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“外柱柱脚”节点计算书

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“外柱柱脚”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：圆柱埋入刚接

柱截面：φ299×12,材料：Q355

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：1×B=700mm×700mm,厚：T=30mm

锚栓信息：个数：4

采用锚栓：双螺母弯钩锚栓库_Q345-M24

方形锚栓垫板尺寸(mm)：B×T=70×20

底板下混凝土采用C30

基础梁混凝土采用C30

埋入深度：1.2m

栓钉生产标准：GB/T10433

栓钉抗拉强度设计值：f=215N∕mm2

栓钉强屈比：γ=1.67

沿Y向栓钉采用：M19×100

行向排列：12OmmX9

列向排列：45o×2

沿X向栓钉采用：M19×100

行向排列：120mm×9

列向排列:45o×2

实配用冈筋：4HRB400C20+10HRB400C20÷10HRB400C20

近似取X向钢筋保护层厚度：Cx=30mm

近似取Y向钢筋保护层厚度：Cy=30mm

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

工况N(kN)Vx(kN)Vy(kN)Mx(kN∙n Q)My(kN∙m)

组合工况 -813.227261.83

三.验算结果一览 0.0 0.0 5.219

验算项 数值 限值 结果

最大压应力(MPa) 1.39 最大14.3 满足

等强 全截面 1 满足

基底最大剪力(kN) 219 最大273 满足

绕X轴抗弯承载力(kNXm) 1311 最小 1019满足

绕y轴抗弯承载力(kN×m) 1873 最小 1019满足

沿Y向抗剪应力比 5.29 最大71.3 满足

沿X向抗剪应力比 O 最大71.3 满足

X向栓钉直径(mm) 19.0 最小16.0 满足

X向列间距(mm) 117 最大200 满足

X向列间距(mm) 76.0 最大200 满足

X向行间距(mm) 120 最大200 满足

X向行间距(mm) 120 最小114 满足

X向边距(mm) 149 最小为29.5 满足

Y向栓钉直径(mm) 19.0 最小16.0 满足

Y向列间距(mm) 117 最大200 满足

Y向列间距(mm) 76.0 最大200 满足

Y向行间距(mm) 120 最大200 满足

Y向行间距(mm) 120 最小114 满足

Y向边距(mm) 149 最小为29.5 满足

绕Y轴承载力比值 0.65 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(％) 0.65 最小0.20 满足

绕X轴含钢率(％) 0.65 最小0.20 满足

沿Y向主筋中距(mm) 83.3 最小45.0 满足

沿Y向主筋中距(mm) 83.3 最大200 满足

沿X向主筋中距(mm) 83.3 最小45.0 满足 沿X向主筋中距(mm) 83.3 最大200 满足

沿Y向锚固长度(mm) 920 最小700 满足

沿X向锚固长度(mm) 920 最小700 满足

四.混凝土承载力验算

控制工况:组合工况1N=(-813.227)kN；

底板面积：A=1×B=700×700×10-2=4900cm2

底板承受的压力为：N=813.227kN

底板下混凝土压应力：σc=813.227/4900×10=1.6596N∕mm2<14.3,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1N=(-813.227)kN；Vx=261.83kN；Vy=OkN；

锚栓所承受的总拉力为：Ta=OkN

柱脚底板的摩擦力：Vfb=O.4X(-N+Ta)=0.4x(813.227+0)=325.29kN

柱脚所承受的剪力：V=(Vx2+Vy2)0.5=(219.322+02)0.5=219.32kN<325.29,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：

Wp=3953712mm3

Mp=WpXfy=3953712×235=929.12232kN∙m

因为N∕Ny=813227/2542616.6=0.268742837>0.2,所以

Mpc=1.25(1-N/Ny)Mp=849.284kN∙m

绕X轴柱脚的极限受弯承载力：

Mu,basej=fckBc1[((21+hb)2+hb2)0.5-(21+

hb)]=20.1×209.3×4000×[((2×4000+1200)2+12002)0.5-(2×4000+1200)]=1311.398

kN∙m>=1.2Mpc=1.2×8.492842e+008=1019.141kN∙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： WP=3953712mm3

