“箱形柱GZ1外露剛接”節(jié)點計算書

“箱形柱GZ1外露剛接”節(jié)點計算書====================================================================計算軟件： TSZ結構設計系列軟件TS_MTSToolv4.6.0.0計算時間： 2019年07月01日10:53:49====================================================================一.節(jié)點基本資料 設計依據：《鋼結構連接節(jié)點設計手冊》（第二版） 節(jié)點類型為：箱形柱外露剛接 柱截面：BOX-200*8，材料：Q235 柱與底板全截面采用對接焊縫，焊縫等級為：二級，采用引弧板； 底板尺寸：L*B=400mm×400mm，厚：T=25mm 錨栓信息：個數(shù)：8 采用錨栓：雙螺母焊板錨栓庫_Q345-M24 方形錨栓墊板尺寸(mm)：B*T=70×20 底板下混凝土采用C30 節(jié)點前視圖如下： 節(jié)點下視圖如下：二.荷載信息 設計內力：組合工況內力設計值工況N(kN)Vx(kN)Vy(kN)Mx(kN·m)My(kN·m)抗震組合工況1175.05.00.00.010.0否組合工況2175.02.00.00.010.0是三.驗算結果一覽驗算項數(shù)值限值結果最大壓應力(MPa)2.03最大14.3滿足底板厚度(mm)25.0最小20.0滿足等強全截面1滿足板件寬厚比9.98最大18.0滿足板件剪應力(MPa)28.0最大125滿足焊縫剪應力(MPa)24.7最大160滿足焊腳高度(mm)10.0最小7.50滿足焊腳高度(mm)10.0最大12.0滿足板件寬厚比10.1最大18.0滿足板件剪應力(MPa)21.2最大125滿足焊縫剪應力(MPa)18.7最大160滿足焊腳高度(mm)10.0最小7.50滿足焊腳高度(mm)10.0最大12.0滿足基底最大剪力(kN)-70.0最大0滿足四.混凝土承載力驗算 控制工況：組合工況1，N=175kN；Mx=0kN·m；My=10kN·m； 柱腳底板X向單向偏壓，彎矩為:10kN·m 偏心距：e=10/175×103=57.143mm 底板計算方向長度：L=400mm 底板垂直計算方向長度：B=400mm 錨栓在計算方向離底板邊緣距離：d=50mm e1=L/6=400/6=66.6667mm e2=L/6+d/3=400/6+50/3=83.3333mm e<e1=66.667，故 σc=N*(1+6*e/L)/L/B=175×(1+6×57.1429/400)/400/400×103=2.031N/mm2 錨栓群承受的拉力：Ta=0 單個錨栓承受的最大拉力：Nta=0 混凝土抗壓強度設計值：fc=14.3N/mm2 底板下混凝土最大受壓應力：σc=2.031N/mm2 底板下混凝土最大受壓應力設計值：σc14.3N/mm2 2.03≤14.3，滿足五.底板驗算1混凝土反力作用下截面所圍區(qū)格分布彎矩計算 截面所圍區(qū)格按四邊支承板計算，依中心點取混凝土壓應力 控制工況：組合工況1，最大混凝土壓應力：σc=1.094N/mm2 長邊長度：a3=H-Tf=192mm 短邊長度：b3=B-Tw=192mm 分布彎矩：MstrSub=0.048×1.094×192×192×10-3=1.935kN2混凝土反力作用下邊角區(qū)格分布彎矩計算 邊角區(qū)格按兩邊支承板計算，依自由角點取混凝土壓應力 控制工況：組合工況1，最大混凝土壓應力：σc=2.031N/mm2 Y向加勁肋到底板邊緣長度：a=0.5×[400-(2-1)×190]=105mm X向加勁肋到底板邊緣長度：b=0.5×[400-(2-1)×184]=108mm 跨度：a2=(1052+1082)0.5=150.629mm 區(qū)格不規(guī)則，按等面積等跨度折算懸挑長度：b2=75.019mm 分布彎矩：Mc2=0.05969×2.031×150.6×150.6×10-3=2.751kN3混凝土反力作用下X向加勁肋間區(qū)格分布彎矩計算 X向加勁肋間區(qū)格按三邊支承板計算，依跨度中點取混凝土壓應力 控制工況：組合工況1，最大混凝土壓應力：σc=2.031N/mm2 跨度：a2=184mm 懸挑長度：b2=0.5×(400-200+8)=104mm 分布彎矩：Mc3=0.07013×2.031×184×184×10-3=4.823kN·m4混凝土反力作用下Y向加勁肋間區(qū)格分布彎矩計算 