采用带钝边U形缝或X形缝（图2-11e、g）。

其中V 形和U形坡口焊缝需正面焊好后再从背面清根补焊（封底焊缝），X形坡口焊缝需从两面施焊。

用U形或X形坡口与用V形坡口相比可减少焊缝体积。

U形坡口加工困难，X形坡口加工较简单，焊缝体积也较小，常用于有翻转条件的焊件，以便从两面施焊。

在T形或角接头中以及对接接头一边板件不便开坡口时，可采用单边V形、J形或K 形坡口（图2-11b、d、g）。

若受装配条件限制间隙过大时，仍可采用上述坡口，但在坡口下面需预设垫板，如图3-11（h）阻止熔化金属流淌和使根部焊透。

焊缝抗剪强度计算
一、焊缝抗剪强度
焊缝抗剪强度是指沿轴向方向上，将焊缝施加梁顶端的端头载荷，焊缝所承受的最大拉拔应力强度，是衡量焊接结构的剪切强度的重要参数。

焊缝的抗剪强度取决于焊缝的尺寸、形状、材料种类和焊接工艺等。

考虑焊缝的承载力，即焊缝头部弯曲和弯起；焊缝的抗剪强度主要取决于焊接材料的强度，焊缝形状，焊接缝宽和焊道宽度。

（1）焊接接头的抗剪强度为：
σts=K1·K2·K3·σb·[1+(h/2b)·(M/σb–1)]
其中：σts，焊接接头的抗剪强度；K1、K2、K3，焊接接头的规格系数；σb，焊接接头材料单位块的抗拉应力；h，焊接接头的宽度（也称焊道宽度）；b，焊接接头焊缝缝口的宽度；M，焊接接头厚度。

（2）焊接接头的规格系数的计算：
K1=0.6+0.4·（2h/b）
K2=1+0.03·[(h-1)/b]
K3=1-0.01·[(M-2h)/b]
（1）当焊缝头部弯起高度h≤20mm时，焊缝的抗剪强度σts为：σts=K1·K2·K3·σb·[1+(h/2b)·(M/σb–0.6)]
（2）当焊缝头部弯起高度h≥20mm时。

