梁箱柱悬臂段螺栓刚接节点计算书2

1、“梁箱柱悬臂段螺栓刚接”节点计算书一. 节点基本资料 设计依据：钢结构连接节点设计手册（第二版） 节点类型为：梁箱柱悬臂段螺栓刚接 柱边节点内力采用：等强内力 柱边节点采用设计方法为：常用设计 梁梁节点内力采用：等强内力 梁梁节点采用设计方法为：常用设计 梁截面：H-594*302*14*23， 材料：Q235 柱截面：BOX-500*8， 材料：Q345 腹板螺栓群：10.9级-M20 螺栓群并列布置：7行；行间距70mm；1列； 螺栓群列边距：45 mm，行边距45 mm 翼缘螺栓群：10.9级-M20 螺栓群缺行错列布置，首行为基行 布置为：基行3列；列间距70mm；共2行；行间距55m

2、m； 螺栓群列边距：45 mm，行边距38 mm 腹板连接板：510 mm×186 mm，厚：10 mm 翼缘上部连接板：466 mm×302 mm，厚：14 mm 翼缘下部连接板：466 mm×131 mm，厚：8 mm 外伸长度为：L=1000mm 梁梁腹板间距为：a=6mm 节点前视图如下： 节点下视图如下：二. 荷载信息 设计内力：组合工况内力设计值 组合工况1 146.0 241.0 98.0 是三. 验算结果一览 焊缝应力(MPa) 147 最大178 满足 焊脚高度(mm) 8 最大16 满足 焊脚高度(mm) 8 最小6 满足 最大拉应力(MPa)

3、 205 最大205 满足 最大压应力(MPa) -205 最小-205 满足 承担剪力(kN) 98.5 最大126 满足 列边距(mm) 45 最小44 满足 列边距(mm) 45 最大80 满足 行边距(mm) 45 最小44 满足 行边距(mm) 45 最大80 满足 外排行间距(mm) 70 最大120 满足 中排行间距(mm) 70 最大240 满足 行间距(mm) 70 最小66 满足 列边距(mm) 45 最小44 满足 列边距(mm) 45 最大80 满足 行边距(mm) 45 最小44 满足 行边距(mm) 45 最大80 满足 外排行间距(mm) 70 最大120 满足

4、中排行间距(mm) 70 最大240 满足 行间距(mm) 70 最小66 满足 净截面剪应力比 0.775 1 满足 净截面正应力比 0.000 1 满足 净面积(cm2) 71.2 最小55.2 满足 承担剪力(kN) 97.0 最大126 满足 列边距(mm) 45 最小44 满足 列边距(mm) 45 最大88 满足 外排列间距(mm) 70 最大176 满足 中排列间距(mm) 70 最大352 满足 列间距(mm) 70 最小66 满足 行边距(mm) 38 最小33 满足 行边距(mm) 38 最大88 满足 外排行间距(mm) 55 最大176 满足 中排行间距(mm) 55

5、最大352 满足 行间斜距(mm) 75.2 最小66 满足 净截面剪应力比 0.000 1 满足 净截面正应力比 0.277 1 满足 净面积(cm2) 43.9 最小49.2 不满足 净抵抗矩(cm3) 2891 最小3196 不满足四. 梁柱角焊缝验算1 角焊缝验算 控制工况：梁净截面承载力 梁腹板净截面抗剪承载力：Vwn=14×(594-2×23-35-50)×125=810.25kN2 角焊缝承载力计算 焊缝受力：N=0kN；V=810.25kN；M=0kN·m 为地震组合工况，取连接焊缝RE=0.9 焊脚高度：hf=8mm； 角焊缝有效焊脚高

6、度：he=2×0.7×8=11.2 mm 双侧焊缝，单根计算长度：lf=509-2×8=493mm3 焊缝承载力验算 强度设计值：f=160N/mm2 A=lf*he=493×11.2×10-2=55.22 cm2 =V/A=810.3/55.22×10=146.7 N/mm2 综合应力：=146.7 N/mm2160/0.9=177.8，满足4 角焊缝构造检查 最大焊脚高度：14×1.2=16mm(取整) 816，满足！ 最小焊脚高度：140.5×1.5=6mm(取整) 8 >= 6，满足！五. 梁柱对接焊

