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工字钢焊接强度验算(精编文档).doc

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工字钢强度验算

工字钢强度验算

E E y
此式表明：梁横截面上任一点的正应力，与该点距中性轴
（z轴）的距离y成正比，而与该点距y轴的距离z无关。正应
力沿截面高度呈直线规律分布。中性层处y=0,σ＝0；上下边
缘处有ymax，故有σmax。
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（三）静力学关系：
纯弯曲梁上各点只有正应力，微面积dA上法
y1=5.2cm,y2=8.8cm,P1=10.8kN,P2=4.8kN, a=1m,铸铁许用拉应力[+]=30MPa,许用压 应力[-]=60MPa,试校核梁的正应力强度。 解：(1)作出梁的弯矩图,可知:
MC=3.0KN.m; MD=-4.8KN.m (2)梁的两个抗弯截面模量为:
W1

z y1
dxI zb dx
QS z ;
I zb
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矩形截面剪应力计算公式：


QS
* z
式中:Q—横截面上的剪力；
Izb
Iz—横截面对其中性轴的惯性矩； b—所求剪应力作用点处的截面宽度；
Sz ＊—所求剪应力作用点处的横线以
下(或以上）的截面积A*对中性轴的面积矩。
矩形截面：
解：1. 求最大剪力：
Qmax＝15kN, 在CB梁段。
Sz

A*

yo

1 2
by12

1 30 722 2

77800mm2 ;
2. 求最大剪应力：
max
Q Sz Iz b
15103 77800 573104 30 6.79MPa
在中性轴上。
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工字钢强度验算

工字钢强度验算

M max 对称截面梁的正应力强 度条件： max [ ] __ 弯曲许用应力，查表确 定。 Wz
非对称截面梁的正应力 强度条件： max
M max [ ] __ 弯曲许用应力，查表确 定。 Wz
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二、剪应力强度条件： max k A [ ] __ 材料的许用剪应力，试 验确定。
h/2
式中:Q—横截面上的剪力； Iz—横截面对其中性轴的惯性矩； b—所求剪应力作用点处的截面宽度； Sz ＊—所求剪应力作用点处的横线以 下(或以上）的截面积A*对中性轴的面积矩。
* QSz I zb
h 6Qh2 3 Q y , 0; y 0, max ; 3 2 4bh 2 bh
Q 3 4 矩形截面：k ;圆形截面：k ; 环形截面：k 2; 各种型钢查表或 k 1( max max )。 2 3 h1d
Q
三、梁的强度计算： 一般情况下，细长梁多为横力弯曲，横截面上同时存在弯矩 和剪力，应同时满足正应力和剪应力强度条件。由此可进行三方 面的强度计算： (1)强度校核: max 105% max 105% (2)选择截面: Wz
max
M max ymax M max ; Iz Wz
令Wz Iz ; ymax
Wz ___抗弯截面系数（模量） ，反映截面抵抗弯曲变 形的能力；单位： m3 , m m3 . bh2 D3 D 3 矩形截面：Wz ;圆形截面：Wz ; 环形截面：Wz (1 4 );各种型钢查表。 6 32 32
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第三节 梁的强度计算
为了保证梁在外力作用下能安全正常工作，必须限制梁内的 最大应力不超过材料的许用应力。由此建立梁的强度条件并进行 梁的强度计算。 危险截面—最大应力点所在截面;(等直梁为最大内力截面） 危险点—危险截面上的最大应力作用点。 一、梁的正应力强度条件： 等直梁的危险截面危险点为最大弯矩截面上下边缘处各点。

工字钢强度验算

工字钢强度验算
W1 z 763 763 146.7cm3 ;W2 z 86.7cm3 ; y1 5.2 y2 8.8
M max 对称截面梁的正应力强 度条件： max [ ] __ 弯曲许用应力，查表确 定。 Wz
非对称截面梁的正应力 强度条件： max
M max [ ] __ 弯曲许用应力，查表确 定。 Wz
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二、剪应力强度条件： max k A [ ] __ 材料的许用剪应力，试 验确定。
2011年11月10电脑艺术设计电脑艺术设计教研室第九章梁的强度和刚度计算梁横截面上的正应力梁横截面上的剪应力梁的强度计算弯曲中心的概念梁的变形和刚度计算应力状态和强度理论小结第一节第二节第三节第四节第五节返回第六节2011年11月10电脑艺术设计电脑艺术设计教研室第七章梁的强度和刚度计算本章研究梁的应力和变形计算解决梁的强度和刚度计算问题
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二、正应力公式的推导：
（一）变形几何关系：
取梁微段dx考虑变形 几何关系，得应变规律：

