钢结构铰接柱底板设计计算表格
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刚接柱脚(E轴GZ5)---Mmax工程名称:1输入柱脚尺寸500x400x8.x16输入弯矩M34.07Ton-m输入轴力N20.46Ton输入剪力V 6.46Ton估计锚栓大小M36锚栓材料Q235输入d1105.00mm输入d290.00mm输入d390.00mm输入d490.00mm输入d590.00mm输入d690.00mm计算得底板宽D750.00mm计算得底板长L860.00mm底板材料Q345输入混凝土基长L11010.00mm输入混凝土基宽L2900.00mm输入混凝土强度C252. 检验基础受压和锚栓受拉计算得偏心距e=M/N 1.67m混凝土基面积Ab=L1*L2909000.00mm^2柱底板面积Ae=D*L645000.00mm^2混凝土强度放大系数q1=SQRT(Ab/Ae) 1.19混凝土承压强度Fcc12.50混凝土弹性模量E28000.00计算得受拉锚栓面积Aa=4*Ae3268.0mm^2偏心量:e>L/6+Lt/3混凝土所受最大压力6.81N/mm^2Fc<q1*Fcc=14.84OK!计算受拉锚栓总拉力Tp =N*(e-L/2+Xn/3)/(L-d5-Xn/3)387650.09N柱间支撑处的竖向分力N1=50180N锚栓强度f140.00N/mm^2计算锚栓所受拉力s=(Tp+N1)/Aa133.97N/mm^2OK!3. RC柱头抗剪:水平抗剪承载力Vtb=0.4*(N+(Tp/9800))24.01OK!4. 计算板厚t底板强度s1295.00N/mm^2 A.对于两边支撑计算a1=SQRT((d1+d2)^2+(d5+d6)^2)265.38mm计算b1=(d1+d2)*(d5+d6)/a1132.26mm计算b1/a1=b1/a10.50由b1/a1用插值法得q20.06计算弯矩M1=q2*fc*a1^2计算板厚t=SQRT(6*m1/s1)B.对于三边支撑计算a2=d3+d4180.00mm计算b2=d5+d6180.00mm计算b2/a2=b2/a2 1.00由b2/a2用插值法得q30.11计算弯矩M2=q3*fc*a2^2计算板厚t=SQRT(6*m2/s1)C.对于锚栓的拉力计算一个锚栓所受拉力T=(Tp+N1)/4109457.52N锚栓孔径d42.00mm计算板厚t =sqrt((6*T*d6)/((d+2 *d6)*s1)D.结论:5、加劲肋的计算:由底板下混凝土的分布力得到的剪力Vi1=aRi*lai*fc220.73KNVi2=Nta109.46KNVi=MAX(Vi1,Vi2)=220.73KN取加劲肋的高度和厚度为:hRi=250.00mmtRi=14.00mm加劲肋的剪力VtR=Vi/(hRi*tRi)63.07N/mm^2<125.00OK!宽厚比bRi/tRi=10.71<14.86OK!取角焊缝的焊角尺寸:hf=10.00mmlw=225.00mm角焊缝的抗剪强度:Vi/0.7*(hf*lw)140.15N/mm^2<200.00OK!。
铰接柱脚设计:(考虑电葫芦集中荷载)锚栓采用Q345钢(抗弯,抗拉设计值f=295N/mm 2;抗剪设计值f v =295N/mm 2;) 假定砼基础为C20,f c =10N/mm 2.由钢架梁计算知:柱底轴力N=214.75KN,最大剪力V max =582.99 KN 1,柱脚有效A=540mmX350mm=189000 mm 2; 柱脚底板应力验算: 22/10/1159.1432324189000100075.214mm N mm N X X X X a A N <=-=-=πσ 2,按一边支承板(悬臂板)计算弯矩 mm N X X ⋅=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=M 161182161751559.12121 脚板厚度mm mm X f M MAX 2011.183282951611866<====δ 3,取t=20mm 进行抗剪验算A:轴力磨擦抗剪MAX fb V X N V <===9.8575.2144.04.0;故需要设计抗剪键 B:抗剪键设计:施工图总剖面数: 5当前剖面归并号: 4柱号: 1柱脚形式: 2 ( 铰接)计算柱脚底板的设计内力: M= 0.000 kN.m, N= 214.308 kN基础混凝土等级: 20基础混凝土强度: 9.600基础混凝土最大压应力: 1.529满足: 柱脚混凝土抗压满足!