焊缝连接设计计算

铝板幕墙焊缝设计计算钢角码与预埋件间采用三边围焊连接，每个水平焊缝长度为L h=80mm, 竖向焊缝长度为L v = 120mm, 焊脚尺寸h f=7mm, 钢角码厚度 t = 7mm。

焊缝所受的内力设计值如下：竖框所受的水平线荷载设计值为：q＝(1.0×1.4×W k＋0.6×1.3×q Ek)×B＝(1×1.4×1.515＋0.6×1.3×.095)×1＝2.195KN/m则每个钢角码焊缝所受的内力为：剪力V＝1.2·t·γ板·1.1·B·L/2＝1.2×4×27×1.1×1×3.3/2＝235.6N轴力N＝q×L/2＝2.195×3.3×103/2＝3621.8N式中：γ板——板的密度，取27 KN/m3t ——板的总厚度 mm；焊缝计算焊缝计算厚度为： h e＝0.7·h f＝0.7×7＝4.9mm根据规范对围焊在计算时需在端点减去h f，则实际计算焊缝的宽度为：b0=b-h f=80-7=73，钢角码及焊缝所围成的区域如下图所示：竖框与钢角码连接螺栓距焊缝形心点距离为：e＝200 mme f＝b0-b02/(2·b0+h)+h f＝73-732/(2×73+120)+7＝59.966 mm焊缝所围区域的几何特性为：焊缝总面积 A＝h e×(h＋2·b0)＝4.9×(120＋2×73)＝ 1303.4 mm2对形心点的惯性矩和极惯性矩为：I x＝h3·h e/12＋b0·h2·h e/2＝1203×4.9/12＋73×1202×4.9/2＝ 3281040mm4I y＝2·h e·[(e f-h f)3＋(b-e f)3]/3+h·h e·(b-e f)2＝2×4.9×[(59.966-7)3+(80-59.966)3]/3+120×4.9×(80-59.966)2＝ 747663.4mm4I p＝I x+I y＝3281040+747663.4＝ 4028704mm4把与竖框连接螺栓点部位所受的反力移到形心点，则形心点所受内力为：N＝3621.8V＝235.6形心点的弯距为：M x＝V·e＝235.6×200＝47120N·mmM y＝N·e f＝3621.8×59.966＝217184.9N·mmM z＝V·e f＝235.6×59.966＝14127.99N·mm根据分析认为焊缝最危险点为图中的A、B两点A、B两点到形心点的距离分别为：r a＝[e f2+(h/2)2]0.5＝[59.9662+(120/2)2]0.5＝84.829mmr b＝[(b-e f)2+(h/2)2]0.5＝[(80-59.966)2+(120/2)2]0.5＝63.256mmA点所受正应力和剪应力分别为：σ＝N/A+M x·h/2/I x+M y·e f/I y＝3621.8/1303.4+47120×120/2/3281040+217184.9×59.966/747663. 4＝21.06N/mm2τ＝M z·r a/I p＝14127.99×84.829/4028704＝.297N/mm2B点所受正应力和剪应力分别为：σ＝N/A+M x·h/2/I x+M y·(b-e f)/I y＝3621.8/1303.4+47120×120/2/3281040+217184.9×(80-59.966)/74 7663.4＝9.46N/mm2τ＝{(M z·r b/I p)2+[V/(h·h e)]2}0.5＝{(14127.99×63.256/4028704)2+[235.6/(120×4.9)]2}0.5＝.458N/mm2这里认为剪力主要由向焊缝承担焊缝所采用的焊条为E43型手工焊条，则角焊缝的抗拉、抗压和抗剪许可强度为160MPa，因此由上计算结果可知，焊缝强度满足要求。

