工字鋼焊接強(qiáng)度驗(yàn)算.doc

汕湛高速揭博項(xiàng)目t9標(biāo)項(xiàng)目經(jīng)理部 工字鋼對(duì)接工藝強(qiáng)度驗(yàn)算書工字鋼對(duì)接工藝強(qiáng)度驗(yàn)算書焊縫質(zhì)量等級(jí)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范gb 50205的規(guī)定，規(guī)范將對(duì)接焊縫質(zhì)量分為一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)，考慮到實(shí)際施工中對(duì)接焊縫很難達(dá)到一級(jí)、二級(jí)的質(zhì)量要求，因此，本次驗(yàn)算是針對(duì)焊縫質(zhì)量等級(jí)為三級(jí)來進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。對(duì)于采用自動(dòng)焊、半自動(dòng)焊和e43型焊條的手工焊，構(gòu)件鋼材為q235鋼的對(duì)接焊縫，其焊縫的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值和抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值均與母材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值相同，而三級(jí)的抗拉對(duì)接焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為，q235鋼的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為，因此，需驗(yàn)算工字鋼在采用對(duì)接焊縫以及周邊焊共同作用時(shí)，焊縫的抗拉強(qiáng)度能否達(dá)到母材的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值即可。一、i22b工字鋼加強(qiáng)鋼板選取計(jì)算1、i22b工字鋼截面達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的彎矩計(jì)算ix=3570cm4 wx=325cm3 ix/ sx=18.7cm tw=12.3mm d=9.5mm mmax=215n/mm2325103mm3=69.875kn.mix x軸的截面慣性矩 wxx軸的截面模量 tw 工字鋼翼緣板厚度d 工字鋼腹板厚度mmax使截面達(dá)到材料設(shè)計(jì)強(qiáng)度的計(jì)算截面彎矩2、三級(jí)焊縫達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的彎矩計(jì)算三級(jí)的抗拉對(duì)接焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為m=185n/mm2325103mm3=60.125kn.m3、加強(qiáng)鋼板截面尺寸計(jì)算焊縫對(duì)截面抵抗的削弱在腹板處和翼緣板處，由于施工中對(duì)翼緣板處平整的要求，一般不在翼緣板處加強(qiáng)，因此在腹板兩邊添加加強(qiáng)鋼板來彌補(bǔ)焊縫對(duì)截面的削弱。由于截面的彎矩抵抗力主要是由截面尺寸來提供，所以計(jì)算選取在腹板處焊接兩片170mm高，8mm厚的鋼板來加強(qiáng)。截面幾何性質(zhì)計(jì)算：當(dāng)焊接加強(qiáng)鋼板后抵抗彎矩：m=185n/mm2384.1103mm3=71.058kn.m對(duì)接焊縫使母材抵抗彎矩減小值：69.875kn.m60.125kn.m=9.75 kn.m加強(qiáng)鋼板焊接后抵抗彎矩增加值：71.058kn.m60.125kn.m=10.93 kn.m所以當(dāng)腹板增加加強(qiáng)鋼板后，截面的抵抗彎矩增大了10.93kn.m，大于由對(duì)接焊縫引起的母材抵抗彎矩減小值9.75 kn.m，滿足截面最大應(yīng)力的要求并與母材截面強(qiáng)度相同。4、焊縫強(qiáng)度計(jì)算工字鋼對(duì)接處在彎矩和剪力的組合作用下，使得各處應(yīng)力值小于焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值來保證焊縫的長(zhǎng)度滿足要求，當(dāng)臨近焊縫處母材應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)焊縫剛好破壞的臨界狀態(tài)，以確定焊縫最小長(zhǎng)度和最小的有效截面面積。擬采用兩塊高170mm長(zhǎng)100mm厚8mm的q235鋼對(duì)i22b的工字鋼進(jìn)行周邊焊，驗(yàn)算焊縫的抗拉強(qiáng)度能否達(dá)到抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求。正面角焊縫（作用力垂直于焊縫長(zhǎng)度方向）側(cè)面角焊縫（作用力平行于焊縫長(zhǎng)度方向）在各種力綜合作用下，需滿足計(jì)算結(jié)果滿足要求。-按焊縫有效截面（）計(jì)算，垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的應(yīng)力；-按焊縫有效截面（）計(jì)算，沿焊縫長(zhǎng)度方向的剪應(yīng)力；-角焊縫的計(jì)算厚度，對(duì)直角角焊縫等于0.7，為焊角尺寸；-角焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度，對(duì)每條焊縫取其實(shí)際長(zhǎng)度減去2；-角焊縫的設(shè)計(jì)強(qiáng)度； -正面角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增大系數(shù)：對(duì)承受靜力荷載和間接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)，=1.22。