「梁柱頂端單邊剛接端板豎放”節(jié)點計算書」.doc

“梁柱頂端單邊剛接端板豎放”節(jié)點計算書一. 節(jié)點基本資料 設計依據(jù)：鋼結(jié)構連接節(jié)點設計手冊（第二版） 節(jié)點類型為：梁柱頂端單邊剛接端板豎放 梁截面：H-502*470*20*25， 材料：Q235 柱截面：H-650*300*11*17， 材料：Q235 節(jié)點示意圖如下： 端板信息： 板采用：寬(mm)長(mm)：572675，厚(mm)：16 螺栓采用：10.9級-M14 端板從上到下的零件排列為： 第1排：螺栓，距邊緣距離為：35 mm 第2排：翼緣，距前一個零件的距離為：63 mm 第3排：螺栓，距前一個零件的距離為：67 mm 第4排：螺栓，距前一個零件的距離為：345 mm 第5排：翼緣，距前一個零件的距離為：67 mm 第6排：螺栓，距前一個零件的距離為：63 mm二. 荷載信息 設計內(nèi)力：組合工況內(nèi)力設計值 組合工況1 200.0 115.4 0.0 否三. 驗算結(jié)果一覽 端板厚度(mm) 16.0 最小16.0 滿足 腹板厚度(mm) 20 不需驗算 滿足 1號栓端距(mm) 35 最小31 滿足 1號栓-翼緣(mm) 50 最小35 滿足 3號栓-翼緣(mm) 54 最小35 滿足 3號栓-4號栓(mm) 345 最小47 滿足 4號栓-翼緣(mm) 54 最小35 滿足 6號栓端距(mm) 35 最小31 滿足 6號栓-翼緣(mm) 50 最小35 滿足 最大栓距(mm) 345 最大400 滿足 最大壓應力(MPa) -7.26 最小-205 滿足 綜合應力(MPa) 24.8 最大160 滿足 腹板焊腳高(mm) 7.00 最大24.0 滿足 腹板焊腳高(mm) 7.00 最小6.71 滿足 板件寬厚比 13.8 最大14.9 滿足 板件剪應力(MPa) 5.43 最大180 滿足 焊縫剪應力(MPa) 16.5 最大200 滿足 焊腳高度(mm) 6.00 最小6.00 滿足 焊腳高度(mm) 6.00 最大19.2 滿足 板件寬厚比 10.3 最大18.0 滿足 板件剪應力(MPa) 0 最大125 滿足 焊縫剪應力(MPa) 0 最大160 滿足 焊腳高度(mm) 6.00 最小3.67 滿足 焊腳高度(mm) 6.00 最大7.20 滿足四. 端板驗算1 受力信息 控制工況：組合工況1 軸力N=(-200)kN，剪力V=115.4 kN，彎矩M=0 kNm2 端板螺栓群驗算 單個螺栓抗拉承載力計算： Nt=0.8P=0.875=60kN 受拉翼緣螺栓拉力承擔系數(shù)：=2+2yi2/h2=3.48001 彎矩作用下螺栓的最大拉力：Tm=|M|/(h)=0/(3.48001479.379)103=0 kN 忽略垂直端板方向分力的作用，螺栓最大拉力：Td=Tm=0 kN 單個螺栓抗剪承載力計算： Nv=0.9nfP=0.910.4575=30.375kN 受壓翼緣螺栓個數(shù)為：n=4個 單個螺栓所承受的剪力為：Vd=|V|/n=115.4/4=14.425 kN 螺栓強度驗算：Td/Nt + Vd/Nv = 0/60 + 14.425/30.375 = 0.474897 1 滿足！3 端板厚度驗算 一個螺栓的受拉承載力設計值為：60kN 第1排螺栓受拉為兩邊支承類（端板外伸） Tmin=65028460103/(284572+250(50+284)/2150.5=11.018 mm 第2排螺栓受拉為兩邊支承類（端板外伸） Tmin=654.437728460103/(284572+254.4377(54.4377+284)/2150.5=11.397 mm 第3排螺栓受拉為兩邊支承類（端板外伸） Tmin=654.437728460103/(284572+254.4377(54.4377+284)/2150.5=11.397 mm 第4排螺栓受拉為兩邊支承類（端板外伸） Tmin=65028360103/(283572+250(50+283)/2150.5=11.018 mm 最小限值為16 mm 當前板厚為16mm， 滿足！4 腹板厚度驗算 受拉端翼緣內(nèi)受拉螺栓僅一排，腹板厚度不需驗算, 滿足！5 螺栓間距檢查 螺栓端距為35，最小限值為31，滿足！ 