常用焊缝计算书一、 轴力、剪力作用下的角焊缝计算1. 角焊缝强度计算焊缝受力示意图F: 通过焊缝中心作用的轴向力:23kNθ: 轴向力与焊缝长度方向的夹角为45°N: 垂直于焊缝方向的分力V: 平行于焊缝方向的分力hf:角焊缝的焊脚尺寸为6mmlw:角焊缝的计算长度为100mm焊缝受力示意图Af:角焊缝有效截面面积βf:正面角焊缝(端焊缝)的强度设计增大系数，对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构取1.22；对直接承受动力荷载的结构取1.0 fwt:角焊缝的强度设计值取160N/mm2N = F×sinθ= 23×sin45×103=16263.5NV = F×cosθ= 23×cos45×103=16263.5NAf = 0.7×hf×(lw-10)= 0.7×6×(100-10)=378mm2ft=(NAf×βf)2+(VAf)2×0.5=(16263.5378×1.22)2+(16263.5378)2×0.5=27.8158N/mm2≤fwt=160N/mm2焊缝强度满足要求二、 轴力作用下的角钢连接的角焊缝计算1. 角焊缝强度计算焊缝受力示意图N: 通过焊缝中心作用的轴向力:20kNhf:角焊缝的焊脚尺寸为6mm角焊缝采用双不等肢短肢角钢三面围焊连接方式lw1:角钢的肢背焊缝长度90mmlw2:角钢的肢尖焊缝长度75mmb:角钢的肢宽45mmβf:正面角焊缝(端焊缝)的强度设计增大系数，对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构取1.22；对直接承受动力荷载的结构取1.0 fwt:角焊缝的强度设计值取160N/mm 2N3:角钢肢宽分配荷载N3=0.7×hf ×b ×fwt ×βf45m m 焊缝受力示意图=0.7×6×45×160×1.22×10-3=36.8928kNk1 :角钢肢背内力分配系数查表取0.75 k2 :角钢肢尖内力分配系数查表取0.25 N1 :角钢肢背承受的轴心力N1=k1×N/2-0.5×N3=0.75×20/2-0.5×36.8928=-10.9464kN<0 故取0kNN2=k2×N/2-0.5×N3=0.25×20/2-0.5×36.8928=-15.9464kN<0 故取0kN分别计算各条焊缝的强度ft1=N10.7×hf×(lw1-10)=0×1030.7×6×(90-10)=0N/mm2≤fwt=160N/mm2ft2=N20.7×hf×(lw2-10)=0×1030.7×6×(75-10)=0N/mm 2 ≤fwt=160N/mm 2焊缝强度满足要求三、 弯矩轴力剪力作用下的角焊缝计算1. 角焊缝强度计算(1).焊缝受力示意图(2).焊缝形心至竖向焊缝距离x2x2=0.7×hf ×⎝ ⎛⎭⎪⎫2×(L-5)×L-520.7×hf ×()2×(L-5)+B=(120-5)22×(120-5)+80=42.6613x1=L-5-x2=72.3387(3).焊缝几何特征焊缝受力示意图L :焊缝水平长度120mmB :焊缝竖向长度80mmhf:焊缝高度6mmAf:焊缝面积Af=0.7×hf ×[2×(L-5)+B]=0.7×6×[2×(120-5)+80]=1302mm 2Ix:焊缝计算截面对x 轴的惯性矩Ix=⎝ ⎛⎭⎪⎫2×()L-5×⎝ ⎛⎭⎪⎫B 22+112×B 3×0.7×hf =⎝ ⎛⎭⎪⎫2×()120-5×⎝ ⎛⎭⎪⎫8022+112×803×0.7×6 =1.7248e+006mm 4Iy:焊缝计算截面对y 轴的惯性矩Iy=⎝ ⎛⎭⎪⎫2×⎝ ⎛⎭⎪⎫112×(L-5)3+(L-5)×⎝ ⎛⎭⎪⎫x2 - L-522+B ×x22×0.7×hf =⎝ ⎛⎭⎪⎫2×⎝ ⎛⎭⎪⎫112×(120-5)3+(120-5)×⎝ ⎛⎭⎪⎫42.6613 - 120-522+80×42.66132×0.7×6=1.88883e+006mm 4J:焊缝计算截面对形心的惯性矩J=Ix + Iy=3.61363e+006mm 4(4).焊缝应力计算βf:正面角焊缝(端焊缝)的强度设计增大系数，对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构取1.22；对直接承受动力荷载的结构取1.0 fwt:角焊缝的强度设计值取160N/mm 2从焊缝应力分布来看，最危险点为“1”，“2”两点“1”点的焊缝应力：τn1=N Af=10×1031302=7.68049N/mm 2σv1=V Af=10×1031302=7.68049N/mm 2τmx1=M ×ry J=4×40×1063.61363e+006=44.2768N/mmσmy1=M ×x1J=4×72.3387×1063.61363e+006=80.0732N/mm 2σ1=⎝ ⎛⎭⎪⎫σv1+σmy1βf 2+()τn1+τmx12 =⎝ ⎛⎭⎪⎫7.68049+80.07321.222+()7.68049+44.27682 =88.7321N/mm 2 ≤fwt=160N/mm 2 “2”点的焊缝应力： σn2=N Af=10×1031302=7.68049N/mm 2 τv2=V Af=10×1031302=7.68049N/mm 2σmx2=M ×ry J=4×40×1063.61363e+006=44.2768N/mmτmy2=M ×x2J=4×42.6613×1063.61363e+006=47.2227N/mm 2σ2=⎝ ⎛⎭⎪⎫σn2+σmx2βf 2+()τv2-τmy22 =⎝ ⎛⎭⎪⎫7.68049+44.27681.222+()7.68049-47.22272 =58.1147N/mm 2 ≤fwt=160N/mm 2 所以，焊缝强度满足要求。

