弧形廊架钢结构柱脚计算书.doc

“箱形柱外露刚接”节点计算书

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计算软件： TSZ结构设计系列软件TS-MTS2021Ver6.8.0.0

计算时间： 2024年12月24日12:39:09

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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）

节点类型为：箱形柱外露刚接

柱截面：BOX-150×6，材料：Q235

柱全截面与底板采用对接焊缝，焊缝等级为：二级，采用引弧板；

底板尺寸：L*B=400mm×400mm，厚：T=20mm

锚栓信息：个数：4

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.内力信息

设计内力：组合工况内力设计值

工况

Nz(kN)

Vx(kN)

Vy(kN)

Mx(kN·m)

My(kN·m)

抗震

组合工况1

16.0

2.1

1.1

1.6

4.1

否

三.验算结果一览

验算项

数值

限值

结果

底板下混凝土最大压应力(MPa)

0

最大14.3

满足

底板厚度(mm)

20.0

最小20.0

满足

锚栓拉力(kN)

17.2

最大49.4

满足

板件宽厚比

16.4

最大18.0

满足

板件剪应力(MPa)

0

最大125

满足

焊缝剪应力(MPa)

0

最大160

满足

焊脚高度(mm)

10.0

最小6.00

满足

板件宽厚比

16.4

最大18.0

满足

板件剪应力(MPa)

0

最大125

满足

焊缝剪应力(MPa)

0

最大160

满足

焊脚高度(mm)

10.0

最小6.00

满足

锚栓锚固长度(mm)

720

最小600

满足

基底最大剪力(kN)

2.37

最大7.36

满足

四.底板下混凝土局部承压验算

控制工况：组合工况1，Nz=16kN(受拉)；Mx=1.6kN·m；My=4.1kN·m

1按单向公式双向叠加计算

1.1单独X向偏拉下计算

偏心距：e=4.1/16×10^3=256.25mm

底板计算方向长度：Lx=400mm

底板垂直计算方向长度：Bx=400mm

锚栓在计算方向离底板边缘距离：d=50mm

e=256.25mm＞L/2-d=400/2-50=150，底板下混凝土局部受压

故

混凝土弹性模量：Ec=30000N/mm^2

钢材弹性模量：Es=206000N/mm^2

弹性模量比：n=Es/Ec=206000/30000=6.867

锚栓的总有效面积：Ae=705.007mm^2

有一元三次方程的各系数如下：

A=1

B=3*(-e-L/2x)=3×((-256.25)-400/2)=(-1368.75)

C=6*n*Ae/Bx*(-e+Lx/2-d)=6×6.867×705.007/400×((-256.25)+400/2-50)=(-7715.416)

D=-C*(Lx-d)=7715.416×(400-50)=2700395.633

解方程式：AXn^3+BXn^2+CXn+D=0，得底板受压区长度：Xn=42.306mm

σcx=2*N*(e-Lx/2+d)/Bx/Xn/(Lx-d-Xn/3)

=2×16×(256.25-400/2+50)/400/42.306/(400-50-42.306/3)×10^3

=0.598N/mm^2

单侧锚栓群承受的总拉力：Tax=N*(e+L/2-Xn/3)/(L-d-Xn/3)

=16×(256.25+400/2-42.306/3)/(400-50-42.306/3)

=21.061kN

单个锚栓承受的最大拉力：Ntax=Tax/2=21.061/2=10.531kN

1.2单独Y向偏拉下计算

偏心距：e=1.6/16×10^3=100mm

底