“梁十字柱懸臂段螺栓剛接”節(jié)點計算書1

1、“梁十字柱懸臂段螺栓剛接”節(jié)點計算書一. 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：梁十字柱懸臂段螺栓剛接 節(jié)點內力采用：梁端節(jié)點力 采用設計方法為：常用設計 梁截面：H-550*300*11*18， 材料：Q235 腹板螺栓群：10.9級-M20 螺栓群并列布置：6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-M20 螺栓群缺行錯列布置，首行為基行 布置為：基行2列；列間距100mm；共2行；行間距50mm； 螺栓群列邊距：45 mm，行邊距40 mm 腹板連接板：440 mm×186 mm，厚：10 m

2、m 翼緣上部連接板：386 mm×300 mm，厚：12 mm 翼緣下部連接板：386 mm×130 mm，厚：8 mm 外伸長度為：L=1000mm 梁梁腹板間距為：a=6mm 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 組合工況1 60.0 100.0 120.0 否三. 驗算結果一覽 焊縫應力(MPa) 32.1 最大160 滿足 焊腳高度(mm) 5 最大13 滿足 焊腳高度(mm) 5 最小5 滿足 最大拉應力(MPa) 48.7 最大205 滿足 最大壓應力(MPa) -37.6 最小-205 滿足 承擔剪力(kN) 17.0

3、 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 行邊距(mm) 45 最小44 滿足 行邊距(mm) 45 最大80 滿足 外排行間距(mm) 70 最大120 滿足 中排行間距(mm) 70 最大240 滿足 行間距(mm) 70 最小66 滿足 凈截面剪應力比 0.130 1 滿足 凈截面正應力比 0.011 1 滿足 凈面積(cm2) 61.6 最小42.0 滿足 承擔剪力(kN) 42.6 最大126 滿足 列邊距(mm) 45 最小44 滿足 列邊距(mm) 45 最大88 滿足 外排列間距(mm) 100 最大176 滿足 中排列間距

4、(mm) 100 最大352 滿足 列間距(mm) 100 最小66 滿足 行邊距(mm) 40 最小33 滿足 行邊距(mm) 40 最大88 滿足 外排行間距(mm) 50 最大176 滿足 中排行間距(mm) 50 最大352 滿足 行間斜距(mm) 103.1 最小66 滿足 凈截面剪應力比 0.000 1 滿足 凈截面正應力比 0.075 1 滿足 凈面積(cm2) 39.2 最小38.2 滿足 凈抵抗矩(cm3) 2330 最小2326 滿足四. 梁柱角焊縫驗算1 角焊縫受力計算 控制工況：組合工況1，N=60 kN；Vx=100 kN；My=120 kN·m； 截面腹板

5、面積：Aw=514×11/100=56.54 cm2 截面翼緣面積：Af=300×18×2/100=108 cm2 腹板軸力分擔系數：w=56.54/(56.54+108)=0.34362 截面腹板分擔軸力：Nw=0.34362×60=20.617 kN2 梁柱角焊縫承載力計算 焊縫受力：N=20.617kN；V=100kN；M=0kN·m 焊腳高度：hf=5mm； 角焊縫有效焊腳高度：he=2×0.7×5=7 mm 雙側焊縫，單根計算長度：lf=465-2×5=455mm3 焊縫承載力驗算 強度設計值：f=160

6、N/mm2 A=lf*he=455×7×10-2=31.85 cm2 N=|N|/A=|20.62|/31.85×10=6.473 N/mm2 =V/A=100/31.85×10=31.4 N/mm2 正面角焊縫的強度設計值增大系數：f=1 綜合應力：=(N/f)2+20.5 =(6.473/1)2+31.420.5=32.06 N/mm2160，滿足4 角焊縫構造檢查 最大焊腳高度：11×1.2=13mm(取整) 513，滿足！ 最小焊腳高度：110.5×1.5=5mm(取整) 5 >= 5，滿足！五. 梁柱對接焊縫驗算1 對

