3.3对接焊绿的构造和计靠 33,1对接焊避的构造要求 为了便于焊，易于焊遵，对接焊缝的焊件常需做成拔口，枝口形式与厚件厚度有关。 常见的对接捏缝拔口形式见图3-13。当焊件厚度t很小(t≤10面)，可采用不切坡口的I 形缝，对于一般厚度(t=10一0)的牌件，可采用有斜坡口的带纯边单边V形量域Y形结， 以便斜技口和焊缝果部共月形成一个焊条能够运转的施焊空间，使焊缝易于焊透。对于较厚 的焊件(t>0■)，应采用带钝边0形缝域带钝边双单边V形缝，或双Y形缝。对于Y形健 和带饨边形缝的跟部还需要清除焊根并进行补焊，对于没有条件清根和补焊者，要事先加 垫板《图3-13中g、,i)以保证焊透。关于技口的形式与尺寸可参看现行标准《建筑钢 结构悍接技术规程》。 图3-13对按焊缝坡口形式 (a)I形缝：(b)带纯边单边Y形缝：(e)Y形绿：(d)带纯边U形缝： (e)蒂钝边双单边Y形缝：(f)双Y形娃：(g)(6)、(i)如垫板的1形、带钝边单边 V形和Y开缝 在钢板宽度或厚度有变化的连接中，为了减少应力集中，应从版的一侧或两侧假成坡度 不大于1：25（承受静力荷载者》成1：4（需要计算数劳者）的斜拔（图3-14），形成平 缓过浅。减少应力集中。如版厚相差不大于m时，可不做料坡（图3-1d)。焊缝的计算 厚度取较薄版板的厚度。 图3-14不月宽度或厚度的钢板拼接 (a)钢版宽度不同：(b)、(c)钢板厚度不同：(d)不做斜皱 钢板的拼接采用对接焊缝时，纵横两方向的对接焊缝，可深用十字形交叉或T形交叉。 当为T形交叉时，交叉点间的更离不得小于200■：且拼接料的长度和宽度均不得小于300 (图3-15)。对于焊透的T形连接埋缝，其构造要求如图3-16所示， 对接焊缝的起流和落流点，常因不能熔透而出现焊口，形成类羲蚊和应力集中。为消除 焊口的影响。焊接时可将焊缝的起点和锋点延伸至引无板（阁3-1了）上。焊后将引弧版切 除，并用砂轮将表面修平。 在直接承受动载的结构中，为提高我劳强度，应将对接焊缝的表而磨平，打磨方向应与 应力方向平行，垂直于受力方向的焊缝应采用焊透的对接焊缝，不宜采用部分焊透的树接焊 缝
3.3 对接焊缝的构造和计算 3.3.1 对接焊缝的构造要求 为了便于施焊，易于焊透，对接焊缝的焊件常需做成坡口，坡口形式与焊件厚度有关。 常见的对接焊缝坡口形式见图 3-13。当焊件厚度 t 很小（t≤10mm），可采用不切坡口的 I 形缝。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 Y 形缝， 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。对于较厚 的焊件（t＞20mm），应采用带钝边 U 形缝或带钝边双单边 V 形缝，或双 Y 形缝。对于 Y 形缝 和带钝边 U 形缝的跟部还需要清除焊根并进行补焊。对于没有条件清根和补焊者，要事先加 垫板（图 3-13 中 g、h、i）以保证焊透。关于坡口的形式与尺寸可参看现行标准《建筑钢 结构焊接技术规程》。 图 3-13 对接焊缝坡口形式 （a）I 形缝；（b）带钝边单边 V 形缝；（c）Y 形缝；（d）带钝边 U 形缝； （e）带钝边双单边 V 形缝；（f）双 Y 形缝；（g）（h）、(i)加垫板的 I 形、带钝边单边 V 形和 Y 开缝。 在钢板宽度或厚度有变化的连接中，为了减少应力集中，应从板的一侧或两侧做成坡度 不大于 1︰2.5（承受静力荷载者）或 1︰4（需要计算疲劳者）的斜坡（图 3-14），形成平 缓过渡，减少应力集中。如板厚相差不大于 4mm 时，可不做斜坡（图 3-14d）。焊缝的计算 厚度取较薄板的厚度。 