重庆华润中心一期塔楼幕墙施工工程A 标段(A区院落,T2\T3塔楼)T2\T3塔楼埋板与转接件焊缝设计计算书上海旭博幕墙装饰工程有限公司2014－5－4目录第1节计算说明 (2)1.结构设计综述： (2)2.计算对象： (2)第2节 T2塔楼标准层埋板处焊缝 (3)第3节高区焊缝连接节点计算 (5)1.连接计算二 (6)2.连接计算五 (8)第4节 T3塔楼埋板处焊缝计算 (10)1第1节计算说明1.结构设计综述：此处选择T2塔楼以及T3塔楼埋板和转接件之间的焊缝进行计算，计算数据均来自于重庆华润中心一期塔楼幕墙施工工程A标段(A区院落,T2\T3塔楼)设计计算书。
2.计算对象：此部分计算对象包括T2塔楼标准层埋板处焊缝T2塔楼高区幕墙埋板处焊缝T3塔楼标准层埋板处焊缝第2节 T2塔楼标准层埋板处焊缝 焊缝处所受最大支反力为 剪力： V y ＝RFy ＝2545.1 N 轴力： N ＝RFz ＝10378 N弯矩为：Mx ＝V ×L ＝2545.1×272＝692267.2 N ×mm埋板处焊缝截面图焊缝采用角焊缝，两个L 型转接件单边焊接，焊脚尺寸为6mm ，由于焊接的不规则，设计的焊缝长度每边减少10mm ，E43型焊条现场手工焊接，焊缝质量等级为三级，其抗拉、抗剪强度设计值均为：ftb ＝160 N/mm 2。
该节点上转接件的根部焊缝处的最大外荷载大小为： 剪力V ＝2545.1 N 轴力： N ＝10378 N弯矩为：Mx ＝692267.2 N ×mm 则焊缝的强度为： 正应力： σ＝N/2A ＝10378/1316型材X 轴主惯性距: 122.030cm4 X 轴的惯性距: 122.185cm4型材Y 轴主惯性距: 287.170cm4 Y 轴的惯性距: 287.015cm4型材X 轴上抗弯距: 41.847cm3 X 轴下抗弯距: 18.797cm3型材Y 轴左抗弯距: 29.132cm3 Y 轴右抗弯距: 29.936cm3型材X 轴的面积矩: 17.746cm3型材Y 轴的面积矩: 26.884cm3 型材面积:13.160cm2＝7.9 N/mm2弯曲应力：σ＝M/Wx＝692267.2/41847＝16.54 N/mm2因此应力σ＝7.9+16.54=24.44 N/mm2 < ftb＝215 N/mm2剪应力：τ＝V/A＝2545.1/1316＝1.93 N/mm2 < fvb＝125 N/mm2所以单面焊两边，焊脚尺寸为6mm的L型焊缝满足要求!第3节高区焊缝连接节点计算根据前节计算所得支点反力，综合选取上述所有连接处框中最不利的连接节点的支点进行计算。
连接节点示意图此处的计算对象所对应的节点中，取各方向反力的最大值作为计算数据。
提取主竖框（长竖框）支座反力：NODE FX FY FZ1 10791. 2906.9 -0.84148E-152 9413.8 -0.27179E-15提取钢竖框支座反力：NODE FX FY FZ 14 16618.02 -0.10602E-16 4 13367.36 3601.7 0.48352E-17 所以作用在该类节点上的最大外荷载大小为：计算二处：水平方向RFx ＝13367.36 N竖直方向RFz ＝3601.7 N计算五处：此处载荷来自计算三处的力通过转接件传递。
即计算三水平方向RFx ＝16618.02 N 在计算五处转接件根部产生的弯矩，由此可得此处受力：弯矩Mz=16618.02×152=3655964.4N ·mm 1. 连接计算二计算二处：水平方向RFx ＝13367.36 N竖直方向RFz ＝3601.7 N2.1 转接件根部焊缝的计算焊缝截面图外荷载通过连接螺栓传递给角钢根部焊缝，其根部焊缝承受正应型材X 轴主惯性距: 389.387cm4 X 轴的惯性距: 389.387cm4型材Y 轴主惯性距: 2062.937cm4 Y 轴的惯性距: 2062.937cm4型材X 轴上抗弯距: 71.843cm3 X 轴下抗弯距: 71.843cm3型材Y 轴左抗弯距: 169.060cm3 Y 轴右抗弯距: 169.060cm3型材X 轴的面积矩: 41.135cm3型材Y 轴的面积矩: 99.069cm3 型材面积: 20.160cm2 喷涂周长: 20.840cm力和剪应力。
