第20-1-2章对接焊缝连接构造与计算教程
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焊缝的结构与计算PPT课件
lw 60h f
注： (1)当实际长度大于以上值时，计算时不与考虑； (2)当内力沿侧焊缝全长分布时，不受上式限制。
22
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4.侧面角焊缝的最小计算长度
对于焊脚尺寸大而长度小的焊缝，焊件局部加 热严重且起落弧坑相距太近，以及可能产生缺陷， 使焊缝不可靠。故为了使焊缝具有一定的承载力， 规范规定：
lw2
由力及力矩平衡得:
N1
k1 N
N3 2
N2
k2 N
N3 2
(3 20x) (3 21)
余下的问题同情况‘A’:
第37页/共48页
e1
N
e2 b
x
37
对于校核问题:
f
N1 l w1he1
f
w f
f
N2 l w2 he2
f
w f
lw1
(3 14)N1
N3
(3 15N) 2 lw2
lw 8hf 且不得小于40mm
23
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5. 搭接连接的构造要求
当板件端部仅采用两条侧面角焊缝连接时：
A.为了避免应力传递的过分弯折而使构件中应力
不均，规范规定：
lw
lw b
b
B.为了避免焊缝横向收缩时
引起板件的供曲太大，规范
规定：
b 16t（1 t1 12mm）
t1
t2
或190mm（t1 12mm） 24 第24页/共48页
f
w f
h f 3
f
N3
f
w f
lw3
(3 24)
第39页/共48页
e1
N
e2 b
x
39
2.N、M、V共同作用下 （1）偏心轴力作用下角焊缝强度计算：
注： (1)当实际长度大于以上值时，计算时不与考虑； (2)当内力沿侧焊缝全长分布时，不受上式限制。
22
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4.侧面角焊缝的最小计算长度
对于焊脚尺寸大而长度小的焊缝，焊件局部加 热严重且起落弧坑相距太近，以及可能产生缺陷， 使焊缝不可靠。故为了使焊缝具有一定的承载力， 规范规定：
lw2
由力及力矩平衡得:
N1
k1 N
N3 2
N2
k2 N
N3 2
(3 20x) (3 21)
余下的问题同情况‘A’:
第37页/共48页
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N
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对于校核问题:
f
N1 l w1he1
f
w f
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N2 l w2 he2
f
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(3 14)N1
N3
(3 15N) 2 lw2
lw 8hf 且不得小于40mm
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5. 搭接连接的构造要求
当板件端部仅采用两条侧面角焊缝连接时：
A.为了避免应力传递的过分弯折而使构件中应力
不均，规范规定：
lw
lw b
b
B.为了避免焊缝横向收缩时
引起板件的供曲太大，规范
规定：
b 16t（1 t1 12mm）
t1
t2
或190mm（t1 12mm） 24 第24页/共48页
f
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N
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2.N、M、V共同作用下 （1）偏心轴力作用下角焊缝强度计算：
