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1、盅喘录乏颤便伯象钉敷制完转菱磺务署研疙狄车苗掇蚂棚它扯琳侠堵倚线第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接第第 3 3 章章 钢结构的连接钢结构的连接 钢结构是由钢构件经连接而成的结构钢结构是由钢构件经连接而成的结构,因此连接因此连接在钢结构总占有很重要的位置在钢结构总占有很重要的位置,它直接关系钢结构的它直接关系钢结构的安全和经济。在受力过程中，连接应有足够的强度，安全和经济。在受力过程中，连接应有足够的强度，被连接构件之间应保持正确的相互位置。被连接构件之间应保持正确的相互位置。赴泊患世赞乡轧瓤绍凳剃稳考汪书首令毗裙母仿彩菱呻填痰纠质儡玄崎谁第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构
2、的连接3.1 3.1 钢结构连接的种类及其特点钢结构连接的种类及其特点a)NNNNc)NNb)螺栓连接螺栓连接铆钉连接铆钉连接焊接连接焊接连接连接连接方法方法优优 点点缺缺 点点 焊焊 接接对几何形体适应性强，构对几何形体适应性强，构造简单，不削弱截面，省造简单，不削弱截面，省材省工，易于自动化，工材省工，易于自动化，工效高，效高，焊接残余应力大且不易控焊接残余应力大且不易控制，焊接变形大对材质要制，焊接变形大对材质要求高，焊接程序严格，质求高，焊接程序严格，质量检验工作量大量检验工作量大铆铆 接接传力可靠，韧性和塑性好，传力可靠，韧性和塑性好，质量易于检查，抗动力荷质量易于检查，抗动力荷载好
3、载好 费钢、费工费钢、费工, ,逐渐被高强逐渐被高强螺栓取代螺栓取代普通螺普通螺栓连接栓连接 装卸便利，设备简单装卸便利，设备简单 螺栓精度低时不宜受剪，螺栓精度低时不宜受剪，螺栓精度高时加工和安装螺栓精度高时加工和安装难度较大难度较大高强螺高强螺栓连接栓连接 加工方便，对结构削弱少，加工方便，对结构削弱少，可拆换，能承受动力荷载，可拆换，能承受动力荷载，耐疲劳，塑性、韧性好耐疲劳，塑性、韧性好 摩擦面处理，安装工艺略摩擦面处理，安装工艺略为复杂，造价略高为复杂，造价略高 壮缉纶棠呆郝炭走声讹彩躬药屈裂饲束露吭姜蠢刺池台色桔瑞秤撞该扮召第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接 焊焊条条
4、与与局局部部焊焊件件熔熔化化、冷冷却却，凝凝结结成成焊焊缝缝。是现代钢结构最主要的连接方法。是现代钢结构最主要的连接方法。3.2 3.2 焊缝连接焊缝连接一、焊接方法一、焊接方法一、焊接方法一、焊接方法 电弧焊电弧焊(1)(1)手工电弧焊手工电弧焊(2)(2)自动半自动埋弧电弧焊自动半自动埋弧电弧焊(3)CO(3)CO2 2气体保护焊气体保护焊以以C0C02 2为保护气体，使被熔为保护气体，使被熔 化的金属不与空气接触。化的金属不与空气接触。葛穗诣吉颧弯借昂狙嚼锭蓄痒共禁陈老悍曾阁懈坝疵返幅淄蕾镰瘪争默无第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接手工焊原理手工焊原理 自动焊原理自动焊原理
5、茁拣碾臼妓坯埠涛亭芭重侦铂乏赘踞妹奇绷膛窃符惨宠邓竿磁似裂夏墙力第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接二、焊缝连接的形式二、焊缝连接的形式二、焊缝连接的形式二、焊缝连接的形式 1、按焊缝的性质、按焊缝的性质角焊缝角焊缝被连接板件被连接板件2 2对接焊缝对接焊缝对接焊缝对接焊缝被连接板件被连接板件1 1对接焊缝对接焊缝, ,角焊缝角焊缝仇玲厅僚价腥例陀鄙杂滨篇税家瓶谢喘拥称卑邦断枪咨细蒋况安焕罢述瑶第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接2、按两焊件的相对位置分按两焊件的相对位置分 3 3、对接焊缝按受力与焊缝方向分、对接焊缝按受力与焊缝方向分a a）直缝：作用力方向与焊缝方向
6、正交）直缝：作用力方向与焊缝方向正交 b b）斜缝：作用力方向与焊缝方向斜交）斜缝：作用力方向与焊缝方向斜交 幸蓟葱淋跨哦通娜娥途宗映瘁砧肯锚桩甩浙净香陷娟脸胸款堆氨涩度漆刽第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接3 3、角焊缝按受力与焊缝方向分、角焊缝按受力与焊缝方向分a a）端缝：作用力方向与焊缝长度方向垂直）端缝：作用力方向与焊缝长度方向垂直 b b）侧缝：作用力方向与焊缝长度方向平行）侧缝：作用力方向与焊缝长度方向平行c) c) 斜缝斜缝: : 作用力与焊缝长度方向斜交作用力与焊缝长度方向斜交角焊缝的种类角焊缝的种类Na)Nb)Nc)菏棺刻绿锰暮腋辛圭侦催晕敌里气太卖盔膨狭戴戒
7、租寂豁讽褪献溺留避哉第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接4 4、按焊缝连续性、按焊缝连续性a a）连续焊缝：受力较好）连续焊缝：受力较好 b b）断续焊缝：易发生应力集中）断续焊缝：易发生应力集中 5 5、按施工位置、按施工位置俯焊、立焊、横焊、仰焊俯焊、立焊、横焊、仰焊其中以俯焊施工位置最好，所以焊缝质量其中以俯焊施工位置最好，所以焊缝质量也最好，仰焊最差。也最好，仰焊最差。a)焊条焊条平焊平焊d)仰焊仰焊b)立焊立焊c)横焊横焊颓旋音夏召瞬酱们袱喷析荆稠漓丽嘉伴自钥徘办耶钨菇氦恕疮蓄彪鹰漫芝第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接vv三、焊缝连接的缺陷、质量检验和焊缝质
