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来源 先闻公司 发布于 2011/10/18 10:15:55 评论(0) 有4829人阅读

软件主要针对网架矩形平板拉力支座节点,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。

通常,简单的矩形平板拉力支座可采用十字型板节点,支承加劲板一般可以采用十字正放。软件计算过程中按4个锚栓考虑(也可以按8个考虑,软件计算过程中按4个)。

clip_image002

铰接支承的网架平板拉力支座节点,当采用上述形式时,其构造与计算可按以下要求进行。

一:不考虑支座水平力产生的局部弯矩影响

不考虑弯矩情况下,整个支座底板与混凝土间不产生压应力作用,所以底板面积不需计算,底板厚度计算也不用考虑混凝土基础反力(因反力为0)。仅需根据锚栓受力情况来直接计算底板厚度。

(1)锚栓受力需满足要求。单根锚栓拉力在设计时,应使锚栓在底板和构件的屈服之后,应留有15%~20%的富裕量,软件一般按20%考虑。

clip_image004

(2)支座底板的厚度,可按下列公式确定,同时尚应满足构造上的要求。

clip_image006

参数说明:clip_image008为一个锚栓所承受的拉力,clip_image010

clip_image012为一个锚栓抗拉承载力设计值;

clip_image014为锚栓布置数目;

clip_image016为从锚栓中心至底板支承边的距离,如下图所示(根据支座形式可直接求得):

clip_image018

clip_image020为锚栓的孔径;

clip_image022为钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值,根据计算点处钢板材质、厚度不同而取不同数值,按下文表格中数值采用:

clip_image024

通常情况下,支座底板的面积一般是由支座节点板侧向加劲肋和连接锚栓的设置构造要求来确定。

支座底板的厚度一般是在12~20mm范围内采用。

(3)支座节点板(或垂直支承板)的侧向垂直加劲肋的厚度,一般可按支座底板厚度的0.7倍采用。

每块加劲肋与支座节点板(或垂直支承板)的双面连接角焊缝(即从底板顶面算起的垂直方向焊缝),可近似地按下列公式计算强度:

clip_image026

参数说明:clip_image028为在偏心弯矩clip_image030作用下垂直角焊缝的正应力;

clip_image032为在剪力clip_image034作用下垂直角焊缝的剪应力;

clip_image030[1]为偏心弯矩:clip_image037

clip_image034[1]为剪力,按每块加劲板承受垂直力clip_image040的1/4计算确定:clip_image042

clip_image040[1]为支座所承受的竖向拉力值;

clip_image045为垂直加劲肋与支座节点板的垂直角焊缝的计算长度;

clip_image047为垂直加劲肋与支座底板的水平角焊缝的计算长度;

clip_image049为角焊缝的焊脚尺寸;

clip_image051为角焊缝抗拉、抗压和抗剪强度设计值,按下表确定:

clip_image053

(4)支座底板与节点板(或垂直支承板)和垂直加劲肋的水平连接焊缝,一般是采用角焊缝,焊脚尺寸clip_image049[1]可在6~10mm的范围内采用;焊缝强度可近似地按下式计算:

clip_image056

参数说明:clip_image058为水平角焊缝的总计算长度。

注:取角焊缝计算长度时,每条按实际长度减去clip_image060

(5)网架支承支座与柱、或墙、或梁的连接,可采用锚栓连接,也可采用焊接连接。锚栓在混凝土中的锚固长度一般不宜小于clip_image062(不含弯钩)。

支座底板上的锚栓孔径,一般取锚栓直径的2倍左右。锚栓孔上应设置垫板,垫板的厚度一般采用支座底板厚度的0.7~1.0倍,其锚栓孔径一般比锚栓直径大1~2mm。

二:考虑支座水平力产生的局部弯矩影响

网架支座根据其支座高度,所以其剪力偏离底板中心,形成局部弯矩作用,根据X向和Y向的不同,其形成的弯矩也是clip_image064clip_image066两个,软件分别验算两个弯矩状态下的相关数据是否满足;此外支座受轴心力clip_image040[2]、水平剪力clip_image069clip_image071作用,应按下文所列公式和要求,分别计算底板下混凝土基础的受压应力、受拉侧锚栓的总拉力或锚栓的总有效面积、水平抗剪承载力。当同一种工况下二者同时存在时,如果有主次方向之分,那么以主方向为准,结合次方向计算结果,对主方向结果适当放大;如果同种工况下两方向剪力接近,而且数值都很大时,建议采用其他形式的支座形式。

