外露式刚接柱脚计算书

1、外露式刚接柱脚计算书项目名称 xxx日 期设 计 校 对一、柱脚示意图_q3a-g-土、基本参数1 .依据规范钢结构设计规范(GB 50017-2003)门式刚架轻型房屋钢结构技术规程(CECS 102:2002)2 .柱截面参数柱截面高度 hb =500mm柱翼缘宽度 bf=500mm柱翼缘厚度 tf=14mm柱腹板厚度 tw =14mm3 .荷载值柱底弯矩 M =350 kN m柱底轴力 N=500kN柱底剪力 V=50kN4 .材料信息混凝土 C25柱脚钢材Q235-B锚栓Q2355 .柱脚几何特性底板尺寸 a=75mm c= 100mm bt = 85mm lt=75mm柱脚底板长度

2、L=800mm柱脚底板宽度 B=800mm柱脚底板厚度 t=30mm锚栓直径 d=39mm柱腹板与底板的焊脚高度hfi =10mm加劲肋高度 hs=210mm加劲肋厚度 ts=10mm加劲肋与柱腹板和底板的焊脚高度 hf2=10mm三、计算过程1 .基础混凝土承压计算(1)底板受力偏心类型的判别L l! =800/6+75/3=158.333mm 63偏心距 e M=350X1000/500=700mm N根据偏心距e判别式得到：abs(e)>(L/6+lt/3)底板计算应对压区和拉区分别计算(2)基础混凝土最大压应力和锚栓拉力a. 0 e L/6锚栓拉力Ta上(1max LBb. L/

3、6 e (L/6锚栓拉力Ta2N6e/L)lt/3)0max 3B(L/2 e)c. e (L/6 lt/3)若 d<60mm 则: Nmaxmin6 MBI26 MB L2柱脚底板的受压区长度m ax Lxn =m ax min若d 60mm则：解下列方程式得到柱脚底板的受压区长度北：3 xn3(e L/2)xn2a6nAe(e L/2 lt)(L lt xn) 0其中,n= E/ E。Aea为受拉区锚栓的有效面积之和, 2N (e L/2 lt)maxB xn(L lt xn/3)锚栓拉力TaN (e L/2 xn/3)lt xn/3一 ，一 一. 2l fc=11.9 N/mm c

4、综上解得：基础混凝土的最大压应力 柱脚底板的受压区长度2c max 4.88 N/mm m = 476.19mm车苗栓拉力 Ta=405.045kN2 .锚栓的强度校核忽略其抗拉贡献。柱脚中部的锚栓主要起到安装定位作用，承受拉力较小,锚栓直径 d=39mm 锚栓有效面积Q235锚栓抗拉强度fta =140N/mm 2Aea=976mm 2锚栓拉应力(考虑20%勺锚栓强度富裕量)：1.2 T2, a2t a = 1.2 >405.045 >000/(4 >976)=124.501 N/mmft =140N/mm4 Ae3 .水平剪力计算V=50kN0.4 (N Ta)=362.

5、01kNV<0.4(N+Ta)不需设置抗剪键4 .底板厚度计算柱腹板、翼缘与加劲肋分割底板，形成若干板块区。(1)受压侧底板厚度计算a.中部三边支承板块区：b2/a2=185/480=0.38若bz/a2,则=0.041M2 c (xn L/2)/xn a22 =0.041 M.88X476.19-800/2)/ 2-3476.19 ><480 X10 kN mm/mm否则，一一_2M 2 0.05 c (xnL/2)/xn b2 =0.05.88X(476.19-800/2)/2-3476.19X185 X10 kN mm/mm解得 M2=7.5 kN mm/mmb.压区三

6、边支承板块区：b2/a2=150/200=0.75若b2/a2,则=0.091 _ _22-3M 2 c a2 =0.091 >4.88 >200 X10 kN mm/mm否则， _ _ _22-3M 2 0.05 c b2 =0.05 ><4.88X150 X10 kN mm/mm解得 M2=17.96 kN mm/mmc.压区两边支承板块区：b2/a2=116.51/238.17=0.48若b2/a2,则=0.058M2 c a22 =0.058 M.88X238.172X0-3 kN mm/mm否则,22-3M 2 0.05 c b2 =0.05 ><

