节点计算书

任丘锅炉钢架典型节点计算书

一、基本情况

1、荷载工况说明：

34 TL 偶然荷载

40 NGL 活荷载

41 GL 静载

42 EQ_X(+) 地震作用前后方向

44 EQ_Z(+) 地震作用左右方向

46 WIND_X(+) 风荷载从前到后

47 WIND_X(-) 风荷载从后到前

48 WIND_Z(+) 风荷载从左到右

49 WIND_Z(-) 风荷载从右到左

2、荷载作用及其效应组合说明：

（1）．节点设计选用荷载时，地震作用从42和44工况中选大值，风荷载从46～49工况中选大值。

（2）．表格中荷载值除风荷载为设计值外（工况46～49），其余均为标准值，节点设计时参照《锅炉钢结构设计规程》进行荷载组合。

（3）组合地震作用时，节点板件、螺

栓、焊缝承载力调整系数取0.90。

（4）．力的方向坐标系如右图所示：

FX: 杆件轴力

FY：平面内剪力

FZ：平面外剪力

3、高强螺栓：

M22（10.9级），摩擦型连接，孔径d0=24mm，抗滑移系数值μ取0.40。

单个螺栓的承载力设计值：

受剪承载力设计值N v

=68.4kN(单剪)，136.8kN(双剪)；

b

受拉承载力设计值N t

=152kN。

b

二、节点设计：

（一）、柱拼接节点设计

节点号75820：B1立面，标高12.600，见下图：

节点上柱1404(H480X580X20X40),节点下柱1403(H500X600X20X50). 各工况下节点力见下表：

1.节点内力核算

首先计算各作用效应的组合设计值，经比较分析得出节点最大内力。

A、最大轴力：

FX max=γG S Gk+γW S Wk+γQΨC S Qk

=1.35×5398.297+946.162+1.35×0.7×764.428

=8956kN

FX min=γEG S GE+γEhk S Ehk

=1.0×(5398.297+0.5×746.162)+1.35×(-1901.1)

=3205kN

B、最大剪力（取绝对值最大）：

平面内剪力：

FY max=γG S Gk+γW S Wk+γQΨC S Qk

=1.35×(-35.376)+(-1.278)+1.35×0.7×(-10.473)

=-63.2kN

平面外剪力：

FZ max=γEG S GE+γEhk S Ehk

=1.35×(-2.337-0.5×1.371)+1.35×(-21.091)

=-32.6kN

可见此节点内力以轴向压力为主，剪力较小。

节点拼接采用全螺栓双剪连接，具体见下图：

由于无拉力产生，柱身轴向压力由铣平端直接传递，剪力也较小,可见螺栓布置远满足节点内力要求，本验算合格。

2.30%柱截面承载力核算

构件1404的抗拉承载力设计值为：

F=f·A=205×54400×10-3=11152kN

30%F/N v

b

=0.3×11152/136.8=24.46个(M22),实配72个。

∴验算合格。

3.等强度设计核算

A、螺栓等强验算：

（1）柱单侧翼缘连接所需的最少高强螺栓数目为：

n Fc=W c

n f/[(Hc-t Fc)N bH

v

]

经计算构件1404的W c

n

=4327cm3

∴n Fc =4327×103×205×10-3/[(480-40)×136.8]=14.74个(M22), 实配30个;

（2）柱单侧腹板连接所需的最少高强螺栓数目为：

n wc = A c nw f/N bH

v =(20×400-24×40×4)×205×10-3/136.8=9.11个(M22), 实配12个;

∴螺栓拼接连接设计合格。 B 、 拼接连接板等强验算：

经计算，连接板设计满足以下条件，

（1） 柱单侧翼缘拼接板净截面面积≥柱单侧翼缘净截面面积； （2） 柱腹板拼接板净截面面积≥柱腹板净截面面积； （3） 柱拼接板净截面模量≥柱净截面模量； ∴拼接连接板设计合格。 ∴节点设计合格。

（二）、垂直支撑与柱脚连接节点设计

节点号14：B1立面，标高-1.000，见下图：

垂直支撑104（HW300X300X10X15）,钢柱1401(H500X600X20X50). 各工况下节点力见下表：

首先计算各作用效应的组合设计值，经比较分析得出节点最大内力。 最大轴力：

FX max =γEG S GE +γEhk S Ehk

=1.35×(-101.959-0.5×66.253)+1.35×(-573.73)

=-956.9kN 节点连接设计见下图

B -B

1.高强螺栓连接设计：

FX max /(N v

b /γRE )= 956.9/(136.8/0.9) =6.3个(M22,双剪)，实配10个。 ∴螺栓连接设计合格。

2.连接板设计：

连接板净截面最小面积

A n min=FX max/(f/γRE)=956.9x103/(205/0.9)=4201mm2,

（1）柱脚节点板净截面（PL25*864）:

A n1=(460-4x24)x25=9100 mm2＞A n min ,

（2）与PL25*864连接的节点板及角钢净截面（2L100*12+2PL14*175）:

A n2=4x(2280-12x24)+2x14x(175-2x24)=11524mm2＞A n min ,

∴节点设计合格。

（三）、垂直支撑与柱、梁连接节点设计

节点号714：B1立面，标高-5.600，见下图：

垂直支撑110（HW300X300X10X15）.

各工况下节点力见下表：