1、新工人必须参加入场安全教育，考试合格后方可上岗。

2 ?进入施工现场必须佩戴安全帽?3 ?进入施工现场必须遵守安全生产六大纪律?4、作业时必须根据作业要求。

佩戴防护用品，施工现场不得穿拖鞋、高跟鞋等，衣着要灵便，严禁酒后作业，高处作业必须系好安全带，严禁向下拋掷工具材料。

5、必须掌握必要的施工知识，并经考试合格，持证上岗，在准许的工作范围内作业。

6、雨、雪及风力六级以上（含六级）等恶劣天气后应对供电线路、用电设施进行检查，确认安全后方可使用。

7、施工用的电动机械和设备均须接地或接零并实行二级漏电保护，绝对不允许使用破损的电线和电缆，严防设备漏电。

8、熟练掌握触电紧急救护方法，发生事故后应采取措施，抢救伤员，并及时报告。

9、施工中用的机具应经常检查、保养，发现不正常时，应及时修理或更换。

10、使用运输工具时应检查是否存在隐患，经过检查，合格后方可使用。

11、采用垂直运输设备上料时，严禁超载。

运料小车的车把严禁伸出笼外，小车必须加车挡，各楼层防护门随时关闭。

12、材料应堆放整齐，不得任意乱放。

13、施工时还应注意防火，提供必要的灭火设备和防火监护人员。

动火作业前应先办理动火令,取得后方可进行动火作业。

1、新工人必须参加入场安全教育，考试合格后方可上岗。

2 ?进入施工现场必须佩戴安全帽?3 ?进入施工现场必须遵守安全生产六大纪律?4、作业时必须根据作业要求。

佩戴防护用品，施工现场不得穿拖鞋、高跟鞋等，衣着要灵便，严禁酒后作业，高处作业必须系好安全带，严禁向下拋掷工具材料。

5、必须掌握必要的施工知识，并经考试合格，持证上岗，在准许的工作范围内作业。

6、雨、雪及风力六级以上（含六级）等恶劣天气后应对供电线路、用电设施进行检查，确认安全后方可使用。

7、施工用的电动机械和设备均须接地或接零并实行二级漏电保护，绝对不允许使用破损的电线和电缆，严防设备漏电。

8、熟练掌握触电紧急救护方法，发生事故后应采取措施，抢救伤员，并及时报告。

图1 圆钢与平板或圆钢之间的焊缝焊缝的验算圆钢与平板（钢板或型钢的平板部分）、圆钢与圆钢之间的侧面角焊缝（图1），其抗剪强度应按下式计算：()/w f e w f N h l f τ=≤式中 N ——作用在连接处的轴心力设计值；l w ——焊缝的计算长度总和（每段减去焊10mm ）；h e ——角焊缝的有效厚度：对圆钢与平板的连接h e ＝0.7 h f ，对圆钢与圆钢的连接h e ＝0.1（d 1＋2 d 2)－a ，其中d 1，d 2为大圆钢和小圆钢的直径，a 为焊缝表面至两个圆钢公切线的距离； w f f ——角焊缝强度设计值（考虑相应规定的折减系数0.85、0.95等）。

上述两种焊缝一般在根部都存在着一定的缝隙，所取h e 值是在焊缝未熔透部分深度分别为0.3倍圆钢直径、0.18倍平均直径基础上建立的。

图3圆钢腹杆连接焊缝的计算轻型钢屋架中的圆钢腹杆通常做成连续弯折的蛇形、V 形或W 形（图2），与上、下弦杆交接处直接相焊(图3)。

一般采用双面周围角焊缝，计算时则通常简化为只考虑侧面角焊缝但不再减去焊口10mm （图3a 、b ）。

计算焊缝强度时应考虑顺焊缝长度方向的内力N 、垂直于焊缝长度方向的内力V 和偏心弯矩M ，验算其合成应力是否满足设计要求：w f f f τ= 由于轻型钢屋架只用于承受静力荷载或间接动力荷载，故取2 1.5( 1.22)f f ββ==。

上述计算时焊缝内力N 、V 按实际情况计算，M 一般取各腹杆内力对焊缝形心点的偏心力矩。

例如对图3a 的情况为：()11224311221122cos cos cos sin sin sin sin sin /2N N N N N N F V N N V F M N N l αααααααα =+=−+ =−= =+ 或 或对图3b 左侧情况为：()111111111cos sin sin /2w N N V N M Ve N l l ααα = = ==−。