第二讲对接焊缝的构造与计算
第3章钢结构的连接
3.3对接焊缝的构造要求和计算
3.3.1对接焊缝的构造要求
坡口形式：I形缝、V形缝、带钝边单边V形缝、带钝边V 形缝（Y形缝）、带钝边U形缝、带钝边双单边V形缝和 双Y形缝等
直边缝（t≤10mm) 单边V形和V形缝 （t=10 ~ 20mm) U形缝，K形缝 ，X 形缝等（t≥20mm)
（2）弯矩和剪力共同作用的对接焊缝
V
V
w
M W w ft
VS w I wt fv
w
注意各参数取值 S w ——焊缝截面在计算剪应力处以上 (或下)部分对中和轴的面积矩。
第3章钢结构的连接
3.3对接焊缝的构造要求和计算
3.3.2焊透的对接焊缝的计算
（2）弯矩和剪力共同作用的对接焊缝 焊缝截面为工形
w1
M Iw
h0 2
或 1 max
h1 h
ho——腹板高度； Sw1——受拉翼缘对中和轴 的面积距。
I wt
第3章钢结构的连接
3.3对接焊缝的构造要求和计算
3.3.2焊透的对接焊缝的计算
（3）轴心力、弯矩和剪力共同作用的对接焊缝
A
B C
max N
l w t M W w f t I w t
f
Nx
N
N sin
lw 2 lw
Nx
he l w
y e w
he l w
2
N
y
f
hl
N cos
N
hl
e w
代入式
3.3对接焊缝的构造要求和计算
3.3.1对接焊缝的构造要求
坡口形式：I形缝、V形缝、带钝边单边V形缝、带钝边V 形缝（Y形缝）、带钝边U形缝、带钝边双单边V形缝和 双Y形缝等
直边缝（t≤10mm) 单边V形和V形缝 （t=10 ~ 20mm) U形缝，K形缝 ，X 形缝等（t≥20mm)
（2）弯矩和剪力共同作用的对接焊缝
V
V
w
M W w ft
VS w I wt fv
w
注意各参数取值 S w ——焊缝截面在计算剪应力处以上 (或下)部分对中和轴的面积矩。
第3章钢结构的连接
3.3对接焊缝的构造要求和计算
3.3.2焊透的对接焊缝的计算
（2）弯矩和剪力共同作用的对接焊缝 焊缝截面为工形
w1
M Iw
h0 2
或 1 max
h1 h
ho——腹板高度； Sw1——受拉翼缘对中和轴 的面积距。
I wt
第3章钢结构的连接
3.3对接焊缝的构造要求和计算
3.3.2焊透的对接焊缝的计算
（3）轴心力、弯矩和剪力共同作用的对接焊缝
A
B C
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f
Nx
N
N sin
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Nx
he l w
y e w
he l w
2
N
y
f
hl
N cos
N
hl
e w
代入式
建筑钢结构工程技术 2.3 对接焊缝的构造和计算
对接焊缝的构造和计算用对接焊缝连接的板件常需把焊接的边缘加工成各种形式的坡口，因此对接焊缝又称为坡口焊缝。
对接焊缝按是否焊透可分为焊透的和部分焊透的两种。
焊透的对接焊缝强度高，受力性能好，故一般均采用焊透的对接焊缝。
只有当板件较厚而内力较小或甚至不受力时，才可采用部分焊透的对接焊缝，以省工省料和减小焊接变形。
但由于它们未焊透，应力集中和残余应力严重，对于直接承受动力荷载的构件不宜采用。
以下仅对焊透的对接焊缝的构造和计算加以详细论述。
一、对接焊缝的构造对接焊缝坡口的形式与尺寸应根据焊件厚度和施焊条件来确定，以保证焊缝质量、便于施焊和减小焊缝截面为原则。
一般由制造厂结合工艺条件并根据国家标准来确定。
（一）对接焊缝坡口的基本形式对接焊缝的坡口形式有I形（即不开坡口或垂直坡口）、单边V形、V形、J形、U形、K形和X形等（图2-11）。
各种坡口中，沿板件厚度方向通常有高度为p间隙为b的一段不开坡口，称为钝边，焊接从钝边处（根部）开始。
当采用手工焊时，若焊件厚度很小（t≤10mm），可采用不切坡口的I形缝（图2-11a）。