S yd y ; dx d
当M>0时：y>0,ε>0，为受拉区；y<0,ε<0,为受压区。 （二）物理关系： y 由假设2及虎克定律，梁横 E E 截面上的正应力变化规律为： 此式表明：梁横截面上任一点的正应力，与该点距中性轴 （z轴）的距离y成正比，而与该点距y轴的距离z无关。正应 力沿截面高度呈直线规律分布。中性层处y=0,ζ＝0；上下边 缘处有ymax，故有ζmax。 返回 下一张 上一张 小结
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第三节 梁的强度计算
为了保证梁在外力作用下能安全正常工作，必须限制梁内的 最大应力不超过材料的许用应力。由此建立梁的强度条件并进行 梁的强度计算。 危险截面—最大应力点所在截面;(等直梁为最大内力截面） 危险点—危险截面上的最大应力作用点。 一、梁的正应力强度条件： 等直梁的危险截面危险点为最大弯矩截面上下边缘处各点。

工字钢强度验算

工字钢强度验算
Q 3 4 矩形截面：k ;圆形截面：k ; 环形截面：k 2; 各种型钢查表或 k 1( max max )。 2 3 h1d
Q
三、梁的强度计算： 一般情况下，细长梁多为横力弯曲，横截面上同时存在弯矩 和剪力，应同时满足正应力和剪应力强度条件。由此可进行三方 面的强度计算： (1)强度校核: max 105% max 105% (2)选择截面: Wz
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正应力公式的 ③平面弯曲（截面有对称轴，形状不限）；④细长梁的横力弯曲。 （一般l/h>5为细长梁，其计算误差满足工程精度要求δ<5％。）
例7-1 图示悬臂梁。试求C截面上a、b两点的正应力和该截面最大拉、压应力。 解：（1）计算C截面的弯矩M M c 2P 2 1.5 3KN m （2）确定中性轴位置，并计算惯性矩 bh3 12183 z 5830 cm4 12 12 18 y 3 6cm ; yb 3cm . a （3）求a、b两点的正应力 2 M c ya 3 103 0.06 a 3.09MPa; 8 z 583010 M c yb 3 103 0.03 b 1.54MPa; 8 z 583010 h 18 ymax 9cm ; (4)求C截面最大拉应力+max和最大压应力 -max 2 2 3 2 M y 3 10 9 10 max c max 4.63MPa max ; 8 z 583010 （在截面上下边缘。） 返回 下一张 上一张 小结
N1 * 1dA
A
M M dM Sz ; N2 Sz ; Iz Iz
N 2 dT 0;
dT ' bdx;

工字钢焊接强度验算汇编

工字钢焊接强度验算汇编

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1、I22b 工字钢截面达到设计强度的弯矩计算I x =3570cm 4 W x =325cm 3 I x / S x =18.7cm t w =12.3mm d=9.5mm设计强度）(/2151032523max mm N M W M x =⨯= M max =215N/mm 2×325×103mm 3=69.875KN.m I x ——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 =2/185mm N W M==σM=185N/mm 2×325×103mm 3=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。

工字钢强度验算

工字钢强度验算

（三）静力学关系： 纯弯曲梁上各点只有正应力，微面积dA上法 向合力dN=σdA。截面上各微内力形成沿X轴的空 间平行力系。可简化成三个内力分量：Nx、My、Mz。
E M y zdA 0 zydA 0; —中性轴是截面的形心主轴。

N d 0
h/2
式中:Q—横截面上的剪力； Iz—横截面对其中性轴的惯性矩； b—所求剪应力作用点处的截面宽度； Sz ＊—所求剪应力作用点处的横线以 下(或以上）的截面积A*对中性轴的面积矩。
* QSz I zb
h 6Qh2 3 Q y , 0; y 0, max ; 3 2 4bh 2 bh
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二、正应力公式的推导：
（一）变形几何关系：
取梁微段dx考虑变形 几何关系，得应变规律：