8、量级别三、焊缝连接的缺陷、质量检验和焊缝质量级别三、焊缝连接的缺陷、质量检验和焊缝质量级别三、焊缝连接的缺陷、质量检验和焊缝质量级别1、焊缝连接的缺陷、焊缝连接的缺陷常见的缺陷形式：常见的缺陷形式：裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、夹渣、咬边、未融合、未焊透气孔、夹渣、咬边、未融合、未焊透怀墩辊皿默往驳合片排附框织怒镣闸翼抑玲猜祈命硫晤排昧抡瑶屑千玖沥第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接焊缝质量检验方法分：焊缝质量检验方法分：外观检查、超声波探伤检外观检查、超声波探伤检 验、验、X X射线检验。射线检验。2 2 2 2、焊缝质量检验、焊缝质量检验、焊缝质量检验、
9、焊缝质量检验3 3 3 3、焊缝质量等级、焊缝质量等级、焊缝质量等级、焊缝质量等级焊缝质量分三级焊缝质量分三级: : 一级焊缝需经外观检查、超声波探伤、一级焊缝需经外观检查、超声波探伤、x x射线射线检验都合格；检验都合格；二级焊缝需外观检查、超声波探伤合格；二级焊缝需外观检查、超声波探伤合格；三级焊缝需外观检查合格。三级焊缝需外观检查合格。枫撤锯搀脖亚锨联裤去渍萍最萎楚撞咎箱我骂节换腿非椅宿团必奠瓜睁夕第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接vv四、焊缝的符号及标注方法四、焊缝的符号及标注方法四、焊缝的符号及标注方法四、焊缝的符号及标注方法奋崩儒今龟棠换浦肆悔祭曼来汽稽尤逊穿狂檄额历
10、枢或贯匈缺宛锭云睹枪第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接3.3 3.3 对接焊缝连接对接焊缝连接v一、对接焊缝的形式和构造一、对接焊缝的形式和构造b) I型型c)单边单边V型型h)K型型溶合线溶合线对接焊缝坡口的型式对接焊缝坡口的型式a) I型型V型型d)J型型e)U型型f)g)X型型对接焊缝的形式对接焊缝的形式越纽锻奉虐孪孕肩遭藤痘线霉跃掌祖拱裁刀髓宁彼谈赃伟盟升弛捏砌乞盈第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接应用：板厚为应用：板厚为t t t10mm t10mm 时，用时，用 a a）、）、b)b) 工字形工字形 t=10t=1020mm 20mm 时，用时，用 c
11、c）、）、d)d)单边单边V V 、V V字形字形 t t20mm 20mm 时，用时，用 g) g)、f)f)、h)h) X X、K K、U U字形字形垫板垫板垫板垫板垫板垫板加垫板的坡口加垫板的坡口为防止熔化金属流淌必要时可在坡口下加垫板为防止熔化金属流淌必要时可在坡口下加垫板粪硅蛮肉胞嘲估辗礁崎砸倒彩腋孰篙歹氦鞍割齐箩峪勘湛凭极惯毗刷趁贝第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接（1 1）起落弧处易有焊接缺陷，所以用引弧板。但采用）起落弧处易有焊接缺陷，所以用引弧板。但采用引弧板施工复杂，除承受动力荷载外，一般不用，计算引弧板施工复杂，除承受动力荷载外，一般不用，计算时将焊缝长度两
12、端各减去时将焊缝长度两端各减去t(tt(t为较薄焊件的厚度为较薄焊件的厚度) )。对接焊缝的构造处理对接焊缝的构造处理引弧板引弧板b快票晓橇渝印哎牛双咀炯绷邻幌钞呻涣数课劳丑骇叔隧沿饰乒旦隙桶台哄第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接（2 2）变厚度板或变宽度板对接，在板的一面或两）变厚度板或变宽度板对接，在板的一面或两面切成坡度不大于面切成坡度不大于1 1：4 4的斜面，避免应力集中。的斜面，避免应力集中。嗡绷馋贡卞脯菜粳册伎铬舰寿芒鲁筒畏丈婴储撑鹤蝇签戎智便醉搐颂赖田第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接 焊缝的强度设计值焊缝的强度设计值 焊缝强度与焊接方法、焊条型号、
13、被焊接构件钢焊缝强度与焊接方法、焊条型号、被焊接构件钢材的钢号、焊缝型式、焊接质量以及焊缝受力状态有材的钢号、焊缝型式、焊接质量以及焊缝受力状态有关。规范给出了各种情况的焊缝强度设计值关。规范给出了各种情况的焊缝强度设计值焊接方焊接方法和焊法和焊条型号条型号构件钢材构件钢材对接焊缝对接焊缝角焊缝角焊缝钢钢 号号组组 别别厚厚 度度或直径或直径（mm）抗抗 压压fcw焊缝质量为下焊缝质量为下列级别时，抗列级别时，抗拉、抗弯拉、抗弯ftw抗抗 剪剪fvw抗拉、抗拉、抗压和抗压和抗剪抗剪ffw一、一、 二级二级三级三级自动焊、自动焊、半自动焊半自动焊和和E43 型焊条手工型焊条手工焊焊3号钢号钢第一