对于一般厚度（t=10~20mm）的焊件，可采用有斜坡口的带钝边单边V形缝或V形缝（图2-11b、c），以便斜坡口和焊缝跟部共同形成一个焊条能够运转的施焊空间，使焊缝易于焊透。
焊件更厚（t >20mm）时，应采用带钝边U形缝或X形缝（图2-11e、g）。
其中V 形和U形坡口焊缝需正面焊好后再从背面清根补焊（封底焊缝），X形坡口焊缝需从两面施焊。
用U形或X形坡口与用V形坡口相比可减少焊缝体积。
U形坡口加工困难，X形坡口加工较简单，焊缝体积也较小，常用于有翻转条件的焊件，以便从两面施焊。
在T形或角接头中以及对接接头一边板件不便开坡口时，可采用单边V形、J形或K 形坡口（图2-11b、d、g）。
若受装配条件限制间隙过大时，仍可采用上述坡口，但在坡口下面需预设垫板，如图3-11（h）阻止熔化金属流淌和使根部焊透。
对接焊缝角焊缝的构造和计算
Q390 钢 Q420 钢
≤16 >16～40 >40～60 >60～100
≤16 >16～35 >35～50 >50～100
≤16 >16～35 >35～50 >50～100
≤16 >16～35
>35～50
>50～100
抗压
f
w c
215 205 200 190 310 295 265 250 350 335 315 295 380 360
角焊缝构造尺寸要求
部位 项目
构造要求
备注
上限
焊脚尺寸 hf
下限
焊缝长度 lw
上限 下限
h f 1.2t1 （钢管构件除外）；
t
对板件：
6mm时，h f
t
t 6mm时，h f t (1 ~ 2)mm
圆孔或槽孔内的角焊缝， h f 尚不宜大于圆孔直径
和槽孔短径的 1/3
hf 1.5 t2 ；当 t2 4 时， h f t
3.5.7 典型节点（2）－－梁的拼接－－弯矩、剪力、轴力作用
弯矩 M
平板梁
工字形梁
剪力 V
3 钢结构的连接设计
弯矩 M 剪力 V 轴力 N
应力分布
应力分布
max
M
Wx
ftw ( fcw )
max
VSw I wtw
f
w v
zs
应力分 布
2 1
3
2 1
1.1 ftw
典型节点（3）－－牛腿焊接－－弯矩、剪力作用 弯矩 M 剪力 V
破坏模式
3 钢结构的连接设计
3.7.3 端缝与侧缝的比较
对接焊缝的构造和计算
3 对接焊缝的构造和计算
3 部分焊透的对接焊缝 • 计算原则：按角焊缝进行计算
图22 部分焊透的对接焊缝
1 对接焊缝的构造要求 • 其他构造要求
图16 引弧板
图17 焊透的T 形连接焊缝
图18 钢板拼接焊 缝示意
3 对接焊缝的构造和计算
2 对接焊缝的计算 • 计算原则：I、II级等强不计算，仅计算III级焊缝 （1）轴心受力的对接焊缝
N lwt ft w fcw
图19 轴心力作用下对接焊缝连接
对接焊缝的构造和计算
1 对接焊缝的构造要求 • 坡口形式：I形缝、V形缝、带钝边单边V形缝、 带钝边V形缝（Y形缝）、带钝边U形缝、带钝 边双单边V形缝和双Y形缝等
图14 对接焊缝坡口形式
3 对接焊缝的构造和计算
1 对接焊缝的构造要求 • 不同宽度或厚度的钢板拼接
图15 不同宽度或厚度的钢板拼接
3 对接焊缝的构接焊缝的计算 （2）受弯受剪的对接焊缝
M Ww ft w VSw I wt f vw
图20 受弯受剪的对接连接
3 对接焊缝的构造和计算
2 对接焊缝的计算 （2）受弯受剪的对接焊缝
12 312 1.1 ft w
图21 受弯、剪的工形截面对接焊缝
焊缝连接设计计算
04
焊缝连接质量检测与评估
焊接质量检测方法
无损检测
通过射线、超声、磁粉、 涡流等手段检测焊缝内部 和表面的缺陷，确保焊接 质量。
破坏性检测
对焊缝进行拉伸、弯曲、 冲击等试验，以检测焊缝 的机械性能和强度。
外观检测
通过目视或借助放大镜对 焊缝表面进行观察，检查 是否存在气孔、咬边、夹 渣等表面缺陷。
焊缝连接的类型与选择
焊缝连接的类型
对接焊缝、角焊缝、搭接焊缝等。
焊缝连接类型的选择
