σc=N*(1+6*e/L)/L/B=2008.05×(1+6×77.54787/640)/640/640×10^3=8.466614N/mm^2
锚栓群承受的拉力:
Ta=0
单个锚栓承受的最大拉力:
Nta=0
混凝土抗压强度设计值:
fc=14.3N/mm^2
为地震组合工况,取γRE=0.85
底板下混凝土最大受压应力:
σc=8.466614N/mm^2
底板下混凝土最大受压应力设计值:
fc/γRE=14.3/0.85=16.82353N/mm^2
8.47≤14.3×1/0.85=16.82353,满足
4.锚栓承载力验算
控制工况:
组合工况2,N=(-377.81)kN;Mx=0kN·m;My=95.46kN·m;
锚栓最大拉力:
Nta=9.120736kN(计算方法同混凝土承载力验算)
锚栓的拉力限值为:
Nt=63.4506kN
锚栓承受的最大拉力为:
Nta=9.120736kN≤63.4506,满足
5.底板验算
1混凝土反力作用下截面所围区格分布弯矩计算
截面所围区格按四边支承板计算,依中心点取混凝土压应力
控制工况:
组合工况1,最大混凝土压应力:
σc=6.90415N/mm^2
长边长度:
a3=H-Tf=384mm
短边长度:
b3=B-Tw=384mm
分布弯矩:
MstrSub=0.048×6.90415×384×384×10^-3=48.8668kN
2混凝土反力作用下边角区格分布弯矩计算
边角区格按两边支承板计算,依自由角点取混凝土压应力
控制工况:
组合工况4,最大混凝土压应力:
σc=7.196622N/mm^2(已抗震调整)
Y向加劲肋到底板边缘长度:
a=0.5×[640-(2-1)×390]=125mm
X向加劲肋到底板边缘长度:
b=0.5×[640-(2-1)×390]=125mm
跨度:
a2=(125^2+125^2)^0.5=176.7767mm
区格不规则,按等面积等跨度折算悬挑长度:
b2=88.24693mm
分布弯矩:
Mc2=0.059872×7.196622×176.7767×176.7767×10^-3=13.46488kN
3混凝土反力作用下X向加劲肋间区格分布弯矩计算
X向加劲肋间区格按三边支承板计算,依跨度中点取混凝土压应力
控制工况:
组合工况4,最大混凝土压应力:
σc=7.196622N/mm^2(已抗震调整)
跨度:
a2=390mm
悬挑长度:
b2=0.5×(640-400+16)=128mm
分布弯矩:
Mc3=0.03207692×7.196622×390×390×10^-3=35.1116kN·m
4混凝土反力作用下Y向加劲肋间区格分布弯矩计算
Y向加劲肋间区格按三边支承板计算,依跨度中点取混凝土压应力
控制工况:
组合工况1,最大混凝土压应力:
σc=6.90415N/mm^2
跨度:
a2=390mm
悬挑长度:
b2=0.5×(640-400+16)=128mm
分布弯矩:
Mc4=0.03207692×6.90415×390×390×10^-3=33.68466kN·m
5锚栓拉力作用下角部区格分布弯矩计算
角部区格按两边支承板计算
控制工况:
组合工况2,锚栓拉力:
Nta=9.120736kN
锚栓中心到X向加劲肋距离:
la1=0.5×[640-(2-1)×390]-0.5×10-50=70mm
la1对应的受力长度:
ll1=70+min[105-0.5×(640-400),70+0.5×24]=55mm
锚栓中心到Y向加劲肋距离:
la2=0.5×[640-(2-1)×390]-0.5×10-50=70mm
la2对应的受力长度:
ll2=70+min[105-0.5×(640-400),70+0.5×24]=55mm
弯矩分布系数:
ζa1=70×70/(55×70+70×55)=0.6363636
分布弯矩:
Ma1=Nta*ζa1=9120.736×0.6363636×10^-3=5.804105kN
