“梁箱柱栓焊刚接”节点计算书

“梁箱柱栓焊刚接”节点计算书====================================================================计算软件： TSZ结构设计系列软件TS_MTSToolv4.6.0.0计算时间： 2020年02月25日02:34:15====================================================================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：梁箱柱栓焊刚接 节点内力采用：等强内力 采用设计方法为：常用设计 梁截面：H-300*150*6*12，材料：Q345 柱截面：BOX-400*16，材料：Q235 腹板螺栓群：10.9级-M24 螺栓群并列布置：3行；行间距80mm；2列；列间距80mm； 螺栓群列边距：55mm，行边距55mm 双侧焊缝，单根计算长度：lf=270-2×6=258mm 腹板连接板：270mm×190mm，厚：10mm 节点示意图如下：二.荷载信息 设计内力：组合工况内力设计值工况N(kN)Vx(kN)My(kN·m)抗震组合工况10.0115.4152.3否组合工况20.0135.4172.3是三.验算结果一览验算项数值限值结果最大拉应力(MPa)253最大310满足最大压应力(MPa)-253最小-310满足承担剪力(kN)35.6最大81.0满足列边距(mm)55最小39满足列边距(mm)55最大48满足外排列间距(mm)80最大80满足中排列间距(mm)80最大144满足列间距(mm)80最小80满足行边距(mm)55最小52满足行边距(mm)55最大55满足外排行间距(mm)80最大80满足中排行间距(mm)80最大144满足行间距(mm)80最小80满足列边距(mm)55最小39满足列边距(mm)55最大55满足外排列间距(mm)80最大80满足中排列间距(mm)80最大144满足列间距(mm)80最小80满足行边距(mm)55最小52满足行边距(mm)55最大55满足外排行间距(mm)80最大80满足中排行间距(mm)80最大144满足行间距(mm)80最小78满足净截面剪应力比0.6191满足净截面正应力比0.0001满足焊缝应力(MPa)98.7最大222满足焊脚高度(mm)6最大12满足焊脚高度(mm)6最小5满足抗弯承载力(kN·m)286.9最小285.7满足抗剪承载力(kN)311.0最小219.2满足节点域的屈服承载力(N/mm2)41.1最大267满足节点域柱腹板厚度(mm)16.0最小6.67满足节点域柱腹板抗剪强度(N/mm2)0最大240满足四.梁柱对接焊缝验算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=150×12×(300-12)2/2×10-4=7469.28cm-4 Iwb1=[6×353/12+6×35×(300-2×12-35)2/4]×10-4=307.069cm4 Iwb2=[6×503/12+6×50×(300-2×12-50)2/4]×10-4=389.32cm4 In=8520.509-307.069=7824.12cm4 Wn=(8520.509-307.069)/0.5/300×10=521.608cm3 Mn=Wn*f=521.608×310×10-3=161.698kN·m 翼缘净截面：Mfn=Mn*Ifn/In=161.698×7469.28/7824.12=154.365kN·m2对接焊缝承载力计算 焊缝受力：N=0kN；Mx=0kN·mMy=154.365kN·m 抗拉强度：Ft=310N/mm2 抗压强度：Fc=310N/mm2 轴力N为零，σN=0N/mm2 弯矩Mx为零，σMx=0N/mm2 Wy=610.374cm3 σMy=|My|/Wy=154.365/610.374×1000=252.902N/mm2 最大拉应力：σt=σN+σMx+σMy=0+0+252.902=252.902N/mm2≤310，满足 最大压应力：σc=σN-σMx-σMy=0-0-252.902=(-252.902)N/mm2≥(-310)，满足五.