“箱形柱外露刚接”节点计算书.docx

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1、“箱形柱外露刚接节点计算书计算软件：TSZ结构设计系列软件TS-MTSToolv4.6.0.0计算时间:2020年02月25日02:18:09节点基本资料设计依据：钢结构连接节点设计手册(第二版)节点类型为：箱形柱外露刚接柱截面：BOX-300*12,材料：Q345柱与底板全截面采用对接焊舞，焊缝等级为：二级,采用引弧板；底板尺寸：L*B=500mm500mm,厚：T=28mm锚栓信息：个数：8采用锚栓：双螺母焊板锚栓库.Q345-M24方形锚栓垫板尺寸(mm)：B*T=7020底板下混凝土采用C3()节点前视图如下：节点下视图如下：二.荷载信息设计内力：组合工况内力设计值ZD兄N(kN)Vx

2、(kN)Vy(kN)Mx(kNm)My(kNm)抗震组合ZD兄1-1080.03.042.0100.06.4是组合工况2365.0LO35.091.01.0是组合工况2-720.036.04.0-12.0127.0是组合工况2-430.03.04.05.64.4是三.验算结果一览验算项数值限值结果最大压应力(MPa)11.6最大16.8满足受拉承载力(kN)21.9最大63.5满足底板厚度(mm)28.0最小24.4满足等强全截面1满足板件宽厚比10.2最大14.9满足板件剪应力(MPa)42.8最大180满足焊转剪应力(MPa)54.7最大200满足焊脚高度(mm)9.00最小7.94满足焊

3、脚高度(mm)9.00最大16.8满足板件宽厚比10.2最大14.9满足板件剪应力(MPa)35.6最大180满足焊缝剪应力(MPa)45.4最大200满足焊脚高度(mm)焊脚高度(mm) 基底最大剪力(kN)9.009.005.00最小7.94最大16.8最大172满足满足 满足四.混凝土承载力验算控制工况:组合工况2,N=(-720)kN;Mx=(-12)kNm；My=127kNm；1按单向公式双向叠加计算1.1 单独X向偏压下计算偏心距：e=127720103=176.389mm底板计算方向长度：Lx=500mm底板垂直计算方向长度：B=500mm锚栓在计算方向离底板边缘8巨离：d=50

4、mmei=Lx6=5006=83.3333mme2=L6+d3=5OO6+5O3=100mmee2,故：混凝土弹性模量：氏=3OOOONmm2钢材弹性模量：Es=206000Nmm2弹性模量比：n=EsEc=20600030000=6.86666667锚栓的总有效面积：Ae=1057.51mm2有一元三次方程的各系数如下：A=IB=3*(e-I2x)=3(l76.389-500/2)=(-220.833)C=6*n*AcBx*(e+L2-d)=66.8671058500(176.4+5002-50)=3.28e+004D=-C*(L-d)=(-32798.084)(500-50)=(-l475

5、9138)解方程式：Ax3Bx2+Cx+D=0,得底板受压区长度：=286.32mmcx=2*N*(e+Lx2-d)Bxx(Lx-d-x3)=2720(l76.389+52-50)500286.32(500-50-286.323)103=10.678Nmm2锚栓群承受的拉力：Tax=N*(e-L2+x3)(L-d-x3)=720x(176.389-500/2+286.32/3)/(500-50-286.32/3)=44.3276kN单个锚栓承受的最大拉力：NtaX=TaX/3=44.33/3=14.78kN1.2 单独Y向偏压下计算偏心距：e=12720103=16.667mm底板计算方向长度

6、:Ly=500mm底板垂直计算方向长度：By=500mm锚栓在计算方向离底板边缘S巨离：d=50mmeI=Ly6=5006=83.3333mme2=Ly6+d3=5(X)6+503=1(X)mmeei=83.333,故cy=N*(1+6*eLy)LyBy=720(1616.6667/500)/500/500103=3.456Nmm2锚栓群承受的拉力：Tay=O单个锚栓承受的最大拉力：Ntay=O1.3 应力合成底板下混凝土压应力:c=c+ocy=14.134NZmm2锚栓群承受的总拉力:Ta=TaX+Tay=44.328kN单个锚栓承受的最大拉力Na=NtaX+Ntay=14.776kN2按双

7、向偏压进行精确计算双向偏压时，底板下混凝土压应力：oC=Il.634Nm双向偏压时，锚栓群承受的总拉力:Ta=44.762kN双向偏压时，单个锚栓承受的最大拉力:Ns=16.749kN双向偏压时，底板混凝土应力分布和锚栓拉力如下图混凝土抗压强度设计值：fc=14.3Nmm2为地震组合工况，取RE=0.85底板下混凝土最大受压应力：c=ll.634Nmm2底板下混凝土最大受压应力设计值：fcRE=14.3/0.85=16.824Nmm211.614.3l0.85=16.824,满足五.锚栓承载力验算控制工;兄：组合工况2,N=365kN;Mx=91kNm；My=IkNm；锚栓最大拉力：Nta=2