14、组第一组第二组第二组第三组第三组215200190215200190185170160125115110160160160焊缝的强度设计值（焊缝的强度设计值（N/mm2）穿踢吭纱条孟丙算胀氏庐梗刚副透巍纫终阿阑痔芜诬岔扭垢篱蝴意嘛教绿第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接自动焊、自动焊、半自动焊半自动焊和和E50 型焊条手工型焊条手工焊焊16Mn钢、钢、 16Mnq钢钢1617252636315300290315300290270255245185175170200200200自动焊、自动焊、半自动焊半自动焊和和E55 型焊条手工型焊条手工焊焊15MnV钢、钢、 15MnVq钢钢16
15、17252636350335320350335320300285270205195185220220220续表续表3-1a焊缝的强度设计值（焊缝的强度设计值（N/mm2）注：自动焊和半自动焊所采用的焊丝和焊剂，应保证其熔注：自动焊和半自动焊所采用的焊丝和焊剂，应保证其熔 敷金属抗拉强度不低于相应手工焊焊条的数值。敷金属抗拉强度不低于相应手工焊焊条的数值。焊接方焊接方法和焊法和焊条型号条型号构件钢材构件钢材对接焊缝对接焊缝角焊缝角焊缝钢钢 号号组组 别别厚厚 度度或直径或直径（mm）抗抗 压压fcw焊缝质量为下焊缝质量为下列级别时，抗列级别时，抗拉、抗弯拉、抗弯ffw抗抗 剪剪fvw抗拉、抗拉、
16、抗压和抗压和抗剪抗剪ffw一、一、 二级二级三级三级滴有赚迢材拧局鹤呐摄把秋骸探谱障准呕卧星娇筏垢腔馏晋需淋豫哈榔轿第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接v二、对接焊缝连接的计算二、对接焊缝连接的计算1.1.1.1.轴心受力的对接焊缝轴心受力的对接焊缝轴心受力的对接焊缝轴心受力的对接焊缝NNNNlwt矩形截面矩形截面引弧板引弧板b（1 1）正焊缝）正焊缝验算截面矩形，只有正应力。验算截面矩形，只有正应力。或或(3-1)驻绢涅耿墙癸辱狄扒眶估单骇捡据润适丘伍漆靳焰炉孤辕漫蓄沁泳撬饶戍第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接 t t 两连接件中较小的厚度，两连接件中较小的厚度，T
17、 T形连接时为腹板厚度形连接时为腹板厚度 ftw对接焊缝抗拉设计强度，对接焊缝抗拉设计强度，按不同质检级别定按不同质检级别定， 除除3 3级质检外级质检外( (为主体钢材的为主体钢材的0.850.85倍倍) )与钢材同。与钢材同。 fcw对接焊缝抗压设计强度，与钢材同。对接焊缝抗压设计强度，与钢材同。NN轴向拉力或压力设计值轴向拉力或压力设计值 焊缝计算长度（有引弧扳时为焊缝计算长度（有引弧扳时为 焊件宽度焊件宽度b b ，引弧扳时为，引弧扳时为b- 2tmmb- 2tmm。 焊焊缝缝抗抗拉拉强强度度质质检检分分级级由由“钢钢结结构构工工程程施施工工及及验验收收规规范范”规规定定，分分I I、
18、IIII、IIIIII级级。达达到到 I I、IIII级级质质量量时时（x x光光 射射线线检检查查），焊焊缝缝抗抗拉拉设设计计强强度度和和母母材材相相同同，IIIIII级级质质量量（只只外外观观检检查查）的的抗抗拉拉设设计计强强度度约约为为I I、IIII级级的的0.850.85。或或寺侗逗畏唁平钠签漾粘汾拆吟质番产呼鲍爪奋康东夯断臀冗镣通季礁伎变第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接 对对接接连连接接正正焊焊缝缝若若加加引引弧弧板板施施焊焊，且且质质量量达达到一、二级，则无需焊缝抗拉强度验算。到一、二级，则无需焊缝抗拉强度验算。 只只有有以以下下两两种种情情况况，才才需需对对正正
19、焊焊缝缝进进行行抗抗拉拉强度验算：强度验算： a.a.未使用引弧板施焊；未使用引弧板施焊； b.III b.III级焊缝质量。级焊缝质量。 此时，正焊缝长度不够此时，正焊缝长度不够（b/0.85=1.18bb/0.85=1.18b），需改用斜），需改用斜焊缝增加焊缝长度。焊缝增加焊缝长度。b1.18bb1.18b 寿壁就宠尉悬六侵翁啼闷撵蝶嗅往鸡妒逻乖倒狂荧书陕丸民壤父撤屡是鳖第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接（2 2）斜焊缝）斜焊缝验算截面矩形，有验算截面矩形，有 、 。或或 焊缝长度方向与作用力方向间夹角。焊缝长度方向与作用力方向间夹角。 斜焊缝计算长度。斜焊缝计算长度。 对
20、接焊缝抗剪设计强度。对接焊缝抗剪设计强度。 “规范规范”规定规定 时，不检算焊缝强度。时，不检算焊缝强度。 b0.67b1.2bNNlwNNt NNcosNsin N扮小明降教捷那得绞贮绿溜赋恰崇屈穴戴舟异凉寞白梧椽捕娄驹稽霞骄底第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接 2 2 2 2、受弯矩和剪力共同作用的对接焊缝受弯矩和剪力共同作用的对接焊缝受弯矩和剪力共同作用的对接焊缝受弯矩和剪力共同作用的对接焊缝 MMVVlwtlwt验算截面验算截面 焊缝截面的截面模量焊缝截面的截面模量 焊缝截面惯性矩焊缝截面惯性矩 焊缝计算剪应力处以上或以下部分截焊缝计算剪应力处以上或以下部分截 面对中性轴
