角焊缝计算实例学习教案

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1、会计学1角焊缝计算实例角焊缝计算实例第一页，编辑于星期三：点 五十七分。a)形心MNVo1有效截面c)XXfh7 .0fh7 .0lw 剪力V与焊缝轴线平行，构成侧焊缝受轴力作用的状态，在有效截面上产生均匀分布剪应力。 轴力N与焊缝轴线垂直，形 成垂直于焊缝方向的均匀分布应 力fNwfelhVAV7 . 02f =（3-29）wfeNflhNAN7 . 02（3-28）第1页/共24页第二页，编辑于星期三：点 五十七分。 在M作用下，有效截面上产生垂直于焊缝方向且按三角形分布的应力M We角焊缝有效截面绕x轴（图）的抵抗矩。27 . 026wfeMflhMWM（3-30）b)MfNfllf1a

2、)形心MNVo1有效截面AABBc)XXfh7 .0fh7 .0lw有效截面627 . 02wflhW第2页/共24页第三页，编辑于星期三：点 五十七分。在1点处，有垂直于焊缝长度方向的最大应力f，且 MfNffwfffNfMff22形心MNVo1MfNfllf1第3页/共24页第四页，编辑于星期三：点 五十七分。 例3-6 设计牛腿与钢柱间的连接角焊缝（周遍围焊），并验算角焊缝强度。钢材A3F，手工焊，焊条E43型。偏心力N=400kN（间接动力荷载引起），e=25cm。NVMa)b)c)fffff例题3-6 (角焊缝受偏心剪力)第4页/共24页第五页，编辑于星期三：点 五十七分。分 析目标

3、：设计节点板和预埋钢板间的角焊缝（设计焊脚 尺寸、验算焊缝强度，焊缝长度已由其它构造 要求确定。）操作：焊脚尺寸根据经验拟定； 验算焊缝强度； 是一个只有弯矩和剪力作用的问题。特点：因周边围焊，焊缝截面较复杂，计算惯 性矩时忽略绕角部分（留作起落弧用）； 剪应力由两条竖向焊缝（牛腿腹板焊缝） 承受。第5页/共24页第六页，编辑于星期三：点 五十七分。计 算 确定焊缝强度设计值ffw 查规范得 ffw =160N/mm2 作用在焊缝上的力素计算 V=N=400103N M=Ne=40025104=10000104 N-mm 拟定焊脚尺寸hf 考虑到牛腿腹板厚为10mm，受间接动力荷载。 设计 h

4、f =8mm，并将所有焊脚尺寸取相同值。 计算焊缝截面抗剪面积Af惯性矩IxNVMa)第6页/共24页第七页，编辑于星期三：点 五十七分。 Af = 0.783602=4032mm2 Ix= 0.78200(205.6-5.6/2)22 + 0.78(95-5.6)(180-5.6/2)24 + 0.7836032/12 = 19897104mm4 确定危险点，计算危险点应力 由应力分布图知，腹板上端焊缝和翼缘下 侧焊缝交点最危险，该点至中性轴距离为 y=180mm。 各项应力为： 244/9010198971801010000mmNIMyxb)第7页/共24页第八页，编辑于星期三：点 五十七

5、分。2mm/N796 .20518090，23wemm/N21.9936087 . 0210400lhV2wf22222fmm/N160fmm/N11921.9979)(所以该构件强度满足要求c)fffff第8页/共24页第九页，编辑于星期三：点 五十七分。例3-5 设计图例3-5中节点板和预埋钢板间的角焊缝。 偏心力P=150kN（静荷 载）。钢材A3F，手工 焊，焊条E43型。 10010020P453VNM节点板预埋钢板例题3-5（角焊缝受偏心力）第9页/共24页第十页，编辑于星期三：点 五十七分。分 析目标：设计节点板和预埋钢板间的角焊缝（设计焊脚 尺寸、验算焊缝强度，焊缝长度已由其它

6、构造 要求确定。）操作：焊脚尺寸根据经验拟定； 验算焊缝强度。特点： 荷载P不通过焊缝截面形心，使焊缝受轴力N、 剪力V、弯矩M。属于角焊缝受弯矩、剪力、 轴心力共同作用的情形。用式（3-11a）、 （3-11b）计算。第10页/共24页第十一页，编辑于星期三：点 五十七分。计 算 确定焊缝强度设计值ffw 查规范得 ffw =160N/mm2 作用在焊缝上的力素计算 N=3P/5=3150/5=90kN V=4P/5=4150/5=120kN M=Ne=902=180kN-cm 拟定焊脚尺寸hf 考虑到连接板件厚度为10mm，受静力荷载。取 hf =8mm。 确定危险点，计算危险点应力 焊缝

