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1、3/3.1-2焊缝计算、 Weld Design,1、钢结构基础 2、焊缝中的应力 3、焊缝应力计算公式（DIN18800-1） 4、焊接接头的极限应力,主要内容,1.1 概述 DIN 18800系列标准首先要求确定作用力和反作用力。作用力在构件中产生应力，反作用力确定部件的极限应力。 结构的每一个部件都要受到限制，以保证构件的承载安全、使用的适宜性和位置的安全性。,1 钢结构基础,在焊接结构设计时要考虑下述一些理论： 按照种类和质量级别选择材料； 按照静力学计算选择焊缝的种类； 确定坡口准备形式，以获得合适的焊缝种类； 考虑好焊缝检验的可能性； 考虑防腐方案的实施；,1.2 作用力，作用参量
2、 作用F是使承载梁中产生力和变形的原因。对于钢结构部件的限定来说，对作用的参量选择是必要的（例如：风、雪、和交通等）。这种作用的选择可以采用特征作用参数Fk来限定。这种参数的特征值可以按有关标准（例如DIN 1055 载荷选择）来确定。,1.3 反作用力 反作用参量 由于外加力的作用会在承载梁的构件和连接部件中产生抵抗外加载荷的作用，成为阻力或反作用力。 反作用参量是根据几何参量（例如惯性距）和材料特征值（例如屈服极限）计算出的参量。,1.4 部分安全系数和综合安全系数 在选择作用参数的时候经常出现错误和遗漏。这样我们有必要采用安全系数的方法把在生产和安装过程中的这些不确定的因素考虑进去。 部
3、分安全系数即是考虑到在载荷选取时的错误和遗漏所规定的： 当所选取的作用参量不是同时出现最大值的时候，可以考虑采用综合安全系数。,1.5 由于外加力的作用所产生的应力的计算 状态参量（例如：应力、截面参量、螺栓中的剪 力、应变和弯曲）通常是用应力S 进行标记。 为了计算承载梁的应力应把作用按照时间的变化情 况分为下述三类： 固定作用 G 可变作用 Q 异常的作用 FA,1.6 由于反作用力参量所产生的应力极限的计算 应力极限R指的是承载构件的极限状态。可能是下 述列举的几种状态：截面上出现塑性流变、变形的临 界值、断裂或螺栓的临界剪力。 承载梁开始出现塑性变形通常是以所使用材料的屈 服极限值fy
4、,k来进行划分的。,钢材的力学性能（DIN18800-1）,1.7 验证方法 对于承载梁的强度验证有三种方法。 弹弹性验证方法 用应力 弹塑性验证方法 用截面参量 塑塑性验证方法 用作用力或是截面参量确定 弹塑性验证方法和塑-塑性验证方法只适用于结构钢，其抗拉强度fu,k与屈服强度fy,k之比大于1.2 。 通常按下式进行验证,Sd / Rd 1,2 焊缝中的应力,为计算出焊缝中的应力，首先应根据焊缝的形式和位置确定出在焊缝中作用的种类和方向。,由于横向力的作用在颈部角焊缝或翼缘焊缝长度方向上所引起的重要应力。,平行于焊缝长度方向的剪应力,3根据DIN18800确定焊缝应力的公式,影响焊接接头
5、应力极限的因素有： 材料的连接强度 载荷种类 焊缝形式 焊缝质量 结构中焊缝的位置,4 焊接接头的极限应力,焊缝强度的校验 w.v 合成应力 w.R.d 极限应力,w.v 合成应力,w.R.d极限应力,w.R.d 极限应力 w 见表5 fy,k 屈服极限 M 1.1,焊缝系数 w,焊缝检验 焊缝的10%经过射线或超声波探伤并合格，所有的焊工都取得相应资格。应验证无裂纹，未熔合，根部缺陷和夹渣，个别不重要的气孔除外。 型钢的对接接头 对于材料为S235JR和S235JRG1的型钢（翼板厚度大于16mm）对接接头。,按DIN 18800 T1 1983规定的焊缝许用应力 KN/cm2,接头形式DI
6、N18800-1，表（19）节选,例1：验证焊缝强度,例2：验证焊缝强度,例3：验证焊缝强度,例4：验证焊缝长度分别是a）a=8mm lw=100mm b:a=4mm lw=250mm时的焊缝强度并分别计算两种情况下的焊缝体积。,a) a=8mm lw=100mm,b) a=4mm lw=250mm,例5： 板材对接接头 材料S235 ， a） 焊缝质量经过验证 b） 焊缝质量不经验证,a) 经过验证,b) 未经过验证时,例6：型材对接接头材料（S235），当其质量级别为 a） S235JRG1 b） S235JRG2 该对接接头可传递多大弯矩？,a) S235JRG1 （t翼板 = 17mm 16mm）,S235JRG2 未经过验证时,例7：在弯矩和横向力作用下抗弯梁的角焊缝接头 强度验证（材料：S235）,M = V = IW = AW，腹板 =,载荷和截面特性值：,强度校核（校核 点）：,例8：,材料：S235 Q=292.5kN/m,载荷和截面特性值：,1、如何确定结构所受的作用力和反作用力 2、焊缝中应力的种类 3、焊接接头的应力计算公式 4、焊缝强度的校核,小结,
