工字鋼焊接強(qiáng)度驗(yàn)算

1、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)行國家標(biāo)準(zhǔn)鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50205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f=215N /mm和抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值225N/mm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ftw=185N/mm2，Q235鋼的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為f=215N/mm2，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

2、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、122b工字鋼截面達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的彎矩計(jì)算lx=3570cm4Wx=325cm3lx/ Sx=18.7cmtw=12.3mmd=9.5mmMmax=215N/mm2X325 X103mm3=69.875KN.mIxx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ftw二185N /mmM=185N/mm2X325xi03mm3=60.125KN.m3、加強(qiáng)鋼板截面尺寸計(jì)算焊縫對(duì)截面抵抗的

3、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/mm2X384.1X03mm3=71.058KN.m對(duì)接焊縫使母材抵抗彎矩減小值：加強(qiáng)鋼板焊接后抵抗彎矩增加值：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

4、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)，以確定焊縫最小長度和最小的有效截面面積。擬采用 兩塊高170mrX長100mrX厚8mm的Q235鋼對(duì)122b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度方向）側(cè)面角焊縫（作用力平行于焊縫長度方向）/fafV .T2八在各種力綜合作用下，需滿足ff-ff計(jì)算結(jié)果滿足要求。G-按焊縫有效截面（helw）計(jì)算，垂直于焊縫長度方向的應(yīng)力；f-按焊縫有效截面（helw）計(jì)算，沿焊縫長度方向的剪應(yīng)力；

5、he-角焊縫的計(jì)算厚度，對(duì)直角角焊縫等于0.7hf，hf為焊角尺寸；lw-角焊縫的計(jì)算長度，對(duì)每條焊縫取其實(shí)際長度減去2hf；wff-角焊縫的設(shè)計(jì)強(qiáng)度；f-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、120b 工字鋼加強(qiáng)鋼板選取計(jì)算1、120b工字鋼截面達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的彎矩計(jì)算Ix=2500cm4Wx=250cm3lx/ Sx=16.9cmtw=11.4mmd=9.0mmMmax=215N/mm2X250 xi03mm3=53.750KN.mlxx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

6、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 罕二185N /mm233M=185N/mmX250XI0 mm =46.250KN.m在各種力綜合作用下，需滿足WTf3、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/mm2X295xi03mm3=54.575KN.m對(duì)接焊縫使母材抵抗

7、彎矩減小值：加強(qiáng)鋼板焊接后抵抗彎矩增加值：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)，以確定焊縫最小長度和最小的有效截面面積。擬采用 兩塊高150mM長80mM厚8mm的Q235鋼對(duì)120b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度方向）側(cè)面角焊

8、縫（作用力平行于焊縫長度方向）計(jì)算結(jié)果滿足要求G-按焊縫有效截面（helw）計(jì)算，垂直于焊縫長度方向的應(yīng)力；f-按焊縫有效截面（helw）計(jì)算，沿焊縫長度方向的剪應(yīng)力；he-角焊縫的計(jì)算厚度，對(duì)直角角焊縫等于0.7hf，hf為焊角尺寸；lw-角焊縫的計(jì)算長度，對(duì)每條焊縫取其實(shí)際長度減去2hf；wff-角焊縫的設(shè)計(jì)強(qiáng)度；f-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、118 工字鋼加強(qiáng)鋼板選取計(jì)算1、118工字鋼截面達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的彎矩計(jì)算lx=1660cm4Wx=185cm3lx/ Sx=15.4cmtw=10.7mmd=6.5mmMmax=215N/

9、mm2X185 xi03mm3=39.775KN.mlxx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fM85N/mmM=185N/mm2X85X03mm3=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

10、性質(zhì)計(jì)算：當(dāng)焊接加強(qiáng)鋼板后抵抗彎矩：M=185N/mm2X217Xl03mm3=40.145KN.m對(duì)接焊縫使母材抵抗彎矩減小值：加強(qiáng)鋼板焊接后抵抗彎矩增加值：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)，以確定焊縫最小長度和最小的有效截面面 積。擬采用兩塊高130mM長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度方向）側(cè)面角焊縫（作用力平行于焊縫長度方向）在各種力綜合作用下，需滿足Vi卩f丿v f-ffW計(jì)算結(jié)果滿足要求。Cf-按焊縫有效截面（helw）計(jì)算