S yd y ; dx d
当M>0时：y>0,ε>0，为受拉区；y<0,ε<0,为受压区。 （二）物理关系： y 由假设2及虎克定律，梁横 E E 截面上的正应力变化规律为： 此式表明：梁横截面上任一点的正应力，与该点距中性轴 （z轴）的距离y成正比，而与该点距y轴的距离z无关。正应 力沿截面高度呈直线规律分布。中性层处y=0,ζ＝0；上下边 缘处有ymax，故有ζmax。 返回 下一张 上一张 小结
矩形截面剪应力计算公式：
b h2 bh3 2 矩形截面： dA bdy, S z A* y1dA y y1bdy 2 ( 4 y ); I z 12 , Q h2 6Q h 2 η沿截面高度按 2 ( y ) 3 ( y 2 ); 2I z 4 bh 4 抛物线规律变化。

工字钢焊接强度验算

工字钢焊接强度验算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 =2/185mm N W M==σM=185N/mm 2×325×103mm 3=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：431.4225212178.03570cm I x =⨯⨯+=3max 1.384111.4225cm y I W x x ===2/185mm N W M==σ当焊接加强钢板后抵抗弯矩：M=185N/mm 2×384.1×103mm 3=71.058KN.m 对接焊缝使母材抵抗弯矩减小值： 69.875KN.m －60.125KN.m=9.75 KN.m 加强钢板焊接后抵抗弯矩增加值： 71.058KN.m －60.125KN.m=10.93 KN.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9.75 KN.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）2/3.624)52170(57.08.4652)185215(mm N l h N w e f =⨯⨯-⨯⨯⨯-==σ侧面角焊缝（作用力平行于焊缝长度方向）2/8.1104)52100(57.08.4652)185215(mm N l h N w e f =⨯⨯-⨯⨯⨯-==τ在各种力综合作用下，需满足22fff τβσ+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛wf f ≤222222/160/1228.11022.13.62mm N mm N f ff ≤=+⎪⎭⎫ ⎝⎛=+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛τβσ计算结果满足要求。

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》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1、I22b 工字钢截面达到设计强度的弯矩计算I x =3570cm 4 W x =325cm 3 I x / S x =18.7cm t w =12.3mm d=9.5mm设计强度）(/2151032523max mm N M W M x =⨯= M max =215N/mm 2×325×103mm 3=69.875KN.m I x ——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 =2/185mm N W M==σM=185N/mm 2×325×103mm 3=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。

工字钢强度验算

N1 * 1dA
A
M M dM Sz ; N2 Sz ; Iz Iz
N 2 dT 0;
dT ' bdx;
x 0, N
'
1
dMSz dM , Q, ' ; dxIz b dx

QSz ; I zb
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正应力公式的使用范围：①纯弯曲梁；②弹性范围（ζ≤ζp）； ③平面弯曲（截面有对称轴，形状不限）；④细长梁的横力弯曲。 （一般l/h>5为细长梁，其计算误差满足工程精度要求δ<5％。）
例7-1 图示悬臂梁。试求C截面上a、b两点的正应力和该截面最大拉、压应力。 解：（1）计算C截面的弯矩M M c 2P 2 1.5 3KN m （2）确定中性轴位置，并计算惯性矩 bh3 12183 z 5830 cm4 12 12 18 y 3 6cm ; yb 3cm . a （3）求a、b两点的正应力 2 M c ya 3 103 0.06 a 3.09MPa; 8 z 583010 M c yb 3 103 0.03 b 1.54MPa; 8 z 583010 h 18 ymax 9cm ; (4)求C截面最大拉应力+max和最大压应力 -max 2 2 3 2 M y 3 10 9 10 max c max 4.63MPa max ; 8 z 583010 （在截面上下边缘。） 返回 下一张 上一张 小结
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二、正应力公式的推导：
（一）变形几何关系：
取梁微段dx考虑变形 几何关系，得应变规律：

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》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1、I22b 工字钢截面达到设计强度的弯矩计算I x =3570cm 4 W x =325cm 3 I x / S x =18.7cm t w =12.3mm d=9.5mm设计强度）(/2151032523max mm N M W M x =⨯= M max =215N/mm 2×325×103mm 3=69.875KN.m I x ——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 =2/185mm N W M==σM=185N/mm 2×325×103mm 3=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。

