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1、第]卷第6期建筑结构学报1993年12月钢结构角焊缝的极限强度及抗力分项系数戴国欣李继华夏正中(重庆建筑L程学院)_【提要】本之根据因内小同地区的试验资料,分析角炸缝强度及Jtj可赚性,导}l鑫了过去角焊缝连接没计隐含的安全系数。进而定出其按概率极限状态方法设计的l}标可弥折标月叭及抗力分一,(GBJ。项系数与新修盯的钢结构设计规范7]一8)规定的角炸缝计算方法大致相符从理论北证。明角炸缝连接的折算方法满足概率极限状态设计要求,我国制订并颁布了《建筑结构设计统一标准》(GBJ68一84)各本结构设计规范都。。按此进行了修订但钢结构连接由于试验
2、及统计资料不足仍按允许应力法进行设计为了统,。一将其折算为概率极限状态设计方法的设计表达式因此有必要对钢结构连接按概率极限状,。态设计方法原理进行分析以便对GBJ17一8规范的规定进行验证或提出修改建议本文根据重庆建筑工程学院的角焊缝试验资料和哈尔滨建筑工程学院的角焊缝试验资料进行众,。析探讨角焊缝连接按概率极限状态的设计方法一、分析方法。本文的分析按照文献仁1〕的规定进行,(一)按一次二阶矩法求可靠指标月设计的各基本因素是非确定性的称为基本随LIt,,。变量记为x结构极限状态方程为戈,夕()二0其二:=x,xZxT中〔一门引入标准化变量,·
3、_二竺二二住`,;a。式中户为平均值为标准差极限状态方程变为g:(叉二0:)其中州二〔x;二二“·式〕T1二=。标准化变量空间坐标原点到曲而。(;)o的最短距离就是可靠指标刀值相魁于最短’.。趴离的点x就是破坏点,x=、`*,,`’.当曲面g(:)0在点处展开成泰勒级数取其线性项可得的切平而’·刀。二刀T*xO*=川(`,几l、!、。二,·二、,一二,·_。*二-一.一一…-T「(经黔、(了黑、了典热、IL、口x;/.、口x:/.、口x玉/.」从1二可得x尸*?。.`二刀[G*T·.Gj`巾”x点的坐标等于切平面的法线长度(刀)万法线方向余弦
4、的乘积*G,.x二,.’2〔G叮G〕将坐标转化到原坐标.`x.二召十『.1砰丁二百飞万,.u=〔拜:召:召.T…〕厂Jl飞1es口曰n!Jl1a,ù仃一,0口二*二=,。将代入极限状态方程夕(宁)0用迭代法即可求出刀值,(二)由目振尽位确定抗力分项系数yR设RK是由设计表达式求出的抗力的标准值。,,刀之是按概率极限状态设计在给定可靠指标刀下求出的抗力对角悍缝连接当刀K二刀加.J。按设计表达式设计的可靠指标与给定的可称指标相等,、确定抗力分项系数时就是要在给定荷载分项系数,’G?Q条件下使下面的误差平方和为址小1二(尸之少一R、j)2艺式,!`
5、了代表第,。j乒}荷载比例如取“G+乙”组,L,合时(口为永久荷载为楼面活荷载)、··,,,R夕=;,、,=几l、斗(:(50、),+飞Q(SQK)7了〔〕、=o导旦旦市,了d二I丈艺尸之J·s少____一)_一艺S{,。按前述一次二阶知法通过达代计算求得尸粼即可进一步求出抗力分项系数丫。、二角焊缝不定性分析角焊缝的不定性取决于焊缝强度、儿何尺寸和计算模式的变异。(一)角焊缝极限强度及其不定性「`、口炸缝强度扛旱条金属强度焊缝质境以及荷载。、1,.之作}I.Jj向有关按荷载作川’J]向r将角炸缝分为侧rni角尹、缝(!行于受力方向)和正面角炸
6、几。牡(吸’j[J受力方向),。根据试验资料角焊缝极限强度的统计结果见表1角焊纽极限强度统计今数钢材焊条.试毅单位焊缝类别}试件数J乎均l汽Z(N/mm)变异系数哈尔滨建f学院侧面角焊缝正面角焊缝:::;:Q235E43重庆建L学院侧面角焊缝58“`i正而角炸缝5Ob50哈尔滨建!二学院侧功i角玄旱缝3716、InE50:一几、、di角扩缝3l;::《钢结构设计规范》(TJ17一71)对3号钢(新标谁为Q235钢)构件安全系数K取为1.,16M.,。41对n钢构件安全系数K取为1巧而角焊缝连接的安全系数没有给出。利用表l按下式可求出角焊缝极限
7、强度的标准值并列入表2·强度二一。标准值强度均值强度标准差而安全系数二K极限强度标准道/设计强度标准值,.。1:按容许应力法设计如果取6巧则角焊缝极限强度的标堆值为侧面角焊缝340N/’,Zn;Z,mm(对Q235钢)37oN/mm(对一6入I)正面角焊缝4soN/mm(Q235钢)62oN/mm“(16Mn钢)。其有l应的安全系数分别是2.89、2.23、刁.08和3.73。,2,。焊缝一般说来是脆性破坏J七安全系数应不小于仁述值是满足这个要求的从表2,。还可以看到正面角焊缝的安全系数比侧面角炸缝的安全系数要,;万得多角焊缝极限强度标准值和
8、安全系数表2·1`(N/’倍数}极限强度标堆依fmm)安全系数K---------------一钢材一保证串.,一::,)正而角炸缝(f“)、—侧面角炸缝(云侧(K