计算柱脚锚栓的设计内力: M=0.000 kN.m, N=0.000 kN锚栓抗拉强度: 直径=M24, Ftb= 180.000 N/mm , Ntb= 63.450 kN 锚栓拉应力 : Max Ft=0.000 N/mm ; 锚栓拉力: Max Nt= 0.000 kN 满足: 柱脚锚栓抗拉满足!柱脚需要设计抗剪键:抗剪键设计剪力: V =493.815 kN (组合号= 11 )抗剪键截面: [32c抗剪键长度: 300.0 mm侧面混凝土压应力: 9.6抗剪键根部设计弯矩: M =74.072 kN.m抗剪键强度设计值: f =310.000 N/mm , fv=180.000 N/mm抗剪键根部应力: sgm = 137.762 N/mm ,tao= 156.944 N/mm 与底板连接角焊缝尺寸: 8 mm角焊缝强度: Ffw = 200.000 N/mm角焊缝应力: Ff = 115.900 N/mm, Fv = 150.995 N/mm抗剪键放置: 腹板与剪力方向平行施工图总剖面数: 5当前剖面归并号: 4柱号: 2柱脚形式: 2 ( 铰接)计算柱脚底板的设计内力: M= 0.000 kN.m, N=190.853 kN基础混凝土等级: 20基础混凝土强度: 9.600基础混凝土最大压应力: 1.362满足: 柱脚混凝土抗压满足!计算柱脚锚栓的设计内力: M= 0.000 kN.m, N= 0.000 kN柱脚锚栓抗拉强度: 直径=M24, Ftb= 180.000 N/mm, Ntb= 63.450 kN 锚栓拉应力: Max Ft= 0.000 N/mm; 锚栓拉力: Max Nt= 0.000 kN满足: 柱脚锚栓抗拉满足!柱脚需要设计抗剪键:抗剪键设计剪力: V = 503.197 kN (组合号= 5 )抗剪键截面: [32c抗剪键长度: 310.0 mm侧面混凝土压应力: 9.4抗剪键根部设计弯矩: M =77.996 kN.m抗剪键强度设计值: f = 310.000 N/mm, fv= 180.000 N/mm抗剪键根部应力: sgm = 145.059 N/mm,tao= 159.926 N/mm与底板连接角焊缝尺寸: 8 mm角焊缝强度: Ffw = 200.000 N/mm角焊缝应力: Ff = 122.039 N/mm, Fv = 153.864 N/mm抗剪键放置: 腹板与剪力方向平行C. A,B项计算已经满足抗剪要求! 故锚栓抗剪只作为抗剪能量储备。
一、二、三、四、梁:H 500*500*10*20柱: A w =㎜2A f =㎜2A=㎜2=㎜4=2*[500*20^3/12+20*500*(500/2-20/2)^2]=㎜4I =I w +I f =㎜4W t =㎜3五、弹性设计:1、剪力 Vw=Aw*fV=4600*180=KN全截面承受弯矩:Mt =Wt*fy =4,935,120.00*310=N·mm=KN·mm1529887200*1152666667/1233780000/1000=KN·mm2、μ≥0.5N v b =KN=KN(80^2)*2*3=(80^2)*2*3=38400+38400=100,580.53*80/76800=KN 100,580.53*80/76800=KN[(92.0+104.8)^2+104.8^2]^0.5=KN ≤N v b3、-㎜2㎜2≥Anw4600+2*10000=82881,113,333+1152666667=翼缘截面惯性矩:I f 弹性抵抗矩:1233780000/(500/2)=4,935,120.00力的取值:1529887200在剪力Mq 作用下,每个螺栓受力:100,580.53翼缘分担弯矩:81,113,3331,429,306.67腹板螺栓验算:采用M20高强螺栓,抗滑移系数螺栓双剪,承载力设计值为:125.55截面:全截面惯性矩:10000截面面积:24600腹板截面惯性矩:I w 10*(500-2*20)^3/12=腹板面积:10*(500-2*20)=4600单侧翼缘面积:20*500=节点号:截面及特性:连接形式:腹板采用高强度螺栓连接,翼缘采用全熔透焊接连接。