Y向加勁肋間區(qū)格按三邊支承板計算，依跨度中點取混凝土壓應力 控制工況：組合工況1，最大混凝土壓應力：σc=1.094N/mm2 跨度：a2=190mm 懸挑長度：b2=0.5×(400-200+8)=104mm 分布彎矩：Mc4=0.06758×1.094×190×190×10-3=2.668kN·m5要求的最小底板厚度計算 綜上，底板各區(qū)格最大分布彎矩值為：Mmax=4.823kN 受力要求最小板厚：tmin=(6*Mmax/f)0.5=(6×4.823/205×103)0.5=11.881mm≤25，滿足 一般要求最小板厚：tn=20mm≤25，滿足 柱截面要求最小板厚：tz=8mm≤25，滿足六.柱對接焊縫驗算 柱截面與底板采用全對接焊縫，強度滿足要求七.X向加勁肋驗算 加勁肋外伸長度：Lb=85mm 加勁肋間反力區(qū)長度：li=min(0.5×184，85)=85mm 加勁肋外反力區(qū)長度：lo=min{0.5×[400-184×(2-1)]，85)=85mm 反力區(qū)面積：Sr=(85+85)×85×10-2=144.5cm21X向加勁肋板件驗算 控制工況：組合工況1，混凝土壓應力：σcm=2.031N/mm2 計算區(qū)域混凝土反力：Fc=2.031×144.5/10=29.35kN X向加勁肋不承擔錨栓拉力，取錨栓反力：Fa=0kN 板件驗算控制剪力：Vr=max(Fc，F(xiàn)a)=29.352kN 計算寬度取為上切邊到角點距離：br=99.793mm 板件寬厚比：br/tr=99.793/10=9.9793≤18，滿足 扣除切角加勁肋高度：hr=125-20=105mm 板件剪應力：τr=Vr/hr/tr=29.352×103/(105×10)=27.9539Mpa≤125，滿足2X向加勁肋焊縫驗算 焊縫驗算控制剪力和控制工況同板件驗算，Vr=29.352kN 角焊縫有效焊腳高度：he=2×0.7×10=14mm 角焊縫計算長度：lw=hr-2*hf=105-2×10=85mm 角焊縫剪應力：τw=Vr/(2*0.7*hf*lw)=29.352/(2×14×85)=24.665MPa≤160，滿足八.Y向加勁肋驗算 加勁肋外伸長度：Lb=85mm 加勁肋間反力區(qū)長度：li=min(0.5×190，85)=85mm 加勁肋外反力區(qū)長度：lo=min{0.5×[400-190×(2-1)]，85)=85mm 反力區(qū)面積：Sr=(85+85)×85×10-2=144.5cm21Y向加勁肋板件驗算 控制工況：組合工況1，混凝土壓應力：σcm=1.539N/mm2 計算區(qū)域混凝土反力：Fc=1.539×144.5/10=22.24kN 不承擔錨栓拉力，取錨栓反力：Fa=0kN 板件驗算控制剪力：Vr=max(Fc，F(xiàn)a)=22.239kN 計算寬度取為上切邊到角點距離：br=100.817mm 板件寬厚比：br/tr=100.817/10=10.0817≤18，滿足 扣除切角加勁肋高度：hr=125-20=105mm 板件剪應力：τr=Vr/hr/tr=22.239×103/(105×10)=21.1804Mpa≤125，滿足2Y向加勁肋焊縫驗算 焊縫驗算控制剪力和控制工況同板件驗算，Vr=22.239kN 角焊縫有效焊腳高度：he=2×0.7×10=14mm 角焊縫計算長度：lw=hr-2*hf=105-2×10=85mm 角焊縫剪應力：τw=Vr/(2*0.7*hf*lw)=22.239/(2×14×85)=18.689MPa≤160，滿足九.柱腳抗剪驗算 控制工況：組合工況1，N=175kN；Vx=5kN；Vy=0kN； 錨栓所承受的總拉力為：Ta=0kN 柱腳底板的摩擦力：Vfb=0.4*(-N+Ta)=0.4×((-175)+0)=(-70)kN 柱腳底板產生的摩擦力能夠滿足抗剪要求,(-70)≤0，滿足“梁GL1與鋼構件柱全現(xiàn)場焊剛接”節(jié)點計算書====================================================================計算軟件： TSZ結構設計系列軟件TS_MTSToolv4.6.0.0計算時間： 2019年07月01日11:07:43====================================================================一.節(jié)點基本資料 設計依據：《鋼結構連接節(jié)點設計手冊》（第二版） 節(jié)點類型為：梁與鋼構件柱全現(xiàn)場焊剛接 梁截面：BOX-250*100*6，材料：Q235 節(jié)點示意圖如下：二.