根据工件的材料、厚度、结构形式和焊接工艺要求等因素进行选择。
焊缝连接的应用场景
建筑行业
钢结构、钢筋混凝土结构等。
机械制造业
压力容器、管道、船舶、航空航天器等。
石油化工行业
储罐、管道、反应器等。
02
焊缝连接设计基础
焊接接头形式与设计
对接接头
两个焊件相对放置，焊 缝表面相平，适用于较
厚的板材。
T形接头
一个焊件的边缘与另一 焊件的中部相对，适用
于梁和柱的连接。
角接接头
两个焊件呈90度角，适 用于管子与管板或法兰
盘的连接。
搭接接头
两个焊件部分重叠，适 用于较薄的板材或管子
的连接。
焊接坡口设计
01
02
03
坡口形状
焊接速度
控制熔池冷却速度和焊缝成形 ，根据焊件厚度和材料选择。
焊接层数
多层多道焊接或单层单道焊接 ，根据焊件厚度和焊接质量要
求选择。
03
焊缝连接计算方法
焊接应力与变形计算
焊接应力计算
根据焊接过程中热源的移动和材料的 热物理性质，计算焊接应力的大小和 分布。
变形计算
第20-1-2章对接焊缝连接构造与计算教程
max
M [ t ] Ww
max
VS w [ ] Iwt
M——焊缝承受的弯矩； Ww——焊缝截面模量。 V——焊缝承受的剪力； Iw——焊缝计算截面惯性矩； Sw——焊缝截面计算剪应力处以上部分对中和轴的面积矩。
青海大学 结构设计原理
对于工字形、箱形、T形等构件除应分别验算最大正应力与最 大剪应力外，还应验算腹板与翼缘交接处的折算应力：
2、变截面钢板拼接 （a）钢板宽度不同
≤1:2.5（静力荷载）
≤1:2.5（静力荷载） ≤1:2.5（静力荷
≤1:2.5（静力荷载） ≤1:4（计算疲劳） ≤1:2.5（静力荷载） ≤4m ≤1:2.5（静力荷载） （b）钢板厚度不同 ≤1:2.5（静力荷载） ≤1:2.5（静力荷载） ≤1:2.5（静力荷载） ≤1:4（计算疲劳） ≤1:4（计算疲劳）
青海大学 结构设计原理
20.1.5 对接焊缝的构造和计算
一、对接焊缝的构造要求 1、坡口形式 对接焊缝常做成带坡口的形式，故又称为
坡口焊缝。应根据焊件厚度按保证焊缝质量，便于施焊及
减小焊缝截面积的原则选用。 常用的坡口形式有I形缝、带钝边单边V形缝、带钝边V 形缝（Y形缝）、带钝边U形缝、带钝边双单边V形缝、 双Y形缝。
章节内容 1、焊缝连接 2、普通螺栓连接 3、高强螺栓连接
青海大学 结构设计原理
20 钢结构的连接
章节重点 1、掌握钢结构常用的连接方法、特点及应用范围； 2、了解对接焊缝和角焊缝的工作性能，掌握对接焊缝 的计算方法和各构造尺寸限制的意义； 3、了解焊接应力、焊接变形的形成原因及防治措施； 4、了解普通螺栓连接和高强螺栓的工作性能、破坏形 态，掌握普通螺栓和高强螺栓连接的计算方法；
对接焊缝的构造与计算
2
tl w 12
3
Sw—焊缝计算剪应力处以上或以下部分截面对中性轴的面积矩
第三章
2、梁的拼接（2）—工字形截面 弯矩M和剪力V共同作用的对接焊缝
M V V
钢结构的连接
M
.1
验算截面
M max f tw Wx
M h0 1 Ww h
max
VS 1 1 I wt
VSw f vw I w tw
第三章
钢结构的连接
1、焊缝轴心受力（2）－ 斜缝（斜对接焊缝） 斜缝
斜 焊 缝
焊缝应力 简化验算
N sin f tw lw tw N cos f vw lw tw
规范规定 当tan 1.5，可不验算。
w lw — 斜焊缝计算长度， f v — 对接焊缝抗剪设计强度。
起落弧处易有焊接缺陷，所以用引弧板。采用引弧板施 工复杂，除承受动力荷载外，一般不用，计算时将焊缝长度 两端各减去 t （ t 为较薄焊件的厚度）。
引弧板
第三章
钢结构的连接
第三章 3.4.2 其它构造
钢结构的连接
为防止熔化金属流淌必要时可在坡口下加垫板。
垫板
垫板 加垫板的坡口
垫板
注：对于无垫板的单面焊，强度设计值折减0.85。
第三章
3、牛腿焊接
弯矩M和剪力V共同作用的对接焊缝
焊缝截面
a tw
钢结构的连接
