“梁梁拼接全螺栓刚接”节点计算书====================================================================计算软件：MTS钢结构设计系列软件MTSTool v3.5.0.0计算时间：2012年12月02日16:53:51==================================================================== H1100梁梁拼接全螺栓刚接一. 节点基本资料节点类型为：梁梁拼接全螺栓刚接梁截面：H-1100*400*20*34，材料：Q235左边梁截面：H-1100*400*20*34，材料：Q235腹板螺栓群：10.9级-M20螺栓群并列布置：10行；行间距70mm；2列；列间距70mm；螺栓群列边距：50 mm，行边距50 mm翼缘螺栓群：10.9级-M20螺栓群并列布置：2行；行间距70mm；4列；列间距70mm；螺栓群列边距：45 mm，行边距50 mm腹板连接板：730 mm×345 mm，厚：16 mm翼缘上部连接板：605 mm×400 mm，厚：22 mm翼缘下部连接板：605 mm×170 mm，厚：24 mm梁梁腹板间距为：a=5mm节点前视图如下：节点下视图如下：二. 荷载信息设计内力：组合工况内力设计值工况N(kN) Vx(kN) My(kN·m) 抗震组合工况1 0.0 115.4 152.3 否组合工况2 0.0 135.4 172.3 是三. 验算结果一览验算项数值限值结果承担剪力(kN) 6.77 最大126 满足列边距(mm) 50 最小33 满足列边距(mm) 50 最大88 满足外排列间距(mm) 70 最大176 满足中排列间距(mm) 70 最大352 满足列间距(mm) 70 最小66 满足行边距(mm) 50 最小44 满足行边距(mm) 50 最大88 满足外排行间距(mm) 70 最大176 满足中排行间距(mm) 70 最大352 满足行间距(mm) 70 最小66 满足净截面剪应力比0.066 1 满足净截面正应力比0.000 1 满足净面积(cm^2) 163 最小162 满足承担剪力(kN) 8.93 最大140 满足极限受剪(kN·m) 9450 最小7670 满足列边距(mm) 45 最小44 满足列边距(mm) 45 最大88 满足外排列间距(mm) 70 最大176 满足中排列间距(mm) 70 最大352 满足列间距(mm) 70 最小66 满足行边距(mm) 50 最小33 满足行边距(mm) 50 最大88 满足外排行间距(mm) 70 最大176 满足中排行间距(mm) 70 最大352 满足行间距(mm) 70 最小66 满足净截面剪应力比0.000 1 满足净截面正应力比0.021 1 满足净面积(cm^2) 129 最小106 满足净抵抗矩(cm^3) 13981 最小13969 满足抗弯承载力(kN·m) 6485.0 最小6055.8 满足抗剪承载力(kN) 3516.1 最小2813.2 满足孔洞削弱率(%) 21.71% 最大25% 满足四. 梁梁腹板螺栓群验算1 螺栓群受力计算控制工况：组合工况2，N=0 kN；V x=135.4 kN；M y=172.3 kN·m；2 腹板螺栓群承载力计算列向剪力：V=135.4 kN螺栓采用：10.9级-M20螺栓群并列布置：10行；行间距70mm；2列；列间距70mm；螺栓群列边距：50 mm，行边距50 mm螺栓受剪面个数为2个连接板材料类型为Q235螺栓抗剪承载力：N vt=N v=0.9n fμP=0.9×2×0.45×155=125.55kN计算右上角边缘螺栓承受的力：N v=135.4/20=6.77 kNN h=0 kN螺栓群对中心的坐标平方和：S=∑x2+∑y2=833000 mm2N mx=0 kNN my=0 kNN=[(|N mx|+|N h|)2+(|N my|+|N v|)2]0.5=[(0+0)2+(0+6.77)2]0.5=6.77 kN≤125.55，满足3 腹板螺栓群构造检查列边距为50，最小限值为33，满足！列边距为50，最大限值为88，满足！外排列间距为70，最大限值为176，满足！中排列间距为70，最大限值为352，满足！列间距为70，最小限值为66，满足！行边距为50，最小限值为44，满足！行边距为50，最大限值为88，满足！外排行间距为70，最大限值为176，满足！中排行间距为70，最大限值为352，满足！行间距为70，最小限值为66，满足！