图 3-14 不同宽度或厚度的钢板拼接 （a）钢板宽度不同；（b）、（c）钢板厚度不同；（d）不做斜坡 钢板的拼接采用对接焊缝时，纵横两方向的对接焊缝，可采用十字形交叉或 T 形交叉。 当为 T 形交叉时，交叉点间的距离不得小于 200mm，且拼接料的长度和宽度均不得小于 300mm （图 3-15）。对于焊透的 T 形连接焊缝，其构造要求如图 3-16 所示。 对接焊缝的起弧和落弧点，常因不能熔透而出现焊口，形成类裂纹和应力集中。为消除 焊口的影响。焊接时可将焊缝的起点和终点延伸至引弧板（图 3-17）上，焊后将引弧板切 除，并用砂轮将表面磨平。 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。垂直于受力方向的焊缝应采用焊透的对接焊缝，不宜采用部分焊透的对接焊 缝
332对接埋缝的计算 对接焊娃的应力分布情况，基本上与焊件原案情况相同，可用计算悍件的方法进行计算， 1.轴心力作用 轴心受力的对接得缝《图3-18)，应按下式计算 ,义s或 (3-1) 式中？一轴心拉力或压力的设计值： 人。一焊链计算长度。当表采用弧板时，应取实际长度减去2和 一对接连接中为连接件的较小厚度，T形接头中为腹板厚度： ”、一对接焊缝抗拉，抗压强度设计值。 图3-18对接焊篇受轴心力 (a)正缝：(b)斜链 对于按一、二级标准检验挥缝质量与构件等强，不必另行计算。当正绿连接的强度低于 焊件的强度时，为了提高连接的承载能力，可改用斜缝（图3-18劲）。规范规定当斜缝和作 用力何夹角8符合tan日≤l,.5时，可不计算焊缝强度。 2弯距和臂力的共同作用 在弯距和剪力共同作用下的对接焊缝（图3-19），其正应力与尊应力的最大植应分别满 足下列的条件 0 ≤ Ww (3-2) VSsf 1.1 (3-3) 式中形需一焊链载面的截面横量 /。一焊缝截面对其中和轴的领性矩： SW一焊缝截而在计算剪应力处以上都分对中和轴的面积矩：
3.3.2 对接焊缝的计算 对接焊缝的应力分布情况，基本上与焊件原来情况相同，可用计算焊件的方法进行计算。 1. 轴心力作用 轴心受力的对接焊缝（图 3-18），应按下式计算 w c w t W f f l t N = 或 （3-1） 式中 N—轴心拉力或压力的设计值； w l —焊缝计算长度，当未采用引弧板时，应取实际长度减去 2 t； t—对接连接中为连接件的较小厚度，T 形接头中为腹板厚度； w c w t f 、f —对接焊缝抗拉、抗压强度设计值。 图 3-18 对接焊缝受轴心力 （a）正缝；（b）斜缝 对于按一、二级标准检验焊缝质量与构件等强，不必另行计算。当正缝连接的强度低于 焊件的强度时，为了提高连接的承载能力，可改用斜缝（图 3-18b）。规范规定当斜缝和作 用力间夹角 符合 tan ≤1.5 时，可不计算焊缝强度。 2. 弯距和剪力的共同作用 在弯距和剪力共同作用下的对接焊缝（图 3-19），其正应力与剪应力的最大值应分别满 足下列的条件 w t W f W M = （3-2） w v w w f I t V S = （3-3） 式中 WW —焊缝截面的截面模量； I W —焊缝截面对其中和轴的惯性矩； SW —焊缝截面在计算剪应力处以上部分对中和轴的面积矩；