工程名称: M f =腹板分担弯矩:Mw =Mt*Iw/I =1529887200*81,113,333/1233780000/1000M t *I f /I=1500*800*45*50Nv=Vw/n=828/992.0在弯矩作用下,受力最大的螺栓的受力:ΣXi 2 =38400ΣYi 2 =38400ΣXi 2 +ΣYi 2=76800Nmx=Mq*ymax/(ΣXi2 +ΣYi2)=104.8Nmy=Mq*xmax/(ΣXi2 +ΣYi2)=104.8受力最大的螺栓所受合力:((Nv+Nmy )2+N mx 2)^0.5=223.0腹板拼接板验算:拼接板规格:14*260*530腹板净截面面积:A nw=4600-3*22*10=3940拼接板净截面面积:Ans=2*14*(260-22*3)=543212337800001152666667梁与柱的刚性拼接连接计算拼接板承受的剪应力:τ=Anw*fv/Ans=3940*180/5432=Inw=81,113,333-3*22^3*10/12-2*10*22*(80^2)=Ins=2*[14*260^3/12-14*22^3/12*3-2*22*14*(80^2)]=㎜4≥Inwσ=Mw*y/Ins=100,580.53*130/33,051,330.7*1000=395.6N/㎜2=[395.6^2+130.6^2]^0.5=416.6N/㎜2≤1.1f=3414、翼缘完全熔透的对接焊缝强度验算:σx=M/Bt f (h-t f )=1,429,306.67/[500*20*(500-20)]=298N/㎜2<f t w =310N/㎜25、连接板焊缝h f:h f =12σf M =6M/(4*0.707*h f *l w 2)=6*100,580.53/(4*0.707*12*260^2)=263N/㎜2τfv =V/(4*0.707*h f *l w )=828/(4*0.707*12*260)=94N/㎜2((σfM /βf )2+(τfv )2))0.5=235N/㎜2<f f w =200N/㎜2六、截面塑性抵抗矩:Wpn=10*230*230+500*20*(500-20)=M u =b(t f)(h-t f )f u =500*20*(500-20)*470=KN.mM p =W p f y =5329000*310=1652KN.mM u =2256KN.m>1.2M p =KN.m 腹板净截面面积的极限抗剪承载力:V u1=0.58A wn f u =0.58*3940*470=1074KN 腹板连接板净截面面积的极限抗剪承载力:V u2=0.58A ns f u =0.58*5432*470=1481KN腹板连接板焊缝的极限抗剪承载力:V u5=0.58A w f f u =0.58*0.707*2*12*260**470=1203KN 腹板高强度螺栓的极限抗剪承载力:V u3=0.58n f nA e b f u b =0.58*2*9*352.4*1040=3826.2KN V u4=nd Σtf cu b =9*20*10*1.5*470=1269KN V umix =min(V u1,V u2,V u3,V u4,V u5)=1074KN 1.3(2M p /l n )= 1.3*2*1652/6=715.87KN<V umix =1074KN 0.58h w t w f y =0.58*(500-2*20)*10*310=827.1KN<V umix =1074KN1982.45329000腹板净截惯性矩:折算应力((σ^2+τ^2)^0.5)/1.1极限承载力设计验算:78,270,713.0拼接板净惯性矩:33,051,330.7拼接板受弯是边缘弯曲应力:((263/1.22)^2+94^2))^0.5=130.6N/㎜2≤f v2256。
简 支 钢 梁 计 算基本数据输入:梁跨度: l=9000mm梁间距a=2400mm钢材:Q 345f =315N/mm 2fv =185N/mm 2 上翼缘:b 1=400mm t 1=14mm 下翼缘:b 2=300mm t 2=12mm 腹 板:h w =574mm t w =8mm即: 断面截面特性计算:钢梁截面:A 0=13792mm 2 重量108.3kg/m 钢梁中和轴的位置:y 0=342mm钢梁对X轴截面惯性矩:I z =8.94E+08mm4钢梁上翼缘的弹性抵抗矩:W 1x = 3.46E+06mm 3 钢梁下翼缘的弹性抵抗矩:W 2x = 2.61E+06mm 3 钢梁对Y轴截面惯性矩:I y = 1.02E+08mm 4i y =85.9 mm y =104.8上翼缘对Y 轴的惯性矩:I 1=7.47E+07mm 4下翼缘对Y 轴的惯性矩:I 2= 2.70E+07mm 40.73 截面不对称影响系数:0.380.53 工字形截面简支梁的系数0.76 梁的整体稳定系数:0.74 修正后:0.672.