几种常用焊接焊缝计算书常用焊缝计算书一、轴力、剪力作用下的角焊缝计算1.角焊缝强度计算角焊缝受力示意图如下：通过焊缝中心作用的轴向力为F=23kN，轴向力与焊缝长度方向的夹角为45°，垂直于焊缝方向的分力为N，平行于焊缝方向的分力为V。

角焊缝的焊脚尺寸为6mm，计算长度为100mm，有效截面面积为Af，正面角焊缝的强度设计增大系数βf取1.22.角焊缝的强度设计值fwt取160N/mm2，则根据公式计算得到焊缝强度ft为27.8158N/mm2，小于fwt，满足要求。

二、轴力作用下的角钢连接的角焊缝计算1.角焊缝强度计算角焊缝受力示意图如下：通过焊缝中心作用的轴向力为N=20kN，角焊缝的焊脚尺寸为6mm，角钢的肢宽为45mm。

角焊缝采用双不等肢短肢角钢三面围焊连接方式，角钢的肢背焊缝长度为90mm，肢尖焊缝长度为75mm。

正面角焊缝的强度设计增大系数βf取1.22，角焊缝的强度设计值fwt取160N/mm2.根据公式计算得到角钢肢宽分配荷载N3为36.8928kN，角钢肢背内力分配系数k1查表取0.75，角钢肢尖内力分配系数k2查表取0.25.角钢肢背承受的轴心力N1为0，角钢肢尖承受的轴心力N2为-10.9464kN，取0.经计算，角焊缝强度满足要求。

根据计算结果，角焊缝的强度满足要求。

具体来说，根据弯矩轴力剪力作用下的角焊缝计算，首先需要计算各条焊缝的强度。

针对第一条焊缝N1，其强度计算公式为ft1=0.7×hf×(lw1-10)×103，代入实际参数后得到结果为0N/mm2≤fwt=160N/mm2.同理，对于第二条焊缝N2，其强度计算公式为ft2=0.7×hf×(lw2-10)×103，代入实际参数后得到结果为0N/mm2≤fwt=160N/mm2.因此，可以得出结论：焊缝强度满足要求。