6锚栓拉力作用下X向加劲肋间区格分布弯矩计算
X向加劲肋间区格按三边支承板计算
控制工况:
组合工况2,锚栓最大拉力:
Nta=9.120736kN
锚栓中心到翼缘边缘距离:
la1=0.5×(640-400)-50=70mm
la1对应的受力长度之半:
ll1=la1=70mm
锚栓中心到X向加劲肋距离:
la2=0.5×390-10=185mm
la2对应的受力长度:
ll2=185+min(105-70,185+0.5×24)=220mm
弯矩分布系数:
ζa2=0.5×70×185/(70×185+70×220)=0.2283951
分布弯矩:
Ma2=Nta*ζa2=9120.736×0.2283951×10^-3=2.083131kN
7锚栓拉力作用下Y向加劲肋间区格分布弯矩计算
Y向加劲肋间区格按三边支承板计算
区格内无锚栓或锚栓不受力,取分布弯矩:
Ma3=0kN
8要求的最小底板厚度计算
综上,底板各区格最大分布弯矩值为:
Mmax=48.8668kN
受力要求最小板厚:
tmin=(6*Mmax/f)^0.5=(6×48.8668/205×10^3)^0.5=37.81862mm≤38,满足
一般要求最小板厚:
tn=20mm≤38,满足
柱截面要求最小板厚:
tz=16mm≤38,满足
6.X向加劲肋验算
加劲肋外伸长度:
Lb=105mm
加劲肋间反力区长度:
li=min(0.5×390,105)=105mm
加劲肋外反力区长度:
lo=min{0.5×[640-390×(2-1)],105)=105mm
反力区面积:
Sr=(105+105)×105×10^-2=220.5cm^2
1X向加劲肋板件验算
控制工况:
组合工况4,混凝土压应力:
σcm=7.196622N/mm^2(已抗震调整)
计算区域混凝土反力:
Fc=7.196622×220.5/10=158.6855kN
控制工况:
组合工况2,承担锚栓反力:
Fa=13.6811kN
板件验算控制剪力:
Vr=max(Fc,Fa)=158.6855kN
计算宽度取为上切边到角点距离:
br=126.7166mm
板件宽厚比:
br/tr=126.7166/10=12.67166≤14.85583,满足
扣除切角加劲肋高度:
hr=270-20=250mm
板件剪应力:
τr=Vr/hr/tr=158.6855×10^3/(250×10)=63.4742Mpa≤180,满足
2X向加劲肋焊缝验算
焊缝验算控制剪力和控制工况同板件验算,Vr=168.02kN
角焊缝有效焊脚高度:
he=2×0.7×10=14mm
角焊缝计算长度:
lw=hr-2*hf=250-2×10=230mm
角焊缝剪应力:
τw=Vr/(2*0.7*hf*lw)=168.02/(2×14×230)=52.18011MPa≤200,满足
7.Y向加劲肋验算
加劲肋外伸长度:
Lb=105mm
加劲肋间反力区长度:
li=min(0.5×390,105)=105mm
加劲肋外反力区长度:
lo=min{0.5×[640-390×(2-1)],105)=105mm
反力区面积:
Sr=(105+105)×105×10^-2=220.5cm^2
1Y向加劲肋板件验算
控制工况:
组合工况1,混凝土压应力:
σcm=6.928279N/mm^2
计算区域混凝土反力:
Fc=6.928279×220.5/10=152.7686kN
控制工况:
组合工况2,承担锚栓反力:
Fa=9.120736kN
板件验算控制剪力:
Vr=max(Fc,Fa)=152.7686kN
计算宽度取为上切边到角点距离:
br=126.7166mm
板件宽厚比:
br/tr=126.7166/10=12.67166≤14.85583,满足
扣除切角加劲肋高度:
hr=270-20=250mm
板件剪应力:
τr=Vr/hr/tr=152.7686×10^3/(250×10)=61.10742Mpa≤180,满足