1號螺栓到翼緣距離為50，最小限值為最小35，滿足！ 2號螺栓到翼緣距離為54，最小限值為最小35，滿足！ 螺栓間距為345，最小限值為46，滿足！ 4號螺栓到翼緣距離為54，最小限值為最小35，滿足！ 螺栓端距為35，最小限值為31，滿足！ 5號螺栓到翼緣距離為50，最小限值為最小35，滿足！ 最大螺栓間距為345，最大限值為400，滿足！五. 節(jié)點域驗算六. 柱截面組合焊縫承載力驗算 焊縫群分布和尺寸如下圖所示： 角焊縫焊腳高度：hf=7 mm；有效高度：he=4.9 mm1 內(nèi)力分配 對接焊縫面積：Ab=236.17cm2 角焊縫有效面積：Aw=0.77(828.51-47)=39.22 cm2 對接焊縫承受軸力：N1=Ab/(Ab+Aw)*N=236.2/(236.2+39.22)(-200)=(-171.5)kN 角焊縫承受軸力：N2=Aw/(Ab+Aw)*N=39.22/(236.2+39.22)(-200)=(-28.49)kN 腹板塑性截面模量：Iw=20(504.5-225.12)3/12=1.562e+004 cm4 翼緣塑性截面模量：If=470504.53/12-470(504.5-225.12)3/12=1.358e+005 cm4 翼緣彎矩分擔系數(shù)：f=1.358e+005/(1.562e+004+1.358e+005)=0.8968 翼緣對接焊縫分擔彎矩：Mf=0.89680=0 kN*m 腹板角焊縫分擔彎矩：Mw=(1-0.8968)0=0 kN*m2 對接焊縫驗算 焊縫受力：N=(-171.5) kN；Mx=0 kNmMy=0kNm 抗拉強度：Ft=205N/mm2 抗壓強度：Fc=205N/mm2 A=236.2cm2 N=N/A=(-171.5)/236.2 10=(-7.262)N/mm2 彎矩Mx為零，Mx=0 N/mm2 彎矩My為零，My=0 N/mm2 截面上下翼緣對接焊縫均不受拉，滿足 最大壓應力：c=N-Mx-My=(-7.262)-0-0=(-7.262)N/mm2(-205)，滿足3 角焊縫強度驗算 焊縫受力：N=(-28.49)kN；Vx=0kN；Vy=115.4kN；Mx=0kNm；My=0kNm；T=0kNm 未直接承受動力荷載，取正面角焊縫強度設計值增大系數(shù)f=1.22 有效面積：A=39.22 cm2 Vy作用下：vy=Vy/A=115.4/39.2210=29.42 MPa 角點平面內(nèi)綜合應力：/=|vy|/f=24.11 MPa 軸力下正應力：N=N/A=(-28.49)/39.2210=(-7.262) MPa 角點平面外正應力：=|N|=7.262 MPa 角點最大綜合應力： m=(/f)2+/20.5=(7.262/1.22)2+24.1120.5=24.84 MPa160，滿足4 角焊縫構造檢查 腹板角焊縫連接板最小厚度：Tmin=20 mm 腹板構造要求最大焊縫高度：hfmax=1.2*Tmin=24 mm7，滿足 腹板角焊縫連接板最大厚度：Tmax=20 mm 構造要求最小腹板焊腳高度：hfmin=1.5*Tmax0.5=6.708 mm7，滿足七. 橫向加勁肋驗算 控制工況：組合工況1 控制內(nèi)力：M=0 kN*m；N=(-200) kN 端板處梁翼緣中心距：zb=479.4 mm 加勁肋受力：Vr=0.5*|M|/zb+|N/4|=0.50/479.4103+|(-200)/4|=50 kN 計算寬度取為板件寬度：br=220 mm 板件寬厚比：br/tr=220/16=13.7514.86，滿足 扣除切角加勁肋高度：hr=616-220=576 mm 板件剪應力：r=Vr/hr/tr=50103/(57616)=5.425 Mpa180，滿足 角焊縫有效焊腳高度：he=20.76=8.4 mm 角焊縫計算長度：lw=hr-2*hf=576-26=564 mm606=360 mm，取lw=360 mm 角焊縫剪應力：w=Vr/(2*0.7*hf*lw)=50/(28.4360)=16.53 MPa200，滿足八. 外伸加勁肋驗算 板件控制剪力取為螺栓最大軸拉力設計值：Vr=0 kN 計算寬度取為上切邊到角點距離：br=62.07 mm 板件寬厚比：br/tr=62.07/6=