截面验算:(1)弯矩及剪力的计算:=+=211I I I b α=-=)12(8.0b b αη=bβ==hb t l 111ξ=bφ='bφλ钢梁自重: 1.30KN/m恒载: 4.00KN/m2g1k=10.90KN/m活载:q c= 3.0KN/m2p k=18.10KN/m p=23.16KN/m 弯矩:M=234.49KN·m剪力:V=104.22KN(2)钢梁的强度、稳定和挠度的验算:梁的整体稳定应力:σ=101.01N/mm2钢梁上翼缘应力:σ1=67.70N/mm2钢梁下翼缘应力:σ2=89.68N/mm2钢梁剪应力:τ=22.70N/mm2挠度:w=8.4mmw/l=1/1072。
柱底板计算程式工程名称:1. 输入已知条件:输入柱脚尺寸BH600*396柱高h600mm柱宽b496mm 输入弯矩M146Ton-m输入轴力N179Ton估计锚栓大小M30锚栓材料16Mn输入d195mm输入d2120mm输入d3125mm输入d4125mm输入d595mm输入d6120mm计算得底板宽D=(d1+d2)*2+b530mm计算得底板长L=h+(d5+d6)*2680mm底板材料16Mn输入混凝土基长L11130mm输入混凝土基宽L21230mm输入混凝土强度C202. 检验基础受压和锚栓受拉计算得偏心距e=M/N0.219m混凝土基面积Ab=L1*L2998400mm^2柱底板面积Ae=D*L638400mm^2=SQRT(Ab/Ae) 1.251混凝土强度放大系数q1混凝土承压强度Fcc10.0混凝土弹性模量E22000=4*3.14*r^2*0.82260.8mm^2计算得受拉锚栓面积Aay1 3*(e-D/2)=-483.8y26*210000Aa(e+D/2-d5)/(L*E)=81504.4由公式 Xn^3+y1*Xn^2-y2*(D-d5-Xn)=0,得计算受压长度Xn530.1192543530.1mm=2*N*(e+D/2-d5)/(L*Xn*(D-d5-Xn/3))混凝土所受最大压力Fc6.66N/mm^2Fc<q1*FccOK!=N*(e-D/2+Xn/3)/(D-d5-Xn/3)计算受拉锚栓总拉力Tp43361.6N 锚栓强度f140N/mm^2计算锚栓所受拉力s=Tp/Aa19.2N/mm^2s<140OK!3. 计算板厚t底板强度s1345N/mm^2 1.对于两边支撑计算a1=SQRT((d1+d2)^2+(d5+d6)^2)240.4mm 计算b1=(d1+d2)*(d5+d6)/a1120.2mm计算b1/a1=b1/a10.500由b1/a1用插值法得q20.060计算弯矩M1=q2*fc*a1^223104.9N-mm计算板厚t=SQRT(6*m1/s1)20.0mm 2.对于三边支撑计算a2=d3+d4250mm计算b2=D/2265mm计算b2/a2=b2/a2 1.520由b2/a2用插值法得q30.210计算弯矩M2=q3*fc*a2^287336.7N-mm计算板厚t=SQRT(6*m2/s1)39.0mm=Tp/410840.4N 计算一个锚栓所受拉力T锚栓孔径d35mm计算板厚t=sqrt((6*T*d5)/((d+2*d5)*s1)8.6840mm。
2-5 钢结构计算2-5-1 钢结构计算用表为保证承重结构的承载能力和防止在一定条件下出现脆性破坏,应根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度和工作环境等因素综合考虑,选用合适的钢材牌号和材性。
承重结构的钢材宜采用Q235钢、Q345钢、Q390钢和Q420钢,其质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T 700和《低合金高强度结构钢》GB/T 1591的规定。
当采用其他牌号的钢材时,尚应符合相应有关标准的规定和要求。
对Q235钢宜选用镇静钢或半镇静钢。
承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的合格保证,对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。
焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构的钢材还应具有冷弯试验的合格保证。
对于需要验算疲劳的焊接结构的钢材,应具有常温冲击韧性的合格保证。
当结构工作温度等于或低于0℃但高于-20℃时,Q235钢和Q345钢应具有0℃C冲击韧性的合格保证;对Q390钢和Q420钢应具有-20℃冲击韧性的合格保证。
当结构工作温度等于或低于-20℃时,对Q235钢和Q345钢应具有-20℃冲击韧性的合格保证;对Q390钢和Q420钢应具有-40℃冲击韧性的合格保证。
对于需要验算疲劳的非焊接结构的钢材亦应具有常温冲击韧性的合格保证,当结构工作温度等于或低于-20℃时,对Q235钢和Q345钢应具有0℃冲击韧性的合格保证;对Q390钢和Q420钢应具有-20℃冲击韧性的合格保证。
当焊接承重结构为防止钢材的层状撕裂而采用Z向钢时,其材质应符合现行国家标准《厚度方向性能钢板》GB/T 5313的规定。
钢材的强度设计值(材料强度的标准值除以抗力分项系数),应根据钢材厚度或直径按表2-77采用。
钢铸件的强度设计值应按表2-78采用。
连接的强度设计值应按表2-79至表2-81采用。
钢材的强度设计值(N/mm2)表2-77注:表中厚度系指计算点的钢材厚度,对轴心受力构件系指截面中较厚板件的厚度。
工程名称:年产16万吨瓶级聚酯切片技术改造项目TPA 仓库及输送
一. 已知条件:
压力N
拉力F 剪力Q
混凝土标号输入柱脚型号混凝土短柱长L 混凝土短柱宽W 柱底板材料
底板抗拉设计值f 输入锚栓型号输入锚栓材料输入锚栓数目n
螺栓至腹板边距二. 底板受弯计算
计算柱底板长D =h+50350mm 计算柱底板宽B =b+116
300mm 计算m =(D-0.95*h)/232.5mm 计算n
=(B-0.8*b)/276.4mm 计算底板压应力Fp =N/(B*D)0.54N/mm^2柱底板面积A1=D*B 105000.00mm^2混凝土短柱面积A2=W*L
200000.00
mm^3混凝土承压强度fc 12.50
N/mm^2混凝土短柱承压强度Fb
=*Fc*sqrt(A2/A1)17.25
N/mm^2
Fb>Fp OK!
计算板厚t 1三. RC柱头抗剪水平抗剪承载力Vtb=OK!
四. 三边支撑计算
计算系数q1=(bf-tw)/(d-tf)0.610x1=3*(bf-tw)^2*fp 51599.66x2=4*(1+3.2*q1^3)*0.75*fy
计算板厚t2=sqrt(x1/x2)柱间支撑处的竖向分力N1=
计算每锚栓所受拉力T=(F+N1)/n 锚栓孔径d 29mm 计算板厚t3五. 锚栓抗拉检验
每根锚栓螺纹处有效面积Ae=352.5mm^2锚栓拉应力σ=T/Ae 六. 确定底板厚t 选取板厚 AB01铰接柱底板设计。
工程名称:年产16万吨瓶级聚酯切片技术改造项目TPA 仓库及输送
一. 已知条件:
压力N
拉力F 剪力Q
混凝土标号输入柱脚型号混凝土短柱长L 混凝土短柱宽W 柱底板材料
底板抗拉设计值f 输入锚栓型号输入锚栓材料输入锚栓数目n
螺栓至腹板边距二. 底板受弯计算
计算柱底板长D =h+50350mm 计算柱底板宽B =b+116
300mm 计算m =(D-0.95*h)/232.5mm 计算n
=(B-0.8*b)/276.4mm 计算底板压应力Fp =N/(B*D)0.54N/mm^2柱底板面积A1=D*B 105000.00mm^2混凝土短柱面积A2=W*L
200000.00
mm^3混凝土承压强度fc 12.50
N/mm^2混凝土短柱承压强度Fb
=*Fc*sqrt(A2/A1)17.25
N/mm^2
Fb>Fp OK!
计算板厚t 1三. RC柱头抗剪水平抗剪承载力Vtb=OK!
四. 三边支撑计算
计算系数q1=(bf-tw)/(d-tf)0.610x1=3*(bf-tw)^2*fp 51599.66x2=4*(1+3.2*q1^3)*0.75*fy
计算板厚t2=sqrt(x1/x2)柱间支撑处的竖向分力N1=
计算每锚栓所受拉力T=(F+N1)/n 锚栓孔径d 29mm 计算板厚t3五. 锚栓抗拉检验
每根锚栓螺纹处有效面积Ae=352.5mm^2锚栓拉应力σ=T/Ae 六. 确定底板厚t 选取板厚 AB01铰接柱底板设计。