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刚性柱脚的计算! 请各位指教

发布于:2005-08-20 14:34:20 来自:建筑结构/钢结构工程 [复制转发]
在刚性柱脚的计算中,底板的尺寸计算和是否满足的验算,只是考虑柱子传来的压力N吗?
那么对于压力就是柱子的自重,而剪力V和弯矩M都较大的情况底板应怎么计算啊?
敬请各位高手指教。

全部回复(3 )

只看楼主 我来说两句
  • eiei5651
    eiei5651 沙发
    刚性柱脚(以外露式为例)底板要计算压力(底板下混凝土受压力)、剪力(由锚栓拉力提供底板摩擦力)、最小底板厚度。这些验算时压力、剪力都要考虑。
    剪力和弯矩都较大时要看你锚栓怎么布置了。不仅仅计算底板的。

    我这里是用同济MTS算的刚性柱脚外露式的计算书,应该包括了你的问题的详细计算过程:

    “H柱外露刚接”节点计算书
    ====================================================================
    计算软件: MTS钢结构系列设计软件
    计算时间: 2006年03月29日 15:05:07
    ====================================================================


    一. 节点基本资料
    采用设计方法为:常用设计
    节点类型为:H柱外露刚接
    柱截面:H-390*198*10*14, 材料:Q235
    柱与底板的连接采用:周边角焊缝;
    角焊缝的焊脚高度:8mm
    底板尺寸:630 mm×440 mm,厚:20 mm
    锚栓信息:个数:6
    采用锚栓:M24焊板锚栓 双螺母
    底板下混凝土采用C20