7、接焊縫受力計算 控制工況：組合工況1，N=60 kN；Vx=100 kN；My=120 kN·m； 截面腹板面積：Aw=514×11/100=56.54 cm2 截面翼緣面積：Af=300×18×2/100=108 cm2 腹板軸力分擔系數：w=56.54/(56.54+108)=0.3436 截面翼緣分擔軸力：Nf=(1-0.3436)×60=39.38 kN2 對接焊縫承載力計算六. 梁梁腹板螺栓群驗算1 螺栓群受力計算 控制工況：組合工況1，N=60 kN；Vx=100 kN；My=120 kN·m； 截面腹板面積：Aw=514

8、×11/100=56.54 cm2 截面翼緣面積：Af=300×18×2/100=108 cm2 腹板軸力分擔系數：w=56.54/(56.54+108)=0.3436 截面腹板分擔軸力：Nw=0.3436×60=20.62 kN 腹板塑性截面模量：Iw=1.245e+004 cm4 翼緣塑性截面模量：If=7.645e+004 cm4 翼緣彎矩分擔系數：f=7.645e+004/(1.245e+004+7.645e+004)=0.86>0.7，翼緣承擔全部截面彎矩 截面腹板承擔彎矩：Mw=0 kN·m2 腹板螺栓群承載力計算 行向軸力：

9、H=20.617 kN 列向剪力：V=100 kN 螺栓采用：10.9級-M20 螺栓群并列布置：6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)€數為2個 連接板材料類型為Q235 螺栓抗剪承載力：Nvt=Nv=0.9nfP=0.9×2×0.45×155=125.55kN 軸向連接長度：l1=(1-1)×70=0 mm<15d0=330,取承載力折減系數為=1.0 折減后螺栓抗剪承載力：Nvt=125.55×1=125.55 kN 計算右上角邊緣螺栓承受的力： Nv=100/6=16.667 kN N

10、h=20.617/6=3.4362 kN 螺栓群對中心的坐標平方和：S=x2+y2=85750 mm2 Nmx=0 kN Nmy=0 kN N=(|Nmx|+|Nh|)2+(|Nmy|+|Nv|)20.5=(0+3.4362)2+(0+16.667)20.5=17.017 kN125.55，滿足3 腹板螺栓群構造檢查 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！ 行邊距為45，最小限值為44，滿足！ 行邊距為45，最大限值為80，滿足！ 外排行間距為70，最大限值為120，滿足！ 中排行間距為70，最大限值為240，滿足！ 行間距為70，最小限值為66，滿足！七.

11、 腹板連接板計算1 腹板連接板受力計算 控制工況：同腹板螺栓群(內力計算參上) 連接板軸力：Nl=20.617 kN 連接板剪力：Vl=100 kN 采用一樣的兩塊連接板 連接板截面寬度為：Bl=440 mm 連接板截面厚度為：Tl=10 mm 連接板材料抗剪強度為：fv=125 N/mm2 連接板材料抗拉強度為：f=215 N/mm2 連接板全面積：A=Bl*Tl*2=440×10×2×10-2=88 cm2 開洞總面積：A0=6×22×10×2×10-2=26.4 cm2 連接板凈面積：An=A-A0=88-26.4=6

12、1.6 cm2 連接板凈截面剪應力計算： =Vl×103/An=100/61.6×10=16.234 N/mm2125，滿足！ 連接板截面正應力計算： 按鋼結構設計規(guī)范5.1.1-2公式計算: =(1-0.5n1/n)N/An=(1-0.5×6/6)×20.617/61.6×10=1.6735 N/mm2215，滿足！ 按鋼結構設計規(guī)范5.1.1-3公式計算: =N/A=20.617/88×10=2.3429 N/mm2215，滿足！2 腹板連接板剛度計算 腹板的凈面積為： 11×(550-2×18)/100-6&

13、#215;11×22/100=42.02cm2 腹板連接板的凈面積為： (440-6×22)×10×2/100=61.6cm242.02，滿足八. 翼緣螺栓群驗算1 翼緣螺栓群受力計算 控制工況：組合工況1，N=60 kN；Vx=100 kN；My=120 kN·m； 截面翼緣分擔軸向力：Nf=(1-0.34362)×60=39.383 kN 截面翼緣承擔全部彎矩，Mf=120 kN·m 翼緣螺栓群承擔的軸向力：Ff=|Mf|/(h-tf)/2+|Nf|/4=127.78kN2 翼緣螺栓群承載力計算 行向軸力：H=127.7