五. 腹板连接板计算1 腹板连接板受力计算控制工况：同腹板螺栓群(内力计算参上)连接板剪力：V l=135.4 kN采用一样的两块连接板连接板截面宽度为：B l=730 mm连接板截面厚度为：T l=16 mm连接板材料抗剪强度为：f v=125 N/mm2连接板材料抗拉强度为：f=215 N/mm2连接板全面积：A=B l*T l*2=730×16×2×10-2=233.6 cm2开洞总面积：A0=10×22×16×2×10-2=70.4 cm2连接板净面积：A n=A-A0=233.6-70.4=163.2 cm2连接板净截面剪应力计算：τ=V l×103/A n=135.4/163.2×10=8.297 N/mm2≤125，满足！连接板截面正应力计算：按《钢结构设计规范》5.1.1-2公式计算:σ=(1-0.5n1/n)N/A n=(1-0.5×10/20)×0/163.2×10=0 N/mm2,≤215，满足！按《钢结构设计规范》5.1.1-3公式计算:σ=N/A=0/23360×10=0 N/mm2,≤215，满足！2 腹板连接板刚度计算腹板的净面积为：20×(1100-2×34)/100-10×20×22/100=162.4cm2腹板连接板的净面积为：(730-10×22)×16×2/100=163.2cm2≥162.4，满足六. 翼缘螺栓群验算1 翼缘螺栓群受力计算控制工况：组合工况1，N=0 kN；V x=115.4 kN；M y=152.3 kN·m；翼缘螺栓群承担的轴向力：F f=|M f|/(h-t f)/2=71.435kN2 翼缘螺栓群承载力计算行向轴力：H=71.435 kN螺栓采用：10.9级-M20螺栓群并列布置：2行；行间距70mm；4列；列间距70mm；螺栓群列边距：45 mm，行边距50 mm螺栓受剪面个数为2个连接板材料类型为Q345螺栓抗剪承载力：N vt=N v=0.9n fμP=0.9×2×0.5×155=139.5kN轴向连接长度：l1=(4-1)×70=210 mm<15d0=330,取承载力折减系数为ξ=1.0折减后螺栓抗剪承载力：N vt=139.5×1=139.5 kN计算右上角边缘螺栓承受的力：N v=0 kNN h=71.435/8=8.929 kN螺栓群对中心的坐标平方和：S=∑x2+∑y2=58800 mm2N mx=0 kNN my=0 kNN=[(|N mx|+|N h|)2+(|N my|+|N v|)2]0.5=[(0+8.929)2+(0+0)2]0.5=8.929 kN≤139.5，满足3 翼缘螺栓群极限承载力验算翼缘受拉承载力：1.2A f f ay=1.2×2×400×34×235×10-3=7670.4 kN螺栓群螺栓个数：n=4×2×4=32 个单个螺栓极限受剪承载力：N vu=0.58n f A e f u=0.58×2×244.794×1.04=295.319kN单个螺栓对应的板件极限受剪承载力：N cu=∑tdf cu=34×20×1.5×375 ×10-3=382.5kN螺栓群极限受剪承载力：min(nN vu，nN cu)=9450.222 kN≥7670.4，满足4 翼缘螺栓群构造检查列边距为45，最小限值为44，满足！列边距为45，最大限值为88，满足！外排列间距为70，最大限值为176，满足！中排列间距为70，最大限值为352，满足！列间距为70，最小限值为66，满足！行边距为50，最小限值为33，满足！行边距为50，最大限值为88，满足！外排行间距为70，最大限值为176，满足！中排行间距为70，最大限值为352，满足！行间距为70，最小限值为66，满足！七. 翼缘连接板计算1 翼缘连接板受力计算控制工况：组合工况2，N=0 kN；V x=135.4 kN；M y=172.3 kN·m；翼缘连接板承担的轴向力：F f=|M f|/(h-t f)/2=80.816kN2 翼缘连接板承载力计算连接板轴力：N l=80.816 kN采用两种不同的连接板连接板1截面宽度为：B l1=170 mm连接板1截面厚度为：T l1=24 mm连接板1有2块连接板2截面宽度为：B l2=400 mm连接板2截面厚度为：T l2=22 mm连接板材料抗剪强度为：f v=170 N/mm2连接板材料抗拉强度为：f=295 N/mm2连接板全面积：A=B l1*T l1*2+B l2*T l2=(170×24×2+400×22)×10-2=169.6 cm2开洞总面积：A0=2×22×(24+22)×2×10-2=40.48 cm2连接板净面积：A n=A-A0=169.6-40.48=129.12 cm2连接板净截面剪应力：τ=0 N/mm2≤170，满足！