hf
钢结构的连接
d
端焊缝
侧焊缝
e
hf
有效截面
h —焊缝厚度、h1 —熔深 h2 —凸度、d —焊趾、e —焊根
计算截面: 均取焊缝 45°喉部为有效截面 h f 有效焊缝高度: h e＝ 0.7 h f （焊缝高度）
he l ＝ 每条连续焊缝的长度－ 2h （每端扣 h 计算焊缝长度: w f f） 有效截面：he×lw
钢结构的连接
t2 t1 t
hf hf
t1
对圆孔或槽孔内的角焊缝，焊脚尺寸尚不宜大尺寸 hf ② 最小焊脚尺寸hf,min
钢结构的连接
为什么要限制？
焊脚尺寸太小，不能焊透，导致实际承载力不足；焊接热 量小，冷却过快，焊件越厚，冷却越快，导致焊缝变脆， 容易产生裂纹。为防止此状况发生，焊脚尺寸不应过小。 如何限制？
第三章 3.5.3 角焊缝构造要求
1、角焊缝焊脚尺寸 hf ① 最大焊脚尺寸hf,max 为什么要限制？
钢结构的连接
焊脚尺寸太大，焊接变形大，易脆裂，残余应力大， 对于较薄的焊件容易焊穿。
如何限制？
与板厚联系起来。《规范》规定：
第三章 3.5.3 角焊缝构造要求
1、角焊缝焊脚尺寸 hf ① 最大焊脚尺寸hf,max 钢管构件除外： hf,max≤1.2t1 式中: t1 —— 较薄焊件厚度。 对于板件边缘的角焊缝尚需满足： 当 t≤6mm时，hf,max≤t ； 当 t >6mm时， hf,max ≤ t -(1~2)mm；
lwmin≤lw ≤ lwmax
第三章
3、搭接连接的构造要求 板件与节点板的连接仅用两侧缝焊接时：
钢结构的连接
lw
b
① 为避免应力传递过分弯折导致应力不均匀：
lw b
② 为避免焊缝横向收缩引起的板件拱曲太大：
t 1 12mm 时， b 16t 1
lw
b
t 1 12mm 时， b 190mm
钢结构设计原理
Design Principles of Steel Structure
钢结构课程组
钢结构
第三章
钢结构的连接
土木工程学院钢结构课程组
第三章 3. 5 角焊缝的构造与计算 3.5.1 角焊缝形式
外边缘（焊趾）的尺寸 。
1、按两焊角边夹角划分 hf 焊脚尺寸：指角焊缝根角至焊缝截面
钢结构的连接
钢结构的连接
受力复杂，截面中各面均存在正应力和剪应力。
正面角焊缝应力状态
第三章
3、端缝与侧缝的比较
θ＝0°正面 θ＝45°斜角 θ＝90°侧面
钢结构的连接
① 侧面角焊缝
强度低、塑性好、刚度小
② 正面角焊缝 强度高，塑性差、刚度大 ③ 斜角角焊缝 间于以上两者之间 荷载－变形曲线
第三章
4、角焊缝的计算截面
第三章
2、角焊缝的计算长度
钢结构的连接
考虑起灭弧缺陷，按每条焊缝的实际长度每端减去hf 计算。 ① 侧缝的最大计算长度
l w 60h f
当实际长度大于以上值时， 计算时不考虑超过部分的强度； 但当内力沿侧焊缝全长分布时， 不受上式限制。
第三章
2、角焊缝的计算长度
钢结构的连接
考虑起灭弧缺陷，按每条焊缝的实际长度每端减去hf 计算。 ② 角焊缝的最小计算长度 为什么要限制？ 焊缝长度过小，局部加热严重，而起弧落弧距离太小质 量不可靠。应力集中较严重。
第三章
焊脚尺寸hf ?
钢结构的连接
h f ,min h f h f ,max
h f ,min 1.5 10 4.7 mm
肢背 肢尖
第三章
焊脚尺寸hf ?
钢结构的连接
6
8
10
5
t2 t1
hf
第三章
2、角焊缝的计算长度
钢结构的连接
考虑起灭弧缺陷，按每条焊缝的实际长度每端减去hf 计算。 ① 侧缝的最大计算长度 为什么要限制？ 焊缝太长，剪应力分布越不均匀，焊缝两端产生严重应 力集中，导致端部过早破坏。
③ L形围焊：侧面角焊缝
lw l h f
t1 为薄板厚度
不满足时，应加塞焊或采用三面围焊！
第三章
钢结构的连接
③ 角焊缝的端部位于构件转角处做长度为2hf 的绕角焊时， 且转角处必须连续施焊。
lw
2hf b
t1
t2
5t1 ,25
④ 在搭接连接中，搭接长度不得小于焊件较小厚度的5倍，
且不得小于25mm。
第三章
钢结构的连接
角焊缝的计算长度 lw 和实际长度 l 的关系：
l w 8h f
且不得小于40mm
第三章
2、角焊缝的计算长度
钢结构的连接
考虑起灭弧缺陷，按每条焊缝的实际长度每端减去hf 计算。 ① 侧缝的最大计算长度
l w 60h f
② 角焊缝的最小计算长度
l w 8h f
且不得小于40mm
当焊件的焊接长度不受限制时，在满足最大焊缝长度的 要求下，小而长的焊缝比大而短的焊缝好！
① 三面围焊：侧面角焊缝 正面角焊缝 ② 两面侧焊：侧面角焊缝
N N
l
lw l h f
lw l
l w l 2h f
N N
l
l
l
焊缝实际长度 l 取为5mm的倍数，如192mm取为195mm， 196mm取为200mm。
第三章
钢结构的连接
角焊缝的计算长度 lw 和实际长度 l 的关系：
也与板厚联系起来。《规范》规定：
第三章
1、角焊缝焊脚尺寸 hf ② 最小焊脚尺寸hf,min
钢结构的连接
h f ,min 1.5 t 2
式中: t2 —— 较厚焊件厚度。
计算数值只进不舍
当t2≤4mm时, hf,min = t2
注：对于自动埋弧焊hf,min可减去1mm（温度高而均匀）； 对于T型连接单面角焊缝hf,min应加上1mm（冷却快）。
焊趾 焊根
直角焊缝
斜角焊缝
【注意】除钢管结构外, 对于α>135o或α<60o斜角角缝，
不宜用作受力焊缝。
第三章
2、按焊缝截面形式划分
施焊方便，最常用
钢结构的连接
适宜动力荷载，但施焊不便
普通型
平坦型
凹面型
在直接承受动力荷载的结构中，正面角焊缝宜采用 平坦型，且长边（1.5hf）沿内力方向，侧面脚焊缝宜采
用凹面型。
第三章
3、按其长度方向与受力方向之间的关系分 侧焊缝
钢结构的连接
端焊缝
第三章
斜焊缝
钢结构的连接
第三章
钢结构的连接
3.5.2 角焊缝的强度
1、侧面角焊缝 —— 平行于力的作用方向
弹性阶段应力沿长度方向分布不均匀，呈两端大而中间小 的状态。
第三章
2、正面角焊缝 —— 垂直于力的作用方向