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【最新整理，下载后即可编辑】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1、I22b 工字钢截面达到设计强度的弯矩计算I x =3570cm 4 W x =325cm 3 I x / S x =18.7cmt w =12.3mm d=9.5mm设计强度）(/2151032523max mm N M W M x =⨯=M max =215N/mm 2×325×103mm 3=69.875KN.mI x ——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 =2/185mm N W M ==σ M=185N/mm 2×325×103mm 3=60.125KN.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处焊接两片170mm 高，8mm 厚的钢板来加强。

截面几何性质计算：431.4225212178.03570cm I x =⨯⨯+= 3max 1.384111.4225cm y I W x x === 2/185mm N W M ==σ当焊接加强钢板后抵抗弯矩：M=185N/mm 2×384.1×103mm 3=71.058KN.m对接焊缝使母材抵抗弯矩减小值：69.875KN.m －60.125KN.m=9.75 KN.m加强钢板焊接后抵抗弯矩增加值：71.058KN.m －60.125KN.m=10.93 KN.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9.75 KN.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）2/3.624)52170(57.08.4652)185215(mm N l h N w e f =⨯⨯-⨯⨯⨯-==σ侧面角焊缝（作用力平行于焊缝长度方向）2/8.1104)52100(57.08.4652)185215(mm N l h N w e f =⨯⨯-⨯⨯⨯-==τ 在各种力综合作用下，需满足22f f f τβσ+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛w f f ≤ 222222/160/1228.11022.13.62mm N mm N f f f ≤=+⎪⎭⎫ ⎝⎛=+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛τβσ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；fτ-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0.7f h ，f h 为焊角尺寸； w 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；fβ -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=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I x =2500cm 4 W x =250cm 3 I x / S x =16.9cmt w =11.4mm d=9.0mm设计强度）(/2151025023max mm N M W M x =⨯=M max =215N/mm 2×250×103mm 3=53.750KN.mI x ——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 =2/185mm N W M ==σ M=185N/mm 2×250×103mm 3=46.250KN.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处焊接两片150mm 高，8mm 厚的钢板来加强。

截面几何性质计算：432950212158.02500cm I x =⨯⨯+= 3max 295102950cm y I W x x === 2/185mm N W M ==σ当焊接加强钢板后抵抗弯矩：M=185N/mm2×295×103mm3=54.575KN.m对接焊缝使母材抵抗弯矩减小值：53.750KN.m－46.250KN.m=7.5 KN.m加强钢板焊接后抵抗弯矩增加值：54.575KN.m－46.250KN.m=8.325 KN.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7.5 KN.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）2/6.604)52150(57.08.3957)185215(mm N l h N w e f =⨯⨯-⨯⨯⨯-==σ侧面角焊缝（作用力平行于焊缝长度方向）2/1.1214)5280(57.08.3957)185215(mm N l h N w e f =⨯⨯-⨯⨯⨯-==τ 在各种力综合作用下，需满足22f f f τβσ+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛w f f ≤ 222222/160/9.1301.12122.16.60mm N mm N f f f ≤=+⎪⎭⎫ ⎝⎛=+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛τβσ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；eh -角焊缝的计算厚度，对直角角焊缝等于0.7f h ，f h 为焊角尺寸； w l -角焊缝的计算长度，对每条焊缝取其实际长度减去2f h ； wf f -角焊缝的设计强度； f 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=1.22。

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I x =1660cm 4 W x =185cm 3 I x / S x =15.4cmt w =10.7mm d=6.5mm设计强度）(/2151025023max mm N M W M x =⨯=M max =215N/mm 2×185×103mm 3=39.775KN.mI x ——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 =2/185mm N W M ==σ M=185N/mm 2×185×103mm 3=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处焊接两片130mm 高，8mm 厚的钢板来加强。

截面几何性质计算：43x 9.1952212138.01660cm I =⨯⨯+= 3max x 0.21799.1952cm y I W x === 2/185mm N W M ==σ当焊接加强钢板后抵抗弯矩：M=185N/mm 2×217×103mm 3=40.145KN.m对接焊缝使母材抵抗弯矩减小值：39.775KN.m －34.225KN.m=5.55 KN.m加强钢板焊接后抵抗弯矩增加值：40.145KN.m －34.225KN.m=5.92 KN.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5.55 KN.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。