“墙与梁栓焊刚接”节点计算书

“墙与梁栓焊刚接”节点计算书====================================================================计算软件： TSZ结构设计系列软件TS-MTS2021Ver6.8.0.0计算时间： 2022年09月02日11:35:41====================================================================一.节点基本资料设计依据：《建筑抗震设计规范》GB50011-2010（2016版）《钢结构连接节点设计手册》（第四版）《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（2015年版）节点类型为：墙与梁栓焊刚接梁截面：H-1000×300×20×25，材料：Q355腹板螺栓群：10.9级-M20螺栓群并列布置：7行；行间距120mm；3列；列间距120mm；螺栓群列边距：50mm，行边距50mm双侧焊缝，单根计算长度：lf=820-2×6=808mm腹板连接板：820mm×340mm，厚：20mm节点前视图如下：节点下视图如下：二.内力信息1.设计内力：组合工况内力设计值工况Nx(kN)Vz(kN)My(kN·m)抗震组合工况10.095.0-130.0是组合工况20.070.0-80.0是三.验算结果一览验算项数值限值结果最大拉应力(MPa)18.2最大393满足最大压应力(MPa)-18.2最大-393满足承担剪力(kN)4.52最大167满足列边距(mm)50最小33满足列边距(mm)50最大88满足外排列间距(mm)120最大176满足中排列间距(mm)120最大352满足列间距(mm)120最小66满足行边距(mm)50最小44满足行边距(mm)50最大88满足外排行间距(mm)120最大176满足中排行间距(mm)120最大352满足行间距(mm)120最小66满足净截面剪应力比0.0231满足净截面正应力比0.0001满足焊缝应力(MPa)7.00最大213满足焊脚高度(mm)6最小6满足剪应力(MPa)6.07最大227满足正应力(MPa)0最大393满足框架梁下翼缘稳定验算0.05最大1.00满足预埋件承载力(kN)581.97最大1688.92满足锚固长度(mm)630.0最小620满足锚板厚度(mm)20.0最小12.5满足行间距(mm)150最小96满足列间距(mm)100最小48满足行边距(mm)100最小32满足列边距(mm)50最小32满足四.梁柱对接焊缝验算1对接焊缝受力计算控制工况：组合工况1，Nx=0kN；Vz=95kN；My=(-130)kN·m采用常用设计方法，翼缘承担全部截面弯矩，Mf=(-130)kN·m2对接焊缝承载力计算以下计算将节点内力换算至焊缝群坐标系焊缝受力：N=0kN；Mx=(-130)kN·m；My=0kN·m抗震组合内力，取承载力抗震调整系数γRE=0.75抗拉强度：Ft=295N/mm^2抗压强度：Fc=295N/mm^2抗剪强度：Fv=200N/mm^2轴力N为零，σN=0N/mm^2Wx=7131.25cm^3σMx=|Mx|/Wx=130/7131.25×1000=18.23N/mm^2弯矩My为零，σMy=0N/mm^2剪力Vx为零，τvx=0N/mm^2最大拉应力：σt=σN+σMx+σMy=0+18.23+0=18.23N/mm^2≤295/0.75=393.333N/mm2，满足最大压应力：σc=σN-σMx-σMy=0-18.23-0=(-18.23)N/mm^2≤(-295)/0.75=(-393.333)N/mm2，满足五.梁柱腹板螺栓群验算1螺栓群受力计算控制工况：组合工况1，Nx=0kN；Vz=95kN；My=(-130)kN·m采用常用设计方法，翼缘承担全部截面弯矩腹板承担弯矩Mw=0kN·m2螺栓群承载力验算列向剪力：V=Vz=95kN为地震组合工况，取板件γRE=0.75螺栓采用：10.9级-M20螺栓群并列布置：7行；行间距120mm；3列；列间距120mm；螺栓群列边距：50mm，行边距50mm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：Nvb=0.9knfμP=0.9×1×2×0.45×155=125.55kN计算右上角边缘螺栓承受的力：Nv=V/21=95/21=4.524kNNh=0kN螺栓群对中心的坐标平方和：S=∑x^2+∑y^2=1411200mm^2Nmx=0kNNmy=0kNN=[(|Nmx|+|Nh|)^2+(|Nmy|+|Nv|)^2]^0.5=[(0+0)^2+(0+4.524)^2]^0.5=4.524kN≤125.55/0.75=167.4kN，满足3螺栓群构造检查列边距为50，最小限值为33，满足！列边距为50，最大限值为88，满足！外排列间距为120，最大限值为176，满足！中排列间距为120，最大限值为352，满足！列间距为120，最小限值为66，满足！行边距为50，最小限值为44，满足！行边距为50，最大限值为88，满足！外排行间距为120，最大限值为176，满足！中排行间距为120，最大限值为352，满足！行间距为120，最小限值为66，满足！六.腹板连接板计算1连接板受力计算控制工况：同腹板螺栓群(内力计算参上)2连接板承载力验算连接板剪力：Vl=Vz=95kN为地震组合工况，取板件γRE=0.75采用一样的两块连接板连接板截面宽度为：Bl=820mm连接板截面厚度为：Tl=20mm连接板材料抗剪强度为：fv=120N/mm^2连接板材料抗拉强度为：f=205N/mm^2连接板全面积：A=Bl*Tl*2=820×20×2×10^-2=328cm^2开洞总面积：A0=7×24×20×2×10^-2=67.2cm^2连接板净面积：An=A-A0=328-67.2=260.8cm^2连接板净截面平均剪应力计算：τ=Vl/An=95/260.8×10=3.643N/mm^2≤fv/γRE=120/0.75=160N/mm^2，满足！