应力分布
c
V 简化计算： 梁柱连接处(牛腿处)剪力 Aw
对接焊缝的计算除考虑焊缝长度是否减少，焊缝强度要否 折减外，对接焊缝的计算方法与母材的强度计算完全相同。
第三章
钢结构的连接
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p
10m
p
p
p
p
p
m
b=3~4mm 6、双 Yb 形缝： =3~4mm
b=3~4mm
p
p
p
pp
p
b=2~3mm 5、带钝边双单边 b=3~4mm V形缝：
p
p
p p
m
b=0.5~2mm b=2~3mm 4、带钝边 U形缝：
p
b=2~3mm b=2~3mm b=3~4mm =2~3mm b=3~4m b bb =2~3mm b=3~4 =3~4mm 适用板厚：b =3~4mm t >20mm b=3~4mm t≥20mm b=3~4mm b=3~4mm b=3~4mm t≥20mm t≥20mm b=3~4mm
青海大学 结构设计原理
结构设计原理
青海大学 土木工程学院 教授班级：交通2011(1、2)
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20 钢结构的连接
章节内容 1、焊缝连接 2、普通螺栓连接 3、高强螺栓连接
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20 钢结构的连接
章节重点 1、掌握钢结构常用的连接方法、特点及应用范围； 2、了解对接焊缝和角焊缝的工作性能，掌握对接焊缝 的计算方法和各构造尺寸限制的意义； 3、了解焊接应力、焊接变形的形成原因及防治措施； 4、了解普通螺栓连接和高强螺栓的工作性能、破坏形 态，掌握普通螺栓和高强螺栓连接的计算方法；
lw——焊缝计算长度，无引弧板时，焊缝计算长度取实际 长度减去2t；有引弧板时，取实际长度； t——连接件的较小厚度，对T形接头为腹板的厚度 ； [σt]——对接焊缝的抗拉容许应力
t
l
N
N
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20.1.5 对接焊缝的构造和计算
当直对接焊缝不能满足承载力要求，可改用斜缝。
对接焊缝斜向受力是指作用力通过焊缝重心，并与焊缝长度方 向呈夹角，其计算公式为：
12 3 12 1.1[ t ]
M h0 1 Iw 2
V M
1
VS w1 I wtw
式中 ： 1、1——验算点处（腹板、翼缘交接点）的正应力和剪应力。
1.1为考虑到最大折算应力只在焊缝局部出现，而将焊缝强 度设计值适当提高的系数。
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20.1.5 对接焊缝的构造和计算
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10m
一、对接焊缝的构造要求
p
p pp pp
10mm≤t≤20mm 1、坡口形式 t≤10mm 10mm≤t ≤20mm t≤10mm 1、I形缝： 适用板厚： t≤10mm 10mm≤t≤20mm t≤10mm 10mm ≤t≤20mm b=0.5~2mm b=2~3m 2 、带钝边单边 V 形缝： t≤10mm 适用板厚： b=0.5~2mm b=2~3m b =0.5~2mm b =2~3mm b=2~3mm 10mm < t≤20mm 3、带钝边V形缝：
2、变截面钢板拼接 （a）钢板宽度不同
≤1:2.5（静力荷载）
≤1:2.5（静力荷载） ≤1:2.5（静力荷
≤1:2.5（静力荷载） ≤1:4（计算疲劳） ≤1:2.5（静力荷载） ≤4m ≤1:2.5（静力荷载） （b）钢板厚度不同 ≤1:2.5（静力荷载） ≤1:2.5（静力荷载） ≤1:2.5（静力荷载） ≤1:4（计算疲劳） ≤1:4（计算疲劳）
