汕湛高速揭博項目t9標項目經理部 工字鋼對接工藝強度驗算書工字鋼對接工藝強度驗算書焊縫質量等級應符合現行國家標準鋼結構工程施工質量驗收規范gb 50205的規定，規范將對接焊縫質量分為一級、二級和三級，考慮到實際施工中對接焊縫很難達到一級、二級的質量要求，因此，本次驗算是針對焊縫質量等級為三級來進行強度驗算。對于采用自動焊、半自動焊和e43型焊條的手工焊，構件鋼材為q235鋼的對接焊縫，其焊縫的抗壓強度設計值和抗剪強度設計值均與母材的強度設計值相同，而三級的抗拉對接焊縫強度設計值為，q235鋼的抗拉強度設計值為，因此，需驗算工字鋼在采用對接焊縫以及周邊焊共同作用時，焊縫的抗拉強度能否達到母材的抗拉強度設計值即可。一、i22b工字鋼加強鋼板選取計算1、i22b工字鋼截面達到設計強度的彎矩計算ix=3570cm4 wx=325cm3 ix/ sx=18.7cm tw=12.3mm d=9.5mm mmax=215n/mm2325103mm3=69.875kn.mix x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使截面達到材料設計強度的計算截面彎矩2、三級焊縫達到設計強度的彎矩計算三級的抗拉對接焊縫強度設計值為m=185n/mm2325103mm3=60.125kn.m3、加強鋼板截面尺寸計算焊縫對截面抵抗的削弱在腹板處和翼緣板處，由于施工中對翼緣板處平整的要求，一般不在翼緣板處加強，因此在腹板兩邊添加加強鋼板來彌補焊縫對截面的削弱。由于截面的彎矩抵抗力主要是由截面尺寸來提供，所以計算選取在腹板處焊接兩片170mm高，8mm厚的鋼板來加強。截面幾何性質計算：當焊接加強鋼板后抵抗彎矩：m=185n/mm2384.1103mm3=71.058kn.m對接焊縫使母材抵抗彎矩減小值：69.875kn.m60.125kn.m=9.75 kn.m加強鋼板焊接后抵抗彎矩增加值：71.058kn.m60.125kn.m=10.93 kn.m所以當腹板增加加強鋼板后，截面的抵抗彎矩增大了10.93kn.m，大于由對接焊縫引起的母材抵抗彎矩減小值9.75 kn.m，滿足截面最大應力的要求并與母材截面強度相同。4、焊縫強度計算工字鋼對接處在彎矩和剪力的組合作用下，使得各處應力值小于焊縫強度設計值來保證焊縫的長度滿足要求，當臨近焊縫處母材應力達到設計強度時焊縫剛好破壞的臨界狀態，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170mm長100mm厚8mm的q235鋼對i22b的工字鋼進行周邊焊，驗算焊縫的抗拉強度能否達到抗拉強度設計要求。正面角焊縫（作用力垂直于焊縫長度方向）側面角焊縫（作用力平行于焊縫長度方向）在各種力綜合作用下，需滿足計算結果滿足要求。-按焊縫有效截面（）計算，垂直于焊縫長度方向的應力；-按焊縫有效截面（）計算，沿焊縫長度方向的剪應力；-角焊縫的計算厚度，對直角角焊縫等于0.7，為焊角尺寸；-角焊縫的計算長度，對每條焊縫取其實際長度減去2；-角焊縫的設計強度； -正面角焊縫的強度設計值增大系數：對承受靜力荷載和間接承受動力荷載的結構，=1.22。二、i20b工字鋼加強鋼板選取計算1、i20b工字鋼截面達到設計強度的彎矩計算ix=2500cm4 wx=250cm3 ix/ sx=16.9cm tw=11.4mm d=9.0mm mmax=215n/mm2250103mm3=53.750kn.mix x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使截面達到材料設計強度的計算截面彎矩2、三級焊縫達到設計強度的彎矩計算三級的抗拉對接焊縫強度設計值為m=185n/mm2250103mm3=46.250kn.m3、加強鋼板截面尺寸計算焊縫對截面抵抗的削弱在腹板處和翼緣板處，由于施工中對翼緣板處平整的要求，一般不在翼緣板處加強，因此在腹板兩邊添加加強鋼板來彌補焊縫對截面的削弱。