圆钢管柱外露式刚接柱脚-压弯

项目名称页码1/4节点名称节点编号计算校核日期2020/7/9插图：已知：钢管截面直径d：600mm钢管截面厚t：20mm底板厚度T30mm底板和加劲板材质2(1为Q235,2为Q345)锚栓材质：1(1为Q235,2为Q345)锚栓公称直径:56mm(24,27,30,33,36,39,42,45,48,52,56,60)锚栓栓数量n:8锚栓中心离柱边a:100mm锚栓中心离板边Lt:100mm加劲肋高度h:275mm加劲肋厚度t1:20mm加劲肋焊缝hf:16mm基础混凝土等级：C40(C20,C30,C40,C50)轴力N:500kN(压为正）弯矩M:300kN.m剪力V:100kN验算过程：底板半径R:500mm锚栓净面积As：1969mm2锚栓承载力Ty:276kN锚栓弹性模量Es:200000N/mm2混凝土抗压强度fc：19.1N/mm2混凝土弹性模量Ec:32500N/mm2制表：结构者/STRUCTER邮箱：[e-mail]******公司logo******************圆钢管柱外露式刚接柱脚-压弯nLXeθγσctRNT1T2XY0柱脚平面LarraLDtthTAArraLDtA-A剖面aLtdt节点名称节点编号页码2/4螺栓间距夹角γ：45度偏心距e：600mm验算1－锚栓承载力[1]极限偏心距ecr:153mm(即压应力的边线达到T1中心线，锚栓T1为零临界)根据偏心距比较eecr锚栓有拉力，以下的锚栓验算内容有效！系数η：0.18（此值采取迭代法求取，在此不给出求解过程）受压区长度Xn：409mmf(η):0.207g(η):0.137h(η):7.388j(η):1.523锚栓拉力T1：81kN公式满足要求！验算2－混凝土承载力底板受力状态：T1、T2受拉，受压区应力图三角形受压区长度Xn：409mm锚栓有拉力，公式最大压应力σc：5.6N/mm2不考虑混凝土局部承压承载力提高锚栓无拉力，受压区三角，公式混凝土抗压强度fc：19.1N/mm2满足要求！锚栓无拉力，受压区梯形，公式验算3－底板厚度验算a)受压边缘验算[2]按三边支承类板验算两边支承边长度a2294mm悬臂边长度b2200mmb2/a20.68系数α0.084混凝土压应力σc5.6N/mm2弯矩M24.1E+04N.mmM2=ασca22底板强度设计值f295N/mm2计算得底板厚度ta29mmta=sqrt(6M2/f)b)受拉边缘验算[3]按三边支承类板验算锚栓中心至钢管面b=100mm锚栓中心至加劲边e=147mm单螺栓受拉力Nt81kN底板强度设计值f295N/mm2传统的方法过于繁琐（塑性铰线的确定等）制表：结构者/STRUCTER邮箱：[e-mail]圆钢管柱外露式刚接柱脚-压弯******b2三边支承板a2eeabMeN1sh()cTA212h()cNR234cNMNNeAWRRNRLRReT)(g))(j1()(f)cos)(j1)(()(g)(ft1节点名称节点编号页码3/4参照《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》7.2.9条：计算得底板厚度tb：12mmc)底板中央受压验算周边固支圆形板均布荷载单位板宽弯矩M边缘最大应力σmax2.6N/mm2边缘最小应力σmin0.0N/mm2取压应力平均值q1.3N/mm2单位板宽弯矩M7355.5N.mm底板强度设计值f295.0N/mm2计算得底板厚度tc12.2mmd)取上述的最大值29mm满足要求！（注：如果c项验算不满足要求，可采用加劲贯穿来分隔）验算4－加劲板验算a)受拉侧加劲肋的受拉承载力拉力Nt81kN加劲肋长度a+Lt200mm加劲肋厚度t120mm应力σ=Nt/A20N/mm2强度设计值f295N/mm2b)受压侧加劲肋的受压承载力压力Nc350kN加劲肋长度a+Lt200mm加劲肋厚度t120mm应力σ=Nc/A87N/mm2强度设计值f295N/mm2c)加劲肋的抗剪承载力剪力V350kN加劲肋高度h275mm加劲肋厚度t120mm剪应力τ=V/A64N/mm2强度设计值fv170N/mm2强度满足要求！验算5－焊缝验算a)受拉侧加劲肋与端板的焊缝加劲肋焊缝为双面角焊缝拉力Nt81kN焊缝长度lw180mm焊缝高度hf16mm焊缝剪应力τf20N/mm2角焊缝强度ffw170N/mm2焊缝满足要求。制表：结构者/STRUCTER邮箱：[e-mail]圆钢管柱外露式刚接柱脚-压弯******柱脚平面rrrrA-A剖面σmaxσminAANtVNthNcVhNcNtNtNt角焊缝拉力加劲肋加劲肋角焊缝/2/2tb26..(4()4)beNtbabef20729.0qrM2c6Mtftffw20.7Nhl节点名称节点编号页码4/4b)受压侧加劲肋与端板的焊缝压力Nc350kN焊缝长度lw180mm焊缝高度hf16mm焊缝剪应力τf87N/mm2角焊缝强度ffw170N/mm2焊缝满足要求。c)加劲肋与钢管的焊缝剪力V=350kN弯矩M35kN.m(附加弯矩）焊缝长度lw=255mm焊缝剪应力τf61N/mm2焊缝正应力σM144N/mm2强度增大系数βf1.22焊缝组合应力σfs133N/mm2角焊缝强度ffw170N/mm2焊缝满足要求。