熱軋普通工字鋼焊接連接方案

11目錄一、概況 2二、編制依據(jù) 2三、熱軋工字鋼焊縫對接 2四、熱軋工字鋼加強鋼板選取計算 4五、結(jié)果 10一、概況日常的施工當中，根據(jù)施工需求經(jīng)常會對普通熱軋工字鋼截斷和接長，需要對常用的熱軋工字鋼18#、I20#）進行焊縫對接作業(yè)，施工中截面對接以后（焊接），焊接作業(yè)質(zhì)量不足對截面抵抗矩的削弱。本方案以I18#工字鋼為例，通過計算選取兩側(cè)合適規(guī)格的板材進行焊接加強。二、編制依據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50205-2001；《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》GB50017-2003；《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術規(guī)程》JGJ81-2002；三、熱軋工字鋼焊縫對接3.1焊接方法件間產(chǎn)生電弧，電弧的高溫（3000°C）將電弧周圍的金屬變成液態(tài)，形成熔池，同時高溫也是焊條金屬融化，滴落至熔池中，與焊件的熔融金屬結(jié)合。冷卻后即形成焊縫。焊條外包的藥皮則在焊接過程中產(chǎn)生氣體，保護電弧和容化金屬，形成熔渣覆蓋焊縫，防止空氣中的有害氣體與熔化金屬接觸，改善的焊縫的力學性能。手工電弧焊優(yōu)點是操作簡便、焊接方便，但是焊縫帶的質(zhì)量有一定的缺陷，在焊接過程中產(chǎn)生于焊縫金屬或附近熱影響區(qū)剛才表而或者內(nèi)部的缺陷。常見的缺陷有裂紋、焊瘤、燒穿、電弧坑、氣孔、夾渣、咬邊、為熔合等。焊縫缺陷的存在勢必削弱焊縫的受力而積，在缺陷處引起應力集中，故對連接的強度、沖擊韌性及冷彎性能等均有不利影響。3.2焊縫等級確定GB50205-2001焊縫只要求對全部焊縫做外觀檢查。GB50017-2003度方向的橫向?qū)雍缚p或T型對接與角接組合焊縫，受拉時為一級，受（繩承受卸料平臺主荷載），焊縫級一圾評定笹圾n焊縫級一圾評定笹圾nn內(nèi)部缺陷超聲波探傷檢鯊等圾B圾B級探傷比例100%訐定等圾內(nèi)部缺陷射線探傷檢驗等圾探傷比例11AB級100%20%IIIAB20%注：探傷比例的計數(shù)方法應按以下鋭則暁定：（1）對工廠制作焊縫，應按毎條悍縫計算百分比，且探傷長度應不小于200mm,當燉縫長度不足200mm時，應對整條焊縫進行換傷；（2）對現(xiàn)場安裝焊縫，應按同一類型.同一施焊條件的焊縫條數(shù)計算百分比，探傷長度應不小于200mm,并應不少于1條焊縫.3.3焊縫要求：焊縫表而不得有裂紋、焊瘤等缺陷。二級焊縫不得有表而氣孔、夾渣、弧坑裂紋、電弧擦傷等缺陷。檢查數(shù)量：每批同類構(gòu)件抽查10%,且不應少于3件；被抽查構(gòu)件中，每一類型焊縫按條數(shù)抽查5%,且不應少于1條；每條檢查1處，總抽查數(shù)不應少于10處。檢驗方法：觀察檢查或使用放大鏡、焊縫量規(guī)和鋼尺檢查，當存在疑義時，采用滲透或磁粉探傷檢查。aA.O.1

二級、三級焊線外觀質(zhì)屋標準（min）X5HX5H跋陷類型允許偏斧來焊渦（指不足設計耍宋）一級<02+0.02/?且<1.0<0.2+0.04/.且<2.0毎100.0W縫內(nèi)鮫陷總氏W25.OW02+0.04人1LW2.0根帑收縮W02+0.02f?且W1.0長度不限咬邊瓠坑袈紋C0.05t,且wo,連續(xù)長度冬100.0?且焊縫兩測段邊總長W10%婷給全長：—WO.lrW1.0.長度不限允許療龍個別長度<5.0的弧坑裂紋電弧擦傷—0?05f,且允許存在個別電弧擦傷接頭不口□深度0MW1.0農(nóng)面夾渣—每1000.0焊縫不用超過1處W0.M長W05,且W20.0毎500炸塔長度內(nèi)允許白M0耒向r孔 — 3?0的F孔2個.孔弟A6倍孔空r為連按處較薄的板庁.4焊條選用：J422E4303用于焊接較重要的低碳鋼結(jié)構(gòu)和強度等級低的低合金鋼結(jié)構(gòu)，如Q235、09MnV.09Mn2等四、熱軋工字鋼加強鋼板選取計算1I18#截面達到設計強度的彎矩計算由己知資料查出I18#字鋼截面特性：Ix=l699cm:Wx=185.4cm°Ix/Sx=15.95cmd=l0.7mmtw=6.5mmMmax-M