当支座的水平抗剪承载力clip_image073时,应在支座底板下设置抗剪件或增设抗剪插筋并局部浇灌细石混凝土。

弯矩clip_image075,式中clip_image077为支座高度。利用弯矩clip_image030[2]和轴力clip_image040[3]共同作用,可以求出轴力偏心距clip_image081clip_image083为底板长度,当计算其垂直方向时,用宽度clip_image085来代替。

(一)偏心距clip_image087

clip_image089

如上图所示,通过0点弯矩平衡,clip_image091,据此可列出方程:

clip_image093

可利用方程求得混凝土受压区计算长度clip_image095

进一步求得:

底板下的混凝土最大受压应力:clip_image097

单侧锚栓所受的总拉力为:clip_image099

锚栓的总有效面积为:clip_image101

水平抗剪承载力为:clip_image103

(二)偏心距clip_image105

clip_image107

如上图所示,通过0点弯矩平衡,clip_image091[1],据此可得:

clip_image109

clip_image111

底板下的混凝土最大受压应力:clip_image113

单侧锚栓所受的总拉力为:clip_image115

锚栓的总有效面积为:clip_image101[1]

水平抗剪承载力为:clip_image117

(三)当clip_image119时,底板为非偏心受拉,即clip_image121,所以此时即为无偏心水平力作用,在前文已述。

(四)当偏心拉力位于一侧锚栓正上方时,即clip_image123,拉力全部由单侧锚栓承担,底板下混凝土不产生压应力,另一侧锚栓也不产生拉力。

此种情况下,单侧锚栓所受的总拉力为:

clip_image125

锚栓的总有效面积为:clip_image101[2]

底板下的混凝土最大受压应力:

clip_image127

水平抗剪承载力为0,必须设置抗剪件以承担水平剪力:

clip_image117[1]

参数说明:clip_image130为偏心距,clip_image081[1]

clip_image132为底板下混凝土的轴心抗压强度设计值;

clip_image134

clip_image136为底板下混凝土局部承压时的轴心抗压强度设计值提高系数,因软件无法判定基础与柱底板的相对关系,所以按最不利情况考虑,取clip_image138;当用户有可靠依据时,可按下列条文确定clip_image136[1]的数值:

clip_image140

clip_image142为混凝土局部受压面积;

clip_image144为混凝土局部受压的计算底面积(局部受压面积需与计算底面积按同心原则确定),按下图采用:

clip_image146

clip_image148为受拉单侧锚栓的总拉力;

clip_image150为底板底面与混凝土或水泥砂浆之间的摩擦力;

clip_image152为锚栓的抗拉强度设计值,按下表采用(Q235钢为140;Q345钢为180):

clip_image154

clip_image156为受拉侧锚栓的总有效面积,根据总有效面积clip_image156[1],可按《钢结构连接节点设计手册》(第二版)第九章表9-75(458页)确定锚栓的直径和数目(下表):

clip_image159

clip_image161

clip_image163为由受拉侧底板边缘至受拉锚栓中心的距离(见上文图);

clip_image095[1]为底板受压区的长度;

clip_image014[1]为钢材的弹性模量与混凝土弹性模量之比,clip_image167

clip_image169

clip_image171

柱脚底板的厚度clip_image173,应同时符合下列公式的 要求。

clip_image175

clip_image006[1]

参数说明:clip_image177为根据底板下的混凝土基础反力和底板的支承条件,分别按三边支承板、两相邻支承板计算得到的最大弯矩,其值可按以下要求确定:

对三边支承板和两邻边支承板:

clip_image179

clip_image181

clip_image183——计算区格内底板下混凝土基础的最大分布反力,按上文中三种情况下对应计算可得;

clip_image185——计算区格内,板的自由边长度;对两邻边支承板,按下文表中示意的斜边长确定;

clip_image187——与clip_image189有关的系数,按下表采用:

clip_image191

注:当clip_image193时,按悬伸长度为clip_image195的悬臂板计算。

clip_image008[1]为一个锚栓所承受的拉力,clip_image010[1]

clip_image014[2]为单侧锚栓布置数目;

clip_image016[1]为从锚栓中心至底板支承边的距离,如下图所示:

clip_image196

clip_image020[1]为锚栓的孔径;

clip_image022[1]为钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值,根据计算点处钢板材质、厚度不同而取不同数值,按下文表格中数值采用:

clip_image197

当锚栓拉力clip_image008[2]由两个或三个支承边承受时,锚栓拉力相应地由各支承边分担,而每个支承边的有效长度应根据扩散角clip_image199来确定。