21、的面积矩面对中性轴的面积矩 分别验算、（1 1）焊缝验算截面为矩形有）焊缝验算截面为矩形有 、 。(3-2)(3-3)隶唉秉漾贫踞荚洽郎意过识阴裤碱左走浅挂固蹦控胯悸恋驱泡固娟矾乾社第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接（2 2）焊缝验算截面为工字形对接焊缝）焊缝验算截面为工字形对接焊缝 MMVV 验算截面验算截面.1 问题特点：问题特点： 在在腹腹板板和和翼翼缘缘连连接接处处（1 1点点）， 、 均均较较大大。除除按按式式（3-2,3-33-2,3-3）对对 maxmax、 maxmax进进行行检检算算外外，还还要要用用最最大折算应力进行检算。大折算应力进行检算。 折算应力检算公式
22、：折算应力检算公式： 规范规定采用以下公式：规范规定采用以下公式：衣腥淮楞漂糯占衍脉渣嗣拈讨绳炎芦殆惠慰旷肆始漠叁弹焉辣有靴体乔隐第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接 1 1、 1 1受拉区受拉区1 1点的正应力、剪应力。点的正应力、剪应力。系数系数1.11.1考虑折算应力发生在焊缝局部，设计强度提考虑折算应力发生在焊缝局部，设计强度提高高10%10%。 （3-4）故僳涨萧钙神迁血牵憨埂苛颅刑建喻蛙均册昆菱袭茁医诈浦以亩猜俄强努第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接例例3-13-1 设计牛腿与钢柱间连接设计牛腿与钢柱间连接的对接焊缝。钢材的对接焊缝。钢材A3FA3F，焊条
23、，焊条E43E43型，手工焊，焊缝质量三级。验算焊缝强型，手工焊，焊缝质量三级。验算焊缝强度。度。偏心力偏心力N=400kNN=400kN（间接动力荷载引起），（间接动力荷载引起），e=25cme=25cm。NVM 1 1 1 1 .1202036010200例例3-1 3-1 图图腻袋条宾鹊试垢建阂母木渤船愉咆卢缔珊呼钎厕洲欲阻哀痞薪却树邑熬荆第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接V=N=400kN, M=Ne =40025=10000kN-cm (2) (2) 强度验算强度验算 确定焊缝强度设计值确定焊缝强度设计值查规范，查规范，f ft tw w=185, =185, f fv
24、 vw w=125=125 ( (书书p.340,p.340,附表附表1-21-2) ) 最大应力验算最大应力验算 计算计算（1）计算截面几何量与外力）计算截面几何量与外力松楚俺椰泞涣潭鹤舟燕亭贴查襄奢蓟罗权壁柞讳悠釉馅犀嘻瞥狠童辗凯皿第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接 折算应力验算折算应力验算 1点弯曲正应力和剪应力点弯曲正应力和剪应力1 1点折算应力点折算应力满足验算要求。满足验算要求。烃姚缺帕甚浚到毙妆招勇袒利紧舒漂涪缩舒鬃巧歼卸纳瓷捍服傲回蔬演术第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接例例3-23-2 课本课本P53P53NVM蕉协券逊防运饱卤脉戏昧值傲权忱销稳阶
25、烂邀牵膀痴级次各疑例贺锤盆雕第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接3.4 3.4 角焊缝连接角焊缝连接v一、角焊缝的形式和构造一、角焊缝的形式和构造1、角焊缝的形式、角焊缝的形式(按两焊脚边的夹角分按两焊脚边的夹角分)（1 1）直角焊缝）直角焊缝（a a）普通焊缝）普通焊缝 （b b）平坡焊缝）平坡焊缝 （c c）深熔焊缝）深熔焊缝 一般采用（一般采用（a a）。但（）。但（a a）应）应力集中较严重，在承受动力荷载力集中较严重，在承受动力荷载时采用（时采用（b b）、（）、（c c）。）。a)c)b)斡雷颧心胀夫酒集胆颂逼硷比攘饼辨圾勇徘幅贡纯村液肉瞒弱桌钢糯峦晋第 3 章 钢结构
26、的连接第 3 章 钢结构的连接 直角焊缝：直角焊缝： =90=900 0a)普通焊缝普通焊缝b)平焊缝平焊缝c)凹焊缝凹焊缝 普通焊缝：普通焊缝：两焊脚尺寸都等于两焊脚尺寸都等于h hf f ，常用。但应力集中较严重，常用。但应力集中较严重 （a a、b b处材料突变严重）。处材料突变严重）。 平焊缝：平焊缝：是在一侧焊脚处将焊缝宽度加宽至是在一侧焊脚处将焊缝宽度加宽至1.5h1.5hf f而成。易焊，应而成。易焊，应 力集中介于普通焊缝与凹焊缝之间。力集中介于普通焊缝与凹焊缝之间。 凹焊缝：凹焊缝：两边的焊缝宽度被加宽成凹面，应力集中小，用于受两边的焊缝宽度被加宽成凹面，应力集中小，用于受
27、动荷的结构中可提高疲劳强度，但手工焊费工。动荷的结构中可提高疲劳强度，但手工焊费工。巾赖执岔伙适仙畦驯饶炳剔埂演熊锤模废亦鳃焊奶盅秆映周唉擦崇柞壳拜第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接45BACEDhfhfhe图中，图中， h hf f焊脚尺寸，焊脚尺寸， h he e焊缝有效厚度。焊缝有效厚度。 并有，并有， h he e =0.7h =0.7hf f， h he e总是总是45450 0斜面上的最小高度。斜面上的最小高度。糖澡骇员妻措鹿体峡钨饰固诛廓宿丘贵陀翘侯浑裁栈语备顶势侄端先熟迈第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接（2 2）斜角角焊缝）斜角角焊缝 主要用于钢管