14、82 kN 螺栓采用：10.9級-M20 螺栓群缺行錯列布置，首行為基行 布置為：基行2列；列間距100mm；共2行；行間距50mm； 螺栓群列邊距：45 mm，行邊距40 mm 螺栓受剪面?zhèn)€數為2個 連接板材料類型為Q235 螺栓抗剪承載力：Nvt=Nv=0.9nfP=0.9×2×0.45×155=125.55kN 軸向連接長度：l1=(2-1)×100=100 mm<15d0=330,取承載力折減系數為=1.0 折減后螺栓抗剪承載力：Nvt=125.55×1=125.55 kN 計算右上角邊緣螺栓承受的力： Nv=0 kN Nh=12

15、7.782/3=42.594 kN 螺栓群對中心的坐標平方和：S=x2+y2=6875 mm2 Nmx=0 kN Nmy=0 kN N=(|Nmx|+|Nh|)2+(|Nmy|+|Nv|)20.5=(0+42.594)2+(0+0)20.5=42.594 kN125.55，滿足3 翼緣螺栓群構造檢查 列邊距為45，最小限值為44，滿足！ 列邊距為45，最大限值為88，滿足！ 外排列間距為100，最大限值為176，滿足！ 中排列間距為100，最大限值為352，滿足！ 列間距為100，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88，滿足！ 外排行間距為5

16、0，最大限值為176，滿足！ 中排行間距為50，最大限值為352，滿足！ 行間距為103.078，最小限值為66，滿足！九. 翼緣連接板計算1 翼緣連接板受力計算 控制工況：同翼緣螺栓群(內力計算參上) 連接板軸力：Nl=127.782 kN 采用兩種不同的連接板 連接板1截面寬度為：Bl1=130 mm 連接板1截面厚度為：Tl1=18 mm 連接板1有2塊 連接板2截面寬度為：Bl2=300 mm 連接板2截面厚度為：Tl2=12 mm 連接板材料抗剪強度為：fv=120 N/mm2 連接板材料抗拉強度為：f=205 N/mm2 連接板全面積：A=Bl1*Tl1*2+Bl2*Tl2=(13

17、0×18×2+300×12)×10-2=82.8 cm2 開洞總面積：A0=2×22×(18+12)×2×10-2=26.4 cm2 連接板凈面積：An=A-A0=82.8-26.4=56.4 cm2 連接板凈截面剪應力：=0 N/mm2120，滿足！ 連接板截面正應力計算： 按鋼結構設計規(guī)范5.1.1-2公式計算: =(1-0.5n1/n)N/An=(1-0.5×2/3)×127.782/56.4×10=15.1042 N/mm2205，滿足！ 按鋼結構設計規(guī)范5.1.1-3公式計算

18、: =N/A=127.782/82.8×10=15.4326 N/mm2205，滿足！2 翼緣連接板剛度計算 單側翼緣的凈面積為： 300×18/100-2×2×22×18/100=38.16cm2 單側翼緣連接板的凈面積為： (300-2×2×22)×12/100+(130-2×22)×8×2/100=39.2cm238.16，滿足3 拼接連接板剛度驗算 梁的毛截面慣性矩：Ib0=88470cm4 翼緣上的螺栓孔的慣性矩： Ibbf=2×2×2×22&#

19、215;183/12+22×18×(550/2-18/2)2×10-4=22424.1cm4 腹板上的螺栓孔的慣性矩： Ibbw=6×11×223/12×10-4+11×22×(1752+1052+352+352+1052+1752)×10-4=2081.01cm4 梁的凈慣性矩： Ib=88470-22424.1-2081.01=63964.9cm4 梁的凈截面抵抗矩：Wb=63964.9/550×2×10=2326cm3 翼緣上部連接板的毛慣性矩： Ipf1=2×300×123/12+300×12×(550/2+12/2)2×10-4=56860.6cm4 翼