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2024-01-18

EN 1993-1-8 对角焊缝设计

钢结构行业中,角焊缝是最常见的焊缝形式。根据EN 1993-1-8, 4.3.2.1 (1) [1],当边缘形成60°到120°的开口角时,可以使用角焊缝来连接构件。

焊缝的有效厚度a通常应视为从理论根部开始测量的内接三角形(等腰或不等腰)的高度,见图片01。

焊缝的承载力

根据1993-1-8 [1],焊缝的承载力通常使用定向方法或简化方法来确定。以下介绍定向方法。

施加的应力被假设均匀分布在焊缝截面上,并如图片02所示,引起如下的正常应力和剪切应力:

σ⊥ 垂直于焊缝轴的正常应力 σ|| 平行于焊缝轴的正常应力 τ⊥ 垂直于焊缝轴的剪切应力(在角焊缝平面内) τ|| 平行于焊缝轴的剪切应力(在角焊缝平面内)

在确定角焊缝的承载力时,平行于焊缝轴的正常应力σ||被忽略。

如果满足以下条件,则角焊缝的承载力是充分的:

其中 fu 是连接构件中较弱的构件的抗拉强度, βw 是相关系数(见EN 1993-1-8,表4.1), γM2 是焊缝承载能力的部分安全系数。

示例

证明从[2]中图片03所示的梁的角焊缝。

材料: S235, fu = 36,0 kN/cm², βw = 0,8 截面力: Vz = 350 kN

重心

惯性矩 基于重心轴的惯性矩为:

静力矩 基于重心轴,计算由焊缝➀, ➁和➂连接的截面部分的静力矩: Sy,1 = A1 ∙ (zS,1 - zS) = 91,48 ∙ (43,72 - 30,88) = 1.175 cm³ Sy,2 = Sy,1 + A2 ∙ (zS,2 - zS) = 1175 + 40,00 ∙ (44,00 - 30,88) = 1.700 cm³ Sy,3 = A3 ∙ (zS - zS,3) = 45,00 ∙ (30,88 - 1,50) = 1.322 cm³

焊缝证明

DUENQ

在DUENQ中,可以计算平行于焊缝轴的剪切应力(在角焊缝平面内)τ||,并证明其承载力。建模时应注意,焊缝必须连接在两个元素的边缘,其中一个元素也可以是零元素。

在表1.6焊缝的H列“穿过的元素”中,可以指定穿过的元素。这些元素不计算焊缝应力。如果在H列中未指定元素,则在焊缝连接的所有元素上确定焊缝应力。这些元素可以从B列“元素编号”中获取。

图片04显示了处理示例的焊缝定义。

表5.1焊缝应力显示了在表1.6焊缝中定义的焊缝的应力τ||。图片05展示了处理示例的焊缝应力。

参考文献 [1] Eurocode 3: 钢结构设计与施工 - 第1-8部分: 连接的设计; EN 1993-1-8:2005 + AC:2009 [2] 彼得森, C.: 钢结构, 第四版. 威斯巴登: 施普林格 Vieweg, 2013


作者

von Bloh 女士为我们的客户提供技术支持,负责 SHAPE-THIN 软件的开发,以及钢结构和铝合金结构的开发。

链接
参考
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