7、缝验算1 对接焊缝受力计算 控制工况：梁净截面承载力 梁 净截面抗弯承载力计算 If=Ifn=302×23×(594-23)2/2×10-4=113295 cm-4 Iwb1=14×353/12+14×35×(594-2×23-35)2/4×10-4=3228.82 cm4 Iwb2=14×503/12+14×50×(594-2×23-50)2/4×10-4=4354.65 cm4 In=132179-3228.82=124596 cm4 Wn=(132179-32

8、28.82)/0.5/594×10=4195.14 cm3 Mn=Wn*f=4195.14×205×10-3=860.003 kN·m 翼缘净截面：Mfn=Mn*Ifn/In=860.003×113295/124596=782.004 kN·m2 对接焊缝承载力计算 焊缝受力：N=0 kN；Mx=0 kN·mMy=782.004kN·m 抗拉强度：Ft=205N/mm2 抗压强度：Fc=205N/mm2 轴力N为零，N=0 N/mm2 弯矩Mx为零，Mx=0 N/mm2 Wy=3814.66cm3 My=|My|/

9、Wy=782.004/3814.66×1000=205N/mm2 最大拉应力：t=N+Mx+My=0+0+205=205N/mm2205，满足 最大压应力：c=N-Mx-My=0-0-205=(-205)N/mm2(-205)，满足六. 梁梁腹板螺栓群验算1 螺栓群受力计算 控制工况：梁净截面承载力 梁腹板净截面抗剪承载力：Vwn=14×(594-2×23)-max(7×22，0+0)×14×125=689.5kN 梁净截面抗弯承载力计算 翼缘螺栓：Ifb=4×2×22×233/12+4×2&#

10、215;22×23×(594-23)2/4×10-4=33013 cm4 腹板螺栓：Iwb=7×14×223/12+14×20×1.372e+005×10-4=4234.5 cm4 翼缘净截面：Ifn=1.133e+005-33013=80282 cm4 梁净截面：In=1.3218e+005-33013-4234.5=94931 cm4 梁净截面：Wn=94931/0.5/594×10=3196.3 cm4 净截面抗弯承载力：Mn=Wn*f=3196.3×205×10-3=655.2

11、5 kN·m 梁翼缘弯矩分担系数：f=Ifn/In=0.84569>0.7，翼缘承担全部弯矩 梁腹板分担弯矩：Mwn=0 kN·m2 腹板螺栓群承载力计算 列向剪力：V=689.5 kN 螺栓采用：10.9级-M20 螺栓群并列布置：7行；行间距70mm；1列； 螺栓群列边距：45 mm，行边距45 mm 螺栓受剪面个数为2个 连接板材料类型为Q235 螺栓抗剪承载力：Nvt=Nv=0.9nfP=0.9×2×0.45×155=125.55kN 计算右上角边缘螺栓承受的力： Nv=689.5/7=98.5 kN Nh=0 kN 螺栓群对中心

12、的坐标平方和：S=x2+y2=1.372e+005 mm2 Nmx=0 kN Nmy=0 kN N=(|Nmx|+|Nh|)2+(|Nmy|+|Nv|)20.5=(0+0)2+(0+98.5)20.5=98.5 kN125.55，满足3 腹板螺栓群构造检查 列边距为45，最小限值为44，满足！ 列边距为45，最大限值为80，满足！ 行边距为45，最小限值为44，满足！ 行边距为45，最大限值为80，满足！ 外排行间距为70，最大限值为120，满足！ 中排行间距为70，最大限值为240，满足！ 行间距为70，最小限值为66，满足！4 腹板连接板计算 连接板剪力：Vl=689.5 kN 采用一样的

13、两块连接板 连接板截面宽度为：Bl=510 mm 连接板截面厚度为：Tl=10 mm 连接板材料抗剪强度为：fv=125 N/mm2 连接板材料抗拉强度为：f=215 N/mm2 连接板全面积：A=Bl*Tl*2=510×10×2×10-2=102 cm2 开洞总面积：A0=7×22×10×2×10-2=30.8 cm2 连接板净面积：An=A-A0=102-30.8=71.2 cm2 连接板净截面剪应力计算： =Vl×103/An=689.5/71.2×10=96.8399 N/mm2125，满足！ 连

14、接板截面正应力计算： 按钢结构设计规范5.1.1-2公式计算: =(1-0.5n1/n)N/An=(1-0.5×7/7)×0/71.2×10=0 N/mm2215，满足！ 按钢结构设计规范5.1.1-3公式计算: =N/A=0/102×10=0 N/mm2215，满足！5 腹板连接板刚度计算 腹板的净面积为： 14×(594-2×23)/100-7×14×22/100=55.16cm2 腹板连接板的净面积为： (510-7×22)×10×2/100=71.2cm255.16，满足七.

