（3）按刚度设计选择角焊缝尺寸
按刚度设计的焊接结构，如焊接机器底座、立柱和横梁等大件，一般工作应力较低。若按工作应力来设计角焊缝尺寸，其值都很小；若按等强度原则来选择焊缝，则尺寸将很大，不仅增加制造成本而且也增大了焊接残余应力与变形。因此，这类角焊缝按照刚度条件来确定焊脚尺寸。这里推荐经验法：以被焊件中较薄件的强度的33％、50％和100％作为焊缝强度来确定焊脚尺寸。以T形接头的双面角焊缝为例。其焊脚尺寸K与立板厚度δ的关系为：
100％强度焊缝 K=
；
50％强度焊缝 K= 
；
30％强度焊缝 K= 
。
100％强度的角焊缝就是等强度焊缝，它主要用于集中载荷的部位，如导轨的焊接；50％强度的角焊缝用于焊接箱体中，若为单面角焊缝，则焊脚尺寸要加倍，即K= 3/4δ；30％强度的角焊缝主要用于并不承载的角焊缝，当它小于最小焊脚尺寸（表2-3-4）时，则取最小焊脚尺寸。
（4）焊缝的许用应力
前面介绍的设计用的许用应力通常由国家工程主管部门根据安全和经济原则，根据材料性质、载荷、环境、加工质量、计算和检测精确度和构件的重要性等综合后确定。
表2-3-8列出一般机械焊接结构中焊缝的许用应力。我国起重机行业采用的焊接许用应力见表2-3-9。
表2-3-6角焊缝接头静载强度计算公式
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名称
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简 图
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计算公式
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备 注
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搭接接头
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受拉或受压：τ-  ≤[τ′]
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[τ′]—焊缝的许用切应力 =l1+l2+l3
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第一法：分段计算法τ=  ≤[τ′]
第二法：轴惯性矩计算法τ=  ymax≤[τ′]
第三法：极惯性矩计算法τ=  rmax≤[τ′]
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Ip=Ix+Iy
Ix 、Iy ---焊缝计算面积对x轴、y轴的惯性矩
Ip—焊缝计算面积的极惯性矩
ymax—焊缝计算截面积x轴的最大距离
rmax—焊缝计算截面积 O点的最大距离
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T形接头和十字接头
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拉：τ= ≤[τ′]
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在承受压应力时，考虑到板的端面可以传递部分压力，许用应力从[τ′]提高到[σα′]
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压：τ=≤[σα′]
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平面内弯矩M1：τ= ≤[τ′]
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平面外弯矩M2：τ= ≤[τ′]
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弯：τ= ≤[τ′]
扭：τ= ≤[τ′]
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弯= ：τymax≤[τ′]
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表2-3-7部分熔透对接接头焊缝静载强度计算公式
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名 称
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简图
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计算公式
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备 注
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部分熔透对接接头
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拉：τ= ≤[τ′]
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V形坡口：
α≥60°时，a=S
α＜60°时，a=0.75S
U形、J形坡口：
α=S
Ix=al（δ-a）2
l—焊缝长度
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剪：τ= ≤[τ′]
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弯：τ= ≤ymax[τ′]
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表2-3-8机械焊接结构中焊缝的许用应力
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焊缝种类
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应力状态
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焊缝许用应力
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一般E43××型及E50××型焊条电弧焊
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低氢焊条电弧焊、埋弧焊、半埋自动弧焊
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对接缝
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拉应力
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0.9[σ]
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[σ]
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压应力
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[σ]
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[σ]
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切应力
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0.6[σ]
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0.65[σ]
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角焊缝
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切应力
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0.6[σ]
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0.65[σ]
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注：1、表中[σ]为基本金属的拉伸许用应力。 2、上表适用于低碳钢及500MPa级以下的低合金结构钢。
表2-3-9起重机结构焊缝许用应力[16]
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焊缝种类
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应力种类
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符号
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用普通方法检查的焊条电弧焊
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埋弧焊或用精确方法检查的焊条电弧焊
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对接
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拉伸、压缩应力
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[σ′]
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0.8[σ]
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[σ]
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对接及角焊缝
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剪切应力
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[τ′]
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注：[σ]为基本金属的许用拉应力。[σ′]为焊缝金属的许用拉应力。[τ′]为焊缝的许用切应力
㈣ 焊接接头的极限状态设计法 [6]
《钢结构设计规范》规定，工业与民用建筑和一般构筑物的钢结构设计，除疲劳强度计算外，应采用极限状态设计法。
1．对接焊缝或对接与角接组合焊缝的强度计算
1）在对接接头和T 形接头中，垂直于轴心拉力或轴心压力的对接焊缝或对接与角接组合焊缝，其强度应按下式计算：
σ=
≤
或 
式中N——轴心拉力或轴心压力；
——焊缝长度；
t——在对接接头中为连接件的较小厚度；在T形接头中为腹板的厚板；
、——对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值。
2） 在对接接头和T形接头中，承受弯矩和剪力共同作用的对接焊缝或对接与角接组合焊缝 ，其正应力和剪应力应分别进行计算。但在同时受有较大正应力和剪应力处（例如梁腹板横向对接焊缝的端部），应按下式计算折算应力：
≤1.1
注： ①当承受轴心力的板件用斜焊缝对接，焊缝与作用力间的夹角𝜃符合tan𝜃 ≤1.5时，其强度可不计算。
② 当对接焊缝和T形对接与角接组合焊缝无法采用引弧板和引出板施焊时，每条焊缝的长度计算时应各减去 2t。
2. 直角角焊缝的强度计算
1）在通过焊缝形心的拉力、压力或剪力作用下：
正面角焊缝（作用力垂直于焊缝长度方向）：
=
≤
侧面角焊缝（作用力平行于焊缝长度方向）：
=≤
2）在各种综合作用下，和共同作用处：
式中
——按焊缝有效截面（
）计算，垂直于焊缝长度方向的应力；
——按焊缝有效截面（）计算，沿焊缝长度方向的剪应力；
——角焊缝的计算厚度，对直角角焊缝等于0.7 
，为焊脚尺寸；
——角焊缝的计算长度，对每条焊缝取起实际长度减去2；
—— 角焊缝的强度设计值；
——正面角焊缝的强度设计值增大系数：对承受静力载荷和间接承受动力载荷的结构，取 1.22；直接承受动力载荷的结构取1.0；
3. 两焊脚边夹角
为60°≤≤135°的T形接头，其斜角角焊缝的强度应按第2条中公式计算，但取=1.0，其计算厚度为：=[K-
]
（根部间隙
＞1.5mm）或= [– ] （＞1.5mm但≤5mm）。
4. 部分焊透的对接焊缝和T 形对接与角接组合焊缝的强度，应按角焊缝的计算公式（第2条中公式）计算，在垂直于焊缝长度方向的压力作用下，取=1.22，其他受力情况取=1.0，其计算厚度应采用：
V形坡口：当≥60°时，=s；当α＜60°时，=0.75s。
单边V形和K形坡口：当=45°±5°，=s-3；
U形、J形坡口：=s。
s为坡口深度，即根部至焊缝表面（不考虑余高）的最短距离（mm）；为V形、单边V 形或K形坡口角度。
当熔合线处焊缝截面边长等于或接近于最短距离s时，抗剪强度设计值应按角焊缝的强度设计值乘以0.9