2Y向加劲肋焊缝验算
焊缝验算控制剪力和控制工况同板件验算,Vr=152.7686kN
角焊缝有效焊脚高度:
he=2×0.7×10=14mm
角焊缝计算长度:
lw=hr-2*hf=250-2×10=230mm
角焊缝剪应力:
τw=Vr/(2*0.7*hf*lw)=152.7686/(2×14×230)=47.44365MPa≤200,满足
3.梁拼接计算
梁截面:
H-450*200*9*14,材料:
Q235
左边梁截面:
H-450*200*9*14,材料:
Q235
腹板螺栓群:
10.9级-M20
螺栓群并列布置:
4行;行间距70mm;1列;
螺栓群列边距:
45mm,行边距45mm
腹板连接板:
300mm×90mm,厚:
10mm
1.梁梁腹板螺栓群验算
1腹板螺栓群受力计算
控制工况:
梁净截面承载力
梁腹板净截面抗剪承载力:
Vwn=[9×(450-2×14)-max(4×22,0+0)×9]×125=375.75kN
梁净截面抗弯承载力计算
翼缘螺栓:
Ifb=0cm^4
腹板螺栓:
Iwb=[4×9×22^3/12+9×20×2.45e+004]×10^-4=488.3cm^4
翼缘净截面:
Ifn=2.662e+004-0=2.662e+004cm^4
梁净截面:
In=3.289e+004-0-488.3=3.24e+004cm^4
梁净截面:
Wn=3.24e+004/0.5/450×10=1440cm^4
净截面抗弯承载力:
Mn=Wn*f=1440×215×10^-3=309.6kN·m
梁翼缘弯矩分担系数:
ρf=Ifn/In=0.8217>0.7,翼缘承担全部弯矩
梁腹板分担弯矩:
Mwn=0kN·m
2腹板螺栓群承载力计算
列向剪力:
V=375.75kN
螺栓采用:
10.9级-M20
螺栓群并列布置:
4行;行间距70mm;1列;
螺栓群列边距:
45mm,行边距45mm
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:
Nvt=Nv=0.9nfμP=0.9×2×0.45×155=125.55kN
计算右上角边缘螺栓承受的力:
Nv=375.75/4=93.938kN
Nh=0kN
螺栓群对中心的坐标平方和:
S=∑x^2+∑y^2=24500mm^2
Nmx=0kN
Nmy=0kN
N=[(|Nmx|+|Nh|)^2+(|Nmy|+|Nv|)^2]^0.5=[(0+0)^2+(0+93.938)^2]^0.5=93.938kN≤125.55,满足
3腹板螺栓群构造检查
列边距为45,最小限值为33,满足!
列边距为45,最大限值为80,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80,满足!
外排行间距为70,最大限值为120,满足!
中排行间距为70,最大限值为240,满足!
行间距为70,最小限值为66,满足!
4腹板连接板计算
连接板剪力:
Vl=375.75kN
采用一样的两块连接板
连接板截面宽度为:
Bl=300mm
连接板截面厚度为:
Tl=10mm
连接板材料抗剪强度为:
fv=125N/mm^2
连接板材料抗拉强度为:
f=215N/mm^2
连接板全面积:
A=Bl*Tl*2=300×10×2×10^-2=60cm^2
开洞总面积:
A0=4×22×10×2×10^-2=17.6cm^2
连接板净面积:
An=A-A0=60-17.6=42.4cm^2
连接板净截面剪应力计算:
τ=Vl×10^3/An=375.75/42.4×10=88.6203N/mm^2≤125,满足!
连接板截面正应力计算:
σ=(1-0.5n1/n)N/An=(1-0.5×4/4)×0/42.4×10=0N/mm^2≤215,满足!
σ=N/A=0/60×10=0N/mm^2≤215,满足!
