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H型梁钢结构构件联接计算

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体验 

1
说明 1。等强度联接设计法验算梁与梁的联接接点
2。按简化设计法验算梁与梁的联接接点
3。按实用设计法验算梁与梁的联接接点
1 计算模式 1
2 拼接连接处的内力
M 24590 kN-cm V 210.6 kN
3 构件信息
构件钢号 焊接H型钢 翼缘摩擦型高强度螺栓型号 腹板摩擦型高强度螺栓型号
Q235 H600x220x12x19-24 J10.9-M22-1-X1 J10.9-M22-1-X1
Hb (mm) Bb (mm) tWb (mm) tF b (mm) rb (mm) Ab0 (cm2) Wb0X(cm3) Ib0X (cm4)   w ( kN/m ) i 0X (cm)  
600 220 12 19 24 156 3070 92084 1216.8 24.3
4 高强度螺栓联接接点设计
翼缘  螺栓数 螺孔行数 行距( mm ) 列距( mm ) 腹板  螺栓数 螺孔行数 行距( mm ) 列距( mm )
推荐值 12 2 140 80 10 5 80 80
修订值
设计值 12 2 140 80 10 5 80 80
校   核 TRUE TRUE TRUE TRUE TRUE TRUE TRUE TRUE
5 拼接连接板的设计 (  mm  )
外侧翼缘拼接连接板 内侧翼缘拼接连接板 腹板拼接连接板
t1 b1 l1 t2 b2 l2 t3 b3 l3
推荐值 22 220 965 0 0 0 18 325 400
修订值 20
设计值 22 220 965 0 0 0 20 325 400
校   核 - 22 X 220 / 965 - 20 X 325 / 400
6 翼缘螺栓信息( mm ,mm2 )
螺栓序号 螺栓等级 螺栓钢号 螺栓直径 螺栓孔径 螺栓形式 接触形式 有效面积
9 10.9 Q235 22 23.5 单剪螺栓 I类接触面 303.4
7 腹板螺栓信息( mm ,mm2 )
螺栓序号 螺栓等级 螺栓钢号 螺栓直径 螺栓孔径 螺栓形式 接触形式 有效面积
9 10.9 Q235 22 23.5 单剪螺栓 I类接触面 303.4
8 型钢及螺栓钢材性能  (kN/cm2)
钢材强度 钢材序号 fu fy f fv fce 螺栓强度 NbHFv  NbHWv  f bHu
2 37.5 22.5 20.5 12 32 77 77 104
9 焊缝强度信息  (kN/cm2)
焊缝序号 焊条型号 fu fwc fwt12 fwt3 fwv fwf
2 E43xx 37.5 20.5 20.5 17.5 12 16

A. 1。等强度联接设计法验算梁与梁的联接接点
B. 计算书
1 工型钢构件截面信息及拼接连接处的构件内力信息
M  [拼接连接处的弯矩值] 24590 kN-cm V [拼接连接处的剪力值] 210.6 kN
Bb  [翼缘宽]   220 mm tFb     [翼缘厚]      19 mm
dFb    [翼缘螺孔径]    23.5 mm
r      [内圆弧半径] 24 mm
Hb [工型梁高]   600 mm hWb  [腹板高]   562 mm
tWb   [腹板厚] 12 mm
dWb  [腹板螺孔径]   23.5 mm
2 工型钢构件材质信息
f       [钢材抗拉、抗压、抗弯强度设计值] 20.5 kN/cm2
fv       [钢材抗剪强度设计值] 12 kN/cm2
NbHFV  [翼缘摩擦型高强螺栓抗剪承载力设计值] 77 KN
NbHWV[腹板摩擦型高强螺栓抗剪承载力设计值] 77 KN
3 梁单侧翼缘和腹杆的净截面面积估算和相应的连接螺栓数目估算
AanF    [翼缘净截面面积估算]  = 3553 mm2
AanW   [腹板净截面面积估算]  = 5732 mm2
naFb       [翼缘连接螺栓数目估算]= 10 个
naWb      [腹板连接螺栓数目估算]= 9 个
nFbs        [翼缘连接螺栓数]= 12 个 nWbs    [腹板连接螺栓数]= 10 个
noFbh    [翼缘螺孔行数]    = 2 行 lFbh       [翼缘螺孔列距]    = 80 mm
noWbh   [腹板螺孔行数]    = 5 行 lWbh      [腹板螺孔行距]    = 80 mm
noWbl    [腹板螺孔列数]    = 2 列 lWbl       [腹板螺孔列距]    = 80 mm
4 工型钢构件截面特征
Ib0X    [梁毛截面惯性矩]= 920832032 mm4 即 92084 cm4
Wb0X[梁毛截面抵抗矩]= 3069440 mm3 即 3070 cm3
Ab 0   [梁毛截面面积]    = 15598 mm2 即 156 cm2
IbXR            [梁上螺栓孔截面惯性矩]  =   IbXRF+IbXRW = 16890 cm4
IbXRF          [梁翼缘螺栓孔截面惯性矩]= 150774715 mm4 即 15078 cm4
IbXRW       [梁腹板螺栓孔截面惯性矩]= 18112889 mm4 即 1812 cm4
IbnX    [梁净截面惯性矩]=Ib0X-IbXR           = 75194 cm4
WbnX[梁净截面抵抗矩]=IbnX/(Hb/2)   = 2507 cm3
Ab n   [梁净截面面积]    =2*AbnF+AbnW     =  119.08 cm2
AbnF    [翼缘净截面面积]    = 32.87 cm2
AbnW   [腹板净截面面积]     = 53.34 cm2
5 梁的拼接连接按等强度设计法及简化设计法的设计内力值
[弯矩]    Mbn = WbnX*f   = 51393.5 kN.cm
[剪力]    Vbn  = AbnW*fv   = 640.08 kN
6 校核 3. 中估算的连接螺栓数目
nFb        [翼缘连接螺栓数目校核]=  WbnX*f/((Hb-tFb)*NbHFV)  = 12 个 nFbs 12
nWb      [腹板连接螺栓数目校核]=   AbnW*fv/NbHWV                    = 9 个 nWbs 10
 
