几种常用焊接焊缝计算书

常用焊缝计算书

一、 轴力、剪力作用下的角焊缝计算

1. 角焊缝强度计算

焊缝受力示意图

F=23kN焊缝受力示意图

F: 通过焊缝中心作用的轴向力:23kN

θ: 轴向力与焊缝长度方向的夹角为45°

N: 垂直于焊缝方向的分力

V: 平行于焊缝方向的分力

hf:角焊缝的焊脚尺寸为6mm

﹒第1页﹒

lw:角焊缝的计算长度为100mm

Af:角焊缝有效截面面积

βf:正面角焊缝(端焊缝)的强度设计增大系数，对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构取1.22；对直接承受动力荷载的结构取1.0

fwt:角焊缝的强度设计值取160N/mm2

N = F×sinθ

= 23×sin45×103

=16263.5N

V = F×cosθ

= 23×cos45×103

=16263.5N

Af = 0.7×hf×(lw-10)

= 0.7×6×(100-10)

=378mm2

﹒第2页﹒

ft=

(

Af×βf

N

)2+(

)2×0.5 Af

V

=

16263.5

()2+()2×0.5 378×1.22378

16263.5

=27.8158N/mm2 ≤fwt=160N/mm2

焊缝强度满足要求

二、 轴力作用下的角钢连接的角焊缝计算

1. 角焊缝强度计算

焊缝受力示意图

90mm45mmN=20kN75mm焊缝受力示意图

N: 通过焊缝中心作用的轴向力:20kN

hf:角焊缝的焊脚尺寸为6mm

﹒第3页﹒

角焊缝采用双不等肢短肢角钢三面围焊连接方式

lw1:角钢的肢背焊缝长度90mm

lw2:角钢的肢尖焊缝长度75mm

b:角钢的肢宽45mm

βf:正面角焊缝(端焊缝)的强度设计增大系数，对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构取1.22；对直接承受动力荷载的结构取1.0

fwt:角焊缝的强度设计值取160N/mm2

N3:角钢肢宽分配荷载

N3=0.7×hf×b×fwt×βf

=0.7×6×45×160×1.22×10-3

=36.28kN

k1 :角钢肢背内力分配系数 查表取0.75

k2 :角钢肢尖内力分配系数 查表取0.25

N1 :角钢肢背承受的轴心力

﹒第4页﹒

N1=k1×N/2-0.5×N3

=0.75×20/2-0.5×36.28

=-10.94kN<0 故取0kN

N2=k2×N/2-0.5×N3

=0.25×20/2-0.5×36.28

=-15.94kN<0 故取0kN

分别计算各条焊缝的强度

ft1=

N1

0.7×hf×(lw1-10)

=

0×103

0.7×6×(90-10)

=0N/mm2 ≤fwt=160N/mm2ft2=

N2

0.7×hf×(lw2-10)

5页﹒

﹒第

=

0.7×6×(75-10)

0×103

=0N/mm2 ≤fwt=160N/mm2

焊缝强度满足要求

三、 弯矩轴力剪力作用下的角焊缝计算

1. 角焊缝强度计算

(1).焊缝受力示意图

120V80115yN40402x1Mxy42.772.3焊缝受力示意图

(2).焊缝形心至竖向焊缝距离x2

﹒第6页﹒

0.7×hf×L-52×(L-5)×x2=20.7×hf×2×(L-5)+B 

2

=

(120-5)2×(120-5)+80

=42.6613

x1=L-5-x2=72.3387

(3).焊缝几何特征

L :焊缝水平长度120mm

B :焊缝竖向长度80mm

hf:焊缝高度6mm

Af:焊缝面积

Af=0.7×hf×[2×(L-5)+B]

=0.7×6×[2×(120-5)+80]

=1302mm2

7页﹒﹒第

Ix:焊缝计算截面对x轴的惯性矩

B1×2+×B3×0.7×hf Ix=2×L-5212

801×2+×803×0.7×6 =2×120-5212

=1.7248e+006mm4

Iy:焊缝计算截面对y轴的惯性矩

1L-522×0.7×hf Iy=2××(L-5)3+(L-5)×x2 - +B×x2122

1120-522×0.7×6 =2××(120-5)3+(120-5)×42.6613 - +80×42.6613122

=1.88883e+006mm4

J:焊缝计算截面对形心的惯性矩

J=Ix + Iy

=3.61363e+006mm4

﹒第8页﹒

(4).焊缝应力计算

βf:正面角焊缝(端焊缝)的强度设计增大系数，对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构取1.22；对直接承受动力荷载的结构取1.0

fwt:角焊缝的强度设计值取160N/mm2

从焊缝应力分布来看，最危险点为“1”，“2”两点

“1”点的焊缝应力：

τn1= Af

N

10×103

= 1302

=7.68049N/mm2

σv1= Af

V

10×103

=

1302

=7.68049N/mm2

﹒第9页﹒

M×ry

τmx1=

J

=

3.61363e+006

4×40×106

=44.2768N/mm2

M×x1

σmy1=

J

4×72.3387×106

= 3.61363e+006

=80.0732N/mm2

σ1=

σv1+σmy122+τn1+τmx1 βf

=

7.68049+80.073222+7.68049+44.2768 1.22

=88.7321N/mm2 ≤fwt=160N/mm2

“2”点的焊缝应力：

﹒第10页﹒

σn2=N

Af

=10×103

1302

=7.68049N/mm2

τv2=

V

Af

10×103

=1302

=7.68049N/mm2

σmx2=M×ry

J

=

4×40×106

3.61363e+006

=44.2768N/mm2 τmy2=M×x2

J

11页﹒

﹒第

4×42.6613×106

= 3.61363e+006

=47.2227N/mm2

σ2=

σn2+σmx222+τv2-τmy2 βf

=

7.68049+44.276822+7.68049-47.2227 1.22

=58.1147N/mm2 ≤fwt=160N/mm2

所以，焊缝强度满足要求

﹒第12页﹒