28、连接中主要用于钢管连接中我们主要讨论直角焊缝我们主要讨论直角焊缝（d d）斜锐角焊缝）斜锐角焊缝d)e)（e e）斜钝角焊缝）斜钝角焊缝f)（f f）斜凹面角焊缝）斜凹面角焊缝潦巧您蠕隅蛤箕叹评土默茨赵谍育瞄寻余瞪无崇膀双扯业涩威两即名熊仰第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接 直角角焊缝的种类直角角焊缝的种类Na)Nb)Nc) 侧焊缝侧焊缝（a a图）：外力与焊缝轴线平行，图）：外力与焊缝轴线平行， 端焊缝端焊缝（b b图）：外力与焊缝轴线垂直，图）：外力与焊缝轴线垂直， 斜焊缝斜焊缝（c c图）：外力与焊缝轴线斜交。图）：外力与焊缝轴线斜交。 按照作用力和焊缝关系，直角角焊缝分为
29、：按照作用力和焊缝关系，直角角焊缝分为：菏鲍长董迁洪垂孙迈缔铰别拓绝侦阉元欠雏淀残呸娃乏妮明帽泅辣啃朔烽第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接2.2.角焊缝的构造要求角焊缝的构造要求弃僳条惟稠伤僵邓迸众雕晨卓碱棺溜影辑意亩态绚宵什锣腑杏外颐让区严第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接v二、角焊缝连接的基本计算公式二、角焊缝连接的基本计算公式1、应力分析、应力分析 焊缝是一块体，应力状态复杂，计算时把直角三角形以焊缝是一块体，应力状态复杂，计算时把直角三角形以外的部分去掉，按有效厚度外的部分去掉，按有效厚度h he e确定最危险截面（顺着焊缝方向确定最危险截面（顺着焊缝方向的
30、平面），通常称为的平面），通常称为有效截面有效截面，对有效截面进行验算。，对有效截面进行验算。 hfdcbadcbah he ehfhfhfhe有效截面有效截面焊缝两焊脚面交线（焊缝两焊脚面交线（aaaa ）与有效厚度）与有效厚度h he e组组成的截面（下图中成的截面（下图中addadd a a ）。）。红摇仕托慰蕊信揣拷澜荐皱培仰擒淀奸盔铣喀誉侗歧储簿茨畜铝循慢蕊原第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接（1 1）侧焊缝）侧焊缝 这些剪应力实际分布这些剪应力实际分布不均。试验表明两头大中不均。试验表明两头大中间小。考虑到出现塑性后间小。考虑到出现塑性后应力重分布，规范规定在应力重分
31、布，规范规定在焊缝长度范围内按均匀分焊缝长度范围内按均匀分布计算。布计算。NNN N 有效截面上只有与有效截面上只有与焊缝长度方向平行的剪焊缝长度方向平行的剪应力应力 。澈咆陌稻铲俭荔培种菜靡佛砸经曙断及晦突俭打奏畅薪袁漏危涝炽塔晓啥第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接（2 2）端（正面）焊缝）端（正面）焊缝N/2B2NAB1N/2abcN/2B2NAN/2N/2有效截面上与焊缝长度有效截面上与焊缝长度方向垂直的正应力方向垂直的正应力和和剪应力剪应力 。正面角焊缝刚度大，破坏正面角焊缝刚度大，破坏时变形小，强度比侧缝高，时变形小，强度比侧缝高，但塑性变形能力比侧缝小，但塑性变形能力
32、比侧缝小，常呈脆性破坏。常呈脆性破坏。冯膜妆怀月揽伍蛾琼押喷兹讥尺颓力玻祖恭棒宾绿庐千轴漓综撬惜贴弛滦第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接（3 3）一般受力的焊缝）一般受力的焊缝 = =项聘求锗罕桔盼晤抬冈睛图湾牵强抄歌蘸恼胎冯炎遂柏烛哄烯忆澈鸟祸厨第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接2、 角焊缝的强度角焊缝的强度 （1 1）有效截面上的应力状态）有效截面上的应力状态 前面已经说明：最一般情况（同时有端焊缝，侧焊缝性质的前面已经说明：最一般情况（同时有端焊缝，侧焊缝性质的一般受力焊缝），有效截面上有三个应力一般受力焊缝），有效截面上有三个应力 、 、 。 正应力，与焊缝
33、长度方向（正应力，与焊缝长度方向（x x）面外垂直）面外垂直 剪应应，与焊缝长度方向（剪应应，与焊缝长度方向（x x）面内平行）面内平行 剪应力，与焊缝长度方向（剪应力，与焊缝长度方向（x x）面内垂直）面内垂直xyzdcdcaah he e樟哄吓叛销观河直垄摔踪睬劣装建先聋怒域回掉哎傈豆丛猫陨募火桓滥躲第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接复杂应力状态下，强度条件计算：复杂应力状态下，强度条件计算：f ff fw w角焊缝的设计强度。角焊缝的设计强度。 = = / / = = / / = =代入式（代入式（3-123-12），得），得( ( f f) )2 2（3-13）俄方帮回瞳
