钢结构焊接和计算课件.pptx

1、 4.3.1 对接焊缝的构造和计算对接焊缝的构造和计算 4.3.2 角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算 4.3.3 普通螺栓连接的受力性能和计算普通螺栓连接的受力性能和计算 4.3.4 高强度螺栓连接的受力性能和计算高强度螺栓连接的受力性能和计算 4.3.1 对接焊缝的构造和计算对接焊缝的构造和计算 4.3.1.1、对接焊缝的构造要求、对接焊缝的构造要求 ( 1 ) 对接焊缝按坡口形式分：对接焊缝按坡口形式分： 1）工字型：）工字型： 焊件厚度焊件厚度t很小很小（t10mm） 2）带钝边单边）带钝边单边V形缝或形缝或Y形缝：形缝： 焊件厚度焊件厚度t（t=1020mm） 3）带钝边）带钝边U

2、形缝、带钝边双单边形缝、带钝边双单边V形缝（形缝（K形缝）或形缝）或双双Y形缝（形缝（X形缝）：形缝）： 焊件厚度焊件厚度t较厚较厚（t20mm）(2) 当两焊件宽度或厚度不同时焊缝处理当两焊件宽度或厚度不同时焊缝处理(3)交叉焊（十字、交叉焊（十字、T形）形） a 200mm 4.3.1.1、对接焊缝的构造要求、对接焊缝的构造要求4.3.1.2 对接焊缝的计算对接焊缝的计算 ( 1 )轴心受力的对接焊缝计算公式：轴心受力的对接焊缝计算公式：式中：式中： N轴心拉力或压力的轴心拉力或压力的设计值设计值 lw焊缝计算长度。有引弧板，焊缝计算长度。有引弧板，lw=l； 无引弧板，无引弧板， lw=

3、l-10mm t 在对接连接中为连接件的较小厚度；在对接连接中为连接件的较小厚度； 在在T形连接中为腹板厚度；形连接中为腹板厚度； fcw、ftw 对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值。 wcwtwfftlN或或 4.3.1.2 对接焊缝的计算对接焊缝的计算 ( 1 )轴心受力的对接焊缝计算公式：轴心受力的对接焊缝计算公式： 式中：式中：Ww焊缝截面的抵抗矩焊缝截面的抵抗矩 Iw 焊缝截面对其中和轴的惯性矩焊缝截面对其中和轴的惯性矩 Sw 焊缝截面在计算剪应力处以上部分对焊缝截面在计算剪应力处以上部分对中和轴的面积矩中和轴的面积矩 fvw对接焊缝的抗剪强度设计值对接焊缝

4、的抗剪强度设计值 wtwfWM max 正应力正应力 (2) 同时受弯同时受弯 、受剪的对接焊缝计算公式、受剪的对接焊缝计算公式 1）矩形截面）矩形截面剪应力剪应力wvwwftIVS max 4.3.1.2 对接焊缝的计算对接焊缝的计算 (2) 同时受弯同时受弯 、受剪的对接焊缝计算公式、受剪的对接焊缝计算公式wtf1 . 132121 2）工字形截面）工字形截面wtwfWM max wvwwftIVS max 4.3.1.2 对接焊缝的计算对接焊缝的计算 例例1：设计设计50014钢板的对接焊缝连接。钢钢板的对接焊缝连接。钢板承受轴向拉力，其中恒荷载和活荷载标准板承受轴向拉力，其中恒荷载和活

5、荷载标准值引起的轴心拉力值分别为值引起的轴心拉力值分别为700kN和和400kN，相应的荷载分项系数为相应的荷载分项系数为1.2和和1.4。已知钢材为。已知钢材为Q235-B.F（A3F），采用），采用E43型焊条手工电型焊条手工电弧焊，三级质量标准，施焊时未用引弧板。弧焊，三级质量标准，施焊时未用引弧板。 解解tlNw wtfR kNN14004 .14002 .17002/185mmNfwt 23/1 .20414)10500/(101400/mmNtlNw 22/215/185mmNfmmNfwt 但但思路：思路： 效应效应S 抗力抗力R （ 即即 S= ）1焊缝承受的轴心拉力设计值为：

6、焊缝承受的轴心拉力设计值为：2三级对接焊缝抗拉强度设计值三级对接焊缝抗拉强度设计值 3先考虑用直焊缝验算其强度先考虑用直焊缝验算其强度 直焊缝强度不够，故应采用斜焊缝。按照直焊缝强度不够，故应采用斜焊缝。按照（ tg 1.5 即即 560 ）的要求布置斜焊缝。）的要求布置斜焊缝。 例例2: 8m跨度简支梁的截面和荷载跨度简支梁的截面和荷载(设计设计值值,包括梁自重包括梁自重),拟在离支座拟在离支座 2.5m 处做翼处做翼缘和腹板的工厂拼接缘和腹板的工厂拼接,试设计其拼接对接试设计其拼接对接焊缝。已知钢材为焊缝。已知钢材为Q235-B.F（A3F），采），采用用E43型焊条手工电弧焊，三级质量标

7、准，型焊条手工电弧焊，三级质量标准，用引弧板施焊。用引弧板施焊。 解解kNmqabM2 .10312/ )5 . 28(5 . 21502/ kNalqV225)5 . 22/8(150)2/( 思路：首先分析此对接焊缝的受力情况为思路：首先分析此对接焊缝的受力情况为受弯和受剪，再对最不利点进行强度验算受弯和受剪，再对最不利点进行强度验算1 离支座离支座2.5m处的内力（设计值）为处的内力（设计值）为 2计算计算 梁截面参数：梁截面参数： 463310289812/ )10002401032250(mmIW 366max10616. 5516/102898mmyIWWW 3611110032.