梁柱腹板螺栓群验算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=[6×(300-2×12)-max(3×26，0+0)×6]×180=213.84kN2螺栓群承载力计算 列向剪力：V=213.84kN 螺栓采用：10.9级-M24 螺栓群并列布置：3行；行间距80mm；2列；列间距80mm； 螺栓群列边距：55mm，行边距55mm 螺栓受剪面个数为1个 连接板材料类型为Q345 螺栓抗剪承载力：Nvt=Nv=0.9nfμP=0.9×1×0.4×225=81kN 计算右上角边缘螺栓承受的力： Nv=213.84/6=35.64kN Nh=0kN 螺栓群对中心的坐标平方和：S=∑x2+∑y2=35200mm2 Nmx=0kN Nmy=0kN N=[(|Nmx|+|Nh|)2+(|Nmy|+|Nv|)2]0.5=[(0+0)2+(0+35.64)2]0.5=35.64kN≤81，满足3螺栓群构造检查 列边距为55，最小限值为39，满足！ 列边距为55，最大限值为48，不满足！ 外排列间距为80，最大限值为72，不满足！ 中排列间距为80，最大限值为144，满足！ 列间距为80，最小限值为78，满足！ 行边距为55，最小限值为52，满足！ 行边距为55，最大限值为48，不满足！ 外排行间距为80，最大限值为72，不满足！ 中排行间距为80，最大限值为144，满足！ 行间距为80，最小限值为78，满足！4腹板连接板计算 连接板剪力：Vl=213.84kN 仅采用一块连接板 连接板截面宽度为：Bl=270mm 连接板截面厚度为：Tl=10mm 连接板材料抗剪强度为：fv=180N/mm2 连接板材料抗拉强度为：f=310N/mm2 连接板全面积：A=Bl*Tl=270×10×10-2=27cm2 开洞总面积：A0=3×26×10×10-2=7.8cm2 连接板净面积：An=A-A0=27-7.8=19.2cm2 连接板净截面剪应力计算： τ=Vl×103/An=213.84/19.2×10=111.375N/mm2≤180，满足！ 连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: σ=(1-0.5n1/n)N/An=(1-0.5×3/6)×0/19.2×10=0N/mm2≤310，满足！ 按《钢结构设计规范》5.1.1-3公式计算: σ=N/A=0/27×10=0N/mm2≤310，满足！六.梁柱角焊缝验算1角焊缝受力计算 控制工况：梁净截面承载力 梁腹板净截面抗剪承载力：Vwn=[6×(300-2×12)-max(3×26，0+0)×6]×180=213.84kN2角焊缝承载力验算 焊缝受力：N=0kN；V=213.84kN；M=0kN·m 为地震组合工况，取连接焊缝γRE=0.9 焊脚高度：hf=6mm； 角焊缝有效焊脚高度：he=2×0.7×6=8.4mm 双侧焊缝，单根计算长度：lf=270-2×6=258mm3焊缝承载力验算 强度设计值：f=200N/mm2 A=lf*he=258×8.4×10-2=21.672cm2 τ=V/A=213.84/21.672×10=98.6711N/mm2 综合应力：σ=τ=98.671N/mm2≤200/0.9=222.222，满足4角焊缝构造检查 最大焊脚高度：10×1.2=12mm(取整) 6≤12，满足！ 最小焊脚高度：100.5×1.5=5mm(取整) 6>=5，满足！七.梁柱节点抗震验算1抗弯最大承载力验算 全塑性受弯承载力： Mbp1=[(150×12×(300-12)]×345×10-6=178.848kN·m Mbp2=[0.25×(300-2×12)2×6]×345×10-6=39.421kN·m Wu=610.374cm3 Mu=610.374×470×10-3=286.876kN·m 1.3*Mbp1+1.35*Mbp2=285.721≤Mu=286.876，满足！2抗剪最大承载力验算 全塑性抗剪承载力： Vbp=1.2×(2×218.269/2.4)+0.970426=219.24kN 梁腹板净截面高度：Hn=300-2×12-max(35+50，3×26)=191mm 梁腹板净截面的抗剪最大承载力： Vu1=191×6×470/30.5*10-3=310.972kN 连接板净截面的抗剪最大承载力： Vu2=1×(270-3×26)×10×470/30.5×10-3=521.001kN 腹板螺栓群的抗剪最大承载力计算： 螺栓极限受剪承载力： Nvu=0.58nfAefu=0.58×1×352.503×1.04=212.63kN 板件极限承压力： Ncu=∑tdfcu=6×24×1.5×470×10-3=101.52kN 螺栓连接的极限受剪承载力：Nvcu=min(Nvu，Ncu)=101.52kN Vu3=6×101.52=609.12kN 节点的最大抗剪承载力：Vu=min(Vu1,Vu2,V