网架圆形平板拉力支座节点技术手册

网架圆形平板拉力支座节点技术手册软件主要针对网架圆形平板拉力支座节点，计算主要遵循《钢结构连接节点设计手册》（第二版）中的相关条文及规定。因支座节点仍为铰接节点，计算过程中参照刚接柱脚，引入弯矩作用，所以此处需综合两方面考虑，不可令铰接支座的刚性过大。通常，简单的圆形平板拉力支座可采用45度板节点，可以近似理解为8块加劲板，连接锚栓（螺栓）数目也为8个，软件即按此考虑。铰接支承的网架平板拉力支座节点，当采用上述形式时，其构造与计算可按以下要求进行。一：不考虑支座水平力产生的局部弯矩影响不考虑弯矩情况下，整个支座底板与混凝土间不产生压应力作用，所以底板面积不需计算，底板厚度计算也不用考虑混凝土基础反力（因反力为0）。仅需根据锚栓受力情况来直接计算底板厚度。（1）锚栓受力需满足要求。单根锚栓拉力在设计时，应使锚栓在底板和构件的屈服之后，应留有15%~20%的富裕量，软件一般按20%考虑。（2）支座底板的厚度，可按下列公式确定，同时尚应满足构造上的要求。参数说明：为一个锚栓所承受的拉力，；为一个锚栓抗拉承载力设计值；为锚栓布置数目；为从锚栓中心至底板支承边的距离，如下图所示（根据支座形式可直接求得）：为锚栓的孔径；为钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值，根据计算点处钢板材质、厚度不同而取不同数值，按下文表格中数值采用：通常情况下，支座底板的面积一般是由支座节点板侧向加劲肋和连接锚栓的设置构造要求来确定。支座底板的厚度一般是在12~20mm范围内采用。（3）支座节点板（或垂直支承板）的侧向垂直加劲肋的厚度，一般可按支座底板厚度的0.7倍采用。每块加劲肋与支座节点板（或垂直支承板）的双面连接角焊缝（即从底板顶面算起的垂直方向焊缝），可近似地按下列公式计算强度：参数说明：为在偏心弯矩作用下垂直角焊缝的正应力；为在剪力作用下垂直角焊缝的剪应力；为偏心弯矩：；为剪力，按每块加劲板承受垂直力的1/8计算确定：；为支座所承受的竖向拉力值；为垂直加劲肋与支座节点板的垂直角焊缝的计算长度；为垂直加劲肋与支座底板的水平角焊缝的计算长度；为角焊缝的焊脚尺寸；为角焊缝抗拉、抗压和抗剪强度设计值，按下表确定：（4）支座底板与节点板（或垂直支承板）和垂直加劲肋的水平连接焊缝，一般是采用角焊缝，焊脚尺寸可在6~10mm的范围内采用；焊缝强度可近似地按下式计算：参数说明：为水平角焊缝的总计算长度。注：取角焊缝计算长度时，每条按实际长度减去。(5)网架支承支座与柱、或墙、或梁的连接，可采用锚栓连接，也可采用焊接连接。锚栓在混凝土中的锚固长度一般不宜小于（不含弯钩）。支座底板上的锚栓孔径，一般取锚栓直径的2倍左右。锚栓孔上应设置垫板，垫板的厚度一般采用支座底板厚度的0.7~1.0倍，其锚栓孔径一般比锚栓直径大1~2mm。二：考虑支座水平力产生的局部弯矩影响网架支座根据其支座高度，所以其剪力偏离底板中心，形成局部弯矩作用，软件验算弯矩状态下的相关数据是否满足；此外支座受轴心力、水平剪力作用，应按下文所列公式和要求，分别计算底板下混凝土基础的受压应力、受拉侧锚栓的总拉力或锚栓的总有效面积、水平抗剪承载力。软件分别按两个锚栓受拉和三个锚栓受拉的两种情况下，近似验算。当支座的水平抗剪承载力时，应在支座底板下设置抗剪件或增设抗剪插筋并局部浇灌细石混凝土。圆形底板半径，受偏心的拉力作用，受拉锚栓面积定义为，锚栓近似认为距底板边缘，受拉侧锚栓的总拉力，底板下混凝土最大压应力，混凝土受压区长度。弯矩，式中为支座高度。利用弯矩和轴力共同作用，可以求出轴力偏心距。（1）偏心距时，底板出现受拉区，一侧锚栓受拉（软件计算2个或3个锚栓受拉的情况）：底板受压区长度：代入、、后，可利用方程求得混凝土受压区计算长度。底板下的混凝土最大受压应力为：受拉侧锚栓的总拉力或锚栓的总有效面积为水平抗剪承载力为（2）当偏心距时，底板下混凝土不产生压力，锚栓均为拉力作用：底板受压区长度：底板下的混凝土最大受压应力为受拉侧锚栓的总拉力或锚栓的总有效面积为水平抗剪承载力为（3）当时，底板为非偏心受拉，即，所以此时即为无偏心水平力作用，在前文已述。（4）当偏心拉力位于一侧锚栓正上方时，即，拉力全部由单侧锚栓承担，底板下混凝土不产生压应力，另一侧锚栓也不产生拉力。