土木吧丨焊缝承载力不足？如此补强

    1.吊杆荷载增大

    吊杆为热轧轻型槽钢匚 8, 钢材为 Q235B, 原设计吊杆拉力为130kN, 受力简图见图2.52-1。由于吊顶平面内增加了荷载，桁架下弦节点处的吊杆受拉设计值增大到N=188kN。角焊缝的焊脚尺hf=5mm, 经复核验算，吊杆和桁架所有杆件均满足承载力要求，但吊杆在节点处两侧的角焊缝不满足承载力的要求。

    (1) 核算原设计中焊缝能够承担的轴力焊脚尺寸 hf=5mm=0.5cm；

    单侧角焊缝计算长度Lw1=L-2hf=14-2X0.5=13cm;

    双侧焊缝的总角焊缝计算长度Lw=2Lw1=2X13=26cm。

    查表 3.4-1, 采用E43型焊条，每厘米长直角角焊缝的承载能力为5.6kN/cm；

    原设计的角焊缝总承载力为 N1=5.6X26=145.6kN>130kN。所以，原设计是安全、合理的。

    (2) 轴力差

    轴力差△N=N-N1=188-145.6=42.4kN。

     (3) 两种可能的补强方法

    一种是在槽钢的端部采用焊脚尺寸为5mm的角焊缝进行补强，另一种是采用摩擦型高强度螺栓进行补强。

    1.采用角焊缝进行补强

    对槽钢端部进行角焊缝补强。取焊脚尺寸hf=5mm=0.5cm；

    槽钢端部的角焊缝计算长度Lw2=L-2hf=8-2X0.5=7cm；

    查表 3.4-1, 采用 E43 型焊条，每厘米长直角角焊缝的承载能力为5.6kN/cm；增加的承载力 N2=5.6X7=39.2kN<△N=42.4kN, 不满足补强要求。

    2. 采用摩擦型高强度螺栓进行补强

    根据螺栓设计原则，在节点连接中至少要设置两个螺栓，故按10.9级摩擦型高强度螺栓2M16 进行补强验算。图 2.52-2 为补强后的吊杆节点受力简图。

    一个高强度螺栓 M16 的预拉力设计值为P=100kN。在不临时拆除吊杆的情况下，摩擦系数按未经处理的干净表面取μ=0.30, 现场施工时考虑扩孔的可能性，孔型系数k=0. 85。

    一个摩擦型高强度螺栓承载力设计值为Nvb=0.9*k*nf*μ*P=0.9X0.85X1X0.30X100=22.95kN。

    2M16螺栓增加的承载力为N3=2Nvb=2X22.95=45. 9kN>△N=42.4kN, 满足补强要求。

    3. 补强结论

    采用摩擦型高强度螺栓2M16进行补强能够满足吊杆受拉设计值为188kN的要求。