“梁砼构件全现场焊刚接”节点计算书

“梁砼构件全现场焊刚接”节点计算书====================================================================计算软件： TSZ结构设计系列软件TS-MTS2021Ver6.8.1.0计算时间： 2024年07月08日11:20:46====================================================================一.节点基本资料设计依据：《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）《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145-2013节点类型为：梁砼构件全现场焊刚接梁截面：H-120×100×5×5，材料：Q235节点前视图如下：节点下视图如下：二.内力信息设计内力：组合工况内力设计值工况Nx(kN)Vz(kN)My(kN·m)抗震组合工况10.09.0-8.0否组合工况20.09.0-8.0否三.验算结果一览验算项数值限值结果框架梁下翼缘稳定验算--1满足综合应力(MPa)60.5最大160满足腹板焊脚高(mm)6.00最小5.00满足翼缘焊脚高(mm)6.00最小5.00满足抗拉承载力(kN)26.67最大32.40满足抗剪承载力(kN)2.25最大27.20满足复合作用公式0.681满足锚固长度(mm)100.0最小100满足锚板厚度(mm)20.0最小18.8满足行间距(mm)150最小72满足列间距(mm)150最小45满足行边距(mm)75最小24满足列边距(mm)75最小24满足四.梁端截面焊缝承载力验算1角焊缝基本参数焊缝群分布和尺寸如下图所示：角焊缝焊脚高度：hf=6mm有效高度：he=4.2mm2焊缝群强度验算控制工况：组合工况1，Nx=0kN；Vz=9kN；Vy=0kN；Mx=0kN·m；My=(-8)kN·m；以下计算将节点内力换算至焊缝群坐标系焊缝受力：N=0kN；Vx=0kN；Vy=9kN；Mx=(-8)kN·m；My=0kN·m；未直接承受动力荷载，取正面角焊缝强度设计值增大系数βf=1.22抗压面积：AN=25.62cm2抗剪面积：Ax=16.38cm2；Ay=9.24cm2形心到左下角距离：Cx=50mm；Cy=60mm对形心惯性矩：Ix=715.429cm4；Iy=203.222cm4X向剪应力：τx=|Vx|/Ax=0×103/1638=0MPaY向剪应力：τy=|Vy|/Ay=9×103/924=9.74026MPa轴力下正应力：σN=N/A=0/25.62×10=0MPa3外角点综合应力强度验算外角点到焊缝形心y向距离：y1=0.5×120+6=66mm外角点到焊缝形心x向距离：x1=0.5×100+6=56mm绕x轴弯矩下：σMx1=|Mx|*y1/Ix=(-8)×66/715.429×102=73.8018MPa绕y轴弯矩下：σMy1=|My|*x1/Iy=0×56/203.222×102=0MPa外角点最大正应力：σmax1=σN+σMy1+σMx1=0+0+73.8018=73.8018MPa外角点最小正应力：σmin1=σN-σMy1-σMx1=0-0-73.8018=(-73.8018)MPa外角点最大综合应力：σm1={[max(|σmax1|，|σMin1|)/βf]2+τx2}0.5={[max(|73.8018|，|(-73.8018)|)/1.22]2+02}0.5=60.4933MPa≤160N/mm2，满足4腹板顶点综合应力强度验算腹板顶点到焊缝形心y距离：y2=0.5×120-5=55mm腹板顶点到焊缝形心x距离：x2=0.5×5+6=8.5mm绕x轴弯矩下：σMx2=|Mx|*y2/Ix=(-8)×55/715.429×102=61.5015MPa绕y轴弯矩下：σMy2=|My|*x2/Iy=0×8.5/203.222×102=0MPa腹板顶点最大正应力：σmax2=σN+σMy2+σMx2=0+0+61.5015=61.5015MPa外角点最小正应力：σmin2=σN-σMx2-σMy2=0-0-61.5015=(-61.5015)MPa腹板顶点最大综合应力：σm2={[max(|σmax2|，|σMin2|)/βf]2+τy2}0.5={[max(|61.5015|，|(-61.5015)|)/1.22]2+9.740262}0.5=51.3434MPa≤160N/mm2，满足5角焊缝构造检查腹板角焊缝连接板最大厚度：Tmax=12mm构造要求最小焊脚高度：hfmin=5mm≤6mm，满足翼缘角焊缝连接板最大厚度：Tmax=12mm构造要求最小焊脚高度：hfmin=5mm≤6mm，满足五.