    二. 节点受力验算
    1 柱脚内力
    轴力:N=300 kN
    Y向剪力:Vy=0 kN
    绕X向弯矩:Mx=0 kN·m
    2 角焊缝验算
    轴力:N=300kN
    剪力:Vx=80kN
    弯矩:My=80kN·m
    焊脚高度为8mm;
    强度设计值:f=160N/mm2
    A=5.6×78/100+5.6×182/100+5.6×78/100+5.6×346/100+5.6×78/100+5.6×182/100
    +5.6×78/100+5.6×346/100
    =76.608cm2
    σN=N/A=300/76.608 ×10=39.16N/mm2
    X向弯矩为零,σMx=0N/mm2
    Wy=[78×5.63/12×10-4+78×5.6×1812×10-4+182×5.63/12×10-4+182×5.6×1952×10-4
    +78×5.63/12×10-4+78×5.6×1812×10-4+5.6×3463/12×10-4+78×5.63/12×10-4
    +78×5.6×-1812×10-4+182×5.63/12×10-4+182×5.6×-1952×10-4+78×5.63/12×10-4
    +78×5.6×-1812×10-4+5.6×3463/12×10-4]/195 ×10
    =889.335cm3
    σMy=My/Wy=80/889.335×103=89.955N/mm2
    Ax=5.6×346/100+5.6×346/100=38.752cm2
    τx=Vx/Ax=80/38.752 ×10=20.644N/mm2
    Y向剪力为零,τy=0N/mm2
    τ=max(|τx|,|τy|)=20.644N/mm2
    焊缝组合应力:
    σ=[(σN+σMx+σMx)2/1.222+τ2]0.5
    =[(39.16+0+89.955)2/1.222+(20.644)2]0.5
    =107.827N/mm2
    107.827 <= 160,满足!
    最大焊脚高度:14×1.2=16mm(取整)
    8 <= 16,满足!
    最小焊脚高度:140.5×1.5=7mm(取整)
    8 >= 7,满足!
    3 底板验算
    3.1 底板下混凝土受压验算
    计算底板最大受压应力和锚栓受拉力:
    柱脚底板X向单向偏压,弯矩为:80 kN*m
    偏心距:e=80/300 ×103=266.667 mm
    底板计算方向长度:L=630 mm
    底板垂直计算方向长度:B=440 mm
    计算方向最外侧两锚栓间距:s=530 mm
    锚栓在计算方向离底板边缘距离:d=(L-s)/2=(630-530)/2=50 mm
    e1=L/6=630/6=105 mm
    e2=L/6+d/3=630/6+50/3=121.667 mm
    e > e2,故:
    混凝土弹性模量:Ec=25500N/mm2
    钢材弹性模量:Es=206000N/mm2
    弹性模量比:n=Es/Ec=206000/25500=8.078
    锚栓的总有效面积:Ae=1057.51 mm2
    有一元三次方程的各系数如下:
    A=1
    B=3*(e-0.5L)=3×(266.667-630/2)=-145
    C=6*Ae/B*(e+L/2-d)=6×8.078×1057.51/440×(266.667+630/2-50)=61936.908
    D=-C*(L-d)=-61936.908×(630-50)=-35923406.505
    解方程式:Ax3+Bx2+Cx+D=0,得:
    x=313.297 mm
    σc=2*N*(e+L/2-x/3)/B/x/(L-d-x/3)
    =2×300×(266.667+630/2-50)/440/313.297/(630-50-313.297/3) ×103
    =4.866N/mm2
    锚栓群承受的拉力:Ta=N*(e-L/2+x/3)/(L-d-x/3)
    =300×(266.667-630/2+313.297/3)/(630-50-313.297/3)
    =35.389 kN
    单个锚栓承受的最大拉力:Nta=Ta/3=35.389/3=11.796 kN
    底板下混凝土最大受压应力:σc=4.866N/mm2
    混凝土抗压强度设计值:fcc=10N/mm2
    4.866 < 10,满足!
    3.2 底板受剪验算
    锚栓所承受的拉力为:Ta=35.389 kN
    柱脚底板的摩擦力:Vfb=0.4*(N+Ta)=0.4×(300+35.389)=134.155 kN
    柱脚所承受的剪力:V=(Vx2+Vy2)0.5=(80×80+0×0)0.5=80 kN
    134.155 >= 80, 满足!
    3.3 最小底板厚度验算
    底板的强度设计值为:f=205N/mm2
    构造要求最小板厚:tmin0=20 mm
    混凝土反力作用要求的最小板厚计算:
    为两边或者三边支承板,Mimax=0.06×4.866×155.563×155.563 ×10-3=7.065kN·m/m
    tmin1=(6*Mimax/f)0.5=(6×7.065/205 ×103)0.5=14.38 mm
    锚栓拉力作用要求的最小板厚计算:
    锚栓承受的拉力为:Nta=11.796 kN (参锚栓拉力验算)
    距离边缘的最大距离为:a=50 mm
    锚栓的直径为:d=24 mm
    tmin2=(6*T*a/(d+2*a)/f)0.5=[6×11796.208×50/(24+2×50)/205]0.5=11.799 mm
    最小板厚允许值:[tmin]=max(tmin0,tmin1,tmin2)=20 mm
    20 >= 20,满足!
    4 锚栓验算
    4.1 锚栓抗拔力验算
    锚栓群承受的总上拔力设计值:fz=0kN
    锚栓个数:m=6个;
    锚栓采用:M24焊板锚栓 双螺母
    单根锚栓承受的上拔力:f=fz/m=0/6=0kN
    锚栓的抗拔力:Nt=63.5kN
    0 <= 63.5,满足!
    4.2 锚栓拉力验算
    锚栓承受的最大拉力为:Nta=11.796kN
    锚栓的拉力限值为:Nt=63.5kN
    11.796 < 63.5,满足!


    2006-03-29 15:18:29

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  • csq792005
    csq792005 板凳
    在刚性柱脚的计算
    1、σ=N/(B*L)+(-)6*M/(B*L*L)
    2、T=SQRT(6M/f)
    其中M=ασa*a
    2006-03-29 13:30:29

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这个家伙什么也没有留下。。。

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