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20.1.5 对接焊缝的构造和计算
要点
与构件母材强度计算方法相同，采用材料力学的计 算公式 一、二级对接焊缝不需验算。 三级焊缝质量不易保证，需进行相关验算。
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1. 轴心受力的对接焊缝
N [ t ] lw t
N——轴心拉力或压力设计值；
p p
p p
p
b=0.5~2mm b=0.5~2mm b=0.5~2mm
b=2~3mm b=2~3mm b=2~3mm
b=2~3mm b=2~3mm b=2~
p p
p p
p
p
b=3~4mm
b=3~4mm b=3~4mm b=3~4mm
b=3~4mm b=3~4mm b=3
p p
p
青海大学 结构设计原理
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20.1.5 对接焊缝的构造和计算
一、对接焊缝的构造要求 1、坡口形式 对接焊缝常做成带坡口的形式，故又称为
坡口焊缝。应根据焊件厚度按保证焊缝质量，便于施焊及
减小焊缝截面积的原则选用。 常用的坡口形式有I形缝、带钝边单边V形缝、带钝边V 形缝（Y形缝）、带钝边U形缝、带钝边双单边V形缝、 双Y形缝。
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3、对接焊缝的起弧和落弧，常因不能熔透而出现凹形的
焊口，焊口处常产生裂纹和应力集中。施焊时可采用引弧板
消除此影响；焊后将引弧板切除，并用砂轮将表面磨平。 引弧板
焊透的T形连 接焊缝
钢板拼接焊缝示意
4、在直接承受动载的结构中，为提高疲劳强度，应将对 接焊缝的表面磨平，打磨方向应与应力方向平行。
p
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20.1.5 对接焊缝的构造和计算
沿焊件厚度方向未开坡口的端面部分p 称为钝边，钝边的作 10mm ≤t ≤20mm 10mm ≤ t 20mm 10mm ≤t≤20mm 用是防止根部烧穿。
对于没有条件清根和补焊者，要事先加垫板。 ≤10mm t≤t 10mm t≤10mm
max
M [ t ] Ww
max
VS w [ ] Iwt
M——焊缝承受的弯矩； Ww——焊缝截面模量。 V——焊缝承受的剪力； Iw——焊缝计算截面惯性矩； Sw——焊缝截面计算剪应力处以上部分对中和轴的面积矩。
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对于工字形、箱形、T形等构件除应分别验算最大正应力与最 大剪应力外，还应验算腹板与翼缘交接处的折算应力：
对接焊缝计算步骤
1、确定荷载； 2、进行截面应力状态分析； 3、计算截面几何特征值； 4、强度验算。不同作用情况下对接焊缝计算（矩形、I形、T形） 确定最不利位置；
习题讲解：已知钢板梁腹板厚度t=10mm，Q235钢材， 采用焊透对接焊缝（使用了引弧板）连接。钢板梁在Ⅰ-Ⅰ 截面上作用内力为弯矩M=1200kN· m，剪力V=206kN。 验算对接焊缝的强度
N sin [ σt ] lw t
N cos [ ] lw t
[τ]——对接焊缝抗剪容许应力，可查附表4-1。
b
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2. 受弯受剪的对接焊缝计算
焊缝内应力分布同母材。焊缝截面是矩形，正应力与剪应力 图形分布分别为三角形与抛物线形，正应力和剪应力的最大值 不出现在同一位置，分别验算：
≤1:4（计算疲劳） ≤1:4（计算疲劳）
≤4mm
≤1:4（计算疲劳）
≤1:4（计算疲劳
≤1:4（计算疲劳）
≤1:4（计算疲劳） ≤1:2.5（静力荷载） ≤4mm ≤1:2.5 （静力荷载） （c）厚差小于 4mm 时，由焊缝找坡，
