梁圓鋼管柱懸臂段螺栓剛接”節(jié)點(diǎn)計(jì)算書(shū)

1、“梁圓鋼管柱懸臂段螺栓剛接”節(jié)點(diǎn)計(jì)算書(shū)一. 節(jié)點(diǎn)基本資料 設(shè)計(jì)依據(jù)：鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版） 節(jié)點(diǎn)類(lèi)型為：梁圓鋼管柱懸臂段螺栓剛接 柱邊節(jié)點(diǎn)內(nèi)力采用：梁端節(jié)點(diǎn)力 柱邊節(jié)點(diǎn)采用設(shè)計(jì)方法為：常用設(shè)計(jì) 梁梁節(jié)點(diǎn)內(nèi)力采用：梁端節(jié)點(diǎn)力 梁梁節(jié)點(diǎn)采用設(shè)計(jì)方法為：常用設(shè)計(jì) 梁截面：H-390*198*6*8， 材料：Q235 柱截面：PIPE-400*16， 材料：Q235 腹板螺栓群：10.9級(jí)-M20 螺栓群并列布置：4行；行間距70mm；1列； 螺栓群列邊距：45 mm，行邊距45 mm 翼緣螺栓群：10.9級(jí)-M20 螺栓群并列布置：1行；2列；列間距70mm； 螺栓群列邊距：45 mm，行

2、邊距40 mm 腹板連接板：300 mm185 mm，厚：8 mm 翼緣上部連接板：325 mm198 mm，厚：8 mm 翼緣下部連接板：325 mm80 mm，厚：8 mm 外伸長(zhǎng)度為：L=600mm 梁梁腹板間距為：a=5mm 節(jié)點(diǎn)前視圖如下： 節(jié)點(diǎn)下視圖如下：二. 荷載信息 設(shè)計(jì)內(nèi)力：組合工況內(nèi)力設(shè)計(jì)值 組合工況1 0.0 115.4 152.3 否 組合工況2 0.0 135.4 172.3 是三. 驗(yàn)算結(jié)果一覽 焊縫應(yīng)力(MPa) 52.7 最大178 滿足 焊腳高度(mm) 6 最大7 滿足 焊腳高度(mm) 6 最小4 滿足 承擔(dān)剪力(kN) 33.9 最大126 滿足 列邊距

3、(mm) 45 最小33 滿足 列邊距(mm) 45 最大64 滿足 行邊距(mm) 45 最小44 滿足 行邊距(mm) 45 最大64 滿足 外排行間距(mm) 70 最大96 滿足 中排行間距(mm) 70 最大192 滿足 行間距(mm) 70 最小66 滿足 凈截面剪應(yīng)力比 0.319 1 滿足 凈截面正應(yīng)力比 0.000 1 滿足 凈面積(cm2) 33.9 最小17.2 滿足 承擔(dān)剪力(kN) 113 最大126 滿足 列邊距(mm) 45 最小44 滿足 列邊距(mm) 45 最大80 滿足 外排列間距(mm) 70 最大120 滿足 中排列間距(mm) 70 最大240 滿足

4、 列間距(mm) 70 最小66 滿足 行邊距(mm) 40 最小33 滿足 行邊距(mm) 40 最大80 滿足 凈截面剪應(yīng)力比 0.000 1 滿足 凈截面正應(yīng)力比 0.329 1 滿足 凈面積(cm2) 21.6 最小12.3 滿足 凈抵抗矩(cm3) 911 最小560 滿足四. 梁柱角焊縫驗(yàn)算1 角焊縫受力計(jì)算 控制工況：組合工況2，N=0 kN；Vx=135.4 kN；My=172.3 kNm；2 梁柱角焊縫承載力計(jì)算 焊縫受力：N=0kN；V=135.4kN；M=0kNm 為地震組合工況，取連接焊縫RE=0.9 焊腳高度：hf=6mm； 角焊縫有效焊腳高度：he=20.76=8.