接下来，需要进行焊缝几何特征的计算。

焊缝的强度、定额计算二 焊缝的强度计算角焊缝的计算断面，在角焊缝截面的最小高度上，其值等于内接三角形高度a （计算高度）。

K Ka7.02= 余高和个量熔深对接头强度没有影响，对埋弧焊CO 2气保护的熔深较大应考虑。

计算断面：δ=（K+P ）cos45° 当K ≤8mm δ可取等于K 当K ＞8mm 可取P=3mm ⑴ 对接接头的静载荷强度计算a 不考虑焊缝的的余高（基本金属的强度即为焊缝的强度，计算公式通用）b 焊缝的计算长度=实际长度c 计算厚度时取薄板一侧d 焊缝金属的许用应力与基本金属相等，不必进行强度计算 A 受拉或受压受拉时 []'≤=t L Ft σδσ1 受压时 []'≤=p L Fp σδσ1F ：接头所受的拉力或压力（N ） L ：焊缝长度(mm)δ1 接头中较薄板的厚度σt 、σp 接头受拉或受压焊缝中所承受的应力（Mpa ） ［σt ′］焊缝受拉或弯曲时的许用应力（Mpa ） ［σp ′］焊缝受压时的许用应力（Mpa ） 例1：两块板厚5mm ，宽为500mm 的钢板，对接在一起，两端受到284000N 拉力，材料为Q235-A ，［σt ′］=142MPa ，试校核其焊缝强度？已知：δ=5mm ，焊缝长度L=500mm ，F=28400N ，［σt ′］=142MPa ，求σt ＜［σt ′］ 解：[]Mpa t Mpa ＜L F t 1426.11355002840001='=⨯==σδσ∴该对接接头焊缝强度满足要求，结构工作是安全的注：1)单位化为mm ；2）应有校核的结论Bτ:接头焊缝中所承受的切应力（Mpa ） Q ： 接头所受的剪切力［τ′］：焊缝许用的剪切应力（Mpa ） 例2两块板厚为10mm 的钢板对接，焊缝受到29300N 的切力，材料为Q235，试设计焊缝的长度？已知：δ1=10mm ，Q=29300N ，［τ′］=98 Mpa 。

平盖与筋板焊缝长度摘要：一、平盖与筋板焊缝长度的计算方法二、焊缝长度在实际应用中的重要性三、如何优化焊缝长度以提高焊接效果正文：平盖与筋板焊缝长度在焊接工程中是一个重要的参数，它直接影响到焊接质量、效率以及成本。

在本文中，我们将详细介绍平盖与筋板焊缝长度的计算方法，以及其在实际应用中的重要性。

同时，我们还将探讨如何优化焊缝长度以提高焊接效果。

一、平盖与筋板焊缝长度的计算方法焊缝长度的计算通常采用以下公式：焊缝长度= 实际长度- 2 × 焊缝厚度在计算对接焊缝的长度时，需要注意以下几点：1.当未采用引弧板时，每条焊缝的长度应取实际长度减去2倍的焊缝厚度。

2.如遇圆弧，焊缝长度的计算从1/2板厚处的圆弧长度开始。

二、焊缝长度在实际应用中的重要性1.影响焊接质量：焊缝长度直接关系到焊接接头的质量，过长或过短的焊缝都可能导致焊接缺陷，如焊缝凹陷、焊渣未清除等。

2.影响焊接效率：合适的焊缝长度可以提高焊接速度，减少焊接时间，提高生产效率。

3.影响焊接成本：焊缝长度的合理控制可以降低焊接成本，避免因焊接缺陷导致的返工、修复等额外费用。

三、如何优化焊缝长度以提高焊接效果1.严格按照焊接工艺规程进行焊接，控制焊缝长度在合理范围内。

2.调整焊接电流、电压、焊接速度等参数，以适应不同的焊接部位和材料。

3.采用引弧板技术，减少焊缝长度的不稳定性。

4.加强焊接过程中的监测，确保焊缝质量符合要求。

总之，平盖与筋板焊缝长度的合理控制对焊接质量、效率和成本具有重要的意义。

通过对焊缝长度的优化，可以提高焊接效果，减少焊接缺陷，提高生产效率，降低成本。

钢结构的焊接连接钢结构的连接方法可分为焊缝连接、螺栓连接和铆钉连接三种。

焊接连接是现代钢结构最主要的连接方法。

它的优点是：〔1〕焊件间可直接相连，构造简单，制作加工方便；〔2〕不削弱截面，用料经济；〔3〕连接的密闭性好，结构刚度大；〔4〕可实现自动化操作，提高焊接结构的质量。