计算时，焊缝厚度取较薄板厚度。 ≤1:4（计算疲劳） ≤1:4（计算疲劳）
10m
p
p
p
p
p
m
b=3~4mm 6、双 Yb 形缝： =3~4mm
b=3~4mm
p
p
p
pp
p
b=2~3mm 5、带钝边双单边 b=3~4mm V形缝：
p
p
p p
m
b=0.5~2mm b=2~3mm 4、带钝边 U形缝：
p
b=2~3mm b=2~3mm b=3~4mm =2~3mm b=3~4m b bb =2~3mm b=3~4 =3~4mm 适用板厚：b =3~4mm t >20mm b=3~4mm t≥20mm b=3~4mm b=3~4mm b=3~4mm t≥20mm t≥20mm b=3~4mm
青海大学 结构设计原理
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青海大学 土木工程学院 教授班级：交通2011(1、2)
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20 钢结构的连接
章节内容 1、焊缝连接 2、普通螺栓连接 3、高强螺栓连接
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20 钢结构的连接
章节重点 1、掌握钢结构常用的连接方法、特点及应用范围； 2、了解对接焊缝和角焊缝的工作性能，掌握对接焊缝 的计算方法和各构造尺寸限制的意义； 3、了解焊接应力、焊接变形的形成原因及防治措施； 4、了解普通螺栓连接和高强螺栓的工作性能、破坏形 态，掌握普通螺栓和高强螺栓连接的计算方法；
lw——焊缝计算长度，无引弧板时，焊缝计算长度取实际 长度减去2t；有引弧板时，取实际长度； t——连接件的较小厚度，对T形接头为腹板的厚度 ； [σt]——对接焊缝的抗拉容许应力
t
l
N
N
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20.1.5 对接焊缝的构造和计算
当直对接焊缝不能满足承载力要求，可改用斜缝。
对接焊缝斜向受力是指作用力通过焊缝重心，并与焊缝长度方 向呈夹角，其计算公式为：
12 3 12 1.1[ t ]
M h0 1 Iw 2
V M
1
VS w1 I wtw
式中 ： 1、1——验算点处（腹板、翼缘交接点）的正应力和剪应力。
1.1为考虑到最大折算应力只在焊缝局部出现，而将焊缝强 度设计值适当提高的系数。
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20.1.5 对接焊缝的构造和计算
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10m
一、对接焊缝的构造要求
p
p pp pp
10mm≤t≤20mm 1、坡口形式 t≤10mm 10mm≤t ≤20mm t≤10mm 1、I形缝： 适用板厚： t≤10mm 10mm≤t≤20mm t≤10mm 10mm ≤t≤20mm b=0.5~2mm b=2~3m 2 、带钝边单边 V 形缝： t≤10mm 适用板厚： b=0.5~2mm b=2~3m b =0.5~2mm b =2~3mm b=2~3mm 10mm < t≤20mm 3、带钝边V形缝：
2、变截面钢板拼接 （a）钢板宽度不同
≤1:2.5（静力荷载）
≤1:2.5（静力荷载） ≤1:2.5（静力荷
≤1:2.5（静力荷载） ≤1:4（计算疲劳） ≤1:2.5（静力荷载） ≤4m ≤1:2.5（静力荷载） （b）钢板厚度不同 ≤1:2.5（静力荷载） ≤1:2.5（静力荷载） ≤1:2.5（静力荷载） ≤1:4（计算疲劳） ≤1:4（计算疲劳）
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20.1.5 对接焊缝的构造和计算