7 梁翼缘和腹板的拼接连接板的截面尺寸估算与核算
XF  [梁翼缘拼接连接板的设置类型（单剪接连或双剪接连）]   = 1
XW [梁腹板拼接连接板的设置类型（单剪接连或双剪接连）]   = 1
[翼缘和腹板的拼接板的截面参数] [估算值]
[翼缘] b1     [翼缘外侧拼接板的宽度]    = 220 <= ba1 = 220 mm
t1      [翼缘外侧拼接板的厚度]    = 22 >= ta1 = 22 mm
b2     [翼缘内侧拼接板的宽度]    = 0 <= ba2 = 0 mm
t2      [翼缘内侧拼接板的厚度]    = 0 >= ta2 = 0 mm
l12   [翼缘内外侧拼接板的长度] = 965 >=la12 = 965 mm
[腹板] b3 [腹板单侧拼接板的宽度]  = 325 >= ba3 = 325 mm
t3 [腹板单侧拼接板的厚度]  = 20 >= ta3 = 18 mm
l3 [腹板单侧拼接板的高度]  = 400 >= la3 = 400 mm
[拼接板面积校核]
APnLF  [梁单侧翼缘连接板净截面面积]= 38.06 > AbnF  = 32.87 cm2
APnLW[梁腹板连接板净截面面积]        = 56.5 > AbnW= 53.34 cm2
[拼接板刚性校核]
IPnLX       [连接板净截面惯性矩]  = IP0LX-IPXLR   = 81302 cm4
IP0LX    [连接板毛截面惯性矩]            = 104331 cm4
IPXLR    [连接板上螺栓孔截面惯性矩]= 23029 cm4
[连接板净截面抵抗矩]=IPnLX/{(Hb/2)+t1} 2524 > WbnX   = 2506 cm3
8 梁的强度核算
[弯矩]   s   =  Mx/Wbnx   = 20.5 kN/cm2 < = f
[剪力]     t  =  V/Abnw      = 12 kN/cm2 < = fv
9 按抗震设计要求对拼接连接节点的最大承载力的校核
f u    [工型钢钢材抗拉强度值] 37.5 kN/cm2 f y    [工型钢钢材屈服强度值] 22.5 kN/cm2
f bHu [高强螺栓经热处理后的抗拉强度] 104 kN/cm2
AbHFe [翼缘螺栓在螺纹处的有效面积] 3.03 cm2
AbHWe[腹板螺栓在螺纹处的有效面积] 3.03 cm2
e     [拉力方向的端距] 4 cm l b    [梁的跨度] 900 cm
a.   Wbpx     [工型钢梁塑性抵抗矩] = 3376 cm3
  Mbpx     [工型钢梁全塑性弯矩] =  Wbpx*fy   = 75960 kN.cm
  Vpm       [工型钢梁全塑性剪力] = (Mbpx+Mbpx)/lb= 168 kN
b. 拼接连接节点的最大承载力的校核
[弯矩] Mu1[梁翼缘连接板净截面抗拉最大承载力的相应最大弯矩]
Mu1                            Mu1=APnLF1*fu*(Hb+t1)+APnLF2*fu*(Hb-2tFb-t2)= 88774 kN.cm
Mu2[梁翼缘连接高强螺栓抗剪最大承载力的相应最大弯矩]
Mu2                            Mu2=  0.75nf*n*AbHFe*fbuH*(Hb-tFb)                = 164776 kN.cm
Mu3[梁翼缘板边端截面抗拉最大承载力的相应最大弯矩]
Mu3                            Mu3= n*e*tFb*fu*(Hb-tFb)                             = 198702 kN.cm
Mu4[翼缘连接板边端截面抗拉最大承载力的相应最大弯矩]
Mu4                            Mu4= n*e*fu*{t1(Hb+t1)+t2(Hb-2tFb-t2)}       = 246312 kN.cm
Mu=min(Mu1,Mu2,Mu3,Mu4)= 88774 kN.cm > 1.2MbPx= 83556 kN.cm TRUE
[剪力]
Vu1  [梁腹板净截面抗剪最大承载力]                         =  Abnw*fu/31/2           = 1049.86 kN
Vu2  [梁腹板连接板净截面抗剪最大承载力]             =  APnLw*fu/31/2         = 1112.06 kN
Vu3  [梁腹板连接高强螺栓抗剪最大承载力]     =  0.75nf*n*AbHWe*fbuH      = 2148.55 kN
Vu  =  min(Vu1,Vu2,Vu3)  = 1049.86 kN > 1.4Vpm= 235.2 kN TRUE
c. 螺栓孔对梁截面的削弱率校核
mR[螺栓孔对梁截面的削弱率]= AR/A0 = 20.49% < 25% TRUE
  A0   [梁毛截面面积]   = 155.98 cm2
  AR   [螺栓孔的削弱面积]  = 31.96 cm2

