焊缝强度计算器

为什么角焊缝按 0.7K 与受剪算？

角焊缝的截面近似等腰直角三角形，焊脚为 K，从焊根到焊缝表面的最薄弱截面是 45° 方向的「喉部」，有效厚度 h_e = 0.7×K（精确值 K×sin45° = 0.707K，规范取 0.7）。破坏试验表明角焊缝大多沿这一最小截面剪断或拉断，且受力复杂、应力分布不均，所以规范把它简化为「有效厚度截面上的均匀剪应力」校核：N ≤ h_e × l_w × f_fw。f_fw（角焊缝强度设计值，GB 50017-2017 表 4.4.5）本质上是按焊缝抗剪给的综合设计值：E43 配 Q235 取 160 N/mm²，E50 配 Q355 取 200，E55 配 Q390/Q420 取 220。这正是「焊脚翻倍、承载力翻倍」线性关系的来源——想要多一倍承载，加长焊缝或加高焊脚都是等价的，但加长更划算（省焊材、变形小）。

正面焊缝的 1.22 系数还在吗？

在。正面（端面）角焊缝受力方向垂直于焊缝长度，破坏截面处于拉剪复合应力状态，试验破坏荷载比侧面焊缝高约 35%，因此 GB 50017 对承受静力荷载或间接动力荷载的结构，正面角焊缝乘增大系数 β_f = 1.22；直接承受动力荷载的结构因正面焊缝刚度大、塑性变形能力差，不考虑提高，取 β_f = 1.0。GB 50017-2017 延续了 2003 规范的这一处理，并未取消 1.22。本工具按焊缝方位与荷载类型两个下拉自动取值。

对接焊缝为什么与母材等强？

对接焊缝（坡口焊）截面就是母材截面 t×l_w，焊材（E43/E50/E55）熔敷金属强度与母材匹配，一、二级检验的对接焊缝缺陷少，规范直接按母材强度设计值取用：Q235 f=215、Q355 f=305 N/mm²（≤16mm 档）。三级检验的对接焊缝允许一定缺陷，受拉时按 0.85 口径折减（表值 Q235 取 185、Q355 取 260），受压与受剪不折减——因为缺陷对受压影响小、抗剪本就按 f_v 取。这就是焊缝质量等级直接影响承载的原因：重要受拉对接焊缝必须一级或二级（100% 超声/射线探伤口径），三级只能用于次要连接。

焊缝质量等级与检验要求

GB 50017 按受力重要性与荷载性质把对接焊缝分为一、二、三级：一级要求 100% 探伤（超声/射线）且评定等级最严，二级 20% 探伤，三级仅外观检查。受拉对接焊缝设计值：一、二级取母材 f，三级取 0.85f 口径表值；受压均为 f、受剪均为 f_v。角焊缝不分级探伤，按外观检查与尺寸偏差控制，因此其设计值只有一档 f_fw。工程上「吊车梁受拉翼缘拼接」等动载关键焊缝必须一级，一般建筑静载对接可二级，次要构件三级即可——等级每升一级，检验成本显著上升，按需选取。

反算焊脚时的构造约束

反算出的最小焊脚还要满足构造要求：GB 50017 规定角焊缝焊脚不宜小于 1.5×√t（t 为较薄件厚度，mm）且不小于 4mm——太薄的焊缝冷却快、易开裂；同时不宜大于较薄件厚度 1.2 倍（薄板会烧穿）；侧面焊缝计算长度不宜大于 60×h_e（超出部分应力不均匀，超长部分不计承载贡献）；最小计算长度不低于 8h_e 且 40mm。所以反算结果「偏小」时按构造值取，且永远以正式设计为准。

相关工具

钢材用量的理论重量换算见 钢筋每米重量换算（同按钢材密度 7.85 g/cm³ 口径）；螺栓连接与焊缝是钢结构两类基本连接，概念设计阶段建议两者都校核。

常见问题 (FAQ)

• K=6、L=100 的角焊缝能承受多少？侧面焊缝、Q235/E43：0.7×6×100×160 = 67200 N ≈ 67.2 kN；正面焊缝静载乘 1.22 约 82.0 kN。两面施焊（两条焊缝）承载力翻倍。
• t=10、L=100 的对接焊缝呢？一/二级、Q235：10×100×215 = 215000 N = 215 kN（受压受拉同值）；三级受拉 10×100×185 = 185 kN。
• 60 kN 荷载用多长焊缝？K=6、侧面焊缝、E43：l_w = 60000/(0.7×6×160) ≈ 89.3mm，圆整 90mm（每条）；两面焊可各减半。用「反算 K / L」模式自动算。
• 计算长度和实际长度差多少？每条角焊缝两端各减 K（起灭弧缺陷），或采用引弧板焊后切除磨平则不折减。本页按输入的 l_w 直算，l_w 建议自行扣除。
• 本工具能用于正式设计吗？不能。仅教学演示与概念估算；正式焊接连接由注册结构工程师按 GB 50017-2017 及专项规范设计并签章。

来源与口径注记：设计值两源交叉自 GB 50017-2017《钢结构设计标准》表 4.4.1（钢材 f/fv：Q235 215/125、Q355 305/175）与表 4.4.5（焊缝 f_fw：E43 160、E50 200、E55 220），β_f=1.22（静力/间接动力，正面角焊缝）与三级对接受拉 0.85 折减口径自条文及配套设计手册复核，现行规范口径为准。本页不替代工程设计。