工字钢焊接强度验算 This manuscript was revised by JIEK MA on December 15th, 2012. 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 2
/215mm N f w c =和抗剪强度设计值
2
/125mm N f w v =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
计值为
2
/185mm N f w t =，Q235钢的抗拉强度设计值为
搜索引擎制作2
/215mm N f =，因
此，需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
I x =3570cm 4 W x =325cm 3 I x / S x = t w = d=
M max =215N/mm 2×325×103mm 3= ——x 轴的截面惯性矩 W x ——x 轴的截面模量 t w ——工字钢翼缘板厚度 d ——工字钢腹板厚度
M max ——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
/185mm N f w t
M=185N/mm 2×325×103mm 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： 当焊接加强钢板后抵抗弯矩：
M=185N/mm 2××103mm 3=对接焊缝使母材抵抗弯矩减小值： 加强钢板焊接后抵抗弯矩增加值：
所以当腹板增加加强钢板后，截面的抵抗弯矩增大了，大于由对接焊缝引起的母材抵抗弯矩减小值 ，
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） 侧面角焊缝（作用力平行于焊缝长度方向）
在各种力综合作用下，需满足22
f
f
f τ
β
σ+⎪⎪⎭
⎫ ⎝
⎛w
f f ≤
计算结果满足要求。
f σ-按焊缝有效截面（w e l h ）计算，垂直于焊缝长度方向的应力； f
τ-按焊缝有效截面（w e l h ）计算，沿焊缝长度方向的剪应力； e h -角焊缝的计算厚度，对直角角焊缝等于
f
h ，
f
h 为焊角尺寸；
w
水管温度传感器
l -角焊缝的计算长度，对每条焊缝取其实际长度减去2f
h ；
w
f f -角焊缝的设计强度；
f螺钉输送机
β -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
β=。
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
I x =2500cm 4 W x =250cm 3 I x / S x = t w = d=
M max =215N/mm 2×250×103mm 3= ——x 轴的截面惯性矩 W x ——x 轴的截面模量 t w ——工字钢翼缘板厚度 d ——工字钢腹板厚度
M max ——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
/185mm N f w t =
M=185N/mm 2×250×103mm 3=、加强钢板截面尺寸计算
堆芯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：
当焊接加强钢板后抵抗弯矩：
M=185N/mm2×295×103mm3=对接焊缝使母材抵抗弯矩减小值：
加强钢板焊接后抵抗弯矩增加值：
所以当腹板增加加强钢板后，截面的抵抗弯矩增大了，大于由对接焊缝引起的母材抵抗弯矩减小值，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）
侧面角焊缝（作用力平行于焊缝长度方向）
在各种力综合作用下，需满足
2
2
f
f
fτ
β
蚊帐架
σ
+
⎪
⎪
⎭
⎫
⎝
⎛
w
f
f
≤透视望远镜
计算结果满足要求。
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