连接板截面正应力计算：按《钢结构设计规范》5.1.1-2公式计算:σ=(1-0.5n1/n)N/A n=(1-0.5×2/8)×80.816/129.12×10=5.477 N/mm2,≤295，满足！按《钢结构设计规范》5.1.1-3公式计算:σ=N/A=80.816/16960×10=4.765 N/mm2,≤295，满足！3 翼缘连接板刚度计算单侧翼缘的净面积为：400×34/100-2×2×22×34/100=106.08cm2单侧翼缘连接板的净面积为：(400-2×2×22)×22/100+(170-2×22)×24×2/100=129.12cm2≥106.08，满足4 拼接连接板刚度验算梁的毛截面惯性矩：I b0=956168.235cm4翼缘上的螺栓孔的惯性矩：I bbf=2×2×2×[22×343/12+22×34×(1100/2-34/2)2]×10-4=170056.503cm4腹板上的螺栓孔的惯性矩：I bbw=10×20×223/12×10-4+20×22×(3152+2452+1752+1052+352+352+1052+1752+2452+3152)×10-4 =17804.747cm4梁的净惯性矩：I b=956168.235-170056.503-17804.747=768306.985cm4梁的净截面抵抗矩：W b=768306.985/1100×2×10=13969.218cm3翼缘上部连接板的毛惯性矩：I pf1=2×[400×223/12+400×22×(1100/2+22/2)2]×10-4=553979.947cm4翼缘上部连接板上的螺栓孔的惯性矩：I pfb1=2×2×2×[22×223/12+22×22×(1100/2+22/2)2]×10-4=121875.588cm4翼缘下部连接板的毛惯性矩：I pf2=2×2×[170×243/12+170×24×(1100/2-24/2-34)2]×10-4=414632.448cm4翼缘下部连接板上的螺栓孔的惯性矩：I pfb2=2×2×2×[22×243/12+22×24×(1100/2-24/2)2]×10-4=122281.421cm4腹板连接板的毛惯性矩：I pw=2×16×7303/12×10-4=103737.867cm4腹板连接板上的螺栓孔的惯性矩：I pbw=2×10×16×223/12×10-4+2×16×22×(3152+2452+1752+1052+352+352+1052+1752+2452+3152)×10-4=28487.595cm4连接板的净惯性矩：I p=553979.947+414632.448+103737.867-121875.588-122281.421-28487.595=799705.658cm4连接板的净截面抵抗矩：W p=799705.658/(1100/2+22)×10=13980.868cm3≥13969.218，满足八. 梁梁节点抗震验算1 抗弯最大承载力验算梁全塑性受弯承载力：M bp=[400×34×(1100-34)+0.25×(1100-2×34)2×20]×235 ×10-6=4658.339kN·m翼缘上部连接板的净面积为：(400-2×2×22)×22=6864mm2翼缘下部连接板的净面积为：(170-2×22)×24×2=6048mm2翼缘连接板净截面抗拉最大承载力的相应弯矩：M u1=[6864×470×(1100+22)+6048×470×(1100-2×34-24)]×10-6=6484.962kN·m翼缘螺栓群抗剪最大承载力的相应弯矩：螺栓极限受剪承载力：N vu=0.58n f A e f u=0.58×2×244.794×1.04=295.319kN板件极限承压力：N cu=∑tdf cu=34×20×1.5×470 ×10-3=479.4kN螺栓连接的极限受剪承载力：N vcu=min(N vu，N cu)=295.319 kNM u2=2×8×295.319×(1100-34)×10-3=10073.937 kN·m最大抗弯承载力：M u=min(M u1,M u2)=6484.962kN·m1.3*M bp=6055.841≤M u=6484.962，满足！2 抗剪最大承载力验算梁全塑性抗剪承载力：V bp=0.58×1032×20×235/1000=2813.232 kN。