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=(-8)kN·m；根据《钢结构设计标准》GB50017-20176.2.7条l=6000/2=3000mmhw=120-5-5=110mmγ=b1/tw×[(b1×t1)/(hw×tw)]0.5=100/5×[(100×5)/(110×5)]0.5=19.0693ψ1=0.5×[(5.436×γ×hw2/l2)+l2/(5.436×γ×hw2)]=0.5×[(5.436×19.0693×1102/30002)+30002/(5.436×19.0693×1102)]=3.65737σcr=[3.46b1×t13+hw×tw3×(7.27γ+3.3)×ψ1]×E/[hw2×(12b1×t1+1.78hw×tw)]=[3.46×100×53+110×53×(7.27×19.0693+3.3)×3.65737]×206000/[1102×(12×100×5+1.78×110×5)]=17517.3N/mm2λn,b=(fy/σcr)0.5=(235/17517.3)0.5=0.115824≤0.45,可不验算框架梁下翼缘稳定性。六.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=9kN；My=(-8)kN·m；以下计算将节点内力换算至锚件群坐标系2化学锚栓群抗拉承载力计算轴向拉力为：N=0kN绕X轴弯矩：Mx=(-8)kN·m(负号仅表示方向，对计算结果无影响，计算中取绝对值)锚栓群沿环形布置，锚栓总个数为：n=4个按轴向拉力与绕X轴单向弯矩共同作用下计算：由N/n-Mx*y1/Σyi2=0×103/4-8×106×75/22500=(-26666.7)<0故最大化学锚栓拉力值为：Nh=(Mx+N*l)*y1'/Σyi'2=(8×106+0×103×75)×150/45000=26666.7=26.6667kN所选化学锚栓抗拉承载力为(锚栓库默认值)：Nc=32.4kN故有：26.6667<32.4kN，满足3化学锚栓群抗剪承载力计算Y方向剪力：Vy=9kNX方向受剪锚栓个数：nx=4个Y方向受剪锚栓个数：ny=4个剪切荷载通过受剪化学锚栓群形心时，受剪化学锚栓的受力应按下式确定：VixV=Vx/nx=0/4=0×10-3=0kNViyV=Vy/ny=9000/4=2250×10-3=2.25kN化学锚栓群在扭矩T作用下，各受剪化学锚栓的受力应按下列公式确定：VixT=T*yi/(Σxi2+Σyi2)ViyT=T*xi/(Σxi2+Σyi2)化学锚栓群在剪力和扭矩的共同作用下，各受剪化学锚栓的受力应按下式确定：Viδ=[(VixV+VixT)2+(ViyV+ViyT)2]0.5结合上面已经求出的剪力作用下的单个化学锚栓剪力值及上面在扭矩作用下的单个锚栓剪力值公式分别对化学锚栓群中（边角）锚栓进行合成后的剪力进行计算（边角锚栓存在最大合成剪力）：取4个边角化学锚栓中合剪力最大者为：Viδ=[(0+0)2+(2250+0)2]0.5=2.25kN所选化学锚栓抗剪承载力为(锚栓库默认值)：Vc=27.2kN故有：Viδ=2.25kN<27.2kN，满足4化学锚栓群在拉剪共同作用下计算当化学锚栓连接承受拉力和剪力复合作用时，混凝土承载力应符合下列公式：(βN)2+(βV)2≤1式中：βN=Nh/Nc=26.6667/32.4=0.823045βV=Viδ/Vc=2.25/27.2=0.0827206故有：(βN)2+(βV)2=0.8230452+0.08272062=0.684246≤1，满足5锚板锚件群构造检查锚固长度限值计算：实际锚固长度100，最小限值为100，满足！锚板厚度限值计算：根据《混凝土结构后锚固件技术规程》JGJ145-2013.5.1.4锚板厚度不宜小于锚栓直径的0.6倍，受拉和受弯后锚固