“梁箱柱栓焊刚接”节点计算书

“梁箱柱栓焊刚接”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：梁箱柱栓焊刚接

节点内力采用：梁端节点力

采用设计方法为：常用设计

梁截面：H-400*200*8*13， 材料：Q235

柱截面：BOX-400*16， 材料：Q235

腹板螺栓群：10.9级-M20

螺栓群并列布置：3行；行间距70mm；1列；

螺栓群列边距：45 mm，行边距45 mm

双侧焊缝，单根计算长度：lf=230-2×6=218mm

腹板连接板：230 mm×90 mm，厚：18 mm

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

组合工况1 0.0 200.0 否

三. 验算结果一览

最大拉应力(MPa) 205 满足 最大压应力(MPa) -205 满足 承担剪力(kN) 20.0 满足 列边距(mm) 45

60.0 最大215 最小-215 最大62.8 最小33

满足 列边距(mm) 45 最大

满足 行边距(mm) 45 最小44

满足 行边距(mm) 45 最大

满足 外排行间距(mm) 70 最大96

满足 中排行间距(mm) 70 最大192

满足 行间距(mm) 70 满足 净截面剪应力比 0.169 满足 净截面正应力比 0.000 满足 焊缝应力(MPa) 32.8 满足 焊脚高度(mm) 6 满足 焊脚高度(mm) 6 满足 剪应力(MPa) 29.2 满足 正应力(MPa) 0 满足

四. 梁柱对接焊缝验算

1 对接焊缝受力计算

控制工况：组合工况1，N=0 kN；Vx=60 kN；My=200 kN·m；

2 对接焊缝承载力计算

焊缝受力：N=0 kN；Mx=0 kN·mMy=200kN·m

最小66 1 1 最大160 最大19 最小6 最大125 最大310

抗拉强度：Ft=215N/mm^2

抗压强度：Fc=215N/mm^2

轴力N为零，σN=0 N/mm^2

弯矩Mx为零，σMx=0 N/mm^2

Wy=973.86cm^3

σMy=|My|/Wy=200/973.86×1000=205.37N/mm^2

最大拉应力：σt=σN+σMx+σMy=0+0+205.37=205.37N/mm^2≤215，满足

最大压应力：σc=σN-σMx-σMy=0-0-205.37=(-205.37)N/mm^2≥(-215)，满足

五. 梁柱腹板螺栓群验算

1 螺栓群受力计算

控制工况：组合工况1，N=0 kN；Vx=60 kN；My=200 kN·m；

2 螺栓群承载力验算

列向剪力：V=60 kN

螺栓采用：10.9级-M20

螺栓群并列布置：3行；行间距70mm；1列；

螺栓群列边距：45 mm，行边距45 mm

螺栓受剪面个数为1个

连接板材料类型为Q235

螺栓抗剪承载力：Nvt=Nv=0.9nfμP=0.9×1×0.45×155=62.775kN

计算右上角边缘螺栓承受的力：

Nv=60/3=20 kN

Nh=0 kN

螺栓群对中心的坐标平方和：S=∑x^2+∑y^2=9800 mm^2

Nmx=0 kN

Nmy=0 kN

N=[(|Nmx|+|Nh|)^2+(|Nmy|+|Nv|)^2]^0.5=[(0+0)^2+(0+20)^2]^0.5=20 满足

，kN≤62.775

3 螺栓群构造检查

列边距为45，最小限值为33，满足！

列边距为45，最大限值为，满足！

行边距为45，最小限值为44，满足！

行边距为45，最大限值为，满足！

外排行间距为70，最大限值为96，满足！

中排行间距为70，最大限值为192，满足！

行间距为70，最小限值为66，满足！

六. 腹板连接板计算

1 连接板受力计算

控制工况：同腹板螺栓群(内力计算参上)

2 连接板承载力验算

连接板剪力：Vl=60 kN

仅采用一块连接板

连接板截面宽度为：Bl=230 mm

连接板截面厚度为：Tl=18 mm

连接板材料抗剪强度为：fv=120 N/mm^2

连接板材料抗拉强度为：f=205 N/mm^2

连接板全面积：A=Bl*Tl=230×18×10^-2=41.4 cm^2

开洞总面积：A0=3×22×18×10^-2=11.88 cm^2

连接板净面积：An=A-A0=41.4-11.88=29.52 cm^2

连接板净截面剪应力计算：

τ=Vl×10^3/An=60/29.52×10=20.325 N/mm^2≤120，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/An=(1-0.5×3/3)×0/29.52×10=0 N/mm^2≤205，满足！

按《钢结构设计规范》5.1.1-3公式计算:

σ=N/A=0/41.4×10=0 N/mm^2≤205，满足！

七. 梁柱角焊缝验算

1 角焊缝受力计算

控制工况：组合工况1，N=0 kN；Vx=60 kN；My=200 kN·m；

2 角焊缝承载力计算

焊缝受力：N=0kN；V=60kN；M=0kN·m

焊脚高度：hf=6mm；

角焊缝有效焊脚高度：he=2×0.7×6=8.4 mm

双侧焊缝，单根计算长度：lf=230-2×6=218mm

3 焊缝承载力验算

强度设计值：f=160N/mm^2

A=lf*he=218×8.4×10^-2=18.31 cm^2

τ=V/A=60/18.31×10=32.77 N/mm^2

综合应力：σ=τ=32.77 N/mm^2≤160，满足

4 角焊缝构造检查

最大焊脚高度：16×1.2=19mm(取整)

6≤19，满足！

最小焊脚高度：18^0.5×1.5=6mm(取整)

6 >= 6，满足！

八. 梁腹净截面承载力验算

1 梁腹净截面抗剪验算

控制工况：组合工况1，Vx=60 kN；

腹板净高：h0=400-13-13-3×22=308 mm

腹板剪应力：τ=1.2*V/(h0*Tw)=1.2×6e+004/(308×8)=29.22≤125，满足

2 梁腹净截面抗弯验算

无偏心弯矩作用，抗弯应力为0，满足！