主次梁钢结构设计

主次梁连接节点设计

由于所有的次梁截面都相同，选取荷载较大的次梁节点进行验算。

楼面荷载

Q G V V V 4.12.1max +=

kN

65.7125.264.1085.292.1=⨯+⨯= 屋面荷载

Q G V V V 4.12.1max +=

kN 45.4675

.34.1335.342.1=⨯+⨯=

设计指标：

所以选取最大的楼面荷载进行计算，kN V 65.71max =。

主次梁连接为铰接，腹板连接采用8.8级M20高强螺栓，采用摩擦型连接，摩擦面采用喷砂处理，kN P 125,45.0==μ，连接板双面连接（2=f n ）。

次梁腹板：22/125,/215,5.6mm N f mm N f mm t v ===；

焊缝：角焊缝2/160mm N f w f =。

设计假定：

次梁梁端剪力：kN V 65.71=。

设计计算：

1) 螺栓布置

安装缝隙mm f 15=，切角mm b 25=，主次梁间隙mm d 01=。

螺栓至连接板端部的距离mm d b 4422220=⨯=≥，取mm c 45=；螺栓至连接板边缘的距离mm d d 335.10=≥，取mm d 35=；螺栓间距mm d c 6630=≥，取mm c 70=。

2) 螺栓抗剪验算

单个螺栓受剪承载力设计值为：（双连接板2=f n ）

kN P n N f R b V 25.10112545.029.0=⨯⨯⨯==μα

由剪力确定所需的螺栓数为：

7.025

.10165.71===b V N V n ，取3=n ，双排布置。 剪力作用的偏心距为：

mm e 5.14435102

199=++= 螺栓群所承担的弯矩为：

m kN Ve M e ·

35.10105.14465.713=⨯⨯==- 在梁端剪力作用下单个螺栓所受的剪力为：

kN n V N V 88.233

65.71=== 在偏心弯矩Ve M e =作用下，边行受力最大的一个高强度螺栓所受的剪力为：

kN y y M N i

e M 93.73702701035.10232max =⨯⨯⨯==∑ 在剪力和偏心弯矩共同作用下，边行受力最大的一个高强螺栓所受的剪力为： 22max )()(M V N N N +=

kN N kN b

V 25.10103.2688.2335.102

2=<=+=

满足要求。

3) 主梁加劲肋厚度

mm t t w c 5.6==，取mm b mm t s 3.6)152/()10199(15/7=⨯-=>=（满足要求） mm a mm t c 83.512/7012/7==>=（满足要求）

4) 主梁加劲肋的连接焊缝计算

按构造要求f h ：

mm t h 6.5)14,9,7max(5.15.121max min ===（加劲肋与柱梁腹板、翼缘相连） mm t h 4.872.1)14,9,7m in(2.12.1min max =⨯===

角焊缝尺寸取mm h f 6=。

验算焊缝强度：

焊缝长度：

mm b t h l f f 418)2514(2496)(21=+⨯-=+-=主梁

mm h mm h l l f f f w 36060406624182=>=⨯-=-=

3

224.230770640667.0267.02mm l h W w f w =⨯⨯⨯=⨯

= 角焊缝正应力：

26/85.444

.2307701035.10mm N W M w e M

f =⨯==σ 角焊缝剪应力：

23

/2140667.021065.717.02mm N l h V w f V

f

=⨯⨯⨯⨯=⨯=τ 角焊缝折算应力：（放大系数22.1=β）

22)()(V f f

M f f z τβσσ+= 222

2/160/34.4221)22

.185.44(

mm N mm N <=+= 满足要求。

5) 连接板计算

每块连接板净截面惯性矩：（下列式中，t 为连接板厚度）

t t t t y td td th I i ns 797429)7022212

22(12230)121(1223

3203032=⨯⨯+-=+-=∑ 每块连接板净截面面积：

t t nd h t A ns 164)223230()(02=⨯-=-=

连接板净截面模量：

t t h I W ns ns 6934230

5.07974295.02=⨯== 抗剪承载力求t ：

12516421065.7123

≤⨯⨯==t

A V ns τ