工字鋼焊縫對(duì)接加強(qiáng)鋼板尺寸選取

1、熱軋普通工字鋼對(duì)接焊縫連接熱軋普通工字鋼對(duì)接焊縫連接加強(qiáng)鋼板選取與計(jì)算加強(qiáng)鋼板選取與計(jì)算杭長(zhǎng)三分部杭長(zhǎng)三分部徐君誠(chéng)徐君誠(chéng)內(nèi)容提要：結(jié)合日常施工的需要，對(duì)施工中熱軋普通工字鋼對(duì)接焊接后加強(qiáng)鋼板的選取進(jìn)行試算選取，確定加強(qiáng)鋼板的規(guī)格型號(hào)，編制各種型號(hào)熱軋工字鋼加強(qiáng)鋼板選取的統(tǒng)一表格，方便日后施工的選用。關(guān)鍵詞：熱軋工字鋼（Q235）、焊縫對(duì)接、加強(qiáng)鋼板1.前言日常的施工當(dāng)中，根據(jù)施工需求經(jīng)常會(huì)對(duì)普通熱軋工字鋼截?cái)嗪徒娱L(zhǎng)，需要對(duì)常用的熱軋工字

2、鋼（Ⅰ30、Ⅰ45、Ⅰ56）進(jìn)行焊縫對(duì)接作業(yè)，施工中截面對(duì)接以后（焊接），需要在腹板位置焊接鋼板加強(qiáng)，用來彌補(bǔ)焊接作業(yè)質(zhì)量不足對(duì)截面抵抗矩的削弱，但是往往對(duì)于鋼板規(guī)格的選取存在疑問，通常會(huì)根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn)選取較大規(guī)格的板材來彌補(bǔ)焊接質(zhì)量的不足，因此造成了施工中板材的浪費(fèi)，如何選取合適規(guī)格的鋼板，以Ⅰ45a工字鋼為例，通過對(duì)不同規(guī)格板材的選擇和試算，找出最合理、最經(jīng)濟(jì)的材料尺寸，并編制各種型號(hào)工字鋼的加強(qiáng)鋼板選取表格，以做到材料的合理利

3、用和成本的節(jié)約。2.熱軋工字鋼焊縫對(duì)接施工當(dāng)中最為常見的焊接方法是手工電弧焊，通電后，在焊條與焊件間產(chǎn)生電弧，電弧的高溫（可達(dá)到3000C）將電弧周圍的金屬變成液態(tài)，形成熔池，同時(shí)高溫也是焊條金屬融化，滴落至熔池中，與焊件的熔融金屬結(jié)合。冷卻后即形成焊縫。焊條外包的要批則在焊接過程中產(chǎn)生氣體，保護(hù)電弧和容化金屬，形成熔渣覆蓋焊縫，防止空氣中的有害氣體與熔化金屬接觸，改善的焊縫的力學(xué)性能。手工電弧焊優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便、焊接方便，但是焊縫帶的質(zhì)

4、量有一定的缺陷，在焊接過程中產(chǎn)生于焊縫金屬或附近熱影響區(qū)剛才表面或者內(nèi)部的缺陷。常見的缺陷有裂紋、焊瘤、燒穿、電弧坑、氣孔、夾渣、咬邊、為熔合等。焊縫缺陷的存在勢(shì)必削弱焊縫的受力面積，在缺陷處引起應(yīng)力集中，故對(duì)連接的強(qiáng)度、沖擊韌性及冷彎性能等均有不利影響。《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB502052001規(guī)定，焊縫質(zhì)量等級(jí)分為一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)；三級(jí)焊縫只要求對(duì)全部焊縫做外觀檢查，在平時(shí)的施工當(dāng)中由于焊接技術(shù)和檢測(cè)手段的影響，可以把我們

5、日常施工當(dāng)中所遇到的焊縫質(zhì)量規(guī)定為三級(jí)。3.熱軋工字鋼加強(qiáng)鋼板選取計(jì)算3.1Ⅰ45a截面達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的彎矩計(jì)算由已知資料查出Ⅰ45b工字鋼截面特性：=32240xI4cm=1430=38.6cmmmxW3cmxSIxmm5.11tw?18d?=（設(shè)計(jì)強(qiáng)度）xWMmax23215101430mmNM??=215NmaxM2mm?3101430?3mm=307.45mKN?——對(duì)x軸的截面慣性矩xI——x軸的截面模量xW===1750.5x

6、WmaxxyI22.539385.83cmσ===182.75Mpa（焊縫達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度）WM3101750.5M?當(dāng)焊接加強(qiáng)鋼板后抵抗彎矩：M==319.9KN.m3105.175075.182??由焊縫質(zhì)量不足抵抗彎矩減小值：307.45KN.m261.33KN.m=46.12KN.m加強(qiáng)鋼板焊接后抵抗彎矩值增加值：319.9KN.m261.33KN.m=58.57KN.m所以當(dāng)腹板增加加強(qiáng)鋼板后，截面的抵抗彎矩增大了58.57KN.

7、m，大于由焊縫質(zhì)量不足引起的抵抗彎矩減小值46.12KN.m，此次計(jì)算旨在找出臨界的截面積，因此采用鋼材（Q235）、焊縫強(qiáng)度均采用設(shè)計(jì)值，實(shí)際施工當(dāng)中按照容許應(yīng)立法，統(tǒng)一折減以保證有一定的安全儲(chǔ)備。由計(jì)算得出寬度為33cm的鋼板對(duì)于加強(qiáng)焊接截面的彎矩，大于所需要提空的彎矩值，這樣造成當(dāng)焊接截面處最危險(xiǎn)點(diǎn)出的彎曲應(yīng)力達(dá)到最大應(yīng)力值時(shí)，其他截面（未焊接截面）早已斷裂，造成了加強(qiáng)鋼板的浪費(fèi)，應(yīng)選擇寬度小的鋼板，所以厚度不變，經(jīng)過試算后得出最

8、經(jīng)濟(jì)，最安全的鋼板寬度為:10mm厚330mm寬的鋼板最為經(jīng)濟(jì)，而且滿足截面最大應(yīng)力的要求并與母材截面強(qiáng)度相同。?3.4焊縫長(zhǎng)度和寬度的計(jì)算Ⅰ截面位于彎矩和剪力（軸力忽略不計(jì)）最不利的組合作用下，計(jì)算最危險(xiǎn)點(diǎn)1、2、3、4點(diǎn)（見圖2）各處應(yīng)力值小于焊縫強(qiáng)度設(shè)計(jì)值來保證焊縫的長(zhǎng)度滿足要求，當(dāng)臨近未斷開截面Ⅱ處應(yīng)力達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)焊縫剛好破壞的臨界狀態(tài)，以確定焊縫最小長(zhǎng)度和最小的有效截面面積。通過試算選取10mm330mm?270mm的加強(qiáng)鋼