351x16柱腳外包剛接節(jié)點計算書

351x16柱腳外包剛接節(jié)點計算書====================================================================一.節(jié)點基本資料設(shè)計依據(jù)：《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2010（2016版）《鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點設(shè)計手冊》（第三版）節(jié)點類型為：圓柱外包剛接柱截面：PIPE-351*16，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=600mm×600mm，厚：T=20mm錨栓信息：個數(shù)：4采用錨栓：雙螺母焊板錨栓庫_Q235-M24方形錨栓墊板尺寸(mm)：B*T=70×20底板下混凝土采用C30基礎(chǔ)梁混凝土采用C30基礎(chǔ)埋深：1.5m栓釘生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T10433栓釘極限抗拉強度設(shè)計值：fu=400N/mm^2沿Y向栓釘采用：M19×80行向排列：120mm×12列向排列：45°×2沿X向栓釘采用：M19×80行向排列：120mm×12列向排列：45°×2混凝土外包尺寸信息：X向：h1=190mmX向：h2=190mmY向：b1=190mmY向：b2=190mm實配鋼筋：4HRB400_22+16HRB400_22+16HRB400_22X向鋼筋保護層厚度：Cx=30mmY向鋼筋保護層厚度：Cy=30mm實配箍筋：矩形箍HRB400-Φ10@100節(jié)點前視圖如下：節(jié)點下視圖如下：二.內(nèi)力信息設(shè)計內(nèi)力：組合工況內(nèi)力設(shè)計值組合工況2-400.080.080.0150.0150.0是三.驗算結(jié)果一覽最大壓應(yīng)力(MPa)1.11最大16.8滿足等強全截面1滿足錨栓錨固長度(mm)720最小600滿足繞X軸抗彎承載力(kN*m)780最小507滿足繞Y軸抗彎承載力(kN*m)780最小507滿足繞Y軸承載力比值0.23最大1.00滿足繞X軸承載力比值0.03最大1.00滿足繞Y軸含鋼率(%)0.71最小0.20滿足繞X軸含鋼率(%)0.71最小0.20滿足沿Y向主筋中距(mm)72.1最小47.0滿足沿Y向主筋中距(mm)72.1最大200滿足沿X向主筋中距(mm)72.1最小47.0滿足沿X向主筋中距(mm)72.1最大200滿足沿Y向錨固長度(mm)1020最小770滿足沿X向錨固長度(mm)1020最小770滿足X向抗剪應(yīng)力比0.12最大1.00滿足Y向抗剪應(yīng)力比0.12最大1.00滿足箍筋間距(mm)100最大250滿足箍筋直徑(mm)10.0最大10.0滿足四.混凝土承載力驗算控制工況：組合工況2，Nz=(-400)kN；底板面積：A=L*B=600×600×10^-2=3600cm^2底板承受的壓力為：N=400kN為地震組合工況，取γRE=0.85底板下混凝土壓應(yīng)力：σc=400/3600×10=1.11111N/mm^2≤14.3/0.85=16.8235，滿足五.柱對接焊縫驗算柱截面與底板采用全對接焊縫，強度滿足要求六.錨栓錨固長度驗算錨栓錨固長度最小值la_min=25×d=25×24=600mm錨栓錨固長度la=720≥600mm，滿足要求。七.柱腳節(jié)點抗震驗算1繞X軸抗彎最大承載力驗算繞X軸柱全塑性受彎承載力：Wp=4[R3-(R-t)3]/3=4×[175.53-(175.5-16)3]/3=1.79697e+006mm3Mp=Wp×fy=1.79697e+006×235×10-6=422.287kN·m因為N/Ny=400000/3.95715e+006=0.101083<=0.2,所以Mpc=Mp=422.287kN·m繞X軸柱腳的極限受彎承載力：As=0.25π×222×8+0.25π×222×2=3801.33mm2Mu1=Mpc/(1-lr/l)=4.22287e+008/(1-1400/4000)=649.672kN·mMu2=0.9Asfykh0=0.9×3801.33×400×690×10-6=944.25kN·mMu,basej=min(Mu1,Mu2)=779.606kN·m>=1.2Mpc=506.744kN·m,滿足2繞Y軸抗彎最大承載力驗算繞Y軸柱全塑性受彎承載力：Wp=4[R3-(R-t)3]/3=4×[175.53-(175.5-16)3]/3=1.79697e+006mm3Mp=Wp×fy=1.79697e+006×235×10-6=422.287kN·m因為N/Ny=400000/3.95715e+006=0.101083<=0.2,所以Mpc=Mp=422.287kN·m繞Y軸柱腳的極限受彎承載力：As=0.25π×222×8+0.25π×222×2=3801.33mm2Mu1=Mpc/(1-lr/l)=4.22287e+008/(1-1400/4000)=649.672kN·mMu2=0.9Asfykh0=0.9×3801.33×400×690×10-6=944.25kN·mMu,basej=min(Mu1,Mu2)=779.606kN·m>=1.2Mpc=506.744kN·m,滿足八.