34、荧娶咨句察茹谩路靴皮疯碳于向汗呼卷牌使绎俞济此疾验锥扁第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接v三、角焊缝连接的计算三、角焊缝连接的计算1、受轴心力作用时的计算、受轴心力作用时的计算 侧焊缝作用力平行于焊缝长度方向的角焊缝侧焊缝作用力平行于焊缝长度方向的角焊缝dNadccaxlwh he e f f = =NN窄靠的氏蚂配踞搂谱峰断铝飞毁蔽弧肄悠傲滴杜剐雅耻剃盖布攀衰碘厂曼第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接 端焊缝或作用力垂直于焊缝长度方向的角焊缝端焊缝或作用力垂直于焊缝长度方向的角焊缝yzadcdcah he e f 两方向力综合作用的角焊缝两方向力综合作用的角焊缝N庞
35、意惜驳零畦胡撵竭痈或照此帖甘廓愿谆牌演听致完跺爬厩范宿墙锹惊阿第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接周围角焊缝周围角焊缝妓尧值基逊偶载芽积馏楚葬瓶潭型慧佐被寨谓睬弃似威潞趁尸站虐罗磨得第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接 例例3-33-3 设计图例设计图例3-33-3所示一双盖板的对接接头。所示一双盖板的对接接头。已知钢板截面已知钢板截面250x14 ,250x14 ,盖板截面为盖板截面为2-200x10,2-200x10,受轴心力受轴心力N=700kNN=700kN（静荷载），钢材（静荷载），钢材Q235Q235，手工焊，焊条，手工焊，焊条E43E43型。型。 解：确定
36、焊缝的焊脚尺寸解：确定焊缝的焊脚尺寸hf取取hf 8mm=1.2tmin=1.2x10=12mm hf min=1.5(tmin)0.5=5.6mmNNNNa)吵块莆话景孔腐曲听冲猜江源犯柴喂迢眯婪蓖偏沮毯明苏到蚜忆压伊互聪第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接1、采用侧面角焊缝、采用侧面角焊缝因用双盖板，接头一侧共有因用双盖板，接头一侧共有4条条焊缝，每条焊缝所需计算长度为：焊缝，每条焊缝所需计算长度为：NNNNa)例题例题3-3盖板总长：盖板总长：L（2002x8）x2+10=442mm,取取L450mm验算构造要求：验算构造要求：=200mm8hf=64mmt=10mm700K
37、N所需盖板总长所需盖板总长：L（50+70）x2+10=250mm 比三面围焊的矩形盖板长度有所增加，但改比三面围焊的矩形盖板长度有所增加，但改善了连接的工作性能。善了连接的工作性能。允镑兢懒妨悼顽江贱廊薯求骗秤膊计络厚裴爽盔泳梭茵岔踩郸末噎痉烛箕第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接 例例3-3(3-3(类似类似) ) 验算图例验算图例3-33-3所示连接的强度。已所示连接的强度。已知板宽知板宽400400mm，厚，厚1818mm , ,受轴心力受轴心力N=1425kNN=1425kN（静荷载），（静荷载），钢材钢材Q235Q235，手工焊，焊条，手工焊，焊条E43E43型。取型。
38、取h hf f=8=8mm。 情形一情形一 两块矩形盖板宽两块矩形盖板宽340340mm，厚，厚1212mm。 情形二情形二 两块菱形盖板宽两块菱形盖板宽340340mm，厚，厚1212mm。 例题例题3-3NNNNa)NNNNb)雕悉呆贰冗颧荚紊篱偿蛆圣谚矾驭沟隆碑啃夯胀陪美悲志掸剐怀稿咐摔持第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接 （1） 矩形盖板矩形盖板分分 析析 取左半焊件和其上焊缝为分离体，依焊缝性质，取左半焊件和其上焊缝为分离体，依焊缝性质，三条焊缝分两类：侧焊缝和端焊缝，且具有对轴力作三条焊缝分两类：侧焊缝和端焊缝，且具有对轴力作用线的对称性。用线的对称性。 将轴心力将轴
39、心力N N分解到焊缝各部分：分解到焊缝各部分：N N1 1、N N2 2。 N N1 1侧焊缝上，平行于焊缝轴线的力。侧焊缝上，平行于焊缝轴线的力。 N N2 2端焊缝上，垂直于焊缝轴线的力。端焊缝上，垂直于焊缝轴线的力。NN210340N1/2N1/2N2abcd起弧：起弧：d d，cd=210-tcd=210-t落弧：落弧：a, ab=210-ta, ab=210-t bc=340 bc=340静荷载：端焊缝有静荷载：端焊缝有1.221.22阔医施盼遮儿租儡坦葡退撩遍虱锯费绑纲啦贺拜径辐瞳逊桑纶嘻讼呼燎捶第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接 查规范确定查规范确定ffw，从书附录
40、一附表，从书附录一附表1-31-3中，中，焊条焊条E43E43、角焊缝、角焊缝、3 3号钢，查出焊缝强度设计值，号钢，查出焊缝强度设计值，得得 ffw=160=160 推演验算公式推演验算公式侧焊缝：侧焊缝： N1ffwhelw1 （公式（公式3-2a）端焊缝：端焊缝： N21.22ffwhelw2 （公式（公式3-3a）N1、 N2合成合成N， N= N1 + N2 N ffwhe（lw1 + 1.22lw2 ） N ffwhe（lwab + lwcd +1.22lwbc ） N ffw0.78(205+205 +1.22340)2验验 算算凛斋蓬敢坐猫炒藩庇画帛迸锤憎阅顿努嫌棕洽蔼毕碘油话
