2010年一級注冊建筑師鋼結(jié)構(gòu)輔導(dǎo)精選(13)

　　.直角角焊縫的計算和構(gòu)造

　　(l)基本概念

　　1 )直角角焊縫的截面形狀：如圖 6 -18 所示，因工程應(yīng)用中多數(shù)屬此，故常簡稱角焊縫。絕大多數(shù)角焊縫的兩焊腳尺寸相等均為 hf ，焊縫表面略凸如圖 6 -18 ( a )所示，少數(shù)因需要而采用不等焊腳尺寸或為凹面如圖 6 -18 ( b )和圖 6 -18 (c)所示。

　　2 )角焊縫的有效截面 Ae：計算時不計及余高和熔深，假定焊縫截面為一等邊直角三角形如圖 6 -18 所示(圖中未示出熔深)，取每條角焊縫的有效截面為 Ae=helw=0.7hflw。這里， hf 為焊腳尺寸(圖 6 一 18 ) ， 0 . 7hf 為焊縫的計算厚度(或稱有效厚度)記作 he ; lw 是焊縫的計算長度，對每條焊縫取其實際長度 l 減去 2hf ，即取 lw =l 一 2hf ，以考慮焊接時起弧和熄弧處焊縫有缺陷的不利影響。

　　3 )側(cè)面角焊縫：焊縫長度(軸線)與外力作用方向一致(平行)的焊縫稱為側(cè)面角焊縫，如圖 6 -19 所示。試驗研究表明：側(cè)面截面角焊縫主要受剪，強度較低，破壞通常發(fā)生在沿 45°方向的有效截面，因此強度較低，但塑性性能好;沿焊縫長度在有效截面上的剪應(yīng)力分布不均勻，兩端大，中間較小，焊縫愈長，不均勻分布的程度愈大，但由于塑性變形，在破壞前分布可逐漸趨向均勻。

　　4 )正面角焊縫：焊縫長度與外受力作用方向相垂直的焊縫稱為正面角焊縫，如圖 6 -19 所示。試驗研究表明：正面角焊縫多軸受力(復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài))，破壞通常不發(fā)生在 45°方向的有效截面，因此強度較側(cè)面角焊縫為高，一般可高 1 / 3 左右，且剛度較大;沿焊縫長度在有效截面上的應(yīng)力分布較均勻。

　　( 2 )基本假定

　　角焊縫中的應(yīng)力分布較復(fù)雜，側(cè)面角焊縫和正面角焊縫的受力性能不同，很難精確計算。因此，目前我國和國際上許多國家(地區(qū))對角焊縫采用簡化計算法，即計算時采用以下簡化假定：

　　1 )每條角焊縫計算時的破壞截面為沿 45 °方向的有效截面，即為 he lw =0 . 7hflw。

　　2 )角焊縫的抗拉、抗壓和抗剪強度設(shè)計值取相同數(shù)值，規(guī)范中記作ffw。

　　3 )在軸心力(通過焊縫形心的拉力、壓力或剪力)作用下，沿焊縫長度有效截面上的應(yīng)力均勻分布;彈性分析時，力矩(彎矩或扭矩)作用下焊縫有效截面上的應(yīng)力按材料力學(xué)公式計算。

　　大量試驗和工程實踐證明，上述三個基本假定是安全可靠的。

　　( 3 )基本計算公式

　　l )在通過焊縫形心的拉力、壓力或剪力作用下：

　　正面角焊縫(作用力垂直于焊縫長度方向) ：

　　側(cè)面角焊縫(作用力平行于焊縫長度方向) ：

　　2 )在各種力綜合作用下，σf 和τf 共同作用處：

　　式中σf? 按焊縫有效截面( h elw )計算，垂直于焊縫長度方向的應(yīng)力;

　　τf? 按焊縫有效截面( helw )計算，沿焊縫長度方向的剪應(yīng)力;

　　βf? 正面角焊縫的強度設(shè)計值增大系數(shù)：對承受靜力荷載和間接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)βf =1 . 22 ;對直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)，βf =1.0。

　　其他符號意義同前。

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