连接板净截面正应力计算：按《钢结构设计标准》8.1.1公式计算:σ=Nl/An+Ml/Wn=(0/260.8)×10+0/3537801.886×106=0N/mm^2≤f/γRE=205/0.75=273.333，满足！七.梁柱角焊缝验算1角焊缝受力计算控制工况：组合工况1，Nx=0kN；Vz=95kN；My=(-130)kN·m采用常用设计方法，翼缘承担全部截面弯矩腹板承担弯矩：Mw=0kN·m2角焊缝承载力验算角焊缝和对接焊缝各承担一半的内力焊缝受力：N=Nw=0kN；V=47.5kN；M=0kN·m为地震组合工况，取连接焊缝γRE=0.75焊脚高度：hf=6mm角焊缝有效焊脚高度：he=0.7×6=4.2mm双侧焊缝，单根计算长度：lf=820-2×6=808mm强度设计值：f=160N/mm^2A=2*lf*he=2×808×4.2=6787.2mm^2τ=V/A=47.5/67.872×10=6.998N/mm^2综合应力：σ=τ=6.998N/mm^2≤160/0.75=213.333N/mm2，满足3角焊缝构造检查角焊缝连接板最大厚度：Tmax=20mm构造要求最小焊脚高度：hfmin=6mm≤6mm，满足！八.梁腹净截面承载力验算1梁腹净截面抗剪验算控制工况：组合工况1，Vz=95kN为地震组合工况，取抗震承载力调整系数γRE=0.75腹板净高：h0=1000-25-25-7×24=782mm腹板剪应力：τ=V/(h0*Tw)=95000/(782×20)=6.074≤170/0.75=226.667N/mm2，满足2梁腹净截面抗弯验算无偏心弯矩作用，抗弯应力为0，满足！九.框架梁下翼缘稳定验算以下计算将节点内力换算至梁截面坐标系绕梁截面主轴弯矩Mx=(-130)kN·m；根据《钢结构设计标准》GB50017-20176.2.7条l=18000/2=9000mmhw=1000-25-25=950mmγ=b1/tw×[(b1×t1)/(hw×tw)]0.5=300/20×[(300×25)/(950×20)]0.5=9.424ψ1=0.5×[(5.436×γ×hw2/l2)+l2/(5.436×γ×hw2)]=0.5×[(5.436×9.424×9502/90002)+90002/(5.436×9.424×9502)]=1.161σcr=[3.46b1×t13+hw×tw3×(7.27γ+3.3)×ψ1]×E/[hw2×(12b1×t1+1.78hw×tw)]=[3.46×300×253+950×203×(7.27×9.424+3.3)×1.161]×206000/[9502×(12×300×25+1.78×950×20)]=1198.372N/mm2λn,b=(fy/σcr)0.5=(345/1198.372)0.5=0.537＞0.45,需验算框架梁下翼缘稳定性。λe=π×λn,b(E/fy)0.5=3.14×0.537(206000/345)0.5=41.19查《钢结构设计标准》GB50017-2017附录D表D.0.2得ψd=0.857Mx/(ψd×W1x×f)=130000000/(0.857×10053833.671×295)=0.0512≤1.0,满足要求。十.锚件群验算1锚件群受力计算控制工况：组合工况1，Nx=0kN；Vz=95kN；My=(-130)kN·m以下计算将节点内力换算至锚件群坐标系Y向剪力：Vy=95kN绕X轴弯矩：Mx=130kN·m锚板上锚筋总个数为28个锚筋总面积：A=28×π×(0.5×16)^2/100=56.297cm^2根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（2015年版）,锚筋的抗拉强度设计值fy不应大于300N/mm2锚筋抗拉强度设计值：fy=300N/mm2X方向锚筋排数的影响系数：αrx=0.85Y方向锚筋排数的影响系数：αry=0.85锚筋的受剪承载力系数αv=(4.0-0.08*d)*(fc/fy)0.5=(4.0-0.08×16)×(14.3/300)^0.5=0.594锚板的弯曲变形折减系数αb=0.6+0.25×20/16=0.912沿X向最外层锚筋中心间距Zx=300mm沿Y向最外层锚筋中心间距Zy=900mm按《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（2015年版）公式9.7.2-1计算：A1min=Vy/(αry*αv*fy)+Mx/(1.3*αry*αb*fy*Zy)=95/(0.85×0.594×300)×10+130×10^3/(1.3×0.85×0.912×300×900)×10=11.049cm^2按《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（2015年版）公式9.7.2-2计算：A2min=N/(0.8*αb*fy)+Mx/(0.4*αry*αb*fy*Zy)×10=130×10^3/(0.4×0.85×0.912×300×900)×10=15.519cm^2根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（2015年版）11.1.9条，考虑地震作用的预埋件，锚筋截面面积增大25%故取锚筋截面面积为：As=1.25*max(A1min，A2min)=19.399cm^2则截面承载力为：F=As*fy=19.399×10^2×300=581967.931N=581.968kN根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2010（2015年版）表11.1.6注释，考虑地震组合，取承载力抗震调整系数γRE=1实际允许承载力值为：Fu=A*fy=56.297×102×300=1688.92×10^3N=1688.92kN则有：F<Fu，满足！2锚板锚件群构造检查锚固长度限值计算：