工字钢焊接强度验算.docx
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工字钢焊接强度验算.docx
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工字钢焊接强度验算
工字钢焊接强度验算
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》GB50205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
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。
、122b工字钢加强钢板选取计算
1、122b工字钢截面达到设计强度的弯矩计算
lx=3570cm4Wx=325cm3Ix/Sx=18.7cm
Mmax=215N/mm2X325X103mm3=69.875KN.m
Ix——x轴的截面惯性矩
Wx——x轴的截面模量
tw――工字钢翼缘板厚度
d――工字钢腹板厚度
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人='啊讪
M、
a=~=\/mm~
W
M=18SN/mm3x325xl(PmmJ=60+125KN.m
3.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:
w人4225J3
H,=——==384.
呱11
a=—=
W
当焊接加强钢板后抵抗弯矩:
M=185N/mm2x3844xi0^mmJ=7L058KN.m
对接焊缝使母材抵抗弯矩减小值;
69.875KKm-60J25KN.m=9,75KN.m
加强钢板焊接后抵抗弯矩增加值:
7L058KN.m—60J25KN,m=10.93KN.m
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9.75KN.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170mM长100mM厚8mm的Q235钢对122b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。
计算结果满足要求。
对直角角焊缝等于0.7hf,hf为焊角尺寸;
对每条焊缝取其实际长度减去2hf;
lw-角焊缝的计算长度,
w
ff-角焊缝的设计强度;
f-正面角焊缝的强度设计值增大系数:
对承受静力荷载和间接承受
动力荷载的结构,f=1.22。
、120b工字钢加强钢板选取计算
Mmax=215N/mm2X250Xl03mm3=53.750KN.m
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
tw185N/mm2
三级的抗拉对接焊缝强度设计值为
M2
185N/mm
W
M=185N/mm2X250X103mm3=46.250KN.m
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150mm高,8mm厚的钢板来加强。
截面几何性质计算:
3
0.81534
lx250022950cm
12
Wx匕2950295cm3
ymax10
M2
185N/mm2
W
当焊接加强钢板后抵抗弯矩:
M=185N/mm2X295Xl03mm3=54.575KN.m
对接焊缝使母材抵抗弯矩减小值:
53.750KN.m—46.250KN.m=7.5KN.m
加强钢板焊接后抵抗弯矩增加值:
大于
54.575KN.m—46.250KN.m=8.325KN.m
所以当腹板增加加强钢板后,截面的抵抗弯矩增大了8.325KN.m,
由对接焊缝引起的母材抵抗弯矩减小值7.5KN.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。
亍周
拟采用两块高150mM长80mM厚8mm的Q235钢对120b的工字钢进彳边焊,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)
计算结果满足要求。
f
he1w
(215185)3957・860.6N/mm2
0.75(15025)4
f-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
动力荷载的结构,f=1.22。
1、118工字钢截面达到设计强度的弯矩计算
215N/mm2(设计强度)
MmaxM
3
Wx25010
Mmax=215N/mm2X185X103mm3=39.775KN.m
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
tw185N/mm2
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
M2
185N/mm
W
M=185N/mmX185Xl0mm3=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
截面几何性质计算:
39.775KN.m—34.225KN.m=5.55KN.m
加强钢板焊接后抵抗弯矩增加值:
于由
40.145KN.m—34.225KN.m=5.92KN.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
对接焊缝引起的母材抵抗弯矩减小值5.55KN.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,并留有一定安全系数,以确定焊缝最小长度和最小的有效
工字
截面面积。
拟采用两块高130mM长60mM厚8mm的Q235钢对118的钢进行周边焊,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)
N
he1w
(215185)3075.654.9N/mm2
0.75(13025)4
侧面角焊缝
(作用力平行于焊缝长度方向)
2
131.8N/mm
在各种力综合作用下,需满足
2
f2
ff
2
f2
f
f
鳥;1318
139.2N/mm2160N/mm2
计算结果满足要求。
f-按焊缝有效截面(helw)计算,垂直于焊缝长度方向的应力;
f-按焊缝有效截面(helw)计算,沿焊缝长度方向的剪应力;
he-角焊缝的计算厚度,对直角角焊缝等于0.7hf,hf为焊角尺寸;lw-角焊缝的计算长度,对每条焊缝取其实际长度减去2hf;
w
ff-角焊缝的设计强度;
f-正面角焊缝的强度设计值增大系数:
对承受静力荷载和间接承受
动力荷载的结构,f=1.22。
W
当焊接加强钢板后抵抗弯矩:
M=185N/mm2X217Xl03mm3=40.145KN.m
对接焊缝使母材抵抗弯矩减小值:
(215185)3075.6
0.75(6025)4
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