厂一对接焊缝的抗剪强度授计值，由附表1-2查得， 图3-9对接挥缝受弯距和剪力共同作用 对于T形，【字形，萄形等构件，在厦板与现锋交接处（图319功），焊缝硅面同时受有 较大的正应力口1和较大的剪应力作用，除应分别验算焊缝履面最大正应力和鲜应力外， 还应按下式验算折算应力 V6+3xs1.1 (3-4) 式中一单算点处焊缝餐面的正应力和剪应力。 3轴心力、弯矩和剪力的共同作用 在轴心力，弯矩和剪力共同作用时，对接翠缝的最大正应力应为拍力和弯矩引的应力 之和，剪应力按(33)式验算，折算应力仍按(34)式进行验算， 【例题3-1】计算图3-20所示对接焊缝。已如牛魏翼缘宽度为130m,厚度为12 腹板高200■.厚10国，牛园承受竖向力设计值V=150N,=150m@,钢材为345，焊条E0 型，能挥时无引弧版。焊绿质量标准为三级。 【解】因施焊时无引弧板，翼修焊缝的计算长度为106m,腹板焊蛙的计算长度为190m, 焊链的有效藏面如图3-20()所示。 焊缝有效截面形心轴计算 10.6×12×0.6+19.0+1.0×10.7 外= 10.6×1.2+19.0x1.0 =6.65cm 4=190+1.2-6.65=13.55cm 得缝有效截面惯性矩 1,-7×190'+190x1x40s+10x12+106x12×60s=13503m 12 Y力在押缝形心处产生剪力V=150w和弯矩M=V·e=1S0×0.15=225V,m,验 算现缘上边蜂处焊缝拉应力 =M业=225×665×10 0,= =110.8N/mm2<W=265N1mm Ix 1350.33×10 验算腹板下端焊缝压应力
w v f —对接焊缝的抗剪强度设计值，由附表 1-2 查得。 图 3-19 对接焊缝受弯距和剪力共同作用 对于 T 形、I 字形、箱形等构件，在腹板与翼缘交接处（图 3-19b），焊缝截面同时受有 较大的正应力 1 和较大的剪应力 1 作用，除应分别验算焊缝截面最大正应力和剪应力外， 还应按下式验算折算应力 w t 2 1 2 1 + 3 1.1 f （3-4） 式中 1 1 、 —验算点处焊缝截面的正应力和剪应力。 3. 轴心力、弯矩和剪力的共同作用 在轴心力、弯矩和剪力共同作用时，对接焊缝的最大正应力应为轴力和弯矩引起的应力 之和，剪应力按（3-3）式验算，折算应力仍按（3-4）式进行验算。 【例题 3-1】计算图 3-20 所示对接焊缝，已知牛腿翼缘宽度为 130mm，厚度为 12mm， 腹板高 200mm，厚 10mm。牛腿承受竖向力设计值 V=150kN，e=150mm，钢材为 Q345，焊条 E50 型，施焊时无引弧板，焊缝质量标准为三级。 【解】因施焊时无引弧板，翼缘焊缝的计算长度为 106mm，腹板焊缝的计算长度为 190mm。 焊缝的有效截面如图 3-20（b）所示。 焊缝有效截面形心轴计算 6.65cm 10.6 1.2 19.0 1.0 10.6 1.2 0.6 19.0 1.0 10.7 1 = + + y = y2 =19.0+1.2−6.65 =13.55cm 焊缝有效截面惯性矩 3 2 3 2 4 X 1.2 10.6 1.2 6.05 1350.33 12 10.6 19.0 19.0 1 4.05 12 1 I = + + + = cm V 力在焊缝形心处产生剪力 V=150KN 和弯矩 M =V e =1500.15 = 22.5kNm ，验 算翼缘上边缘处焊缝拉应力 W 2 t 2 4 6 X 1 t 110.8 / 265 / 1350.33 10 22.5 66.5 10 N mm f N mm I M y = = = = 验算腹板下端焊缝压应力
M-.225x135.5x10 0。= =225.78N/刚m2<f-310N1mm Ix 1350.33×103 为简化计算，可认为剪力由腹版焊髓单独承担。闯应力按均匀分布考虑 V150×103 f=- =789SV1mm2 A.190x10 腹板下端点正应力、剪应力均较大，故需验算腹板下端点的折算应力 a=√225.782+3×78.952=263.95N/mm2<1.1f"=1.1×265=291.5N1mm2 厚缝强度满足要求。 