7、下端点最危险，该点各项应力为：10010020第11页/共24页第十二页，编辑于星期三：点 五十七分。224wMmm/N7 .262)82200(87 . 0101806WM23wNmm/N3 .422)82200(87 .01090AN23wmm/N4 .562)82200(87 . 010120AV2222/160/804 .5622. 13 .427 .26mmNfmmNwf 焊缝强度富裕量较大是因为节点板尺寸较大的缘故，而节点半尺寸常由其它构造要求决定。第12页/共24页第十三页，编辑于星期三：点 五十七分。图3.34 角焊缝承受扭矩作用BA4、在扭矩、轴心力和剪力共同作用下的T形连接

8、角焊缝计算TfTfyTfxoyxrxryT(1)、角焊缝承受扭矩作用设：被连接的板件是刚性的，而焊缝是弹性的，扭转时，焊缝有效截面绕形心“0”转动。扭矩引起的应力与r成正比。分析扭矩T产生的应力Tf在A和B点，r最大，扭转应力 最大。A点或B点是应验算的危险点。 把由扭矩T引起的剪应力分解成垂直于焊缝方向的应力分量和平行于焊缝方向的分量。第13页/共24页第十四页，编辑于星期三：点 五十七分。yxpTfIIrTIrT.A点的应力：IpIxIy 角焊缝有效截面对形心0的极惯性矩Ix、Iy 角焊缝有效截面对x、y轴的惯性矩把 向x、y方向分解，得与焊缝轴线垂直的应力 和与焊缝轴线平行的应力TfTf

9、yTfxTfTfyTfxpxxyxTfTfyIrTrrIIrT.cosypyyxTfTfxrITrrIIrT.sin第14页/共24页第十五页，编辑于星期三：点 五十七分。A点或B点焊缝强度的计算：wfTfxfTfyf22(3-35)图3.34 角焊缝承受扭矩作用BAoyxrxryTTfTfyTfx第15页/共24页第十六页，编辑于星期三：点 五十七分。（2）角焊缝承受扭矩、轴心力和剪力共同作用AFVNe=+TfTfyTfxryrxT=V.erxryNfxVfyV NwVfyAVwNfxANypTfxrITpxTfyIrT.第16页/共24页第十七页，编辑于星期三：点 五十七分。wfNfxTf

10、xfTfyVfyf223.36最不利点A点焊缝强度的验算：第17页/共24页第十八页，编辑于星期三：点 五十七分。 例3-7 设计牛腿板与钢柱间的连接角焊缝（三面围焊），并验算焊缝强度。板边长度l1=300mm，l2=400mm，偏心力N=4196kN，e1=300mm，直接承受动力荷载，钢材A3F，手工焊，焊条为E43型。ye1TNVAoxa)e2l1l2xryrxrb)yoxy0.7hf例题3-7围焊缝受偏心剪力VfyTfTfxTfy第18页/共24页第十九页，编辑于星期三：点 五十七分。分 析目标：设计牛腿板和钢柱板间的角焊缝（设计焊脚 尺寸、验算焊缝强度，焊缝长度已由其它构造 要求确定

11、）特点：扭矩和剪力共同作用操作：焊脚尺寸根据经验拟定； 计 算 确定焊缝强度设计值ffw查规范得 ffw =160N/mm2ye1TNVAoxa)e2l1l2第19页/共24页第二十页，编辑于星期三：点 五十七分。 拟定焊脚尺寸hf 考虑到牛腿板厚度不明，受直接动力荷载。 暂设计 hf =8mm，并将所有焊脚尺寸取相同值。 计算焊缝截面几何量（1）形心位置x = 90mm（2）惯性矩xyx300400 Ix =0.784003/12+0.78（300+5.6-8）202.822 =16.4107mm4扣除了8mm考虑起落弧Iy =0.7830032/12+0.78300(150-90)22 +

12、0.78400902 =5.5107mm4Ip=Ix+Iy =(16.4+5.5)107mm4 =21.9107mm4第20页/共24页第二十一页，编辑于星期三：点 五十七分。 e=e1+e2=300+210=510mm rx= e2 = 210mm， ry=202.8mm 2730/91109 .2120010100000mmNrITyTfxxyx300400e2e1NrTVAe2=l1- =300-90=210mm。x 作用在焊缝上的内力计算V=N=196103N T=Ne=196510103=100000103 N-mm 危险点A强度验算第21页/共24页第二十二页，编辑于星期三：点 五十七分。2730/96109 .2121010100000mmNrITxTfy23/35)4002300( 87 . 0101967 . 0mmNlhNwfVfy 2222919635TfxTfyVfy)/160(/16222mmNfmmNwf强度满足要求。第22页/共24页第二十三页，编辑于星期三：点 五十七分。 第23页/共24页第二十四页，编辑于星期三：点 五十七分。