2.梁梁翼缘对接焊缝验算
1翼缘对接焊缝受力计算
控制工况:
梁净截面承载力
翼缘承担的净截面弯矩:
Mfn=Mn-Mwn=254.394kN·m
2翼缘对接焊缝承载力计算
焊缝受力:
N=0kN;Mx=0kN·mMy=254.394kN·m
抗拉强度:
Ft=215N/mm^2
抗压强度:
Fc=215N/mm^2
轴力N为零,σN=0N/mm^2
弯矩Mx为零,σMx=0N/mm^2
Wy=1183.23cm^3
σMy=|My|/Wy=254.394/1183.23×1000=215N/mm^2
最大拉应力:
σt=σN+σMx+σMy=0+0+215=215N/mm^2≤215,满足
最大压应力:
σc=σN-σMx-σMy=0-0-215=(-215)N/mm^2≥(-215),满足
4.
主次梁连接计算
1.节点基本资料
梁截面:
H-400*150*8*13,材料:
Q235
主梁截面:
H-500*200*10*16,材料:
Q235
腹板螺栓群:
10.9级-M20
螺栓群并列布置:
4行;行间距70mm;1列;
螺栓群列边距:
45mm,行边距45mm
双侧焊缝,单根计算长度:
lf=408-2×5=398mm
腹板连接板:
300mm×90mm,厚:
8mm
间距为:
a=5mm
2.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=0kN;Vx=135.4kN;
螺栓群中心对角焊缝偏心:
e=5+90/2+200/2=150mm
螺栓群偏心弯矩:
M=135.4×150×10^-3=20.31kN·m
2腹板螺栓群承载力计算
列向剪力:
V=135.4kN
平面内弯矩:
M=20.31kN·m
螺栓采用:
10.9级-M20
螺栓群并列布置:
4行;行间距70mm;1列;
螺栓群列边距:
45mm,行边距45mm
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:
Nvt=Nv=0.9nfμP=0.9×2×0.45×155=125.55kN
计算右上角边缘螺栓承受的力:
Nv=135.4/4=33.85kN
Nh=0kN
螺栓群对中心的坐标平方和:
S=∑x^2+∑y^2=24500mm^2
Nmx=20.31×70×(4-1)/2/24500×10^3=87.043kN
Nmy=20.31×70×(1-1)/2/24500×10^3=0kN
N=[(|Nmx|+|Nh|)^2+(|Nmy|+|Nv|)^2]^0.5=[(87.043+0)^2+(0+33.85)^2]^0.5=93.393kN≤125.55,满足
3腹板螺栓群构造检查
列边距为45,最小限值为33,满足!
列边距为45,最大限值为64,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64,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!
3.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:
Vl=135.4kN
采用一样的两块连接板
连接板截面宽度为:
Bl=300mm
连接板截面厚度为:
Tl=8mm
连接板材料抗剪强度为:
fv=125N/mm^2
连接板材料抗拉强度为:
f=215N/mm^2
连接板全面积:
A=Bl*Tl*2=300×8×2×10^-2=48cm^2
开洞总面积:
A0=4×22×8×2×10^-2=14.08cm^2
连接板净面积:
An=A-A0=48-14.08=33.92cm^2
连接板净截面剪应力计算:
τ=Vl×10^3/An=135.4/33.92×10=39.9175N/mm^2≤125,满足!
连接板截面正应力计算:
σ=(1-0.5n1/n)N/An=(1-0.5×4/4)×0/33.92×10=0N/mm^2≤215,满足!
σ=N/A=0/48×10=0N/mm^2≤215,满足!
4.加劲肋角焊缝验算
1加劲肋角焊缝验算受力计算
控制工况同腹板螺栓群,其受力计算参上
2加劲肋角焊缝验算承载力验算
焊缝受力:
N=0kN;V=135.4kN;M=20.31kN·m
为地震组合工况,取连接焊缝γRE=0.9
焊脚高度:
hf=5mm;
角焊缝有效焊脚高度:
he=2×0.7×5=7mm
双侧焊缝,单根计算长度:
lf=408-2×5=398mm
3焊缝承载力验算
强度设计值:
f=160N/mm^2
A=l