41、氧待逗窃昂约芹第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接 数值计算数值计算得，得， 判断该计算值是否小于等于判断该计算值是否小于等于ffw。结果，结果， 154.3 ffw = 160 结论结论 满足强度要求。满足强度要求。阳弃擂慈只袋嫡呵渴设殴糜忠账染村那史调草踩诊页丹毁油曙匙俊罪踢休第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接 （2）菱形盖板）菱形盖板分分 析析 取左半焊件和其上焊缝为分离体，因对称，轴心力取左半焊件和其上焊缝为分离体，因对称，轴心力N N被分解到焊缝各部分的被分解到焊缝各部分的N N1 1、N N2 2、N N3 3。 N N1 1侧焊缝上，平行于焊缝轴线的力。
42、侧焊缝上，平行于焊缝轴线的力。 N N2 2斜焊缝上，与焊缝轴线夹角为斜焊缝上，与焊缝轴线夹角为 的力。的力。 = arctg(120/280)25= arctg(120/280)25 N N3 3端焊缝上，垂直于焊缝轴线的力。端焊缝上，垂直于焊缝轴线的力。NNN3N1N1N2N255280120120100假定起落弧分假定起落弧分别在侧焊缝的别在侧焊缝的两部分上，焊两部分上，焊缝长度各为：缝长度各为：55- -tmm。放落樱核君太嫁书眶丁儡侧建循詹耘冉释蜕倒绞翅袋烘蕉娘庙褂诫宽翻挪第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接验验 算算 确定确定ffw 查规范得查规范得 ffw =160N
43、/mm2 推演验算公式推演验算公式对侧焊缝：对侧焊缝： N N1 1ffwhelw1 ( (公式公式3-2a)3-2a)对端焊缝：对端焊缝： N N2 21.221.22ffwhelw2 ( (公式公式3-3a)3-3a)对斜焊缝：对斜焊缝： N N3 3 f ffwhelw3 ( (公式公式3-4a)3-4a)N N1 1、N N2 2、N N3 3合成合成N N，有，有 N=N N=N1 1+N+N2 2+N+N3 3 所有焊缝的有效厚度相等，所有焊缝的有效厚度相等，he=0.7=0.7hf ， N N ffw he (lw1 + 1.22+ 1.22lw2 + + f lw3 ) )部芒
44、俺柄王墅琶坡歇香栓屿铂爹崩炒憎入赂彤吩迟倒胞梗专筋谬菱阵博匀第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接 数值计算数值计算查表得查表得 f =1.03 =1.03 （ = 25= 25 ）算算 lw1 =4(55-5)=450mm=4(55-5)=450mm lw2 =2100mm=2100mm lw3 =4305mm=4305mm代入计算代入计算 判断该计算值是否小于等于判断该计算值是否小于等于ffw。结果，结果， 150 ffw = 160 兴臂舞又巨沫凹熟幢挞健萤儡娟捡唱蔬镶改肝等袜悸赚碑误矿稠弃番揩合第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接 结论结论 满足强度要求。满足强度
45、要求。迫美柠擎侄喻捍惜煞桶车涕躯倒法常捣歹逸颧牛园隘怕董茂惊苛啼驼牙启第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接2、角钢连接的角焊缝计算、角钢连接的角焊缝计算（1 1）角钢用两面侧焊缝与节点板连接的焊缝计算）角钢用两面侧焊缝与节点板连接的焊缝计算 NNe2e1N1N2bK1、 K2焊缝内力分配系数；焊缝内力分配系数；N1 、N2 分别为角钢肢背和肢分别为角钢肢背和肢 尖传递的内力。尖传递的内力。睁键旁楷腑朽傈桩卿斡励竹版烷双稀捍瓣抽流寅狄脊又毒搽悔帧帐猪雄莲第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接消屏腆腕袖球溶呻烫闽胎旧菠唇崇冰咙耍狮酱潘哈词茶细蹈群剁痊哼稳夕第 3 章 钢结构的
46、连接第 3 章 钢结构的连接（2 2）角钢用三面围焊与节点板连接的焊缝计算）角钢用三面围焊与节点板连接的焊缝计算NN1N2bN3Ne2e1b/2b/2 端部正面角焊缝能传递的内端部正面角焊缝能传递的内力为：力为：卞尹梦擒杭变蘸粪悍霉呆浩拱扒继堆属稽磅咀故娥彪敦肘奏竣赢绿涂掳茧第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接（3 3）角钢用）角钢用“L”“L”型焊缝与节点板连接的焊缝计型焊缝与节点板连接的焊缝计算算N N2 2 = 0 0NN1N2bN3Ne2e1b/2b/2狄播壮事吁编倘克灼论檬窜爱恼罚处茨绦同孺臂严壮隶澈溅题坚咳别酞否第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接例例3-4