此处角钢采用尺寸为100×80×6 mm的不等肢角钢，根部焊缝采用单边角焊缝，焊脚尺寸为6mm，其设计时按有效尺寸保守计算，每条焊缝长度减去10mm，焊接有效厚度按0.7倍的焊脚尺寸，即4.2mm 计算，E43型焊条现场手工焊接，焊缝质量等级为三级，其抗拉、抗剪强度设计值均为：ftb＝160 N/mm2。
该节点上转接件的根部焊缝处的最大外荷载大小为：剪力V＝RFy＝3601.7 N正应力N=RFx＝13367.36 N弯矩Mx＝V×L＝3601.7×72＝259322.4 N×mm式中：L——受力点到焊缝中心的垂直距离则焊缝的强度为：正应力：σ＝N/A+Mx/Wx＝13367.36/2016+259322.4/71843＝10.24 N/mm2 < ftb＝160 N/mm2剪应力：τ＝V/A＝3601.7/2016＝1.79 N/mm2 < fvb＝160 N/mm2所以三边焊缝，焊脚尺寸为6mm焊缝强度满足要求!2. 连接计算五计算示意图计算五处：弯矩Mz=16618.02×152=3655964.4N ·mm根部焊缝强度计算一侧焊缝截面参数型材X 轴主惯性距: 125.289cm4 X 轴的惯性距: 125.289cm4型材Y 轴主惯性距: 173.343cm4 Y 轴的惯性距: 173.343cm4型材X 轴上抗弯距: 29.273cm3 X 轴下抗弯距: 29.273cm3型材Y 轴左抗弯距: 35.830cm3 Y 轴右抗弯距: 35.830cm3型材X 轴的面积矩: 16.721cm3型材Y 轴的面积矩: 19.320cm3 型材面积: 10.394cm2此处根部焊缝只承受弯矩。
M＝5404300 N×mm，由于此处只承受弯矩，因此，此弯矩作用于在截面上，此处钢矩管采用截面尺寸为100×80×4 mm，根部焊缝采用角焊缝，四面围焊，焊脚尺寸为4mm，有限焊接厚度按照0.7h ef计算，即按照焊接厚度2.8mm，E43型焊条现场手工焊接，焊缝质量等级为三级，其抗拉、抗剪强度设计值均为：ftb＝160 N/mm2。
该节点上转接件的根部焊缝处的最大外荷载大小为：弯矩：M＝3655964 N×mm则焊缝的强度为：正应力：σ＝My/Wy＝3655964.4/35836＝102.02 N/mm2 < ftb＝160 N/mm2所以四面围焊，焊脚尺寸为4mm的焊缝强度满足要求!第4节 T3塔楼埋板处焊缝计算根据前节竖框计算所得支点反力，综合选取竖框中最不利的连接节点进行计算，此处节点位于158.8m标高墙角处。
竖框连接节点示意图此处的计算对象所对应的节点中，取各方向反力的最大值作为计算数据。
竖框支点支反力：NODE FX FY2 -11083 3570.014 31993.所以作用在竖框连接处上的最大外荷载大小为：作用在竖框主支点连接节点处上的最大外荷载大小为：水平方向RFy1＝11083 N竖直方向RFz1＝3570 N作用在竖框辅助支点连接节点处上的最大外荷载大小为：水平方向RFy2＝31993 N上连接点转接件根部焊缝强度计算焊缝截面参数外荷载通过10#槽钢转接件递给其根部焊缝，其根部焊缝承受正应力，剪应力和弯曲应力。
根部焊缝采用角焊缝，焊脚尺寸为5mm ，截面如图，对起弧段减去10mm 长度，焊接厚度按照0.7倍焊脚设计， E43型焊条现场手工焊接，焊缝质量等级为三级，其抗拉、抗剪强度型材X 轴主惯性距: 46.690cm4X 轴的惯性距: 46.690cm4型材Y 轴主惯性距: 74.770cm4Y 轴的惯性距: 74.770cm4型材X 轴上抗弯距: 16.978cm3X 轴下抗弯距: 16.978cm3型材Y 轴左抗弯距: 19.908cm3Y 轴右抗弯距: 13.366cm3型材X 轴的面积矩: 9.435cm3型材Y 轴的面积矩: 10.953cm3型材面积: 8.225cm2设计值均为：ftb＝160 N/mm2。
该节点上转接件的根部处的最大外荷载大小为：拉力：N＝RFy1＝3579 N剪力：V＝RFz1＝11083 N弯矩：M＝RFz1×L＝3570×135＝481950 N·mm其中：L---螺栓中心到焊缝处的距离则转接件根部的强度为：正应力：σ正＝N/A＝3579/822.5＝4.35 N/mm2弯曲应力：σ弯＝M/Wy＝481950/19908＝24.21 N/mm2所以：截面应力σ=σ正＋σ弯＝28.56 < ftb＝160 N/mm2剪应力：τ＝V/A＝11083/822.5＝13.47 N/mm2 < fvb＝160 N/mm2所以三面围焊，焊接高度5mm满足设计要求。