33,3部分焊透的树接焊缝 在钢结构设计中，有时遇到板件较厚，面板件间连接受力较小时，可以采用部分焊透的 对接悍缝（图321），例如当用四块较厚的钢板悍成的前表载面轴心受压柱时，由于焊缝主 要起联系作用，就可以用部分焊透的坡口焊缝（图3-21）.在此情况下，用焊透的坡口焊 缝并丰必要，而采用角焊绿则外形不能平整，都不如采用都分焊透的坡口焊胡为好。 图3-2】部分焊透的对接焊缝 (a)(b)、(e),V形坡口：(d)U形拔口 (e)J形坡口(f)早缝只起暖系作用的坡口焊髓 当垂直于焊链长度方向受力时，因部分焊透处的应力集中带来不利的影响，对于直接承 受动力荷载的连接不宜果用：但当平行于鼻链长度方向受力时。其影响较小可以果用： 部分焊透的对接得缝，由于它们未焊透，只起类似于角焊缝的作用，因此设计中应按角 焊缝的计算公式(3-7)、(3-10)和(3-11)进行，取P=L.0,仅在垂直于焊缝长度的压 力作用下，可取B-1.22。其有效厚度则取为： 对于U形、J形坡口，取点5 对于Y形坡口，当a≥60°取=3，当a≤60°取M.=0.75s 对于单边v形和K形坡口（图3-21b,c.a45°±5识取M■5-3m 其中，s为坡口跟部至焊缝表面（不考虑余高）的最知距离，口为V形被口的夹角。有 效厚度”不得小于15，t为坡口所在孕件的较大厚度（单位m。 当溶合线处截面边长等于或接近于最短距离s时（图3-21中，©），其抗剪度议计
w 2 c 2 4 6 X 2 c 225.78 / 310 / 1350.33 10 22.5 135.5 10 N mm f N mm I M y = = = = 为简化计算，可认为剪力由腹板焊缝单独承担，剪应力按均匀分布考虑 2 3 w 78.95 / 190 10 150 10 N mm A V = = = 腹板下端点正应力、剪应力均较大，故需验算腹板下端点的折算应力 w 2 t 2 2 2 = 225.78 + 378.95 = 263.95N / mm 1.1f =1.1 265 = 291.5N / mm 焊缝强度满足要求。 3.3.3 部分焊透的对接焊缝 在钢结构设计中，有时遇到板件较厚，而板件间连接受力较小时，可以采用部分焊透的 对接焊缝（图 3-21），例如当用四块较厚的钢板焊成的箱表截面轴心受压柱时，由于焊缝主 要起联系作用，就可以用部分焊透的坡口焊缝（图 3-21f）。在此情况下，用焊透的坡口焊 缝并非必要，而采用角焊缝则外形不能平整，都不如采用部分焊透的坡口焊缝为好。 图 3-21 部分焊透的对接焊缝 （a）、（b）、（c），V 形坡口；（d）U 形坡口 （e）J 形坡口（f）焊缝只起联系作用的坡口焊缝 当垂直于焊缝长度方向受力时，因部分焊透处的应力集中带来不利的影响，对于直接承 受动力荷载的连接不宜采用；但当平行于焊缝长度方向受力时，其影响较小可以采用。 部分焊透的对接焊缝，由于它们未焊透，只起类似于角焊缝的作用，因此设计中应按角 焊缝的计算公式（3-7）、（3-10）和（3-11）进行，取 f =1.0，仅在垂直于焊缝长度的压 力作用下，可取 f =1.22。其有效厚度则取为： 对于 U 形、J 形坡口，取 h = s e 对于 V 形坡口，当 h = s 60 ，取 e ，当 60 h 0.75s ，取 e = 对于单边 V 形和 K 形坡口（图 3-21b，c）， = 45 5，取he = s − 3mm 其中，s 为坡口跟部至焊缝表面（不考虑余高）的最短距离， 为 V 形坡口的夹角。有 效厚度 e h 不得小于 1.5 t ，t 为坡口所在焊件的较大厚度（单位 mm）。 当熔合线处截面边长等于或接近于最短距离 s 时（图 3-21 中 b，e），其抗剪强度设计
值应核角焊缝的强度设计值乘以Q,9采用
值应按角焊缝的强度设计值乘以 0.9 采用