钎焊缝抗剪强度要求
钎焊是一种常见的金属连接工艺，它在许多行业中被广泛应用。

在进行钎焊时，我们需要关注钎焊缝的抗剪强度要求，以确保连接
的牢固性和安全性。

首先，钎焊缝的抗剪强度要求是指在受到剪切力作用时，钎焊
缝能够承受的最大剪切应力。

这项指标对于工程结构的安全性至关
重要。

一般来说，抗剪强度要求是根据具体的工程应用和材料性能
来确定的。

在实际应用中，钎焊缝的抗剪强度要求通常由国家标准或行业
标准来规定。

这些标准通常包括了材料的选择、钎焊工艺的要求、
检测方法等内容。

例如，对于航空航天领域的钎焊连接，抗剪强度
要求通常非常严格，需要经过严格的质量控制和检测。

在进行钎焊工艺时，我们需要严格按照相关标准和规范进行操作，以确保钎焊缝的抗剪强度能够满足要求。

这包括选择合适的钎
焊材料、控制钎焊温度和时间、采用适当的焊接工艺等。

此外，还
需要进行必要的质量检测，如拉伸试验、剪切试验等，以验证钎焊
缝的抗剪强度是否符合要求。

总之，钎焊缝的抗剪强度要求是确保钎焊连接安全可靠的重要指标。

在实际应用中，我们需要严格遵守相关标准和规范，采取必要的措施来保证钎焊缝的抗剪强度满足要求，从而确保工程结构的安全性和可靠性。

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 ：6.649160290107.021=⨯⨯⨯⨯=N KN KN N N 99965.06.64965.01≈== 二、一个螺栓的抗剪承载力设计值为：63.509.0==P n N f b V μKN 54.54100450610030000222211≈⨯+⨯⨯=+⋅=∑∑i i T x y x y T N 27.2710045065038000222211≈⨯+⨯⨯=+⋅=∑∑ii T y y x x T N 67.166/100/1≈==n V N V y ()()()04.7067.1627.2754.5422211211≈++=++=V y T y T x N N N N ＞6.50=b V N KN 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 2322n =140010[(835041217.5)]189215N A N mm f N mm σ=⨯-⨯⨯=<=满足要求。

2.整体稳定性及刚度 λx =l ox /i x =400/14.1=28.4＜[λ]=15040014.128.4[]150x ox x l i λλ===<=λy =l oy /i y =200/2.64=75.8＜[λ]=1502002.6475.8[]150y oy y l λλ===<=对x 和y 轴都属b 类，由λx 查φx =0.893N/(φx A)=1400×103/(0.893×8350)=233N/mm 2>f =215N/mm 2322()1400108350)233215x N A N mm f N mm φ=⨯⨯=>= 不满足要求。

常见的钢结构计算公式钢结构是一种常用的建筑结构材料，其计算需要依靠一系列的公式和规范，以下是常见的钢结构计算公式：1.剪力传递与承载能力计算公式：-剪力传递能力：V=φVc+Vs≤Vn其中，V是设计剪力，Vc是混凝土全截面抗剪承载力，Vs是钢筋抗剪承载力，Vn是剪力承载力。

2.弯矩传递与承载能力计算公式：-弯矩传递能力：M=φMn≤Mu其中，M是设计弯矩，Mn是截面弯矩承载能力，Mu是弯矩承载能力。

3.抗弯承载力计算公式：-单轴受拉抗弯承载力：Mn=Fy*Zx其中，Mn是截面弯矩承载能力，Fy是钢材屈服强度，Zx是截面模量。

-双轴受拉抗弯承载力：Mn=Fy*Sx其中，Mn是截面弯矩承载能力，Fy是钢材屈服强度，Sx是截面模量。

-压弯承载力：Mn=Fy*Zx*γm0其中，Mn是截面弯矩承载能力，Fy是钢材屈服强度，Zx是截面模量，γm0是抗弯承载力的安全系数。

4.柱计算公式：-压力计算：Pn=Ag*Fc其中，Pn是柱的承载力，Ag是柱的截面面积，Fc是钢材的屈服强度。

-压弯组合计算：Pn=Ag*Fc+Mn/(h/2)其中，Pn是柱的承载力，Ag是柱的截面面积，Fc是钢材的屈服强度，Mn是柱的弯矩承载力，h是柱的高度。

5.焊接计算公式：-焊缝的承载能力：Fu=φFv*L*(2*τ)≤Vm其中，Fu是焊缝的承载能力，Fv是焊缝的强度，L是焊缝的长度，τ是应力分布系数，Vm是焊缝的抗剪强度。

6.疲劳强度计算公式：-疲劳强度寿命：N=(C*W*f*10^6/S)^b其中，N是疲劳强度寿命，C是修正系数，W是应力幅值，f是应力范围系数，S是疲劳曲线切割系数，b是曲线的斜率。

7.延性指数计算公式：-延性指数：μ=ΔL/L其中，μ是延性指数，ΔL是材料的延伸增量，L是材料的原始长度。

8.钢结构设计抗震计算公式：-设计基本剪力：Vb=C*W其中，Vb是设计基本剪力，C是抗震设防烈度系数，W是活载和地震作用产生的重力荷载。