梁柱顶端单边刚接端板竖放”节点计算书

“梁柱顶端单边刚接端板竖放”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：梁柱顶端单边刚接端板竖放

梁截面：H-502*470*20*25，材料：Q235

柱截面：H-650*300*11*17，材料：Q235

节点示意图如下：

端板信息：

板采用：宽(mm)×长(mm)：572×675，厚(mm)：16

螺栓采用：10.9级-M14

端板从上到下的零件排列为：

第1排：螺栓，距边缘距离为：35 mm

第2排：翼缘，距前一个零件的距离为：63 mm

第3排：螺栓，距前一个零件的距离为：67 mm

第4排：螺栓，距前一个零件的距离为：345 mm

第5排：翼缘，距前一个零件的距离为：67 mm

第6排：螺栓，距前一个零件的距离为：63 mm

二. 荷载信息

设计内力：组合工况内力设计值

组合工况1 200.0 115.4 0.0 否

三. 验算结果一览

端板厚度(mm) 16.0 最小16.0 满足腹板厚度(mm) 20 不需验算满足

1号栓端距(mm) 35 最小31 满足

1号栓-翼缘(mm) 50 最小35 满足

3号栓-翼缘(mm) 54 最小35 满足

3号栓-4号栓(mm) 345 最小47 满足

4号栓-翼缘(mm) 54 最小35 满足

6号栓端距(mm) 35 最小31 满足

6号栓-翼缘(mm) 50 最小35 满足

最大栓距(mm) 345 最大400 满足

最大压应力(MPa) -7.26 最小-205 满足

综合应力(MPa) 24.8 最大160 满足

腹板焊脚高(mm) 7.00 最大24.0 满足

腹板焊脚高(mm) 7.00 最小6.71 满足

板件宽厚比13.8 最大14.9 满足板件剪应力(MPa) 5.43 最大180 满足焊缝剪应力(MPa) 16.5 最大200 满足

焊脚高度(mm) 6.00 最小6.00 满足

焊脚高度(mm) 6.00 最大19.2 满足

板件宽厚比10.3 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) 6.00 最小3.67 满足

焊脚高度(mm) 6.00 最大7.20 满足

四. 端板验算

1 受力信息

控制工况：组合工况1

轴力N=(-200)kN，剪力V=115.4 kN，弯矩M=0 kN·m

2 端板螺栓群验算

单个螺栓抗拉承载力计算：

N t=0.8P=0.8×75=60kN

受拉翼缘螺栓拉力承担系数：κ=2+2Σy i^2/h^2=3.48001

弯矩作用下螺栓的最大拉力：T m=|M|/(κh)=0/(3.48001×479.379)×10^3=0 kN

忽略垂直端板方向分力的作用，螺栓最大拉力：T d=T m=0 kN

单个螺栓抗剪承载力计算：

N v=0.9n fμP=0.9×1×0.45×75=30.375kN

受压翼缘螺栓个数为：n=4个

单个螺栓所承受的剪力为：V d=|V|/n=115.4/4=14.425 kN

螺栓强度验算：T d/N t + V d/N v= 0/60 + 14.425/30.375 = 0.474897 ≤ 1 满足！

3 端板厚度验算

一个螺栓的受拉承载力设计值为：60kN

第1排螺栓受拉为两边支承类（端板外伸）

T min=[6×50×284×60×10^3/(284×572+2×50×(50+284))/215]^0.5=11.018 mm

第2排螺栓受拉为两边支承类（端板外伸）

T min=[6×54.4377×284×60×10^3/(284×572+2×54.4377×(54.4377+284))/215]^0.5=11.397 mm

第3排螺栓受拉为两边支承类（端板外伸）

T min=[6×54.4377×284×60×10^3/(284×572+2×54.4377×(54.4377+284))/215]^0.5=11.397 mm

第4排螺栓受拉为两边支承类（端板外伸）

T min=[6×50×283×60×10^3/(283×572+2×50×(50+283))/215]^0.5=11.018 mm

最小限值为16 mm

当前板厚为16mm，满足！

4 腹板厚度验算

受拉端翼缘内受拉螺栓仅一排，腹板厚度不需验算, 满足！

5 螺栓间距检查

螺栓端距为35，最小限值为31，满足！

1号螺栓到翼缘距离为50，最小限值为最小35，满足！

2号螺栓到翼缘距离为54，最小限值为最小35，满足！

螺栓间距为345，最小限值为46，满足！

4号螺栓到翼缘距离为54，最小限值为最小35，满足！

螺栓端距为35，最小限值为31，满足！

5号螺栓到翼缘距离为50，最小限值为最小35，满足！

最大螺栓间距为345，最大限值为400，满足！

五. 节点域验算

六. 柱截面组合焊缝承载力验算

焊缝群分布和尺寸如下图所示：

角焊缝焊脚高度：h f=7 mm；有效高度：h e=4.9 mm

1 内力分配