5、4 mm 雙側(cè)焊縫，單根計(jì)算長(zhǎng)度：lf=318-26=306mm3 焊縫承載力驗(yàn)算 強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：f=160N/mm2 A=lf*he=3068.410-2=25.7 cm2 =V/A=135.4/25.710=52.68 N/mm2 綜合應(yīng)力：=52.68 N/mm2160/0.9=177.8，滿足4 角焊縫構(gòu)造檢查 最大焊腳高度：61.2=7mm(取整) 67，滿足！ 最小焊腳高度：60.51.5=4mm(取整) 6 = 4，滿足！五. 梁梁腹板螺栓群驗(yàn)算1 螺栓群受力計(jì)算 控制工況：組合工況2，N=0 kN；Vx=135.4 kN；My=172.3 kNm； 腹板塑性截面模量：Iw=6(3

6、90-28)3/12=2616 cm4 翼緣塑性截面模量：If=1983903/12-198(390-28)3/12=1.156e+004 cm4 翼緣彎矩分擔(dān)系數(shù)：f=1.156e+004/(2616+1.156e+004)=0.81550.7，翼緣承擔(dān)全部截面彎矩 截面腹板承擔(dān)彎矩：Mw=0 kNm2 腹板螺栓群承載力計(jì)算 列向剪力：V=135.4 kN 螺栓采用：10.9級(jí)-M20 螺栓群并列布置：4行；行間距70mm；1列； 螺栓群列邊距：45 mm，行邊距45 mm 螺栓受剪面?zhèn)€數(shù)為2個(gè) 連接板材料類(lèi)型為Q235 螺栓抗剪承載力：Nvt=Nv=0.9nfP=0.920.45155=1

7、25.55kN 計(jì)算右上角邊緣螺栓承受的力： Nv=135.4/4=33.85 kN Nh=0 kN 螺栓群對(duì)中心的坐標(biāo)平方和：S=x2+y2=24500 mm2 Nmx=0 kN Nmy=0 kN N=(|Nmx|+|Nh|)2+(|Nmy|+|Nv|)20.5=(0+0)2+(0+33.85)20.5=33.85 kN125.55，滿足3 腹板螺栓群構(gòu)造檢查 列邊距為45，最小限值為33，滿足！ 列邊距為45，最大限值為64，滿足！ 行邊距為45，最小限值為44，滿足！ 行邊距為45，最大限值為64，滿足！ 外排行間距為70，最大限值為96，滿足！ 中排行間距為70，最大限值為192，滿足

8、！ 行間距為70，最小限值為66，滿足！六. 腹板連接板計(jì)算1 腹板連接板受力計(jì)算 控制工況：同腹板螺栓群(內(nèi)力計(jì)算參上) 連接板剪力：Vl=135.4 kN 采用一樣的兩塊連接板 連接板截面寬度為：Bl=300 mm 連接板截面厚度為：Tl=8 mm 連接板材料抗剪強(qiáng)度為：fv=125 N/mm2 連接板材料抗拉強(qiáng)度為：f=215 N/mm2 連接板全面積：A=Bl*Tl*2=3008210-2=48 cm2 開(kāi)洞總面積：A0=4228210-2=14.08 cm2 連接板凈面積：An=A-A0=48-14.08=33.92 cm2 連接板凈截面剪應(yīng)力計(jì)算： =Vl103/An=135.4/

9、33.9210=39.9175 N/mm2125，滿足！ 連接板截面正應(yīng)力計(jì)算： 按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范5.1.1-2公式計(jì)算: =(1-0.5n1/n)N/An=(1-0.54/4)0/33.9210=0 N/mm2215，滿足！ 按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范5.1.1-3公式計(jì)算: =N/A=0/4810=0 N/mm2215，滿足！2 腹板連接板剛度計(jì)算 腹板的凈面積為： 6(390-28)/100-4622/100=17.16cm2 腹板連接板的凈面積為： (300-422)82/100=33.92cm217.16，滿足七. 翼緣螺栓群驗(yàn)算1 翼緣螺栓群受力計(jì)算 控制工況：組合工況2，N=0 kN；Vx