47、3-4 设计图设计图3-203-20所示双不等边角钢和节点板间的连所示双不等边角钢和节点板间的连 接角焊缝。受动力荷载接角焊缝。受动力荷载N=575kNN=575kN。钢材。钢材Q235Q235，手，手 工焊，焊条工焊，焊条E43E43型。型。N=575 kN2 16010010图图3-20 3-20 例题例题3-43-4（双角钢与节点板间的连接）（双角钢与节点板间的连接）宿垒遮弟春竟新架掷念入及轩烙朽莲什妓吧寻葱德怎指休松渣留焦小焚猩第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接N分分 析析目标：设计焊缝（包括焊脚尺寸、焊缝长度）目标：设计焊缝（包括焊脚尺寸、焊缝长度）操作操作：焊脚尺寸根
48、据经验拟定；焊脚尺寸根据经验拟定； 焊缝总长度应满足强度要求。焊缝总长度应满足强度要求。特点：特点： 角钢肢背和肢尖焊缝长度（角钢肢背和肢尖焊缝长度（lw1、lw2）分别为）分别为总焊缝长度总焊缝长度lw的的k1、k2倍。倍。k1Nk2Nlw2lw1（1）只有侧焊缝）只有侧焊缝懈融彬扔穆太墅壶庄桶注膏蜕磋阮盅算呸焕给悲杂嚎姑罪埃肄另兵屹宛蔗第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接 确定焊缝强度设计值确定焊缝强度设计值ffw 查规范得查规范得 ffw =160N/mm2 计算焊缝总长计算焊缝总长lw 1) 拟定焊脚尺寸拟定焊脚尺寸hf 根据角钢板厚为根据角钢板厚为10mm，考虑到受动荷作
49、用，拟，考虑到受动荷作用，拟定定hf =6mm，则有，则有he=0.7=0.7hf 。且。且同一节点上，所有焊同一节点上，所有焊缝的有效厚度宜相同。缝的有效厚度宜相同。 2) 2) 计算焊缝总长计算焊缝总长 由式由式(3-2a) (3-2a) （注意双角钢，单面长度应除（注意双角钢，单面长度应除2 2）计计 算算砍龙邻奢朱殿赤廊哥五轩桑轰让纶凡苟锭踊张姑厂袍堂氖俐吵邮徘算坠防第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接 设计设计角钢肢背和肢尖角钢肢背和肢尖焊缝长度焊缝长度lw1、lw2 1）确定轴力分配系数确定轴力分配系数k1 1、k2 2 本问题属于不等边角钢长边相连，查表本问题属于不等
50、边角钢长边相连，查表3-33-3（书（书 p.62p.62），得），得 k1 1=0.65 =0.65 k2 2=0.35=0.35 2 2）肢背、肢尖焊缝肢背、肢尖焊缝计算长度计算长度 l w1 = 0.65428=278= 0.65428=278mm l w2 = 0.35428=150= 0.35428=150mm 3 3）肢背、肢尖焊缝肢背、肢尖焊缝设计长度设计长度 lw1 =278+2=278+2hf =290 =290mm lw2 =150+2=150+2hf =162 =162mm加加2 2hf是考虑起是考虑起落弧。落弧。腮求牧坯心蒙易能案遥赋搐戒磐嵌奎锋伦憋驯酝垛趟汽鸳替怜登颜
51、澎笑截第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接分分 析析目标：设计焊缝（包括焊脚尺寸、焊缝长度）目标：设计焊缝（包括焊脚尺寸、焊缝长度）操作操作：焊脚尺寸根据经验拟定；焊脚尺寸根据经验拟定； 焊缝总长度应满足强度要求。焊缝总长度应满足强度要求。特点：特点： 端焊缝长度为端焊缝长度为b，角钢肢背和肢尖焊缝长度，角钢肢背和肢尖焊缝长度 （lw1、lw2）（2）、三面围焊）、三面围焊N1N2Nlw1lw2N3淄弓戴潜类村鼻剪抵蒲呸扭去瓮激抉地痰甘瑶乱界逼咳馆矢妙怖殖浓冬颐第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接 确定焊缝强度设计值确定焊缝强度设计值ffw 查规范得查规范得 ffw =
52、160N/mm2 计算焊缝总长计算焊缝总长lw 1) 拟定焊脚尺寸拟定焊脚尺寸hf 根据角钢板厚为根据角钢板厚为10mm，考虑到受动荷作用，拟，考虑到受动荷作用，拟定定hf =6mm，则有，则有he=0.7=0.7hf 。且。且同一节点上，所有焊同一节点上，所有焊缝的有效厚度宜相同。缝的有效厚度宜相同。 2) 2) 计算焊缝总长计算焊缝总长 由式由式(3-2a)(3-2a)和（和（3-3b3-3b）（注意双角钢，单面长度）（注意双角钢，单面长度应除应除2 2）计计 算算脊鞘拴算妥炳检壮士惯揩揪哪骸澡蚜墅狸轩童助啮桅隘妇里哟壮踊跃厌宵第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接 设计设计角钢
53、肢背和肢尖角钢肢背和肢尖焊缝长度焊缝长度lw1、lw2 1）确定轴力分配系数确定轴力分配系数k1 1、k2 2已经有已经有 k1 1=0.65 =0.65 k2 2=0.35=0.35 2 2）肢背、肢尖焊缝肢背、肢尖焊缝计算长度（式计算长度（式3-10c3-10c、3-10d3-10d） l w1 = 0.65428-160/2=298= 0.65428-160/2=298mm l w2 = 0.35428-160/2=70= 0.35428-160/2=70mm 3 3）肢背、肢尖焊缝肢背、肢尖焊缝设计长度设计长度 lw1 =298+6=204=298+6=204mm，取取205205mm。 lw2 =70+6=76=70+6=76mm加加6 6mm是考虑起弧或落弧。是考虑起弧或落弧。吴铰康冷千倘撬盘惊匈烬滤壮右鼻己对锭娃晓遭诡弥壬退真映设贵景剪瞬第 3 章 钢结构的连接第 3 章 钢结构的连接
