焊接接头静载强度的计算

　　焊接接头静载强度的计算

　　1)以许用应力法为基础的计算

　　①对接接头强度的计算：图5 -9为典型对接接头及其受力情况，可按表5-8的公式进行计算。由计算公式中可以看出，计算不考虑接头中的应力集中(应力分布不均)，也不考虑焊接残余应力，并认为工作应力沿焊缝是均匀分布的。从图5-9a可以看出，当不同厚度的两板对接，厚度差(δ一δ1)超过规定值时(按GB 985标准，允许厚度差1~4mm)，需在厚板上削出斜面，斜面长L>3(δ一δ1)，也可两面削出斜面。

　　②搭接接头强度的计算：图5-10为典型的搭接接头及受力情况，这里还列出了塞焊和电铆焊搭接接头(见图5-10g、h)，除此以外，搭接接头都是角焊缝组成的，和对接接头强度计算主要是验算对接焊缝的强度一样，搭接接头强度计算则主要是计算角焊缝的强度。在搭接角焊缝的计算中进行了下述假定：

　　第一，对于此种角焊缝的形状(见图5 -3)都将内接等腰直角三角形的高即

　　K0，作为计算厚度，不计及焊缝的凸凹度，也不考虑熔深的差别，这样

　　K0≈0. 7K， K为焊脚尺寸。当熔深较大，如埋弧焊时，可考虑K0≈0. 8K，甚至等于K。

　　第二，角焊缝一律按计算截面，即计算厚度(习惯称喉厚)截面处受切应力破坏来计算，即使接头承受弯矩，抵抗弯矩产生的应力亦假定为切应力，见表5-8中，式(5-12 )、式(5-15 )、式(5-17 )等等。

　　第三，不考虑正、侧面角焊缝上应力的差别和焊缝上应力分布的不均，这给计算带来了方便。由于侧面搭接焊缝随焊缝长度的增加，应力不均匀程度增大，上述计算规定限制了计算焊缝的长度。

　　第四，限制角焊缝的最小焊脚尺寸，一般不应小于4mm，当板厚小于4mm，则焊脚尺寸可与板厚相同。图5 -10各种搭接接头强度的计算见表5-8的相关部分。

　　③T形接头强度的计算：如图5-7所示，T形接头和十字接头可以由角焊缝构成(见图5 -7a)，这种接头会产生应力集中，也可以由对接焊缝，如K形坡口(见图5-7b)焊缝构成，后者应力集中要小得多。表5-8所列包括了两种焊缝的强度计算。可以看出，角焊缝的强度计算与搭接角焊缝的强度计算是一样的，而后者又和对接焊缝强度的计算相同。应该指出，T形接头承受压力(见图5 -11a)时，由于立板可与盖板抵紧，承受压力能力大为提高，可用式(5 -20 )进行强度计算。很多情况下，集中力既不平行、又不垂直于焊缝，可以将作用力分解成两部分，分别进行强度计算，如图5 -11 d及表5-8中式(5 -26 )。

　　2)极限状态设计法焊缝连接的计算。根据GB 50017-2003《钢结构设计规范》，采用焊接连接时，对于对接接头、T形接头、角接头和搭接接头上的焊缝，采用了对接焊缝、直角角焊缝(图5 -3 )、斜角角焊缝(图5 -13)和对接与角接的组合焊缝(图5-12)等形式。焊缝则应根据结构的重要性、载荷特性、焊缝形式、工作环境以及应力状态等情况选用是否熔透和不同质量等级，如承受疲劳构件的对接焊缝均应焊透且焊缝质量为I 、II级；虽不计疲劳，但要求与母材等强的，也要求焊透，并应不低于II级的焊缝质量；重级工作制的吊车梁、起重量>50t的中级工作制的吊车梁，腹板与盖板间的角焊缝，要求开坡口焊透等。