此种情况下，单侧锚栓所受的总拉力为：锚栓的总有效面积为：底板下的混凝土最大受压应力：水平抗剪承载力为0，必须设置抗剪件以承担水平剪力：参数说明：为偏心距，；为底板下混凝土的轴心抗压强度设计值；为底板下混凝土局部承压时的轴心抗压强度设计值提高系数，因软件无法判定基础与柱底板的相对关系，所以按最不利情况考虑，取；当用户有可靠依据时，可按下列条文确定的数值：为混凝土局部受压面积；为混凝土局部受压的计算底面积（局部受压面积需与计算底面积按同心原则确定），按下图采用：为受拉侧锚栓的总拉力；为底板底面与混凝土或水泥砂浆之间的摩擦力；为锚栓的抗拉强度设计值，按下表采用（Q235钢为140；Q345钢为180）：为受拉侧锚栓的总有效面积，软件计算过程中直接按3根锚栓受拉考虑。根据总有效面积，可按《钢结构连接节点设计手册》（第二版）第九章表9-75（458页）确定锚栓的直径和数目（下表）：为由受拉侧底板边缘至受拉锚栓中心的距离（见上文图）；为底板受压区的长度；为钢材的弹性模量与混凝土弹性模量之比，。支座底板的厚度，应同时符合下列公式的要求。参数说明：为根据底板下的混凝土基础反力和底板的支承条件，分别按三边支承板、两相邻支承板计算得到的最大弯矩，其值可按以下要求确定：对三边支承板和两邻边支承板：——计算区格内底板下混凝土基础的最大分布反力，按上文中几种情况下对应计算可得；——计算区格内，板的自由边长度；对两邻边支承板，按下文表中示意的斜边长确定；——与有关的系数，按下表采用：注：当时，按悬伸长度为的悬臂板计算，系数取为0.5。为一个锚栓所承受的拉力，；为单侧锚栓布置数目；为从锚栓中心至底板支承边的距离，如下图所示：为锚栓的孔径；为钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值，根据计算点处钢板材质、厚度不同而取不同数值，按下文表格中数值采用：当锚栓拉力由两个或三个支承边承受时，锚栓拉力相应地由各支承边分担，而每个支承边的有效长度应根据扩散角来确定。底板下的混凝土最大受压应力验算应满足。单根锚栓拉力在设计时，应留有15%~20%的富裕量，软件一般按20%考虑，因此受拉侧所有锚栓应满足。水平抗剪承载力的验算应满足：当时，不需设置抗剪件即满足抗剪要求；当时，需另外设置抗剪件以满足抗剪要求。因结构有多组反力作用，所以按最大反力计算时并不一定能反映所有情况，因此建议均需考虑抗剪件。柱脚底板厚度验算需满足，底板的长度和宽度扩展的外伸尺寸，每侧不宜超过底板厚度的倍。焊缝近似计算支座节点板（或垂直支承板）的侧向垂直加劲肋的厚度，一般可按支座底板厚度的0.7倍采用。每块加劲肋与支座节点板（或垂直支承板）的双面连接角焊缝（即从底板顶面算起的垂直方向焊缝），可近似地按下列公式计算强度：参数说明：为在偏心弯矩作用下垂直角焊缝的正应力；为在剪力作用下垂直角焊缝的剪应力（此处的方向为竖直向）；为偏心弯矩：；为剪力（与前文的不是同一剪力），按每块加劲板承受支座垂直反力的1/8计算确定：；为支座承受的轴力，当底板出现受压区时，取轴力和底板反力（保守近似进算）两者的较大值；为垂直加劲肋与支座节点板的垂直角焊缝的计算长度；为垂直加劲肋与支座底板的水平角焊缝的计算长度；为角焊缝的焊脚尺寸；为角焊缝抗拉、抗压和抗剪强度设计值。注：文中为近似计算，因为，考虑偏心剪力引起的弯矩时，实际上计算方法是按刚接柱脚的理论来计算的，而实际网架支座为铰接考虑，所以会有部分的变形以释放掉偏心剪力的影响，所以完全按刚接计算是不现实的，是与整体结构计算假定相悖的，且不经济；同时，如果完全不考虑弯矩的影响又太过激进，因此此处计算可有效保证底板和锚栓的刚度与强度，且根据支座做法构造特点又不影响其整个支座的铰接特征。支座底板与节点板（或垂直支承板）和垂直加劲肋的水平连接焊缝，一般是采用角焊缝，焊脚尺寸可在6~10mm的范围内采用；焊缝强度可近似地按下式计算：参数说明：为水平角焊缝的总计算长度（此处也可考虑正面角焊缝的强度设计值增大系数）。注：此处的考虑方式也是近似计算，同垂直焊缝计算思路。注：取角焊缝计算长度时，每条按实际长度减去。锚栓在混凝土重的锚固长度一般不宜小于（不含弯钩）。支座底板上的锚栓孔径，一般取锚栓直径的2倍左右。锚栓孔上应设置垫板，垫板的厚度一般采用支座底板厚度的0.7~1.0倍，其锚栓孔径一般比锚栓直径大1~2mm。注：螺栓中心至底板边缘的距离可能需要有更为准确的计算方法，此处不解决，计算则达不到准确的程度。