“箱形柱外露刚接”节点计算书一

“箱形柱外露刚接”节点计算书一一.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：箱形柱外露刚接柱截面：BOX-200*6，材料：Q235柱与底板全截面采用对接焊缝，焊缝等级为：二级，采用引弧板；底板尺寸：L*B=420mm×420mm，厚：T=30mm锚栓信息：个数：8采用锚栓：双螺母焊板锚栓库_Q235-M24方形锚栓垫板尺寸(mm)：B*T=70×20底板下混凝土采用C30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1-300.030.00.00.020.0否三.验算结果一览最大压应力(MPa)3.32最大14.3满足底板厚度(mm)30.0最小20.0满足等强全截面1满足板件宽厚比12.1最大18.0满足板件剪应力(MPa)41.6最大125满足焊缝剪应力(MPa)29.4最大160满足焊脚高度(mm)9.00最小8.22满足焊脚高度(mm)9.00最大9.60满足板件宽厚比12.1最大18.0满足板件剪应力(MPa)30.6最大125满足焊缝剪应力(MPa)21.6最大160满足焊脚高度(mm)9.00最小8.22满足焊脚高度(mm)9.00最大9.60满足基底最大剪力(kN)30.0最大120满足绕x轴抗弯承载力(kN*m)89.6最小73.1满足绕y轴抗弯承载力(kN*m)89.6最小73.1满足四.混凝土承载力验算控制工况：组合工况1，N=(-300)kN；Mx=0kN·m；My=20kN·m；柱脚底板X向单向偏压，弯矩为:20kN·m偏心距：e=20/300×10^3=66.6667mm底板计算方向长度：L=420mm底板垂直计算方向长度：B=420mm锚栓在计算方向离底板边缘距离：d=50mme1=L/6=420/6=70mme2=L/6+d/3=420/6+50/3=86.6667mme<e1=70，故σc=N*(1+6*e/L)/L/B=300×(1+6×66.6667/420)/420/420×10^3=3.32038N/mm^2锚栓群承受的拉力：Ta=0单个锚栓承受的最大拉力：Nta=0混凝土抗压强度设计值：fc=14.3N/mm^2底板下混凝土最大受压应力：σc=3.32038N/mm^2底板下混凝土最大受压应力设计值：σc14.3N/mm^23.32≤14.3，满足五.底板验算1混凝土反力作用下截面所围区格分布弯矩计算截面所围区格按四边支承板计算，依中心点取混凝土压应力控制工况：组合工况1，最大混凝土压应力：σc=1.70068N/mm^2长边长度：a3=H-Tf=194mm短边长度：b3=B-Tw=194mm分布弯矩：MstrSub=0.048×1.70068×194×194×10^-3=3.07233kN2混凝土反力作用下边角区格分布弯矩计算边角区格按两边支承板计算，依自由角点取混凝土压应力控制工况：组合工况1，最大混凝土压应力：σc=3.32038N/mm^2Y向加劲肋到底板边缘长度：a=0.5×[420-(2-1)×192]=114mmX向加劲肋到底板边缘长度：b=0.5×[420-(2-1)×192]=114mm跨度：a2=(114^2+114^2)^0.5=161.22mm区格不规则，按等面积等跨度折算悬挑长度：b2=80.5109mm分布弯矩：Mc2=0.0599015×3.32038×161.22×161.22×10^-3=5.16969kN3混凝土反力作用下X向加劲肋间区格分布弯矩计算X向加劲肋间区格按三边支承板计算，依跨度中点取混凝土压应力控制工况：组合工况1，最大混凝土压应力：σc=3.32038N/mm^2跨度：a2=192mm悬挑长度：b2=0.5×(420-200+6)=113mm分布弯矩：Mc3=0.0733958×3.32038×192×192×10^-3=8.98382kN·m4混凝土反力作用下Y向加劲肋间区格分布弯矩计算Y向加劲肋间区格按三边支承板计算，依跨度中点取混凝土压应力控制工况：组合工况1，最大混凝土压应力：σc=1.70068N/mm^2跨度：a2=192mm悬挑长度：b2=0.5×(420-200+6)=113mm分布弯矩：Mc4=0.0733958×1.70068×192×192×10^-3=4.60147kN·m5要求的最小底板厚度计算综上，底板各区格最大分布弯矩值为：Mmax=8.98382kN受力要求最小板厚：tmin=(6*Mmax/f)^0.5=(6×8.98382/205×10^3)^0.5=16.2155mm≤30，满足一般要求最小板厚：tn=20mm≤30，满足柱截面要求最小板厚：tz=6mm≤30，满足六.