8、1.89kN（计算方法同混凝土承载力验算）锚栓的拉力限值为：Nt=63.451kN锚栓承受的最大拉力为：Nta=21.89kN63.451,满足六.底板验算1混凝土反力作用下截面所围区格分布弯矩计算截面所围区格按四边支承板计算，依中心点取混凝土压应力控制：D兄：组合工况1,最大混凝土压应力：。C=3.798Nmm2(已抗震调整)长边长度：a3=H-Tf288mm短边长度：b3=B-Tw=288mm分布弯矩:MStrSUb=O.048x3.798x288x28810-3=15.123kN2混凝土反力作用下边角区格分布弯矩计算边角区格按两边支承板计算，依自由角点取混凝土压应力控制:D兄：组合工况2

9、,最大混凝土压应力：c=9.889Nmm已抗震调整)丫向加劲肋到底板边缘长度：a=0.5x500-(2-l)x2861=107nnX向加劲肋到底板边缘长度：b=O.55OO-(2-1)286=107mm跨度：a2=(1072+1072)5=151.321mm区格不规则，按等面积等跨度折算悬挑长度：b2=75.337mm分布弯矩：Mc2=0.059669.889151.31513IO-3=13.509kN3混凝土反力作用下X向加劲肋间区格分布弯矩计算X向加劲肋间区格按三边支承板计算，依跨度中点取混凝土压应力控制工况：组合工况2,最大混凝土压应力：c=9.086已抗震调整)跨度：a2=286mm悬

10、挑长度：b2=0.5(500-300+12)=106mm分布弯矩:Mc3=0.03939.086286286103=29.21kNm4混凝土反力作用下Y向加劲肋间区格分布弯矩计算Y向加劲肋间区格按三边支承板计算，依跨度中点取混凝土压应力控制工;兄：组合工况1,最大混凝土压应力：。c=7.775N/mm?(已抗震调整)跨度：a2=286mm悬挑长度：b2=0.5(5(M)-300+12)=106mm分布弯矩:Mc4=0.03937.77528628610-3=24.994kNm5锚栓拉力作用下角部区格分布弯矩计算角部区格按两边支承板计算控制工况：组合工况2,锚栓拉力：Nta=18.607kN(已

11、抗震调整)锚栓中心到X向加劲肋距离:lai=0.5500-(2-1)286-0.514-50=50mmIal对应的受力长度：h=50+min85-0.5(500-3(X),50+0.524=35mm锚栓中心到丫向加劲肋距离：la2=0.51500-(2-1)286J-0.514-50=50mm必2对应的受力长度：l2=50+minl85-0.5(500-300),50+0.524J=35mm弯矩分布系数：a1=5O5O(355O+5O35)=O.71429分布弯矩：Mai=Nta*ai=18606.750.71428571IO-3=13.291kN6锚栓拉力作用下X向加劲肋间区格分布弯矩计算X

12、向加劲肋间区格按三边支承板计算区格内无锚栓或锚栓不受力,取分布弯矩：Ma2=0kN7锚栓拉力作用下丫向加劲肋间区格分布弯矩计算Y向加劲肋间区格按三边支承板计算区格内无锚栓或锚栓不受力，取分布联：Ma3=0kN8要求的最小底板厚度计算综上，底板各区格最大分布弯矩值为：Mma=29.21kN受力要求最小顾：tmin=(6*MmaD05=(629.21/295103)05=24.374mm28,满足一般要求最小板厚：tn=20mm28,满足柱截面要求最4册厚：tz=12mm28,满足七 .柱对接焊缝验算柱截面与底板采用全对接焊缝，强度满足要求八 .X向加劲肋验算力Il劲肋夕M申长度：Lb=85mm加

13、劲肋间反力区长度：li=min(0.5286,85)=85mm加劲肋外反力区长度：lo=min0.5500-286(2-l),85)=85mm反力区面积：Sr=(85+85)x85xIO1=144.5cm21X向加劲肋板件验算控制工;兄：组合工况2,混凝土压应力：cm=9.545Nmn(已抗震调整)计算区域混凝土反力：Fc=9.545144.510=137.9kN控制工况：组合工况2,承担锚栓反力：Fa=18.607kN(已抗震调整)板件验算控制剪力：Vr=max(Fc,Fa)=137.932kN计算宽度取为上切边到角点距离：br=143.108mm板件颗比：brtr=143.108/14=1

14、0.22214.8558,满足扣除切角加劲肋高度：hr=250-20=230mm板件剪应力：r=Vrhrtr=137.932IO3(23O14)=42.8359Mpa180,:茜足2X向加劲肋焊缝验算焊缝验算控制剪力和控制工况同板件验算，V尸146.045kN角焊Si有效焊脚高度：he=2x.7x9=12.6mm角焊链计算长度：lw=hr-2*hx230-2x9=212mm角焊链剪应力：TW=Vi(2*0.7*hf*lw)=146.045/(2x12.6x212)=54.674MPa200,/茜足九.Y向加劲肋验算力呦肋夕M申长度：Lb=85mm加劲肋间反力区长度：li=min(0.5286,85)=85mm加劲肋外反力区长度:lo=min0.5500-286(2-l),85)=85mm反力区面积：Sr=(85+85)x85xIO1=144.5cm2