荷載信息 設計內力：組合工況內力設計值工況N(kN)Vx(kN)My(kN·m)抗震組合工況10.0200.011.0否組合工況20.0200.013.0否三.驗算結果一覽驗算項數(shù)值限值結果最大拉應力(MPa)77.0最大215滿足最大壓應力(MPa)-77.0最小-215滿足綜合應力(MPa)45.3最大160滿足焊腳高度(mm)6.00最大7.20滿足焊腳高度(mm)6.00最小3.67滿足四.梁端截面焊縫承載力驗算 控制工況：組合工況1 控制內力：N=0kN；V=200kN；M=11kN*m1焊縫基本參數(shù) 焊縫群分布和尺寸如下圖所示： 角焊縫焊腳高度：hf=6mm；有效高度：he=4.2mm2內力分配 對接焊縫面積：Ab=12cm2 角焊縫有效面積：Aw=0.7×6×(396-4×6)=15.62cm2 對接焊縫承受軸力：N1=Ab/(Ab+Aw)*N=12/(12+15.62)×0=0kN 角焊縫承受軸力：N2=Aw/(Ab+Aw)*N=15.62/(12+15.62)×0=0kN 腹板塑性截面模量：Iw=6×(250-2×6)3/12=674.06cm4 翼緣塑性截面模量：If=100×2503/12-100×(250-2×6)3/12=1786.44cm4 翼緣彎矩分擔系數(shù)：ρf=1786.44/(674.064+1786.44)=0.726046 翼緣對接焊縫分擔彎矩：Mf=0.726×0=0kN*m 腹板角焊縫分擔彎矩：Mw=(1-0.726)×0=0kN*m3對接焊縫驗算 焊縫受力：N=0kN；Mx=11kN·mMy=0kN·m 抗拉強度：Ft=215N/mm2 抗壓強度：Fc=215N/mm2 軸力N為零，σN=0N/mm2 Wx=142.92cm3 σMx=|Mx|/Wx=11/142.9×1000=76.97N/mm2 彎矩My為零，σMy=0N/mm2 最大拉應力：σt=σN+σMx+σMy=0+76.97+0=76.97N/mm2≤215，滿足 最大壓應力：σc=σN-σMx-σMy=0-76.97-0=(-76.97)N/mm2≥(-215)，滿足4角焊縫強度驗算 焊縫受力：N=0kN；Vx=0kN；Vy=200kN；Mx=0kN·m；My=0kN·m；T=0kN·m 有效面積：A=36.18cm2 Vy作用下：σvy=Vy/A=200/36.176×10=55.285MPa 角點最大綜合應力：σm=|σvy|/βf=45.32MPa≤160，滿足5角焊縫構造檢查 角焊縫連接板最小厚度：Tmin=6mm 構造要求最大焊腳高度：hfmax=1.2*Tmin=7.2mm≥6，滿足 腹板角焊縫連接板最大厚度：Tmax=6mm 構造要求最小腹板焊腳高度：hfmin=1.5*Tmax0.5=3.67mm≤6，滿足“梁GL1與鋼構件柱全現(xiàn)場焊剛接”節(jié)點計算書====================================================================計算軟件： TSZ結構設計系列軟件TS_MTSToolv4.6.0.0計算時間： 2019年07月01日11:08:17====================================================================一.節(jié)點基本資料 設計依據：《鋼結構連接節(jié)點設計手冊》（第二版） 節(jié)點類型為：梁與鋼構件柱全現(xiàn)場焊剛接 梁截面：BOX-200*100*6，材料：Q235 節(jié)點示意圖如下：二.荷載信息 設計內力：組合工況內力設計值工況N(kN)Vx(kN)My(kN·m)抗震組合工況10.0200.011.0否組合工況20.0200.013.0否三.驗算結果一覽驗算項數(shù)值限值結果最大拉應力(MPa)97.4最大215滿足最大壓應力(MPa)-97.4最小-215滿足綜合應力(MPa)51.3最大160滿足焊腳高度(mm)6.00最大7.20滿足焊腳高度(mm)6.00最小3.67滿足四.梁端截面焊縫承載力驗算 控制工況：組合工況1 控制內力：N=0kN；V=200kN；M=11kN*m1焊縫基本參數(shù) 焊縫群分布和尺寸如下圖所示： 角焊縫焊腳高度：hf=6mm；有效高度：he=4.2mm2內力分配 對接焊縫面積：Ab=12cm2 角焊縫有效面積：Aw=0.7×6×(296-4×6)=11.42cm2 對接焊縫承受軸力：N1=Ab/(Ab+Aw)*N=12/(12+11.42)×0=0kN