角焊缝及其计算

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。

2. 角钢杆件与节点板焊接连接，承受轴向力N：

（1）角钢用两面侧焊缝与节点板连接的焊缝计算

K1、K2——焊缝内力分配系数；

N1 、N2 ——分别为角钢肢背和肢尖传递的内力。

（2）角钢用三面围焊与节点板连接的焊缝计算（图）

端部正面角焊缝能传递的内力为：

（3）角钢用“L”型焊缝与节点板连接的焊缝计算（图）

由N2 = 0得：

3. 弯矩、剪力、轴力共同作用下的顶接连接角焊缝:

弯矩M作用下，x方向应力

剪力作用下，y方向应力

轴力N作用下x方向应力

M、V和N共同作用下，焊缝上或下端点最危险处应满足：

式中：如果只承受上述M、N、V的某一、两种荷载时，只取其相应的应力进行验算。

4. 牛腿在弯矩、剪力共同作用下的角焊缝连接计算:M＝Ve

翼缘竖向刚度较差，不能承受剪力，所以全部剪力均由竖向焊缝承受，弯矩由翼缘与腹板角焊缝共同承受。

点1：

点2：

点3：

5. 扭矩、剪力、轴力共同作用下搭接连接角焊缝:

扭矩T作用下各点应力计算（以A点为例）：

Ix+Iy为焊缝计算截面对形心的极惯性矩，rx、ry为焊缝角点到焊缝形心的坐标距离。

V作用下A点

N作用下A点

A点合应力：，

要求：注意计算时需判断应力最大点！

钢结构的连接(一)

焊缝的缺陷形式

·钢板用纵横十字交叉或T形交叉焊缝拼接

·角焊缝的承载力计算公式来源

·外力和角焊缝长度方向成夹角θ 时的斜焊缝计算

·钢管节点连接焊缝构造与计算

·角钢与节点板连接焊缝的内力分配系数

·搭接连接的角焊缝在扭矩、剪力作用下的计算假定

·未焊透对接焊缝连接的构造要求和计算

·圆钢与平板、圆钢与圆钢之间的焊缝

1、焊缝的缺陷形式（图）

2、钢板用纵横十字交叉或T形交叉焊缝拼接

钢板的拼接，当采用对接焊缝时，纵横两方向可采用十字形交叉或T 形交叉。当为T形交叉时，交叉点的间距a不小于200mm （图）

3、角焊缝的承载力计算公式来源

角焊缝受力后的应力分布很复杂。目前主要以试验为基础，经偏于安全地修正后，建立角焊缝最小截面（450方向的有效截面）上三个相互垂直的应力之间的强度条件公式。

式中：——作用于焊缝有效截面上，垂直于焊缝轴线方向的正应力和剪应力；

——作用于焊缝有效截面上，平行于焊缝轴线方向的剪应力；

——角焊缝的强度设计值。

作用在焊缝上的外力N可分解成Nx、Ny和Nz。x和y轴都垂直于焊缝长度方向并平行于两个直角边（焊脚），z轴沿焊缝长度方向，如图。

大多数情况，Ny＝0（或Nx＝0），则破坏截面上沿x方向（或y 方向）的正应力为，沿z方向的剪应力为，且

式中：he ——角焊缝的有效厚度；

lw ——角焊缝的计算长度，取实际长度减去10mm。

从图中可见，有效截面与焊脚边所在截面成45°，因而整理后可得：从上式可见，正面角焊缝承载力是侧面角焊缝的1.22倍，比试验得到的1.35～1.55倍要小。这是因为上述是通过偏于安全地修正的。考虑到正面角焊缝的塑性较差，故钢结构设计规范规定：直接承受动力荷载的结构中的直角角焊缝，不宜考虑正面角焊缝强度的提高，即公式中的系数1.22，改为1.0。

因此，钢结构设计规范写成更一般的形式：