Mp=Wp×fy=3953712×235=929.12232kN∙m

因为N∕Ny=813227/2542616.6=0.268742837>0.2,所以

Mpc=1.25(1-N∕Ny)Mp=849.284kN∙m

绕y轴柱脚的极限受弯承载力：

Mu,basej=fckBc11((21+hb)2+hb2)0.5-(21+

hb)]=20.1×299×4000×[((2×4000+1200)2+12002)0.5-(2×4000+1200)]=1873.425

kN∙m>=1.2Mpc=1.2×8.492842e+008=1019.141kN∙m,满足

八.栓钉验算

栓钉生产标准：GB/T10433

栓钉抗拉强度设计值：f=215N∕mm2

栓钉强屈比：γ=1.67

沿Y向栓钉采用：M19×100

行向排列：120mm×9

列向排列：45o×2

沿X向栓钉采用：M19×100

行向排列：12OmmX9

列向排列：45o×2

1沿Y向栓钉验算

承载力验算控制工况：组合工况1

控制内力：N=(-813.227)kN,My=5.219kN∙m,Vx=261.83kN

顶部箍筋处弯矩设计值：Myu=∣16.37+0.21932×50∣=27.336kN∙m

X向截面高度：hx=299mm

X向翼缘厚度：tx=12mm

沿Y向一侧栓钉承担的翼缘轴力：

Nf=27.336∕(299-12)×103=95.247kN

单个栓钉受剪承载力设计值计算：

栓钉钉杆面积:

As=πd2∕4=3.142×192/4=283.529mm2

Nvs1=0.43×As(Ec×fc)0.5

=0.43×283.529×(429000)0.5×10-3 =79.854kN

Nvs2=0.7×As×f×γ=0.7×283.529×215×1.67×10-3=71.261kN

Nvs=min(Nvs1,Nvs2)=71.261kN

沿Y向栓钉抗剪等效列数：Nr=ZCOSa=2

沿Y向单根栓钉承受剪力：

V=95.25∕9∕2=5.292kN<71.26,满足

2沿X向栓钉验算

承载力验算控制工况：组合工况1

控制内力：N=(-813.227)kN,Mx=OkNm,Vy=OkN

Y向顶部箍筋处弯矩设计值：Mxu=∣0-0×50∣=0kN∙m

Y向截面高度：hy=299mm

Y向翼缘厚度：ty=12mm

沿X向一侧栓钉承担的翼缘轴力：

Nfy=0∕(299-12)×103=0kN

沿X向栓钉承受剪力为零，承载力满足要求

九.钢筋验算

1内力计算

Y向承载力验算控制工况：组合工况1

控制内力：My=5.219kN∙m,Vx=261.83kN

Y向柱脚底部弯矩设计值：Myd=∣5.219+261.83×1.2∣=319.42kN∙m2承载力计算

外包混凝土X向长度：X=580mm

外包混凝土Y向长度：Y=580mm

实配钢筋：4HRB400.20÷10HRB400_20+10HRB400_20

单侧角筋面积：Ac=628,319mm2

沿Y向中部筋面积：Amy=1570.796mm2

外包混凝土X向计算长度：X0=580-30-20×0.5=540mm 构造要求沿Y向配筋量：Aymin=0.002×XO×Y=626.4mm2

沿Y向单侧实配面积：Asy=Ac+Amy=2199.115mm2≥Aymin=626.4,满足要求

沿X向中部筋面积：Amx=1570.796mm2

外包混凝土Y向计算长度：Y0=580-30-20×0.5=540mm

构造要求沿X向配筋量：Axmin=0.002×YO×X=626.4mm2

沿X向单侧实配面积：Asx=Ac+Amx=2199.115mm2>Axmin=626.4,满足要求

沿Y向钢筋中心间距：X00=500mm

角筋绕Y轴承载力：Mcy=Ac×Fyc×X0=628.319×360×540×10-6=122.145kN∙m

中部筋绕Y轴承载力：Mmy=Amx×Fym×XO=1570.796×360×540

×10-6=305.363kN∙m

实配钢筋绕绕Y轴承载力：MSy=MCy+Mmy=I22.145+305.363=427.508kN∙m

Msy>∣My∣=319.42,满足要求

沿X向钢筋中心间距：Y00=500mm

角筋绕X轴承载力：Mcx=Ac×Fyc×Y0=628.319×360×540X10-6=122.145kN∙m

中部筋绕X轴承载力：Mmx=Amx×Fym×YO=1570.796×360×540

×10-6=305.363kN∙m

实配钢筋绕X轴承载力：Msx=Mcx+Mmx=122.145+305.363=427.508kN∙m

Msx>∣Mx∣=0,满足要求

“内柱柱脚”节点计算书

一.设计依据

本工程按照如下规范、规程、设计手册进行设计：

1 .《钢结构设计标准》(GB500I7-2017)

2 .《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)

3 .《建筑抗震设计规范》(GB500U-2010)(2016年版)

4 .《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-2015)

