工字钢焊接强度验算Word格式.docx
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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=3570cm4Wx=325cm3Ix/Sx=18.7cm
tw=12.3mmd=9.5mm
Mmax=215N/mm2×
325×
103mm3=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
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
M=185N/mm2×
103mm3=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:
当焊接加强钢板后抵抗弯矩:
384.1×
103mm3=71.058KN.m
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
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;
)计算,沿焊缝长度方向的剪应力;
-角焊缝的计算厚度,对直角角焊缝等于0.7
,
为焊角尺寸;
-角焊缝的计算长度,对每条焊缝取其实际长度减去2
;
-角焊缝的设计强度;
-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,
=1.22。
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=2500cm4Wx=250cm3Ix/Sx=16.9cm
tw=11.4mmd=9.0mm
250×
103mm3=53.750KN.m
103mm3=46.250KN.m
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。
295×
103mm3=54.575KN.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,大于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。
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。
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=1660cm4Wx=185cm3Ix/Sx=15.4cm
tw=10.7mmd=6.5mm
185×
103mm3=39.775KN.m
103mm3=34.225KN.m
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。
217×
103mm3=40.145KN.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5.55KN.m,满足截面最大应力的要求并与母材截面强度相同。
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。
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