鋼結構輔導資料六
主題：第三章鋼結構的連線
第三節對接焊縫構造及計算
學習時間：2023年11月4日－11月10日
內容：這周我們將學習本門課的第三章鋼結構的連線。
第三章第三節對接焊縫構造及計算
一、學習要求
1.掌握對接焊縫構造及計算
二、主要內容
基本概念：對接焊縫及角焊縫。
知識點：對接焊縫連線的方法、構造要求、設計和計算。
（一）對接焊縫的構造要求
1、加工坡口
對接焊縫中，應對板件邊緣加工坡口，以便焊接時有必要的焊條運轉的空間，保證在板件全厚度內焊透。坡口型式隨板厚和焊接方法而不同，具體情況如圖所示。
圖12、設定引弧板
焊縫的起點和終點處，常因不能焊透而出現凹陷的焊口（即弧坑），此處極易產生應力集中和裂紋。為避免弧坑缺陷，施焊時應在焊縫兩端設定引弧板，使起弧落弧的弧坑發生在引弧板上，焊後將其用氣割切除，並將板邊修磨平整。
3、變截面要有過渡段
當用對接焊縫接不同寬度或不同厚度（相差4mm以上）的鋼板，為使傳力平順，減少應力集中，應將較寬或較厚板件加工成≤1:4坡度，形成平滑過渡。對於厚度相差小於4mm的兩鋼板，可不做斜坡，直接用焊接表面斜坡來找坡。
（二）對接焊縫的計算
對接焊縫按照焊縫是否被焊透，分為焊透的對接焊縫和未焊透的對接焊縫兩種。
鋼結構中採用較多的是焊透的對接焊縫。
（1）計算假定
假定焊縫中的應力狀態與焊件中的應力狀態相同。
（2）對接焊縫的設計強度
①對接焊縫的抗壓、抗剪強度設計值與鋼材的強度設計值相同，
即、。②對接焊縫的抗拉強度設計值按焊縫檢驗等級不同來取值。
（3）軸心力n作用時對直焊縫的計算
①矩形截面
焊縫強度按下式計算：
式中——軸心拉力或壓力設計值；——焊縫的計算長度；
（沒有引弧板時，焊縫長度減去10mm）
t——對接接頭中連線件的較小厚度，t形接頭中為腹板的厚度；
——對接焊縫的抗拉、抗壓強度設計值
②工字形截面
式中——焊縫計算截面的面積。
（4）彎矩m和剪力v共同作用時對接直焊縫的計算
①矩形截面
從焊縫截面的應力分布圖看出：正應力達到最大值時，剪應力為零；剪應力達到最大值時，正應力為零。故應分別驗算最大的正應力和剪應力，即
式中m——計算截面的彎矩；v——與焊縫長度方向平行的剪力；
、——焊縫計算截面對中和軸的慣性矩、抵抗矩；
——焊縫截面計算應力處以上或以下部分對中和軸的面積矩；
t——構件厚度。
②工字形截面
從焊縫截面的應力分布圖看出：上、下翼緣邊緣有最大正應力，剪應力為零；腹板中部有最大剪應力，正應力為零；在腹板和翼緣交接處同時有較大正應力和較大剪應力。因此，除按式驗算最大正應力、最大剪應力外，還應驗算腹板和翼緣交接處的折算應力，即
式中——腹板和翼緣交接處的正應力；
、——分別為工字形截面高度和腹板高度；
——腹板和翼緣交接處的剪應力；
——翼緣對中和軸的面積矩；
——腹板厚度；
1.1——考慮最大折算應力只發生在焊縫的區域性而將強度設計值提高的係數。
（5）m、v和n共同作用時對接直接焊縫的計算
①矩形截面
從焊縫截面的應力分布圖看出：截面的兩端有最大正應力，剪應力為零；截面的中和軸上有最大剪應力和軸心力產生的正應力，彎曲正應力為零。故應分別驗算最大正應力、最大剪應力和截面中和軸處的折算應力，即；
②工字形截面
從焊縫截面的應力分布圖看出：上、下翼緣邊緣有最大正應力，剪應力為零；腹板中部有最大剪應力和軸心力產生的正應力，彎曲正應力零；在腹板和翼緣交接處有較大剪應力、軸心力產生的正應力和彎矩產生的正應力故除按式驗算外，還應驗算腹板和翼緣交接處的折算應力。
三、典型習題
計算題1、如下圖所示對接焊縫連線。鋼材為，e43型焊條，手工焊，焊縫質量為**，施焊時加引弧板，已知：，，試求此連線能承受的最大荷載？
解：（1）計算荷載：令圖中拉力為f，單位為kn，題中的對接焊縫承偏心拉力f的作用，將拉力移至焊縫形心處，可得
（2）計算承載力
焊縫連線首先要滿足抗拉強度設計值，即
，所以，
焊縫連線還需要滿足抗壓強度設計值，即
，所以，
由此可見，此焊縫連線能承受的最大偏向力為
大工13秋《鋼結構》輔導一
鋼結構輔導資料一 主題 鋼結構課程緒論部分的輔導資料 鋼結構優缺點，組成及應用範圍，本課程的學習內容 要求及學習方法。學習時間 2013年9月30日 10月6日 內容 這周我們將學習鋼結構的緒論部分，來初步了解鋼結構的發展概況 鋼結構的特點及應用等。一 學習要求 本章的學習要求及需要掌握的重點內容如...
大工13春《鋼結構》輔導六
鋼結構輔導資料六 主題 第三章鋼結構的連線 第三節對接焊縫構造及計算 學習時間 2013年5月6日 5月12日 內容 這周我們將學習本門課的第三章鋼結構的連線。第三章第三節對接焊縫構造及計算 一 學習要求 1.掌握對接焊縫構造及計算 二 主要內容 基本概念 對接焊縫及角焊縫。知識點 對接焊縫連線的方...
大工13秋《鋼結構》大作業
大連理工大學 鋼結構 大作業 學習中心 揚州奧鵬 姓名 周曉陽 學號 201208291949 第一題解 根據規範 0.9p 0.9 2 0.35 155 97.65kn承受拉力驗算 n 10 97.65 976.5kn 800kn，螺栓群承載力符合要求 n af 14 370 215 1113.7...