10、=135.4 kN；My=172.3 kNm； 截面翼緣承擔(dān)全部彎矩，Mf=172.3 kNm 翼緣螺栓群承擔(dān)的軸向力：Ff=|Mf|/(h-tf)/2=225.524kN2 翼緣螺栓群承載力計(jì)算 行向軸力：H=225.524 kN 為地震組合工況，取連接螺栓RE=1 螺栓采用：10.9級(jí)-M20 螺栓群并列布置：1行；2列；列間距70mm； 螺栓群列邊距：45 mm，行邊距40 mm 螺栓受剪面?zhèn)€數(shù)為2個(gè) 連接板材料類(lèi)型為Q235 螺栓抗剪承載力：Nvt=Nv=0.9nfP=0.920.45155=125.55kN 軸向連接長(zhǎng)度：l1=(2-1)70=70 mm15d0=330,取承載力折減

11、系數(shù)為=1.0 折減后螺栓抗剪承載力：Nvt=125.551=125.55 kN 計(jì)算右上角邊緣螺栓承受的力： Nv=0 kN Nh=225.52/2=112.76 kN 螺栓群對(duì)中心的坐標(biāo)平方和：S=x2+y2=2450 mm2 Nmx=0 kN Nmy=0 kN N=(|Nmx|+|Nh|)2+(|Nmy|+|Nv|)20.5=(0+112.76)2+(0+0)20.5=112.76 kN125.55，滿足3 翼緣螺栓群構(gòu)造檢查 列邊距為45，最小限值為44，滿足！ 列邊距為45，最大限值為80，滿足！ 外排列間距為70，最大限值為120，滿足！ 中排列間距為70，最大限值為240，滿足！

12、 列間距為70，最小限值為66，滿足！ 行邊距為40，最小限值為33，滿足！ 行邊距為40，最大限值為80，滿足！八. 翼緣連接板計(jì)算1 翼緣連接板受力計(jì)算 控制工況：同翼緣螺栓群(內(nèi)力計(jì)算參上) 連接板軸力：Nl=225.524 kN 采用兩種不同的連接板 連接板1截面寬度為：Bl1=80 mm 連接板1截面厚度為：Tl1=10 mm 連接板1有2塊 連接板2截面寬度為：Bl2=198 mm 連接板2截面厚度為：Tl2=8 mm 連接板材料抗剪強(qiáng)度為：fv=125 N/mm2 連接板材料抗拉強(qiáng)度為：f=215 N/mm2 連接板全面積：A=Bl1*Tl1*2+Bl2*Tl2=(80102+1

13、988)10-2=31.84 cm2 開(kāi)洞總面積：A0=122(10+8)210-2=7.92 cm2 連接板凈面積：An=A-A0=31.84-7.92=23.92 cm2 連接板凈截面剪應(yīng)力：=0 N/mm2125，滿足！ 連接板截面正應(yīng)力計(jì)算： 按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范5.1.1-2公式計(jì)算: =(1-0.5n1/n)N/An=(1-0.51/2)225.524/23.9210=70.7118 N/mm2215，滿足！ 按鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范5.1.1-3公式計(jì)算: =N/A=225.524/31.8410=70.8303 N/mm2215，滿足！2 翼緣連接板剛度計(jì)算 單側(cè)翼緣的凈面積為： 1988

14、/100-21228/100=12.32cm2 單側(cè)翼緣連接板的凈面積為： (198-2122)8/100+(80-122)82/100=21.6cm212.32，滿足3 拼接連接板剛度驗(yàn)算 梁的毛截面慣性矩：Ib0=13819cm4 翼緣上的螺栓孔的慣性矩： Ibbf=2212283/12+228(390/2-8/2)210-4=2568.64cm4 腹板上的螺栓孔的慣性矩： Ibbw=46223/1210-4+622(1052+352+352+1052)10-4=325.53cm4 梁的凈慣性矩： Ib=13819-2568.64-325.53=10924.8cm4 梁的凈截面抵抗矩：Wb=10924.8/390210=560.248cm3 翼緣上部連接板的毛慣性矩： Ipf1=219883/12+1988(390/2+8/2)210-4=12547.3cm4 翼緣上部連接板上的螺栓孔的慣性矩： Ipfb1=2212283/12+228(390/2+8/2)210-4=2788.29cm4 翼緣下部連接板的毛慣性矩： Ipf2=228083/12+808(390/2-8/2-8)210-4=8574.55cm4 翼緣下部連接板上的螺栓孔的慣性矩： Ipfb2=2212283/12+228(390/2-8/2)210-4=2568.64cm4 腹