工字钢焊接强度验算

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1、汕湛高速揭博项目 T9 标项目经理部 工字钢对接工艺强度验算书施工单位：广东省长大公路工程有限公司 1工字钢对接工艺强度验算书焊缝质量等级应符合现行国家标准钢结构工程施工质量验收规范GB 50205 的规定，规范将对接焊缝质量分为一级、二级和三级，考虑到实际施工中对接焊缝很难达到一级、二级的质量要求，因此，本次验算是针对焊缝质量等级为三级来进行强度验算。对于采用自动焊、半自动焊和 E43 型焊条的手工焊，构件钢材为 Q235钢的对接焊缝，其焊缝的抗压强度设计值 和抗剪强度设计值2/15mNfwc均与母材的强度设计值相同，而三级的抗拉对接焊缝强度设计2/15mNfwv值为 ，Q235 钢的抗拉强

2、度设计值为 ，因此，需8t 2/f验算工字钢在采用对接焊缝以及周边焊共同作用时，焊缝的抗拉强度能否达到母材的抗拉强度设计值即可。一、I22b 工字钢加强钢板选取计算1、I22b 工字钢截面达到设计强度的弯矩计算Ix=3570cm4 Wx=325cm3 Ix/ Sx=18.7cm tw=12.3mm d=9.5mm设 计 强 度 ）(/2150323maxmNMMmax=215N/mm2325103mm3=69.875KN.mIx x 轴的截面惯性矩Wxx 轴的截面模量tw 工字钢翼缘板厚度d 工字钢腹板厚度汕湛高速揭博项目 T9 标项目经理部 工字钢对接工艺强度验算书施工单位：广东省长大公路工

3、程有限公司 2Mmax使截面达到材料设计强度的计算截面弯矩2、三级焊缝达到设计强度的弯矩计算三级的抗拉对接焊缝强度设计值为 2/185mNfwt2/185mNWM=185N/mm2325103mm3=60.125KN.m3、加强钢板截面尺寸计算焊缝对截面抵抗的削弱在腹板处和翼缘板处，由于施工中对翼缘板处平整的要求，一般不在翼缘板处加强，因此在腹板两边添加加强钢板来弥补焊缝对截面的削弱。由于截面的弯矩抵抗力主要是由截面尺寸来提供，所以计算选取在腹板处焊接两片 170mm 高， 8mm 厚的钢板来加强。截面几何性质计算： 431.25178.035cmIx 3max.42yWx2/185NM当焊接

4、加强钢板后抵抗弯矩：M=185N/mm2384.1103mm3=71.058KN.m对接焊缝使母材抵抗弯矩减小值：69.875KN.m60.125KN.m=9.75 KN.m加强钢板焊接后抵抗弯矩增加值：71.058KN.m60.125KN.m=10.93 KN.m汕湛高速揭博项目 T9 标项目经理部 工字钢对接工艺强度验算书施工单位：广东省长大公路工程有限公司 3所以当腹板增加加强钢板后，截面的抵抗弯矩增大了 10.93KN.m，大于由对接焊缝引起的母材抵抗弯矩减小值 9.75 KN.m，满足截面最大应力的要求并与母材截面强度相同。4、焊缝强度计算工字钢对接处在弯矩和剪力的组合作用下，使得各

5、处应力值小于焊缝强度设计值来保证焊缝的长度满足要求，当临近焊缝处母材应力达到设计强度时焊缝刚好破坏的临界状态，以确定焊缝最小长度和最小的有效截面面积。拟采用两块高 170mm长 100mm厚 8mm 的 Q235 钢对 I22b 的工字钢进行周边焊，验算焊缝的抗拉强度能否达到抗拉强度设计要求。正面角焊缝（作用力垂直于焊缝长度方向） 2/3.64)52170(.8.mNlhNwef 侧面角焊缝（作用力平行于焊缝长度方向） 2/8.104)5210(7.68lhwef 在各种力综合作用下，需满足2ffwf22222 /160/18.0.136mNff 计算结果满足要求。-按焊缝有效截面（ ）计算，