鋼筋驗算X向承載力驗算控制工況：組合工況2控制內(nèi)力：Mx=150kN·m，Vy=80kN為地震組合工況，取沿縱筋抗震調(diào)整系數(shù)：γRE=0.75X向柱腳底部彎矩設(shè)計值：Mxd=0.75×|150-80×1.5|=22.5kN·mY向承載力驗算控制工況：組合工況2控制內(nèi)力：My=150kN·m，Vx=80kNY向柱腳底部彎矩設(shè)計值：Myd=0.75×|150+80×1.5|=202.5kN·m鋼柱腳繞X軸受彎承載力M1:柱腳底板Y向偏壓，彎矩為：150kN·m偏心距e=1.5e+008/(-400000)=375mm底板計算方向長度L=600mm底板垂直計算方向長度B=600mm錨栓在計算方向離底板邊緣距離d=50mme1=L/6=600/6=100mme2=L/6+d/3=600/6+50/3=116.667mme＞e2，故：混凝土彈性模量：Ec=30000N/mm^2鋼材彈性模量：Es=206000N/mm^2彈性模量比：n=Es/Ec=206000/30000=6.86667錨栓的總有效面積Ae=2×352.503=705.007mm2有一元三次方程的各系數(shù)如下：A=1B=3×(e-L/2)=3×(375-600/2)=225C=6×n×Ae/B×(e+L/2-d)=6×6.86667×705.007/600×(375+600/2-50)=30256.5D=-C×(L-d)=(-30256.5)×(600-50)=(-1.66411e+007)解方程式：Ax^3+Bx^2+Cx+D=0，得底板受壓區(qū)長度：Xn=170.426mm繞X軸鋼柱腳的極限受彎承載力：M1-1=ft×Ae×(L-d-Xn/3)=140×705.007×(600-50-170.426/3)×10-6=48.6785kN·mM1-2=fc×B×Xn×(L-d-Xn/2)=14.3×600×170.426×(600-50-170.426/2)×10-6=679.636kN·mM1=min(M1-1,M1-2)=48.6785kN·m鋼柱腳繞Y軸受彎承載力M1:柱腳底板X向偏壓，彎矩為：150kN·m偏心距e=1.5e+008/(-400000)=375mm底板計算方向長度L=600mm底板垂直計算方向長度B=600mm錨栓在計算方向離底板邊緣距離d=267.5mme1=L/6=600/6=100mme2=L/6+d/3=600/6+267.5/3=189.167mme＞e2，故：混凝土彈性模量：Ec=30000N/mm^2鋼材彈性模量：Es=206000N/mm^2彈性模量比：n=Es/Ec=206000/30000=6.86667錨栓的總有效面積Ae=2×352.503=705.007mm2有一元三次方程的各系數(shù)如下：A=1B=3×(e-L/2)=3×(375-600/2)=225C=6×n×Ae/B×(e+L/2-d)=6×6.86667×705.007/600×(375+600/2-267.5)=19727.3D=-C×(L-d)=(-19727.3)×(600-267.5)=(-6.55931e+006)解方程式：Ax^3+Bx^2+Cx+D=0，得底板受壓區(qū)長度：Xn=113.132mm繞Y軸鋼柱腳的極限受彎承載力：M1-1=ft×Ae×(L-d-Xn/3)=140×705.007×(600-267.5-113.132/3)×10-6=29.096kN·mM1-2=fc×B×Xn×(L-d-Xn/2)=14.3×600×113.132×(600-267.5-113.132/2)×10-6=267.842kN·mM1=min(M1-1,M1-2)=29.096kN·m外包混凝土X向長度：X=731mm外包混凝土Y向長度：Y=731mm實配鋼筋：4HRB400_22+16HRB400_22+16HRB400_22單側(cè)角筋面積：Ac=760.265mm^2沿Y向中部筋面積：Amy=3041.06mm^2外包混凝土X向計算長度：X0=731-30-22×0.5=690mm構(gòu)造要求沿Y向配筋量：Aymin=0.002×X0*Y=1008.78mm^2沿Y向單側(cè)實配面積：Asy=Ac+Amy=3801.33mm^2≥Aymin=1008.78，滿足要求沿X向中部筋面積：Amx=3041.06mm^2外包混凝土Y向計算長度：Y0=731-30-22×0.5=690mm構(gòu)造要求沿X向配筋量：Axmin=0.002×Y0*X=1008.78mm^2沿X向單側(cè)實配面積：Asx=Ac+Amx=3801.33mm^2≥Axmin=1008.78，滿足要求沿Y向鋼筋中心間距：X00=649mm角筋繞Y軸承載力：Mcy=Ac×Fyc*X0=760.265×360×690×10^-6=188.85kN·m中部筋繞Y軸承載力：Mmy=Amy×Fym*X0=3041.06×360×690×10^-6=755.4kN·m實配鋼筋繞繞Y軸承載力：Msy=Mcy+Mmy=188.85+755.4=944.25kN·m0.9Msy+M1y=0.9×944.25+29.096=878.921≥|My|=202.5，滿足要求沿X向鋼筋中心間距：Y00=649mm角筋繞X軸承載力：Mcx=Ac×Fyc*Y0=760.265×360×690×10^-6=188.85kN·m中部筋繞X軸承載力：Mmx=Amx×Fym*Y0=3041.06×360×690×10^-6=755.