5 .《钢结构连接节点设计手册》（第三版）李星荣魏才昂秦斌主编

6 .《钢结构设计方法》童根树著

7 .《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）（2015年版）

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刚接柱脚计算书

刚接柱脚计算书

端部设计类型: 箱形柱刚接柱脚(1); 此类端部个数:4

节点抗震设计 抗震调整系数按取值

端部所在节点号: 113; 111; 524; 526;

端部所在单元号: 56; 55; 886; 887;

截面名称： 焊接矩形截面 □500×400×16×16;

相关杆件单元：

截面名称： ;

下面的计算结果由这4个端部在计算模型中所有荷载组合中轴力，剪力，弯矩的最大，最小值经计算得到

构件抗拉强度(N/mm2):310.00

构件抗剪强度(N/mm2):180.00

焊缝抗剪强度(N/mm2):200.00

钢材牌号: Q345

接触面处理方法: 喷砂

高强螺栓类型: 摩擦型

螺栓等级: 10.9级

锚栓信息:

直径d0(mm): 30

锚栓排列: 3 行 3 列

行间距: 775.00 列间距: 500.00

底板抗拉强度设计值(N/mm2):265.00

锚栓抗拉强度设计值(N/mm2):180.00

砼轴心抗压强度设计值(N/mm2):11.90

锚栓最大拉应力(N/mm2):8.96

砼最大压应力(N/mm2): 3.86

砼轴心抗压强度设计值提高系数:1.22

最大水平剪力(N):128925.03

抗剪承载力(N):452293.82

底板区格最大弯矩(N.mm): 93563.31

连接板信息:

板号 板长(mm) 板宽(mm) 板厚(mm)

1 1670 1120 46

板号 板长(mm) 板宽(mm) 板厚(mm)

2 430 360 36

板焊缝高度(mm): 14

板号 板长(mm) 板宽(mm) 板厚(mm)

3 430 360 36

柱脚计算模板(A列柱)

柱脚计算模板(A列柱)

一、节点基本数据

1、柱的截面规格：H900*350*25*302、材质Q345B3、混凝土强度等级C30对应的轴心抗压强度设计值为14.3

4、锚栓采用Q235B级 M60，锚栓孔径余量为10

对应M60锚栓，根据节点手册表8-2得

图中相关尺寸的参考值为:

锚栓抗拉强度fta=140N/MM2

有效面积Aea=23.62cm2

lt=120=bta=110Aea=23.62锚栓未定义

c=150L9:错误

l2=10lt=120锚栓未定义

5、每侧锚栓数量：3a=110锚栓未定义

6、X加劲板厚度取t1=25c=150锚栓未定义

翼缘加劲板t2=30

Y加劲板厚度取t3=28

间距取l3=225

7、柱底板：材质Q345B

厚度40

8、托板材质Q345B

厚度30

距底板高度250

9、底板尺寸：

LxBxT

1360x810x40

二、荷载信息

设计内力：组合工况内力设计值

工况

三、混凝土承载力验算

1、偏心距e计算

e=M/N=1360/2100*1000=mm

e1=L/6=1360/6=226.67

e2=L/6+lt/3=1360/6+120/3=266.67

e判别：

2、公式选择3700H900*350*25*30柱脚靴梁刚接节点计算

N（KN）Vx（KN）Vy（KN）Mx（KN·M）My（KN·

1360

647.62

e>e22100140

则相应的底板下混凝土最大受压应力计算公式为：σc=2N(e+L/2-lt)/(Bxn(l-lt-xn/3))受拉侧锚栓的总拉力为：Ta=N(e-L/2+xn/3)/(L-lt-xn/3)Aea=Ta/fta3、将各数值带入公式得：

混凝土局部受压，X向扩伸150Y向扩伸150扩大系数α为：

σc=9.2466N/mm2≤fc=28.6N/mm2

单颗锚栓受拉力：Nta=N(e-L/2+xn/3)/(L-lt-xn/3)/n=

计算面积：Aea==929.4≤Aea锚栓利用率

四、柱脚底板厚度验算

柱脚底板厚度40材质Q345B

钢结构柱脚节点构造及计算

钢结构柱脚节点构造及计算

钢结构柱脚节点构造及计算

钢结构柱脚节点是指钢结构柱与地基之间的连接部分。它是整个结构体系中的关键部分，其质量和稳定性对整个结构的安全性和可靠性具有重要影响。正确设计和施工合理的钢结构柱脚节点是确保整个钢结构工程的安全和可靠的关键。

钢结构柱脚节点的构造方法有很多种，常见的包括刚性节点、半刚性节点和柔性节点。其中刚性节点常用于承受大荷载和地震作用的部位，半刚性节点主要用于承受中等荷载和地震作用的部位，柔性节点则多用于承受小荷载和轻型结构的构造中。