由于截面的彎矩抵抗力主要是由截面尺寸來提供，所以計算選取在腹板處焊接兩片150mm高，8mm厚的鋼板來加強。截面幾何性質計算：當焊接加強鋼板后抵抗彎矩：m=185n/mm2295103mm3=54.575kn.m對接焊縫使母材抵抗彎矩減小值：53.750kn.m46.250kn.m=7.5 kn.m加強鋼板焊接后抵抗彎矩增加值：54.575kn.m46.250kn.m=8.325 kn.m所以當腹板增加加強鋼板后，截面的抵抗彎矩增大了8.325kn.m，大于由對接焊縫引起的母材抵抗彎矩減小值7.5 kn.m，滿足截面最大應力的要求并與母材截面強度相同。4、焊縫強度計算工字鋼對接處在彎矩和剪力的組合作用下，使得各處應力值小于焊縫強度設計值來保證焊縫的長度滿足要求，當臨近焊縫處母材應力達到設計強度時焊縫剛好破壞的臨界狀態，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i20b的工字鋼進行周邊焊，驗算焊縫的抗拉強度能否達到抗拉強度設計要求。正面角焊縫（作用力垂直于焊縫長度方向）側面角焊縫（作用力平行于焊縫長度方向）在各種力綜合作用下，需滿足計算結果滿足要求。-按焊縫有效截面（）計算，垂直于焊縫長度方向的應力；-按焊縫有效截面（）計算，沿焊縫長度方向的剪應力；-角焊縫的計算厚度，對直角角焊縫等于0.7，為焊角尺寸；-角焊縫的計算長度，對每條焊縫取其實際長度減去2；-角焊縫的設計強度； -正面角焊縫的強度設計值增大系數：對承受靜力荷載和間接承受動力荷載的結構，=1.22。三、i18工字鋼加強鋼板選取計算1、i18工字鋼截面達到設計強度的彎矩計算ix=1660cm4 wx=185cm3 ix/ sx=15.4cm tw=10.7mm d=6.5mm mmax=215n/mm2185103mm3=39.775kn.mix x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使截面達到材料設計強度的計算截面彎矩2、三級焊縫達到設計強度的彎矩計算三級的抗拉對接焊縫強度設計值為m=185n/mm2185103mm3=34.225kn.m3、加強鋼板截面尺寸計算焊縫對截面抵抗的削弱在腹板處和翼緣板處，由于施工中對翼緣板處平整的要求，一般不在翼緣板處加強，因此在腹板兩邊添加加強鋼板來彌補焊縫對截面的削弱。由于截面的彎矩抵抗力主要是由截面尺寸來提供，所以計算選取在腹板處焊接兩片130mm高，8mm厚的鋼板來加強。截面幾何性質計算：當焊接加強鋼板后抵抗彎矩：m=185n/mm2217103mm3=40.145kn.m對接焊縫使母材抵抗彎矩減小值：39.775kn.m34.225kn.m=5.55 kn.m加強鋼板焊接后抵抗彎矩增加值：40.145kn.m34.225kn.m=5.92 kn.m所以當腹板增加加強鋼板后，截面的抵抗彎矩增大了5.92kn.m，大于由對接焊縫引起的母材抵抗彎矩減小值5.55 kn.m，滿足截面最大應力的要求并與母材截面強度相同。4、焊縫強度計算工字鋼對接處在彎矩和剪力的組合作用下，使得各處應力值小于焊縫強度設計值來保證焊縫的長度滿足要求，當臨近焊縫處母材應力達到設計強度時焊縫剛好破壞，并留有一定安全系數，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i18的工字鋼進行周邊焊，驗算焊縫的抗拉強度能否達到抗拉強度設計要求。正面角焊縫（作用力垂直于焊縫長度方向）側面角焊縫（作用力平行于焊縫長度方向）在各種力綜合作用下，需滿足計算結果滿足要求。-按焊縫有效截面（）計算