6、垂直于焊缝长度方向的应力；f welh-按焊缝有效截面（ ）计算，沿焊缝长度方向的剪应力；f-角焊缝的计算厚度，对直角角焊缝等于 0.7 ， 为焊角尺寸；eh fhf-角焊缝的计算长度，对每条焊缝取其实际长度减去 2 ；wl f-角焊缝的设计强度；f汕湛高速揭博项目 T9 标项目经理部 工字钢对接工艺强度验算书施工单位：广东省长大公路工程有限公司 4-正面角焊缝的强度设计值增大系数：对承受静力荷载和间接承受动f力荷载的结构， =1.22。f二、I20b 工字钢加强钢板选取计算1、I20b 工字钢截面达到设计强度的弯矩计算Ix=2500cm4 Wx=250cm3 Ix/ Sx=16.9cm tw

7、=11.4mm d=9.0mm设 计 强 度 ）(/2150523maxmNMMmax=215N/mm2250103mm3=53.750KN.mIx x 轴的截面惯性矩Wxx 轴的截面模量tw 工字钢翼缘板厚度d 工字钢腹板厚度Mmax使截面达到材料设计强度的计算截面弯矩2、三级焊缝达到设计强度的弯矩计算三级的抗拉对接焊缝强度设计值为 2/185mNfwt2/185mNWM=185N/mm2250103mm3=46.250KN.m3、加强钢板截面尺寸计算焊缝对截面抵抗的削弱在腹板处和翼缘板处，由于施工中对翼缘板处平整的要求，一般不在翼缘板处加强，因此在腹板两边添加加强钢板来弥补焊缝对截面的削弱

8、。由于截面的弯矩抵抗力主要是由截面尺寸来提供，所以计算选取在腹板汕湛高速揭博项目 T9 标项目经理部 工字钢对接工艺强度验算书施工单位：广东省长大公路工程有限公司 5处焊接两片 150mm 高， 8mm 厚的钢板来加强。截面几何性质计算： 43295018.025cmIx 3max9yWx2/185NM当焊接加强钢板后抵抗弯矩：M=185N/mm2295103mm3=54.575KN.m对接焊缝使母材抵抗弯矩减小值：53.750KN.m46.250KN.m=7.5 KN.m加强钢板焊接后抵抗弯矩增加值：54.575KN.m46.250KN.m=8.325 KN.m所以当腹板增加加强钢板后，截面

9、的抵抗弯矩增大了 8.325KN.m，大于由对接焊缝引起的母材抵抗弯矩减小值 7.5 KN.m，满足截面最大应力的要求并与母材截面强度相同。4、焊缝强度计算工字钢对接处在弯矩和剪力的组合作用下，使得各处应力值小于焊缝强度设计值来保证焊缝的长度满足要求，当临近焊缝处母材应力达到设计强度时焊缝刚好破坏的临界状态，以确定焊缝最小长度和最小的有效截面面积。拟采用两块高 150mm长 80mm厚 8mm 的 Q235 钢对 I20b 的工字钢进行周边焊，验算焊缝的抗拉强度能否达到抗拉强度设计要求。正面角焊缝（作用力垂直于焊缝长度方向）汕湛高速揭博项目 T9 标项目经理部 工字钢对接工艺强度验算书施工单位

10、：广东省长大公路工程有限公司 62/6.04)5210(7.8.397mNlhNwef 侧面角焊缝（作用力平行于焊缝长度方向） 2/1.4)5280(7.397lhwef 在各种力综合作用下，需满足22ffwf22222 /160/9.130.160 mNff 计算结果满足要求。-按焊缝有效截面（ ）计算，垂直于焊缝长度方向的应力；f welh-按焊缝有效截面（ ）计算，沿焊缝长度方向的剪应力；f-角焊缝的计算厚度，对直角角焊缝等于 0.7 ， 为焊角尺寸；eh fhf-角焊缝的计算长度，对每条焊缝取其实际长度减去 2 ；wl f-角焊缝的设计强度；f-正面角焊缝的强度设计值增大系数：对承受静