刚性节点的构造通常包括面板、剪力连接、弯矩连接和柱底板。面板一般为钢板焊接而成，用于连接钢柱与钢梁和地基。剪力连接通常由剪力板、螺栓和焊缝组成，用于承受柱与柱之间的剪力和水平力。弯矩连接则通过焊接或螺栓连接柱与柱，用于承受柱与柱之间的弯矩和水平力。柱底板是柱与地基之间的连接部分，常用于承受柱与地基之间的压力和垂直力。

半刚性节点的构造和刚性节点相似，但在节点设计时需要考虑到节点的变形能力。常见的设计方法有节点刚度调整和节点阻尼设计。节点刚度调整一般通过在节点处设置弹性支承或弹簧等方式来调整节点的刚度，使其能够适应结构的变形需求。节点阻尼设计则通常通过在节点处设置阻尼器或减震器来提高节点的抗震性能，降低结构的震动响应。

柔性节点的构造相对简单，常用于轻型结构或承受小荷载的部位。它一般由焊接连接、螺栓连接和焊接-螺栓混合连接等方式构成。焊接连接适用于结构具有较高的刚度和稳定性的情况，螺栓连接适用于结构需要有一定的变形能力的情况，焊接-螺栓混合连接则能够综合利用焊接和螺栓连接的优点，提高结构的稳定性和可靠性。

在进行钢结构柱脚节点计算时，需考虑多个因素，包括节点的受力性能、节点的稳定性和节点的施工可行性。受力性能的计算包括节点的切线力、切线弯矩和垂直力等受力情况的分析。稳定性的计算包括节点的承载能力和节点的变形能力的确定。施工可行性的计算包括节点连接的施工工艺、施工过程中的临时支撑和节点周围空间的安排等问题的考虑。

钢管柱脚计算手册DOC

钢管柱脚计算手册DOC

圆形底板刚接柱脚压弯节点技术手册

根据对柱脚的受力分析，铰接柱脚仅传递垂直力和水平力；刚接柱脚包含外露式柱脚、埋入式柱脚和外包式柱脚，除了传递垂直力和水平力外，还要传递弯矩。

软件主要针对圆形底板刚接柱脚压弯节点，计算主要遵循《钢结构连接节点设计手册》（第二版）中的相关条文及规定，并对相关计算过程自行推导。

设计注意事项

刚性固定外露式柱脚主要由底板、加劲肋（加劲板）、锚栓及锚栓支承托座等组成，各部分的板件都应具有足够的强度和刚度，而且相互间应有可靠的连接。

为满足柱脚的嵌固，提高其承载力和变形能力，柱脚底部（柱脚处）在形成塑性铰之前，不容许锚栓和底板发生屈曲，也不容许基础混凝土被压坏。因此设计外露式柱脚时，应注意：

（1）为提高柱脚底板的刚度和减小底板的厚度，应采用增设加劲肋和锚栓支承托座等补强措施；

（2）设计锚栓时，应使锚栓在底板和柱构件的屈服之后。因此，要求设计上对锚栓应留有15%~20%的富裕量，软件一般按20%考虑。

（3）为提高柱脚的初期回转刚度和抗滑移刚度，对锚栓应施加预拉力，预加拉力的大小宜控制在5~8kN/cm2的范围，作为预加拉力的施工方法，宜采用扭角法。

（4）柱脚底板下部二次浇灌的细石混凝土或水泥砂浆，将给予柱脚初期刚度很大的影响，因此应灌以高强度微膨胀细石混凝土或高强度膨胀水泥砂浆。通常是采用强度等级为C40的细石混凝土或强度等级为M50的膨胀水泥砂浆。

一般构造要求

刚性固定露出式柱脚，一般均应设置加劲肋（加劲板），以加强柱脚的刚度；当荷载大、嵌固要求高时，尚须增设锚栓支承托座等补强措施。

圆形柱脚底板的直径和厚度应按下文要求确定；同时尚应满足构造上的要求。一般底板的厚度不应小于柱子较厚板件的厚度，且不宜小于30mm。

通常情况下，圆形底板的长度和宽度先根据柱子的截面尺寸和锚栓设置的构造要求确定；当荷载大，为减小底板下基础的分布反力和底板的厚度，多采用补强做法，如增设加劲肋（加劲板）和锚栓支承托座等补强措施，以扩展底板的直径。此时底板的尺寸扩展的外伸尺寸（相对于柱子截面的边端距离），每侧不宜超过底板厚度的倍。