8、 250816250mmyASw 362610282. 32/5001010032. 2mmSw 2266/185/6 .183)10616. 5/(102 .1031mmNfmmNWMwtw 22463/125/5 .25)10102898/(10282. 310225mmNfmmNtIVSwvWW 3先考虑翼缘和腹板都用直焊缝拼接，验算其强度：先考虑翼缘和腹板都用直焊缝拼接，验算其强度：26611/9 .177)102898/(500102 .1031mmNIMyW 266311/8 .15)10102898/(10032. 210225mmNtIVSWW 22222121/5 .2031

9、851 . 11 . 1/0 .1808 .1539 .1773mmNfmmNwtcq 3先考虑翼缘和腹板都用直焊缝拼接，验算其强度：先考虑翼缘和腹板都用直焊缝拼接，验算其强度： 一、一、 角焊缝的分类：角焊缝的分类： (1)按夹角分按夹角分 ： 斜角角焊缝（600 1200）直角角焊缝（=900）； 4.3.2 角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算4.3.2.1、 角焊缝的构造角焊缝的构造 4.3.2 角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算4.3.2.1、 角焊缝的构造角焊缝的构造 (2）按受力：）按受力： 侧侧面角焊缝（面角焊缝（平行平行于作用力方向）于作用力方向）正正面角焊缝（面角焊缝（垂

10、直垂直于作用力方向）于作用力方向）斜向角焊缝斜向角焊缝 （与作用力方向斜交）（与作用力方向斜交）二、角焊缝的尺寸限制：二、角焊缝的尺寸限制： （1） 焊脚尺寸的限制焊脚尺寸的限制: 212 .15 .1thtf t1 _ 较厚焊件厚度较厚焊件厚度(mm), t2 _ 较薄焊件厚度较薄焊件厚度(mm), hf _ 焊缝尺寸焊缝尺寸4.3.2 角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算4.3.2.1、 角焊缝的构造角焊缝的构造 自动焊：自动焊： hf=hfmin-1(mm)； T形连接的单面角焊缝：形连接的单面角焊缝：hf=hfmin+1(mm)； 当当t 6mm时，时，hfmax= t-(12) (m

11、m)； 4.3.2 角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算4.3.2.1、 角焊缝的构造角焊缝的构造 （2）焊缝长度的限制）焊缝长度的限制8hf (40mm)lw 40 hf ( 动力荷载作用下侧向角焊缝动力荷载作用下侧向角焊缝) 60 hf ( 静力荷载作用下侧向角焊缝静力荷载作用下侧向角焊缝) 若内力沿侧向角焊缝全长分布，其计算长度不受限若内力沿侧向角焊缝全长分布，其计算长度不受限制制4.3.2 角焊缝的构造和计算角焊缝的构造和计算4.3.2.1、 角焊缝的构造角焊缝的构造 （3)当板件仅用两条侧向角焊缝连接时，当板件仅用两条侧向角焊缝连接时，lw b b12mm)或或 b6 mm )kNN

12、fdNwf2012010621604201416.344422因b200mm（b200mm当t3x1时，r1趋近于y1，可简化为： 三、一群一群抗剪抗剪螺栓的设计承载能力：螺栓的设计承载能力：（3）螺栓群在）螺栓群在轴心力、扭矩、剪力共同轴心力、扭矩、剪力共同作用下的抗剪计算作用下的抗剪计算)(2211111iiTTxyxTyryNN)(2211111iiTTyyxTxrxNN y方向分力： 在扭矩T作用下: x方向分力： 三、一群一群抗剪抗剪螺栓的设计承载能力：螺栓的设计承载能力：（3）螺栓群在）螺栓群在轴心力、扭矩、剪力共同轴心力、扭矩、剪力共同作用下的抗剪计算作用下的抗剪计算nVNVy1

13、nNNNx1bVyTyNxTxNNNNNNmin2112111 在剪力V作用下,每个螺栓受力均匀:在轴心力N作用下,每个螺栓受力均匀: 例例2：设计用设计用C级普级普通螺栓的搭接接头，通螺栓的搭接接头，已知所承受作用力的已知所承受作用力的设计值为设计值为N=230kN，偏心距为偏心距为e=300mm，钢材为钢材为Q235-A.F，螺，螺栓直径栓直径d=20mm,孔径孔径d0=21.5mm。解：判断为受剪力、扭距的螺栓群 kNNfdnNbvvbV84.40408401304201416. 31422kNNtfdNbcbc61610003051020（1）计算一个螺栓的承载力设计值：）计算一个螺栓的承载力设计值：抗剪承载力设计值 承压承载力设计值思路:计算一个螺栓承载力设计值验算1号螺栓强度因y1=300mm 3x1=350=150mm,kNyTyNiT37)302010(43030230222211kNNNNVyTx5 .404 .16372221211Nv1y= V/n=230/14=16.4 kNV=750kN