底板下的混凝土最大受压应力验算应满足clip_image201

单根锚栓拉力在设计时,应留有15%~20%的富裕量,软件一般按20%考虑,因此受拉侧所有锚栓应满足clip_image203

水平抗剪承载力的验算应满足:当clip_image205时,不需设置抗剪件即满足抗剪要求;当clip_image073[1]时,需另外设置抗剪件以满足抗剪要求。因结构有多组反力作用,所以按最大反力计算时并不一定能反映所有情况,因此建议均需考虑抗剪件。

柱脚底板厚度验算需满足clip_image208。底板的长度和宽度扩展的外伸尺寸,每侧不宜超过底板厚度的clip_image210倍。

软件按两个方向的剪力状态下分别单独计算,并保守一定的富裕度。

焊缝近似计算

支座节点板(或垂直支承板)的侧向垂直加劲肋的厚度,一般可按支座底板厚度的0.7倍采用。

每块加劲肋与支座节点板(或垂直支承板)的双面连接角焊缝(即从底板顶面算起的垂直方向焊缝),可近似地按下列公式计算强度:

clip_image026[1]

参数说明:clip_image028[1]为在偏心弯矩clip_image030[3]作用下垂直角焊缝的正应力;

clip_image032[1]为在剪力clip_image034[2]作用下垂直角焊缝的剪应力(此处的clip_image034[3]方向为竖直向);

clip_image030[4]为偏心弯矩:clip_image037[1]

clip_image034[4]为剪力(与前文的clip_image034[5]不是同一剪力),按每块加劲板承受竖向力clip_image040[4]的1/4计算确定:clip_image042[1]

clip_image040[5]为支座承受的轴力,当底板出现受压区时,取轴力clip_image040[6]和底板反力clip_image217(保守近似进算)两者的较大值;

clip_image045[1]为垂直加劲肋与支座节点板的垂直角焊缝的计算长度;

clip_image047[1]为垂直加劲肋与支座底板的水平角焊缝的计算长度;

clip_image049[2]为角焊缝的焊脚尺寸;

clip_image051[1]为角焊缝抗拉、抗压和抗剪强度设计值。

注:文中为近似计算,因为,考虑偏心剪力引起的弯矩时,实际上计算方法是按刚接柱脚的理论来计算的,而实际网架支座为铰接考虑,所以会有部分的变形以释放掉偏心剪力的影响,所以完全按刚接计算是不现实的,是与整体结构计算假定相悖的,且不经济;同时,如果完全不考虑弯矩的影响又太过激进,因此此处计算可有效保证底板和锚栓的刚度与强度,且根据支座做法构造特点又不影响其整个支座的铰接特征。

支座底板与节点板(或垂直支承板)和垂直加劲肋的水平连接焊缝,一般是采用角焊缝,焊脚尺寸clip_image049[3]可在6~10mm的范围内采用;焊缝强度可近似地按下式计算:

clip_image056[1]

参数说明:clip_image058[1]为水平角焊缝的总计算长度(此处也可考虑正面角焊缝的强度设计值增大系数)。

注:此处的考虑方式也是近似计算,同垂直焊缝计算思路。

注:取角焊缝计算长度时,每条按实际长度减去clip_image060[1]

锚栓在混凝土重的锚固长度一般不宜小于clip_image062[1](不含弯钩)。

支座底板上的锚栓孔径,一般取锚栓直径的2倍左右。锚栓孔上应设置垫板,垫板的厚度一般采用支座底板厚度的0.7~1.0倍,其锚栓孔径一般比锚栓直径大1~2mm。

说点什么







最新评论
第1楼 undefined 发表于 2012-05-17 13:23
1983年,乔布斯对百事可乐的 CEO John Sculley 说:“Do you want to sell sugar water for the rest of your life, or do you want to change the world?”(你想卖一辈子糖水,还是改变世界?)就这样,一段传奇的合作开始了。

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