7、4.88X116.51 M0 kN mm/mm解得 M2=16.14 kN mm/mmd.中部四边支承板块区：bJa3=472/198=2.38 , =0.125M2 c (xn L/2)/xn a32=0.125 X4.88X(476.19-800/2)/_ 一一 一一_ 2_ _ -3_ _476.19X198 X10 =3.82 kN mm/mm上述计算中，若有负值则略去，得到的最大弯矩值 M2max为17.96kN mm/mm由压区确定的底板厚度t6 M2max f= 22.93mm。(2)受拉侧底板厚度计算单个螺栓的拉力 Nta Ta /3=405.045/3=101.261kN按照

8、力扩散宽度3.5 1.5 a/L计算，若大于板块边缘长度则取板边缘长度 a.两边支撑板：板1的竖向位移板2的竖向位移由Ui u 2得且P2UiU2IiI 2Pa3 3EIi P2C3 3EI23 c3 a又PiP2 P ,得Pl因此,MiM2Ii c3 PIT"?""12 a3I2 a3 PIi c3I2 a3区格板边缘线弯矩R a丁P2 cl2Mmax=maxMi, M26 Mmax =29.92mm:fb.三边支撑板：（注：按连续梁比拟板的特性）板1的竖向位移UiPc3板2的竖向位移U2由UiU2得且P2Iii224EIi F2a3 3EI23a-3 ,c又P

9、iP2 p ,得8 Ii a3 PP2c3 8 Ii a3I2 c3 P c3 8 Ii a3因此，区格板边缘线弯矩s R c/4Mi liM2P2 al2Mmax=maxMi, M26 M max / c c / t = 18.81mm由拉区确定的底板厚度t=29.92mm。综合底板拉区与压区的计算结果，取底板厚度t=30mm翼缘与底板对接焊缝面积 腹板与底板角焊缝面积5 .柱与底板焊缝：翼缘采用完全熔透的坡口对接焊缝，腹板采用双面角焊缝。 角焊缝焊脚高度hf1 =10mm2AF=tf XBr =7000mm2Aeww=0.7 冲fi Xhb-2 刈-2 冲fi) 乂=6328mmNcMc(

10、2AfMWN= 24.596N/mm 2Aeww )br tf36hbbfM= 105.815N/mm 2tf (hb)2 -2)2hbV =7.901N/mmAeww 验算翼缘连接焊缝22f Nc Mc =24.596+105.815=130.411 N / mm f =215 N / mm验算腹板连接焊缝fsNc)2 ( v)2 =21.654 N /mm2 ffw 160 N/mm2 f6 .锚栓支承加劲肋计算(1)加劲肋强度验算 c btVi1 (c ts匚)(L hb)/2 c =153.808 kN2Vi2 (a lt)/2 hb/2) (B bf)/2 c (xn L/4)/xn

11、 =84.96 kNNta = 101.261kN 锚栓拉力近似由两道焊缝承担，以此考虑锚栓拉力对焊缝的作用Vimax max Vi1 ,Vi2, Nta =153.808kN正应力Vimax (a lt)2 (hs 15)2 ts/6若Vi1Vi2或 Nta>Vi2 ，_2_、=153.808x1000x(75+75)/ (2x(210-15) x10/6)否则Vimax (Bbf)M 4 (hs 15)2 ts/6 ,_2=153.808 x1000x(800-500)/ (4x(210-15) x10/6)剪应力Vimax(hs 15)ts=153.808 ><1000

12、/(210-15)/10 =78.876 N/mm2M =182.022 N/mm 0.7 hf2 (B/2 bf /2 2 hf2 15)折算应力equ , M2 3 v2227.588N/mm2 1.1 f 236.5 N/mm2(2)加劲肋宽厚比验算bs (L hb)/2 =(800-500)/2/10=1518 235 =18tsts. fy(3)翼缘端部与加劲肋采用对接焊缝，翼缘侧与加劲肋采用角焊缝hf2=10mm加劲肋与底板的焊缝应力：若Vi1Vi2或 Nta>Vi2NcVmax=153.808x1000/(2 x0.7x10 x(75+75-2 x2 0.7 hf2 (a 1t 2 hf2 15)10-15)否则NcV imax= 153.808 x 1000/(2 x 0.7 x 10 x(800/2-500/2-2 x10-15)解得 nc =95.533 1.22 ffw195.2N/mm2加劲肋与柱的焊缝应力： 若 Vi