缺点是：〔1〕在焊缝附近的热影响区内，钢材的材质变脆；〔2〕焊接残余应力和变形使受压构件承载力降低；〔3〕焊接结构对裂纹很敏感，低温时冷脆的问题较为突出。

一、焊缝的形式1．角焊缝图 1 直角角焊缝截面图 2 斜角角焊缝截面角焊缝按其截面形式可分为直角角焊缝和斜角角焊缝。

两焊脚边的夹角为90°的焊缝称为直角角焊缝，直角边边长h f 称为角焊缝的焊脚尺寸，h e h f 为直角角焊缝的计算厚度。

斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中。

对于夹角大于135°或小于60°的斜角角焊缝，不宜用作受力焊缝〔钢管结构除外〕。

2．对接焊缝对接焊缝的焊件常需加工成坡口，故又叫坡口焊缝。

焊缝金属填充在坡口内，所以对接焊缝是被连接件的组成部分。

坡口形式与焊件厚度有关。

当焊件厚度很小〔手工焊≤t 6mm ，埋弧焊≤t 10mm 〕时，可用直边缝。

对于一般厚度〔t=10～20mm 〕的焊件可采用具有斜坡口的单边V 形或V 形焊缝。

斜坡口和离缝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。

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《建筑结构焊接规程》的要求进行。

凡T形，十字形或角接接头的对接焊缝称之为对接与角接组合焊缝。

图3 对接焊缝的坡口形式3．焊缝质量检验《钢结构工程施工质量验收标准》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。

钢结构连接计算公式总汇1：钢结构连接计算公式总汇本旨在提供钢结构连接计算公式的总汇，以便工程师在进行钢结构计算设计时能够准确、高效地进行连接设计。

以下是各类常用的钢结构连接计算公式详细细化。

1. 强度计算公式1.1 焊缝强度计算公式在焊缝连接设计中，可以使用以下强度计算公式：σ = k1 × k2 × k3 × α × A其中，σ为焊缝的强度；k1为材料强度的修正系数；k2为焊缝形状的修正系数；k3为焊缝质量的修正系数；α为焊缝强度的系数；A为焊缝的有效截面积。

1.2 螺栓强度计算公式在螺栓连接设计中，可以使用以下强度计算公式：σ = k1 × k2 × α × A其中，σ为螺栓的强度；k1为材料强度的修正系数；k2为螺栓形状的修正系数；α为螺栓强度的系数；A为螺栓的有效截面积。

2. 刚度计算公式2.1 焊缝刚度计算公式焊缝连接的刚度计算可以使用以下公式：k = k1 × k2 × k3 × α × E × I / L 其中，k为焊缝的刚度；k1为材料刚度的修正系数；k2为焊缝形状的修正系数；k3为焊缝质量的修正系数；α为焊缝刚度的系数；E为材料的弹性模量；I为焊缝截面惯性矩；L为焊缝的长度。

2.2 螺栓刚度计算公式螺栓连接的刚度计算可以使用以下公式：k = k1 × k2 × α × E × A / L其中，k为螺栓的刚度；k1为材料刚度的修正系数；k2为螺栓形状的修正系数；α为螺栓刚度的系数；E为材料的弹性模量；A为螺栓的截面积；L为螺栓的长度。

附件：1. 强度计算公式表格2. 刚度计算公式表格法律名词及注释：1. 材料强度的修正系数：根据不同材料的特性，经过实验和理论分析得出的修正系数，用于修正材料在实际工程中的强度。

2. 焊缝形状的修正系数：根据焊缝的形状特征，经过实验和理论分析得出的修正系数，用于修正焊缝在实际工程中的强度。

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:160.03.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=1.224.1 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)4.2 B点的分析结果焊缝最外一点B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)5.结论焊缝强度满足规范要求。