215N/xW185.4X103x

7mm2M…二215X185.4X10—39.86KN mlxx軸的截而慣性矩Wx-----x軸的截面模量仁一一工字鋼翼緣板厚度d——工字鋼腹板厚度M…——使截面達到材料設計強度的計算截面彎矩（荷載乘以分項系數(shù)）4.2按照最不利三級焊縫達到設計強度的彎矩計算對接焊縫（三級）對截面的軸向受壓和受剪力削弱可以忽略不計，主要是削弱了截面彎矩的抵抗力（受拉）。按照焊縫的最大彎曲應力計算當焊縫承受最大的彎曲應力時所受的彎矩M,由于三級焊縫的焊縫允許存在的缺陷較多，故其抗拉強度為母材強度的85%,即通過對接焊透85%,ftw=0.85f=182.75N/mm2抗剪ff=125N/mm2*M/w=182.75憶皿？M=182.75X185.4X103=33.88KN?mf『、f,——對接焊縫的抗拉和抗壓設計強度f—— Q235（215Mpa）4.3加強鋼板截面尺寸的計算I18#工字鋼截面焊接加強鋼板后承受極限應力的彎矩（軸力、剪力忽略不計），由于截面的彎矩抵抗力主要是有截面的尺寸來提供，100mm3mm厚的鋼板來加強如下圖：截而幾何性質(zhì)的計算:1749=194.33cm3Ymax21699cm1749=194.33cm3YmaxI尸122.9曲+存＜0.3X2X2=172.9cm172.94.7

36.79cm3°=%?7（194.33+36.79）X10007八/唄當焊接加強鋼2板后抵抗彎矩：M=182.75X231.12X42?24KN?m由焊縫質(zhì)量不足抵抗彎矩減小值:39.86KN?m—33.88KN?m=5.98KN?m加強鋼板焊接后抵抗彎矩值增加值：42.24KN?ni—33.88KN?m=8.36KN?m所以當腹板和翼緣增加加強鋼板后，截而的抵抗彎矩增大了36KN.5.98KN.此次計（Q235）計值，實際施工當中按照容許應立法，統(tǒng)一折減以保證有一定的安全儲備。10cm3mm的鋼板對于加強焊接截而的彎矩，大于所需要提空的彎矩值，這樣造成當焊接截而處最危險點出的彎曲應力達到最大應力值時，其他截而（未焊接截而）要求。4.4焊縫長度和寬度的計算（軸力忽略不計12（見下圖）各處應力值小于焊縫強度設計值來保證焊縫II處應力達到設計強度時焊縫剛好3mmX100mmX200mm的加強鋼板。4.4.1截而最不利荷載組合值計算I截而最大剪力值和彎矩值按照使截面達到設計強度的確定，最大彎矩值己計算得出W39.86KN mTmax=^=125MpaS=106.5cm3Ix=1699cm1t.=6.5mm貝ljVmax=(125X1699X104X6.5)10—129.62KN

/106.5XM…一一使截面達到強度設計值的最大彎矩T 剪切應力設計值maxs---- 計算剪力處中性軸的面積矩I 仁——工字鋼腹板厚度Vmax 使截面達到設計強度的剪力最大值所以一塊加強板承受的剪力值為：129.62KN/2=64.81KN(實際承受的剪力值要小于此值，保留一定的安全儲備)一塊加強鋼板承受的彎矩值為：39.86KN?m/219.93KN?m4.4.2焊縫強度計算選取四面圍焊，板厚t3mm,Q235鋼材，當臨近截面達到設計強度時在焊縫重心處承受的彎矩為39.86KN?m/219.93?19.93KN.m,E4303型，焊腳尺寸為10mm.計算有效截面的幾何特征。有效截面而積：Ae=0.7X3X(2X100+2X200)=1050mm2形心位置：x=100mm慣性矩：Ix=0.7X3X(2X1/12X1003+2X200X1002)=14X106mm4因為是對稱截面所以Iy二lxIp=2Xlx=28X10s驗算危險點的應力:V 64.81X— 1050

—9K..............M 19.93X

X100

—711q//:—X= 28XIO6 /1，

/mm?IpaM=廠ya=Ip

19.93XIO6X50—QtrqW/28XIO6

/mm?J伴絆）x（鯊?。?（瑕）x（瑕）=114.6N/mm2W160^2氓一一彎矩作用下角點應力價一一端焊縫的強度設計值增大系數(shù)。對承受靜力荷載和間接承受動力荷載結(jié)構(gòu)取1.22五.結(jié)果經(jīng)過試算得出達到