要点
与构件母材强度计算方法相同，采用材料力学的计 算公式 一、二级对接焊缝不需验算。 三级焊缝质量不易保证，需进行相关验算。
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1. 轴心受力的对接焊缝
N [ t ] lw t
N——轴心拉力或压力设计值；
p p
p p
p
b=0.5~2mm b=0.5~2mm b=0.5~2mm
b=2~3mm b=2~3mm b=2~3mm
b=2~3mm b=2~3mm b=2~
p p
p p
p
p
b=3~4mm
b=3~4mm b=3~4mm b=3~4mm
b=3~4mm b=3~4mm b=3
p p
p
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20.1.5 对接焊缝的构造和计算
一、对接焊缝的构造要求 1、坡口形式 对接焊缝常做成带坡口的形式，故又称为
坡口焊缝。应根据焊件厚度按保证焊缝质量，便于施焊及
减小焊缝截面积的原则选用。 常用的坡口形式有I形缝、带钝边单边V形缝、带钝边V 形缝（Y形缝）、带钝边U形缝、带钝边双单边V形缝、 双Y形缝。
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3、对接焊缝的起弧和落弧，常因不能熔透而出现凹形的
焊口，焊口处常产生裂纹和应力集中。施焊时可采用引弧板
消除此影响；焊后将引弧板切除，并用砂轮将表面磨平。 引弧板
焊透的T形连 接焊缝
钢板拼接焊缝示意
4、在直接承受动载的结构中，为提高疲劳强度，应将对 接焊缝的表面磨平，打磨方向应与应力方向平行。
p
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20.1.5 对接焊缝的构造和计算
沿焊件厚度方向未开坡口的端面部分p 称为钝边，钝边的作 10mm ≤t ≤20mm 10mm ≤ t 20mm 10mm ≤t≤20mm 用是防止根部烧穿。
对于没有条件清根和补焊者，要事先加垫板。 ≤10mm t≤t 10mm t≤10mm
max
M [ t ] Ww
max
VS w [ ] Iwt
M——焊缝承受的弯矩； Ww——焊缝截面模量。 V——焊缝承受的剪力； Iw——焊缝计算截面惯性矩； Sw——焊缝截面计算剪应力处以上部分对中和轴的面积矩。
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对于工字形、箱形、T形等构件除应分别验算最大正应力与最 大剪应力外，还应验算腹板与翼缘交接处的折算应力：
对接焊缝计算步骤
1、确定荷载； 2、进行截面应力状态分析； 3、计算截面几何特征值； 4、强度验算。不同作用情况下对接焊缝计算（矩形、I形、T形） 确定最不利位置；
习题讲解：已知钢板梁腹板厚度t=10mm，Q235钢材， 采用焊透对接焊缝（使用了引弧板）连接。钢板梁在Ⅰ-Ⅰ 截面上作用内力为弯矩M=1200kN· m，剪力V=206kN。 验算对接焊缝的强度
N sin [ σt ] lw t
N cos [ ] lw t
[τ]——对接焊缝抗剪容许应力，可查附表4-1。
b
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2. 受弯受剪的对接焊缝计算
焊缝内应力分布同母材。焊缝截面是矩形，正应力与剪应力 图形分布分别为三角形与抛物线形，正应力和剪应力的最大值 不出现在同一位置，分别验算：
≤1:4（计算疲劳） ≤1:4（计算疲劳）
≤4mm
≤1:4（计算疲劳）
≤1:4（计算疲劳
≤1:4（计算疲劳）
≤1:4（计算疲劳） ≤1:2.5（静力荷载） ≤4mm ≤1:2.5 （静力荷载） （c）厚差小于 4mm 时，由焊缝找坡，
计算时，焊缝厚度取较薄板厚度。 ≤1:4（计算疲劳） ≤1:4（计算疲劳）