验算5－构造验算端板厚度不宜小于20mm满足要求加劲肋厚度不宜小于12mm满足要求加劲肋宽厚比β13.75满足要求参考资料：[1]孟宪德,外露式圆钢管柱刚接柱脚设计研究,钢结构，2011,26(6):12-14[2]李星荣等,钢结构连接节点设计手册,中国建筑工业出版社,2005[3]《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002制表：结构者/STRUCTER邮箱：[e-mail]圆钢管柱外露式刚接柱脚-压弯******NcNc角焊缝压力加劲肋加劲肋角焊缝VM角焊缝cffw20.7Nhlffw20.7VhlM2fw20.7/6Mhl22Mfsff()()yt1max(,)/18235faLht8.810.9M1670100M20110155M22135190M24155225M27205290M30250355Q235Q3450.400.450.350.400.450.550.300.35钢材强度设计值(N/mm2)注：括号中为冷弯薄臂型钢的强度设计值牌号215(205)125(120)325(310)205(205)120(120)325(310)200(200)115(115)325(310)190(190)110(110)325(310)310(300)180(175)400(400)295(295)170(170)400(400)265(265)155(155)400(400)250(250)145(145)400(400)35020541533519041531518041529517041516~4040~6060~100Q345≤1616~3535~5050~100端面承压(刨平顶紧)fce厚度或直径(mm)高强螺栓的预拉力(kN)螺栓强度等级螺栓公称直径(mm)构件接触面处理方法喷砂喷砂后涂无机富锌漆喷砂后生赤锈钢丝刷除浮锈或未经处理干净表面钢材　抗拉、抗压和抗弯f抗剪fvQ390≤1616~3535~5050~100Q235≤16焊缝的强度设计值(N/mm2)角焊缝抗剪fvw抗拉、抗压和抗剪ffwI、II级III级215215185125160205200170115160200190160110160190180150105160310310265180200295295250170200265265225155200250250210145200350350320220220335335305210220315315290195220295295275185220螺栓连接的强度设计值(N/mm2)抗拉ftb抗剪fvb承压fcb抗拉ftb抗剪fvb承压fcb抗拉ftb4.6、4.8170140-----5.6级---210190--8.8级---400320--Q235钢------140Q345钢------1808.8级-------10.9级-------Q235钢--305--405-Q345钢--385--510-Q390钢--400--530-Q420钢--425--560-构件自动焊、半自动焊各用E43xx型焊条的手工焊普通螺栓锚栓A级、B级螺栓C级螺栓普通螺栓16~3535~50承压型连接高强螺栓Q390自动焊、半自动焊各用E43xx型焊条的手工焊Q23550~100螺栓的性能等级、锚栓和构件钢材的牌号Q345锚栓≤16≤1616~4040~60自动焊、半自动焊各用E50xx型焊条的手工焊≤1616~3535~5050~10060~100焊接方法和焊条型号构件钢材对接焊缝牌号厚度或直径(mm）抗压fcw焊缝质量为下列级别时的抗拉和抗弯ftw抗拉ftb抗剪fvb承压fcb---------------400250-500310---470--590--615--655承压型连接高强螺栓C15202.4545756090500223.0345756595550243.53508070100600274.59508075105675305.61558580110750336.94559085120825368.17609590125900399.76651009513010004211.21701051001354513.06751101051404814.73801201101505217.58851251201605620.30901301301706023.62951351401806426.761001451501956830.551051501602057234.601101551702157638.89115160180225b(mm)当基础混凝土的强度等级为锚固长度L(mm)Q235钢锚栓选用表锚栓直径d(mm)锚栓截面有效面积Ae(cm2)连接尺寸锚固长度及细部尺寸a(mm)b(mm)a(mm)单螺母双螺母8043.441201651902358549.481301802002509055.911401902102609562.7315020022027010069.95160210230280参考：《钢结构设计手册（上册）》（第三版）-中国建筑工业出版社，2004。《钢结构设计禁忌及实例》-中国建筑工业出版社，2009C15202.44845756090600223.03445756595660243.525508070100720274.594508075105810305.606558580110900336.936559085120990368.1676095901251080399.758651009513011704211.21701051001354513.06751101051404814.73801201101505217.5885125120160b(mm)锚固长度L(mm)锚栓直径d(mm)锚栓截面有效面积Ae(cm2)连接尺寸b(mm)双螺母a(mm)a(mm)单螺母当基础混凝土的强度等级为锚固长度及细部尺寸16Mn钢锚栓选用表5620.30901301301706023.62951351401806426.761001451501956830.551051501602057234.601101551702157638.891151601802258043.4412016519