15、翼缘螺栓群验算1 翼缘螺栓群受力计算 控制工况：梁净截面抗弯承载力 翼缘承担的净截面弯矩：Mfn=Mn-Mwn=554.136 kN·m 翼缘螺栓群承担轴向力：Ff=Mfn/(h-tf)/2=554.136/(594-23)/2×103=485.233 kN2 翼缘螺栓群承载力计算 行向轴力：H=485.233 kN 螺栓采用：10.9级-M20 螺栓群缺行错列布置，首行为基行 布置为：基行3列；列间距70mm；共2行；行间距55mm； 螺栓群列边距：45 mm，行边距38 mm 螺栓受剪面个数为2个 连接板材料类型为Q235 螺栓抗剪承载力：Nvt=Nv=0.9nfP=0

16、.9×2×0.45×155=125.55kN 轴向连接长度：l1=(3-1)×70=140 mm<15d0=330,取承载力折减系数为=1.0 折减后螺栓抗剪承载力：Nvt=125.55×1=125.55 kN 计算右上角边缘螺栓承受的力： Nv=0 kN Nh=485.23/5=97.047 kN 螺栓群对中心的坐标平方和：S=x2+y2=16031 mm2 Nmx=0 kN Nmy=0 kN N=(|Nmx|+|Nh|)2+(|Nmy|+|Nv|)20.5=(0+97.047)2+(0+0)20.5=97.047 kN125.55，满

17、足3 翼缘螺栓群构造检查 列边距为45，最小限值为44，满足！ 列边距为45，最大限值为88，满足！ 外排列间距为70，最大限值为176，满足！ 中排列间距为70，最大限值为352，满足！ 列间距为70，最小限值为66，满足！ 行边距为38，最小限值为33，满足！ 行边距为38，最大限值为88，满足！ 外排行间距为55，最大限值为176，满足！ 中排行间距为55，最大限值为352，满足！ 行间距为75.208，最小限值为66，满足！4 翼缘连接板计算 连接板轴力：Nl=485.233 kN 采用两种不同的连接板 连接板1截面宽度为：Bl1=131 mm 连接板1截面厚度为：Tl1=22 mm

18、连接板1有2块 连接板2截面宽度为：Bl2=302 mm 连接板2截面厚度为：Tl2=14 mm 连接板材料抗剪强度为：fv=120 N/mm2 连接板材料抗拉强度为：f=205 N/mm2 连接板全面积：A=Bl1*Tl1*2+Bl2*Tl2=(131×22×2+302×14)×10-2=99.92 cm2 开洞总面积：A0=2×22×(22+14)×2×10-2=31.68 cm2 连接板净面积：An=A-A0=99.92-31.68=68.24 cm2 连接板净截面剪应力：=0 N/mm2120，满足！ 连接

19、板截面正应力计算： 按钢结构设计规范5.1.1-2公式计算: =(1-0.5n1/n)N/An=(1-0.5×2/5)×485.233/68.24×10=56.8854 N/mm2205，满足！ 按钢结构设计规范5.1.1-3公式计算: =N/A=485.233/99.92×10=48.5621 N/mm2205，满足！5 翼缘连接板刚度计算 单侧翼缘的净面积为： 302×23/100-2×2×22×23/100=49.22cm2 单侧翼缘连接板的净面积为： (302-2×2×22)×

20、14/100+(131-2×22)×8×2/100=43.88cm2<49.22，不满足6 拼接连接板刚度验算 梁的毛截面惯性矩：Ib0=132179cm4 翼缘上的螺栓孔的惯性矩： Ibbf=2×2×2×22×233/12+22×23×(594/2-23/2)2×10-4=33013.2cm4 腹板上的螺栓孔的惯性矩： Ibbw=7×14×223/12×10-4+14×22×(2102+1402+702+702+1402+2102)×10-4=4234.46cm4 梁的净惯性矩： Ib=132179-33013.2-4234.46=94931.4cm4 梁的净截面抵抗矩：Wb=94931.4/594×2×10=3196.34cm3 翼缘上部连接板的毛惯性矩： Ipf1=2×302×143/12+302×14×(5