11、力荷载和间接承受动f力荷载的结构， =1.22。f三、I18 工字钢加强钢板选取计算1、I18 工字钢截面达到设计强度的弯矩计算Ix=1660cm4 Wx=185cm3 Ix/ Sx=15.4cm tw=10.7mm d=6.5mm设 计 强 度 ）(/2150523maxmNMMmax=215N/mm2185103mm3=39.775KN.mIx x 轴的截面惯性矩汕湛高速揭博项目 T9 标项目经理部 工字钢对接工艺强度验算书施工单位：广东省长大公路工程有限公司 7Wxx 轴的截面模量tw 工字钢翼缘板厚度d 工字钢腹板厚度Mmax使截面达到材料设计强度的计算截面弯矩2、三级焊缝达到设计强度

12、的弯矩计算三级的抗拉对接焊缝强度设计值为 2/185mNfwt2/185mNWM=185N/mm2185103mm3=34.225KN.m3、加强钢板截面尺寸计算焊缝对截面抵抗的削弱在腹板处和翼缘板处，由于施工中对翼缘板处平整的要求，一般不在翼缘板处加强，因此在腹板两边添加加强钢板来弥补焊缝对截面的削弱。由于截面的弯矩抵抗力主要是由截面尺寸来提供，所以计算选取在腹板处焊接两片 130mm 高， 8mm 厚的钢板来加强。截面几何性质计算： 43x 9.15228.016cmI3max0.79.5yW2/18NM当焊接加强钢板后抵抗弯矩：M=185N/mm2217103mm3=40.145KN.m

13、对接焊缝使母材抵抗弯矩减小值：汕湛高速揭博项目 T9 标项目经理部 工字钢对接工艺强度验算书施工单位：广东省长大公路工程有限公司 839.775KN.m34.225KN.m=5.55 KN.m加强钢板焊接后抵抗弯矩增加值：40.145KN.m34.225KN.m=5.92 KN.m所以当腹板增加加强钢板后，截面的抵抗弯矩增大了 5.92KN.m，大于由对接焊缝引起的母材抵抗弯矩减小值 5.55 KN.m，满足截面最大应力的要求并与母材截面强度相同。4、焊缝强度计算工字钢对接处在弯矩和剪力的组合作用下，使得各处应力值小于焊缝强度设计值来保证焊缝的长度满足要求，当临近焊缝处母材应力达到设计强度时焊

14、缝刚好破坏，并留有一定安全系数，以确定焊缝最小长度和最小的有效截面面积。拟采用两块高 130mm长 60mm厚 8mm 的 Q235 钢对 I18 的工字钢进行周边焊，验算焊缝的抗拉强度能否达到抗拉强度设计要求。正面角焊缝（作用力垂直于焊缝长度方向） 2/9.54)2130(57.6.78mNlhNwef 侧面角焊缝（作用力平行于焊缝长度方向） 2/8.134)5260(7.78lhwef 在各种力综合作用下，需满足22ffwf22222 /160/.1398.1954 mNff 计算结果满足要求。-按焊缝有效截面（ ）计算，垂直于焊缝长度方向的应力；f welh汕湛高速揭博项目 T9 标项目经理部 工字钢对接工艺强度验算书施工单位：广东省长大公路工程有限公司 9-按焊缝有效截面（ ）计算，沿焊缝长度方向的剪应力；fwelh-角焊缝的计算厚度，对直角角焊缝等于 0.7 ， 为焊角尺寸；eh fhf-角焊缝的计算长度，对每条焊缝取其实际长度减去 2 ；wl f-角焊缝的设计强度；f-正面角焊缝的强度设计值增大系数：对承受静力荷