钢结构--角焊缝的构造与计算
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直角角焊缝的计算和构造4 .直角角焊缝的计算和构造( l )基本概念1 )直角角焊缝的截面形状:如图 6 -18 所示,因工程应用中多数属此,故常简称角焊缝。
绝大多数角焊缝的两焊脚尺寸相等均为 h f,焊缝表面略凸如图 6 -18 ( a )所示,少数因需要而采用不等焊脚尺寸或为凹面如图 6 -18 ( b )和图 6 -18 (c)所示。
2 )角焊缝的有效截面 A e:计算时不计及余高和熔深,假定焊缝截面为一等边直角三角形如图 6 -18 所示(图中未示出熔深),取每条角焊缝的有效截面为 A e=h e l w=0.7h f l w。
这里, h f 为焊脚尺寸(图 6 一 18 ) , 0 . 7h f 为焊缝的计算厚度(或称有效厚度)记作 h e ; l w 是焊缝的计算长度,对每条焊缝取其实际长度 l 减去 2h f,即取 l w =l 一 2h f ,以考虑焊接时起弧和熄弧处焊缝有缺陷的不利影响。
3 )侧面角焊缝:焊缝长度(轴线)与外力作用方向一致(平行)的焊缝称为侧面角焊缝,如图 6 -19 所示。
试验研究表明:侧面截面角焊缝主要受剪,强度较低,破坏通常发生在沿45°方向的有效截面,因此强度较低,但塑性性能好;沿焊缝长度在有效截面上的剪应力分布不均匀,两端大,中间较小,焊缝愈长,不均匀分布的程度愈大,但由于塑性变形,在破坏前分布可逐渐趋向均匀。
4 )正面角焊缝:焊缝长度与外受力作用方向相垂直的焊缝称为正面角焊缝,如图 6 -19 所示。
试验研究表明:正面角焊缝多轴受力(复杂应力状态),破坏通常不发生在45°方向的有效截面,因此强度较侧面角焊缝为高,一般可高 1 / 3 左右,且刚度较大;沿焊缝长度在有效截面上的应力分布较均匀。
( 2 )基本假定角焊缝中的应力分布较复杂,侧面角焊缝和正面角焊缝的受力性能不同,很难精确计算。
因此,目前我国和国际上许多国家(地区)对角焊缝采用简化计算法,即计算时采用以下简化假定:1 )每条角焊缝计算时的破坏截面为沿 45 °方向的有效截面,即为 h e l w =0 . 7h f l w。
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tf ——沿焊缝长度方向的剪应力。