柱对接焊缝验算柱截面与底板采用全对接焊缝，强度满足要求七.X向加劲肋验算加劲肋外伸长度：Lb=95mm加劲肋间反力区长度：li=min(0.5×192，95)=95mm加劲肋外反力区长度：lo=min{0.5×[420-192×(2-1)]，95)=95mm反力区面积：Sr=(95+95)×95×10^-2=180.5cm^21X向加劲肋板件验算控制工况：组合工况1，混凝土压应力：σcm=3.32038N/mm^2计算区域混凝土反力：Fc=3.32038×180.5/10=59.9328kNX向加劲肋不承担锚栓拉力，取锚栓反力：Fa=0kN板件验算控制剪力：Vr=max(Fc，Fa)=59.9328kN计算宽度取为上切边到角点距离：br=96.6978mm板件宽厚比：br/tr=96.6978/8=12.0872≤18，满足扣除切角加劲肋高度：hr=200-20=180mm板件剪应力：τr=Vr/hr/tr=59.9328×10^3/(180×8)=41.62Mpa≤125，满足2X向加劲肋焊缝验算焊缝验算控制剪力和控制工况同板件验算，Vr=59.9328kN角焊缝有效焊脚高度：he=2×0.7×9=12.6mm角焊缝计算长度：lw=hr-2*hf=180-2×9=162mm角焊缝剪应力：τw=Vr/(2*0.7*hf*lw)=59.9328/(2×12.6×162)=29.3615MPa≤160，满足八.Y向加劲肋验算加劲肋外伸长度：Lb=95mm加劲肋间反力区长度：li=min(0.5×192，95)=95mm加劲肋外反力区长度：lo=min{0.5×[420-192×(2-1)]，95)=95mm反力区面积：Sr=(95+95)×95×10^-2=180.5cm^21Y向加劲肋板件验算控制工况：组合工况1，混凝土压应力：σcm=2.44111N/mm^2计算区域混凝土反力：Fc=2.44111×180.5/10=44.0621kN不承担锚栓拉力，取锚栓反力：Fa=0kN板件验算控制剪力：Vr=max(Fc，Fa)=44.0621kN计算宽度取为上切边到角点距离：br=96.6978mm板件宽厚比：br/tr=96.6978/8=12.0872≤18，满足扣除切角加劲肋高度：hr=200-20=180mm板件剪应力：τr=Vr/hr/tr=44.0621×10^3/(180×8)=30.5987Mpa≤125，满足2Y向加劲肋焊缝验算焊缝验算控制剪力和控制工况同板件验算，Vr=44.0621kN角焊缝有效焊脚高度：he=2×0.7×9=12.6mm角焊缝计算长度：lw=hr-2*hf=180-2×9=162mm角焊缝剪应力：τw=Vr/(2*0.7*hf*lw)=44.0621/(2×12.6×162)=21.5864MPa≤160，满足九.柱脚抗剪验算控制工况：组合工况1，N=(-300)kN；Vx=30kN；Vy=0kN；锚栓所承受的总拉力为：Ta=0kN柱脚底板的摩擦力：Vfb=0.4*(-N+Ta)=0.4×(300+0)=120kN柱脚所承受的剪力：V=(Vx^2+Vy^2)^0.5=(30^2+0^2)^0.5=30kN≤120，满足十.柱脚节点抗震验算1绕x轴抗弯最大承载力验算绕x轴柱全塑性受弯承载力：Wp=338832mm3Mp=Wp*fy=338832×235=79.6255kN·m因为N/Ny=300000/1.09416e+006=0.274183>0.13,所以Mpc=1.15(1-N/Ny)Mp=66.4626kN·m绕x轴柱脚的极限受弯承载力：Mu1=fubAe(L-Xn/3)=368.421×1057.51×(370-420/3)=89.6101kN·mMu2=fckBXn(L-Xn/2)=20.1×420×420×(420-420/2)=744.584kN·mMu,basej=min(Mu1,Mu2)=89.6101kN·m>=1.1Mpc=73.1089kN·m,满足2绕y轴抗弯最大承载力验算绕y轴柱全塑性受弯承载力：Wp=338832mm3Mp=Wp*fy=338832×235=79.6255kN·m因为N/Ny=