二、i20b工字鋼加強(qiáng)鋼板選取計(jì)算1、i20b工字鋼截面達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的彎矩計(jì)算ix=2500cm4 wx=250cm3 ix/ sx=16.9cm tw=11.4mm d=9.0mm mmax=215n/mm2250103mm3=53.750kn.mix x軸的截面慣性矩 wxx軸的截面模量 tw 工字鋼翼緣板厚度d 工字鋼腹板厚度mmax使截面達(dá)到材料設(shè)計(jì)強(qiáng)度的計(jì)算截面彎矩2、三級(jí)焊縫達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的彎矩計(jì)算三級(jí)的抗拉對(duì)接焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為m=185n/mm2250103mm3=46.250kn.m3、加強(qiáng)鋼板截面尺寸計(jì)算焊縫對(duì)截面抵抗的削弱在腹板處和翼緣板處，由于施工中對(duì)翼緣板處平整的要求，一般不在翼緣板處加強(qiáng)，因此在腹板兩邊添加加強(qiáng)鋼板來彌補(bǔ)焊縫對(duì)截面的削弱。由于截面的彎矩抵抗力主要是由截面尺寸來提供，所以計(jì)算選取在腹板處焊接兩片150mm高，8mm厚的鋼板來加強(qiáng)。截面幾何性質(zhì)計(jì)算：當(dāng)焊接加強(qiáng)鋼板后抵抗彎矩：m=185n/mm2295103mm3=54.575kn.m對(duì)接焊縫使母材抵抗彎矩減小值：53.750kn.m46.250kn.m=7.5 kn.m加強(qiáng)鋼板焊接后抵抗彎矩增加值：54.575kn.m46.250kn.m=8.325 kn.m所以當(dāng)腹板增加加強(qiáng)鋼板后，截面的抵抗彎矩增大了8.325kn.m，大于由對(duì)接焊縫引起的母材抵抗彎矩減小值7.5 kn.m，滿足截面最大應(yīng)力的要求并與母材截面強(qiáng)度相同。4、焊縫強(qiáng)度計(jì)算工字鋼對(duì)接處在彎矩和剪力的組合作用下，使得各處應(yīng)力值小于焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值來保證焊縫的長(zhǎng)度滿足要求，當(dāng)臨近焊縫處母材應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)焊縫剛好破壞的臨界狀態(tài)，以確定焊縫最小長(zhǎng)度和最小的有效截面面積。擬采用兩塊高150mm長(zhǎng)80mm厚8mm的q235鋼對(duì)i20b的工字鋼進(jìn)行周邊焊，驗(yàn)算焊縫的抗拉強(qiáng)度能否達(dá)到抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求。正面角焊縫（作用力垂直于焊縫長(zhǎng)度方向）側(cè)面角焊縫（作用力平行于焊縫長(zhǎng)度方向）在各種力綜合作用下，需滿足計(jì)算結(jié)果滿足要求。-按焊縫有效截面（）計(jì)算，垂直于焊縫長(zhǎng)度方向的應(yīng)力；-按焊縫有效截面（）計(jì)算，沿焊縫長(zhǎng)度方向的剪應(yīng)力；-角焊縫的計(jì)算厚度，對(duì)直角角焊縫等于0.7，為焊角尺寸；-角焊縫的計(jì)算長(zhǎng)度，對(duì)每條焊縫取其實(shí)際長(zhǎng)度減去2；-角焊縫的設(shè)計(jì)強(qiáng)度； -正面角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值增大系數(shù)：對(duì)承受靜力荷載和間接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)，=1.22。三、i18工字鋼加強(qiáng)鋼板選取計(jì)算1、i18工字鋼截面達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的彎矩計(jì)算ix=1660cm4 wx=185cm3 ix/ sx=15.4cm tw=10.7mm d=6.5mm mmax=215n/mm2185103mm3=39.775kn.mix x軸的截面慣性矩 wxx軸的截面模量 tw 工字鋼翼緣板厚度d 工字鋼腹板厚度mmax使截面達(dá)到材料設(shè)計(jì)強(qiáng)度的計(jì)算截面彎矩2、三級(jí)焊縫達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的彎矩計(jì)算三級(jí)的抗拉對(duì)接焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為m=185n/mm2185103mm3=34.225kn.m3、加強(qiáng)鋼板截面尺寸計(jì)算焊縫對(duì)截面抵抗的削弱在腹板處和翼緣板處，由于施工中對(duì)翼緣板處平整的要求，一般不在翼緣板處加強(qiáng)，因此在腹板兩邊添加加強(qiáng)鋼板來彌補(bǔ)焊縫對(duì)截面的削弱。由于截面的彎矩抵抗力主要是由截面尺寸來提供，所以計(jì)算選取在腹板處焊接兩片130mm高，8mm厚的鋼板來加強(qiáng)。截面幾何性質(zhì)計(jì)算：當(dāng)焊接加強(qiáng)鋼板后抵抗彎矩：m=185n/mm2217103mm3=40.145kn.m對(duì)接焊縫使母材抵抗彎矩減小值：39.775kn.m34.225kn.m=5.55 kn.m加強(qiáng)鋼板焊接后抵抗彎矩增加值：40.145kn.m34.225kn.m=5.92 kn.m所以當(dāng)腹板增加加強(qiáng)鋼板后，截面的抵抗彎矩增大了5.92kn.m，大于由對(duì)接焊縫引起的母材抵抗彎矩減小值5.55 kn.m，滿足截面最大應(yīng)力的要求并與母材截面強(qiáng)度相同。4、焊縫強(qiáng)度計(jì)算工字鋼對(duì)接處在彎矩和剪力的組合作用下，使得各處應(yīng)力值小于焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值來保證焊縫的長(zhǎng)度滿足要求，當(dāng)臨近焊縫處母材應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)焊縫剛好破壞，并留有一定安全系數(shù)，以確定焊縫最小長(zhǎng)度和最小的有效截面面積。擬采用兩塊高130mm長(zhǎng)60mm厚8mm的q235鋼對(duì)i18的工字鋼進(jìn)行周邊焊，驗(yàn)算焊縫的抗拉強(qiáng)度能否達(dá)到抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求。正面角焊縫（作用力垂直于焊縫長(zhǎng)度方向）側(cè)面角焊縫（作用力平行于焊縫長(zhǎng)度方向）在各種力綜合作用下，需滿足計(jì)算結(jié)果滿足要求。-按焊縫有效截面（）計(jì)算