外露式刚接柱脚计算书

'外露式刚接柱脚计算书项目名称_____________日期_____________设计_____________校对_____________一、柱脚示意图二、基本参数1．依据规范《钢结构设计规范》(GB50017-2003)《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:2002)2．柱截面参数柱截面高度hb=500mm柱翼缘宽度bf=500mm柱翼缘厚度tf=14mm柱腹板厚度tw=14mm3．荷载值柱底弯矩M=350柱底轴力N=500kN柱底剪力V=50kN4．材料信息混凝土C25柱脚钢材Q235-B锚栓Q2355．柱脚几何特性-7- 底板尺寸a＝75mmc＝100mmbt＝85mmlt＝75mm柱脚底板长度L=800mm柱脚底板宽度B=800mm柱脚底板厚度t=30mm锚栓直径d=39mm柱腹板与底板的焊脚高度hf1=10mm加劲肋高度hs=210mm加劲肋厚度ts=10mm加劲肋与柱腹板和底板的焊脚高度hf2=10mm三、计算过程1.基础混凝土承压计算（1）底板受力偏心类型的判别=800/6+75/3=158.333mm偏心距=350×1000/500=700mm根据偏心距e判别式得到：abs(e)>(L/6+lt/3)底板计算应对压区和拉区分别计算（2）基础混凝土最大压应力和锚栓拉力a.锚栓拉力b.锚栓拉力c.若d<60mm则：柱脚底板的受压区长度xn＝若则：解下列方程式得到柱脚底板的受压区长度xn：其中，Aea为受拉区锚栓的有效面积之和，n=Es/Ec。-7- 锚栓拉力综上解得：基础混凝土的最大压应力4.88N/mm2=11.9N/mm2柱脚底板的受压区长度xn＝476.19mm锚栓拉力Ta=405.045kN2.锚栓的强度校核柱脚中部的锚栓主要起到安装定位作用，承受拉力较小，忽略其抗拉贡献。锚栓直径d=39mm锚栓有效面积Aea=976mm2Q235锚栓抗拉强度=140N/mm2锚栓拉应力(考虑20%的锚栓强度富裕量):=1.2×405.045×1000/(4×976)=124.501N/mm2=140N/mm23.水平剪力计算V=50kN=362.01kNV<0.4(N+Ta)不需设置抗剪键4.底板厚度计算柱腹板、翼缘与加劲肋分割底板，形成若干板块区。（1）受压侧底板厚度计算a.中部三边支承板块区：b2/a2=185/480=0.38若b2/a2>0.3，则a=0.041=0.041×4.88×(476.19-800/2)/476.19×4802×10-3否则，=0.05×4.88×(476.19-800/2)/476.19×1852×10-3解得M2=7.5b.压区三边支承板块区：b2/a2=150/200=0.75若b2/a2>0.3，则a=0.091=0.091×4.88×2002×10-3否则，-7- =0.05×4.88×1502×10-3解得M2=17.96c.压区两边支承板块区：b2/a2=116.51/238.17=0.48若b2/a2>0.3，则a=0.058=0.058×4.88×238.172×10-3否则，=0.05×4.88×116.512×10-3解得M2=16.14d.中部四边支承板块区：b3/a3=472/198=2.38，b=0.125=0.125×4.88×(476.19-800/2)/476.19×1982×10-3=3.82上述计算中，若有负值则略去，得到的最大弯矩值M2max为17.96。由压区确定的底板厚度=22.93mm。（2）受拉侧底板厚度计算单个螺栓的拉力=405.045/3=101.261kN按照力扩散宽度计算，若大于板块边缘长度则取板边缘长度。a.两边支撑板：acl1P1P2Pl2板1的竖向位移板2的竖向位移由得又，得-7- 因此，区格板边缘线弯矩Mmax=max{M1，M2}=29.92mmb.三边支撑板：（注：按连续梁比拟板的特性）acl1l2P1PP2l1板1的竖向位移板2的竖向位移由得又，得因此，区格板边缘线弯矩Mmax=max{M1，M2}-7- =18.81mm由拉区确定的底板厚度t=29.92mm。综合底板拉区与压区的计算结果，取底板厚度t=30mm。5.柱与底板焊缝:翼缘采用完全熔透的坡口对接焊缝，腹板采用双面角焊缝。角焊缝焊脚高度hf1=10mm翼缘与底板对接焊缝面积AF=tf×Bf=7000mm2腹板与底板角焊缝面积Aeww=0.7×hf1×(hb-2×tf-2×hf1)×2=6328mm2=24.596N/mm2=105.815N/mm2=7.901N/mm2验算翼缘连接焊缝=24.596+105.815=130.411=215验算腹板连接焊缝=21.6541606.锚栓支承加劲肋计算(1)加劲肋强度验算=153.808kN=84.96kN=101.261kN锚栓拉力近似由两道焊缝承担，以此考虑锚栓拉力对焊缝的作用=153.808kN正应力若或>Vi2=153.808×1000×(75+75)/（2×(210-15)2×10/6）否则=153.808×1000×(800-500)/（4×(210-15)2×10/6）=182.022剪应力=153.808×1000/(210-15)/10=78.876-7- 折算应力227.588236.5(2)加劲肋宽厚比验算=(800-500)/2/10=15=18(3)翼缘端部与加劲肋采用对接焊缝，翼缘侧与加劲肋采用角焊缝hf2=10mm加劲肋与底板的焊缝应力：若或>Vi2=153.808×1000/(2×0.7×10×(75+75-2×10-15))否则=153.808×1000/(2×0.7×10×(800/2-500/2-2×10-15))解得=95.533195.2加劲肋与柱的焊缝应力：若或>Vi2否则解得=146.458160-7-'