设计用钢材强度值
极限抗拉 屈服强度 强度设计值
强度最小值 抗拉,压,弯 抗剪 端面承压
钢材序号 构件钢号 钢材厚度 fu fy f fv fce
mm kN/cm2 kN/cm2 kN/cm2 kN/cm2 kN/cm2
1 Q235 16 37.5 23.5 21.5 12.5 32
2 16~40 37.5 22.5 20.5 12 32
3 40~60 37.5 21.5 20 11.5 32
4 60~100 37.5 20.5 19 11 32
5 Q345 16 47 34.5 31.5 18.5 41
6 16~35 47 32.5 30 17.5 41
7 35~50 47 29.5 27 15.5 41
8 50~100 47 27.5 25 14.5 41
设计用焊缝强度值
对接焊缝 对接焊缝强度设计值
极限抗拉 抗压 焊缝质量为1、2级及3级 抗剪 角焊缝强
强度最小值 时抗拉、抗弯强度设计值 度设计值
焊缝序号 焊条型号 钢材钢号 钢材厚度 fu fwc fwt12 fwt3 fwv fwf
mm kN/cm2 kN/cm2 kN/cm2 kN/cm2 kN/cm2 kN/cm2
1 E43xx Q235 16 37.5 21.5 21.5 18.5 12.5 16
2 16~40 37.5 20.5 20.5 17.5 12 16
3 40~60 37.5 20 20 17 11.5 16
4 60~100 37.5 19 19 16 11 16
5 E50xx Q345 16 47 31.5 31.5 27 18.5 20
6 16~35 47 30 30 25.5 17.5 20
7 35~50 47 27 27 23 15.5 20
8 50~100 47 25 25 21 14.5 20
焊接方法为：自动焊、半自动焊、手工焊。
一个摩擦型高强度螺栓的抗剪承载力设计值表 NbHv （单剪,单位:kN）
高强度螺栓直径  d  (mm)
螺栓序号 螺栓等级 螺栓钢号 接触面形式 16 20 22 24 27 30
1 8.8 Q235 1 28.4 44.6 54.7 62.8 83 101.3
2 2 22.1 34.7 42.5 48.8 64.6 78.8
3 3 28.4 44.6 54.7 62.8 83 101.3
4 4 18.9 29.7 36.5 41.9 55.4 67.5
5 16Mn 1 34.7 54.5 66.8 76.7 101.5 123.8
6 2 25.2 39.6 48.6 55.8 73.8 90
7 3 34.7 54.5 66.8 76.7 101.5 123.8
8 4 22.1 34.7 42.5 48.8 64.6 78.8
9 10.9 Q235 1 40.5 62.8 77 91.1 117.5 143.8
10 2 31.5 48.8 59.9 70.9 91.4 111.8
11 3 40.5 62.8 77 91.1 117.5 143.8
12 4 27 41.9 51.3 60.8 78.3 95.93
13 16Mn 1 49.5 76.7 94.1 111.4 143.6 175.7
14 2 36 55.8 68.4 81 104.4 127.8
15 3 49.5 76.7 94.1 111.4 143.6 175.7
16 4 31.5 48.8 59.9 70.9 91.4 111.8
注：(1) . 双剪螺栓的承载力设计值为单剪数值乘 2.0 . (2) . 16Mn.,16Mnq,15Mn,15Mnq钢号，螺栓抗剪承载力设计值相同。
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