側搭

搭接接頭是鋼結構中焊接連接接頭通常採用的一種方式，其焊縫採用角焊縫形式，通常是受力薄弱環節。鋼結構的疲勞、斷裂等破壞大多發生在焊縫的焊趾，其原因除了焊接缺陷會誘發疲勞裂紋進行擴展以外，焊縫外形在焊趾處產生的應力集中也是一個重要影響因素。

應力集中的嚴重程度可以用應力集中係數K_t來表達，即焊趾處應力峯值Sp與施加在無缺口截面上的名義應力Snet之比。在進行鋼結構設計時，一般會盡量降低焊縫的坡度，以減小焊趾處的應力集中。然而，上述措施還只是基於對焊縫應力集中影響的定性認識，仍需進行深入研究。用於估算應力集中係數的方法有試驗法、解析法和有限元法等。採用有限元方法對應力集中係數進行計算是容易實施且比較有效的方法，應用較為廣泛，相關研究包含了不同類型接頭中幾何參數對應力集中係數的影響，如對接接頭、Y接頭、K形接頭、T形接頭等。

首先對雙側焊接的搭接接頭應力集中係數進行了有限元分析，經過與試驗結果對比，證明了有限元模型的合理性和計算結果的準確性，然後對鋼結構中常用的單側焊接搭接接頭進行了分析，結果表明：

1、當蓋板厚度t超過主板厚度T的1.5倍以後，再增加t值時對降低焊趾處應力集中係數影響很小；

2、增加焊腳尺寸L或者焊趾處過渡圓弧半徑ρ，可顯著改善焊趾處的應力集中程度；

3、趾處應力集中係數K_t隨着接觸角θ 的減小而降低，並且二者近似呈線性關係。 ^[1] 

拓撲優化常用方法：拓撲優化是指對結構的形狀進行優化，其目標是尋求結構對材料的最佳利用，得到最佳材料分配方案，以減輕結構質量或提高結構性能。常用來對平面問題進行拓撲優化的方法主要有三種：變厚度法、均勻化法和變密度法。

均勻化方法的基本思想是在組成拓撲結構的材料中引入微結構（單胞），優化過程中以微結構的單胞尺寸為拓撲設計變量，以單胞尺寸的消長實現微結構的增刪，併產生介於由中間尺寸單胞構成的複合材料，以拓展設計空間，從而實現了結構拓撲優化模型與尺寸優化模型的統一和連續化。均勻化方法只能看作是一種拓撲模糊的結構，需要從中抽象出明確的可加工結構，存在着其侷限性。

變厚度法是最早被採用的拓撲優化方法，屬幾何描述方式。這種方法將薄板或薄殼可能佔據的整個區域劃分成有限個單元，假定所有單元的厚度是均勻的，把這一模型作為初始模型進行拓撲優化。優化求得的最優設計將是一帶孔洞的、厚度（為h ）均勻的薄板或薄殼，這就意味着每個單元的厚度只能取h 或者0 這兩個離散值。變厚度法是幾種方法中提出最早的一種，這種方法的數學模型簡單，概念清晰，求解方便，是尺寸優化方法的直接推廣，但優化對象受到限制，只能應用於二維膜結構。 ^[2]