钢柱柱脚“H柱埋入刚接”节点计算书

“H柱埋入刚接”节点计算书

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：H柱埋入刚接

柱截面：H-196*99*4*6，材料：Q345

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= 230 mm×130 mm，厚：T= 20 mm

锚栓信息：个数：2

采用锚栓：双螺母弯钩锚栓库_Q235-M20

方形锚栓垫板尺寸(mm)：B*T=70×20

底板下混凝土采用C40

基础梁混凝土采用C25

基础埋深：1.5m

栓钉生产标准：GB/T 10433

栓钉抗拉强度设计值：f=215 N/mm^2

栓钉强屈比：γ=1.67

沿Y向栓钉采用：M16×120

行向排列：200 mm×7

列向排列：仅布置一列栓钉

实配钢筋：4HRB400_25+6HRB400_16+4HRB400_16

近似取X向钢筋保护层厚度：C x=30 mm

近似取Y向钢筋保护层厚度：C y=30 mm

节点示意图如下：

二. 荷载信息

设计内力：组合工况内力设计值

组合工况1 -200.0 25.4

0.0 0.0 50.0 否

三. 验算结果一览

最大压应力(MPa) 6.69 最大19.1 满

足等强全截面 1

满足基底最大剪力(kN) 25.4 最大80.0 满足绕x轴抗弯承载力(kN*m) 1220 最小49.4 满足绕y轴抗弯承载力(kN*m) 2415 最小12.5 满足 X向承担剪力(kN) 76.6 最大253 满足 X向压应力(MPa) 1.26 最大11.9 满足 Y向承担剪力(kN) 0 最大341 满足 Y向压应力(MPa) 0 最大11.9 满足沿Y向抗剪应力比 38.5 最大49.9 满足 X向栓钉直径(mm) 16.0 最小16.0 满足 X向列间距(mm) 0 最大200 满足 X向行间距(mm) 200 最大200 满足 X向行间距(mm) 200 最小96 满足 X向边距(mm) 50 最小为28 满足绕Y轴承载力比值 0.33 最大1.00 满足绕X轴承载力比值 0 最大1.00 满足绕Y轴含钢率(%) 0.49 最小0.20 满足绕X轴含钢率(%) 0.56 最小0.20 满足沿Y向主筋中距(mm) 133 最小50.0 满足沿Y向主筋中距(mm) 133 最大200 满足沿X向主筋中距(mm) 124 最小50.0 满足沿X向主筋中距(mm) 124 最大200 满足沿Y向锚固长度(mm) 560 最小560 满足沿X向锚固长度(mm) 880 最小875 满足

四. 混凝土承载力验算

控制工况：组合工况1，N=(-200) kN；

底板面积：A=L*B =230×130×10^-2=299cm^2

底板承受的压力为：N=200 kN

底板下混凝土压应力：σc=200/299 ×10=6.68896 N/mm^2≤19.1，满足

五. 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

六. 柱脚抗剪验算

控制工况：组合工况1，N=(-200) kN；V x=25.4 kN；V y=0 kN；

锚栓所承受的总拉力为：T a=0 kN

柱脚底板的摩擦力：V fb=0.4*(-N+T a)=0.4×(200+0)=80 kN

柱脚所承受的剪力：V=(V x^2+V y^2)^0.5=(25.4^2+0^2)^0.5=25.4 kN≤80，满足

七. 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：

W p=146716mm3

M p=W p*f y=146716×345=50.617 kN·m

因为N/N y=200000/682755=0.292931>0.13, 所以M pc=1.15(1-N/Ny)M p=41.1582 kN·m 绕x轴柱脚的极限受弯承载力：

M u,base j=f ck B c l[((2l + h b)2+h b2)0.5-(2l +

h b)]=26.8×99×3500×[((2×3500+1500)2+15002)0.5-(2×3500+1500)]=1219.63

kN·m >=1.2Mpc=1.2×4.11582e+007=49.3898 kN·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：

W p=30139

M p=W p*f y=30139×345=10.398 kN·m

因为N/N y=200000/682755=0.292931<=Aw/A, 所以M pc=1M p=10.398 kN·m

绕y轴柱脚的极限受弯承载力：

M u,base j=f ck B c l[((2l + h b)2+h b2)0.5-(2l +

h b)]=26.8×196×3500×[((2×3500+1500)2+15002)0.5-(2×3500+1500)]=2414.63 kN·m >=1.2Mpc=1.2×1.0398e+007=12.4775 kN·m, 满足

八. 端部X向抗剪验算

1 X向基本参数

柱子X向截面高度： h c=196mm

X向受压翼缘宽度： b f=99mm

柱子X向翼缘厚度： t f=4mm

柱子X向腹板厚度： t w=12mm

柱子腹板弯角半径： r=4mm

基础梁混凝土标号：C25

弹性模量：E c=28000N/mm^2

抗压强度：f c=11.9N/mm^2

抗拉强度：f t=1.27N/mm^2

基础埋置深度： d=1.5m

水平加劲肋厚度： t s=6mm