直角角焊缝连接的构造和计算

§3.3 直角角焊缝连接的构造和计算

一．定义

侧焊缝——焊缝轴线平行于力线； 端焊缝——焊缝轴线垂直于力线； 斜焊缝——焊缝轴线倾斜于力线。

二．直角角焊缝应力分析

大量试验结果表明，侧面角焊缝主要承受剪应力。传力线通过侧面角焊缝时产生弯折，应力沿焊缝长度方向的分布不均匀，呈两端大而中间小的状态。

试验证明：

1．侧焊缝以45°“咽喉截面”破坏居多；

2．端焊缝的强度是侧焊缝强度的1.35～1.55倍。

规范规定：在焊缝计算时以侧焊缝强度为基准（w f f ）,端焊缝强度为1.22w f f ，斜焊缝强度为

。3

θ

sin 12

w f -f

三．直角角焊缝的构造

t 1-(1~2)

t 1

h f ≤1.2t min

h f ≤

(当t 1＞6)

(当t 1≤6)h f h f

t 2

t 1

t 1

t 2

1．最小焊缝高度：fmin h =11.5t ，1t —较厚板件的厚度； 2．最大焊缝高度：2fmax 1.2t h =，2t —较薄板件的厚度；

对于贴边焊

当t ≤6mm 时，fmax h =t ；

当t >6mm 时，fmax h =t －（1～2）mm 要求：fmin h ≤f h ≤fmax h

3．最大焊缝长度：fmax l =60f h （静荷）

fmax l =40f h （动荷）

若内力沿角焊缝全长分布，则计算长度不受此限； 4．最小焊缝长度：fmin l =8f h

≮40mm

要求：fmin l ≤f l ≤fmax l 5．搭接连接的构造要求

试验结果表明，连接的承载力与b/lw 有关。 要求：

w b l ≤ 和 16

(1190 (12)t t m m b m m t m m >⎧<⎨≤⎩

当b 不满足上述要求时，应加焊正面焊缝将两板贴合。围焊的转角处必须连续施焊。在搭接连接中，当仅采用正面角焊缝时，搭接长度不少于5倍板厚。

四．直角角焊缝的计算 1. 基本假定：

（1） 所有角焊缝只承受剪应力，只区分侧焊缝和端焊缝；

（2） 焊缝计算截面为45°“咽喉截面”，面积为0.7f h (f l －10mm)； （3） 在静力条件下，考虑端焊缝强度提高22%；动力荷载下，不考虑其强度的提高； 2．计算公式：

22

βτσ+⎪⎭

⎫ ⎝⎛≤w f f 其中：σ——端焊缝受力总和；

τ——侧焊缝受力总和；

β——焊缝强度提高因数，动力荷载时为1.0，静力荷载时为1.22。

3．计算步骤

（1）求出同一平面的焊缝群的形心； （2）将荷载向形心简化，找出最不利位置； （3）分别求出各荷载分量在最不利位置产生的应力；

（4）区分侧焊缝受力与端焊缝受力，视荷载种类（静荷或动荷）代入公式，

进行计算。

4．几种典型的焊缝受力分析 （1）焊缝受轴心拉力（端焊缝）

w

f 0.7l h N

∑=

τ≤w f 1.22f

（2）焊缝受轴心剪力（侧焊缝）

w

f 0.7l h N

∑=

τ≤w f f

（3）焊缝受轴心拉力和轴心剪力共同作用

w f N 0.7l h N ∑=

τ，w

f V 0.7l h V

∑=τ

2V 2N )()1.22

(τ+τ≤w f f

（4）焊缝受弯矩作用

h f

M

2

w

f M 0.726l h M

⨯=

τ≤w f 1.22f

（5）焊缝偏心受剪

w f V 0.72l h V

⨯=

τ，2

w

f M 0.726l h Va ⨯=τ 2V 2

M )()1.22

(τ+τ≤w f f

（6）焊缝受N ，M ，V 联合作用

a

w f V 0.72sin αl h F ⨯⋅=

τ，f

N 0.72cos α

h F ⨯⋅=τ

2

w

f M 0.72)

sin αcos α(6l h aF bF ⨯⋅+⋅=

τ

2V 2N

M )()1.22

(

τττ++≤w f f

（7）焊缝受扭矩作用

a

x

b

h f

T

)

2(0.720.72f f b a h a a

h x +⨯=

3f 2f x 0.7121

)2(0.72b h b a h I ⨯+⨯=

2f 3f 2f y )2

(0.720.7122)(0.7x a

a h a h x

b h I -⨯+⨯+=

y x T

y )(I I x a T +-⋅=

τ，y

x T

x

2I I b T

+=

τ 2

T x 2T y

)()1.22

(τ+τ

≤w f f

（8）围焊缝受偏心剪力——扭矩＋剪力

sin α,cos αy x ⋅=⋅=F F F F

)(2

y x x c F b

F T -⋅+⋅

=