钢结构设计角焊缝 “折算应力公式”

钢结构设计规范里角焊缝的 “折算应力公式”，可以先抓住一个核心：角焊缝受力时，不同方向的应力会 “互相干扰”，折算应力就是把这些杂乱的应力 “打包” 成一个等效的总应力，用来判断焊缝会不会坏。

角焊缝（比如两块钢板成 90 度，边缘焊一条三角形的缝）受力时，很少只受一个方向的力。

可能被 “拉拽”（产生拉应力 σ）；

可能被 “剪切”（产生剪应力 τ）；

甚至可能被 “掰弯”（产生另一种剪应力 τf）。
 
就像你用胶水粘两个零件，胶水既被拉开、又被错开拧动，这时不能只看某一个方向的力够不够，得算 “总的破坏力”。

折算应力公式：把 “多个力” 变成 “一个总力”

规范里的折算应力公式（简化理解）大概是：

折算应力 = √(σ² + 3τ²)（σ 是正应力，τ 是剪应力）
 
为什么这么算？可以类比生活中 “多方向用力的叠加”：
 
正应力 σ（拉 / 压）和剪应力 τ（错动）对焊缝的破坏作用不同，剪应力的 “破坏力” 更 “隐蔽”，所以公式里给剪应力乘了个 3（相当于给剪应力的影响 “加重”）；

开平方是为了把这些平方后的应力 “合并” 成一个单一的数值，方便和焊缝的 “承受极限”（比如角焊缝的强度设计值 fw）做对比。

举个例子：判断焊缝够不够结实

假设焊缝受到：
 
拉应力 σ = 100MPa；

剪应力 τ = 50MPa。
 
按公式算折算应力：√(100² + 3×50²) = √(10000 + 7500) = √17500 ≈ 132MPa。
 
如果焊缝的 “承受极限” 是 160MPa，那 132 < 160，说明够结实；如果极限是 120MPa，就不够了。

角焊缝的折算应力通常只在局部小范围（比如焊缝端部、应力集中区）达到较高值，而不是整个焊缝都处于高应力状态。

就像人拎重物时，手指根部会局部用力较大，但整个手臂的受力没那么极端，短时间局部 “超一点” 不会立刻出问题。

材料的 “塑性缓冲能力”：

钢材有一定的塑性（受力超过弹性极限后会轻微变形但不马上断裂）。

角焊缝局部的高应力会通过材料的塑性变形 “分散” 一部分，不会像脆性材料那样一超应力就断裂。

相当于给了一个小小的 “安全缓冲带”。

大量试验和工程实践发现，角焊缝在局部折算应力略超过其名义强度（1.1fw）时，并不会立即破坏，反而能通过上述塑性和局部受力特点继续承载。

规范里的 “1.1 倍” 就是基于这种实践经验，在保证安全的前提下，对局部高应力情况的合理放宽。

既不盲目保守（避免材料浪费），也不冒险（1.1 倍是经过验证的安全上限）。

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