K型連接節點板算法

時間:2022-04-16 08:18:00

導語:K型連接節點板算法一文來源于網友上傳,不代表本站觀點,若需要原創文章可咨詢客服老師,歡迎參考。

K型連接節點板算法

現行GB50017—2003{鋼結構設計規范》中關于連接節點板處計算方法的計算公式,對桁架節點板既可以用板件在拉、剪作用下的強度計算公式計算,也可以用有效寬度法進行計算(eft件為軋制T型和雙板焊接T型截面者除外)。AISC規范對節點板的計算是將節點板看作一般構件進行受拉和受壓的承載力計算。對于受壓計算,主要是考慮受壓狀態下的穩定,根據長細比的不同采用不同的計算公式,構件的長度為支撐端部沿支撐中心線至梁外緣的距離,并考慮有效的計算長度系數。構件有效寬度為按30。應力擴散角考慮的寬度范圍。對于受拉計算,按有效寬度考慮的板件進行屈服強度和撕裂強度的驗算,但需要注意以下兩點:

①如果應力擴散角小于30。則取實際值;

②如果有效寬度包括梁的腹板,則應對節點板和梁腹板分別進行驗算。限于篇幅,本文只對節點板的強度進行計算。對于支撐節點板的寬度按有效寬度法進行承載力計算,有效寬度即指支撐軸力通過連接件在節點板內按照30。應力擴散角傳至連接件端部,并與軸力相垂直的一定寬度范圍,該一定寬度即稱為有效寬度。

1按GB50017-2003規范計算本例

此K型節點支撐連接為單角鋼連接,具體參數如圖1所示。具體規范條文參見GB50017—2003規范中的第7.5節。

1.1材質

梁:雙角鋼L200×10,Q235一B,廠一235MPa,一360MPa,廠一215MPa。支撐:L80×6,Q235一B,一235MPa,一360MPa,廠一215MPa。節點板:L80×6,Q235一B,=235MPa,一360MPa,廠一215MPa,一14mm。

1.2構件幾何參數

LQR一137mm;LsT一193mm;LUv一638mm;一38。;L1一LAB—100mm;L2一Lm一80mm;L3一LcD一128mm;Lf===766rDxn;b1—78.8mill;b2—80mm;b3—78.8mm。

1.3板受壓承載力計算(材料強度215MP)

1—2.77×LQR/一2.77x137/14—27.1,按b類截面計算一().946,2—2.77×Lsr】、/t一2.77×193/14—38.2,,===0.905,.{-_2.77×LI}v/t=2.77×638/14===126.2,===().405.BAN--『/l.∥sin一1395kNA(、』\,=,/:z,’/sin一l。51kN.CI)N--tl3-//sin一764kN,取小值,即取N一764kN,自由邊長細比驗算,則有L,/t一766/14—54.7<60~/235//==6O,不需設置加勁肋。1.4板受拉承載力驗算1)節點板受拉承載力驗算按30。擴散角的有效寬度計算節點板的有效寬度b一80+(100/cos52。+128/cos38。)tan30。一267.5mm,則N一805kN.2)節點板受拉承載力驗算按掙、剪作用下的強度計算帶人數據可得贏≤,∑()一l一。N===725kN.

2按AISC規范計算本例

2.1支撐軸壓力作用下的穩定承載力計算

根據AISC規范的E.1一E.3條,構件受壓承載力強度為cPn一09fAg.式中:為構件抗力系數,為構件彎曲應力,A為構件毛截面面積。構件彎曲應力按下列條件計算≤4.71√(或≥脅=[0.658]Fy,>4.71√(或<),F一0.877Fe.式中:為材料屈服強度;E為材料彈性模量;KL/r為構件的長細比;為臨界彈性屈曲應力,一;K為有效計算長度系數,按表1取值。表1有效長度系數KII1•1-+一•P.守.’,。-|_.‘0『,1I亭I••_I柱的屈曲類型:II1-I}狀下0.650.81.21.02.12.0-推薦設計取值桿端方式.tI固定端丫鉸支端lf.滑動端r自由端

2.2支撐軸拉力作用下的強度計算公式

根據AISC規范的J.4條,構件受拉承載力設計強度應取受拉屈服強度和受拉破裂強度的小值。受拉屈服強度一0.9.受拉撕裂強度=:=0.75.A.式中:為構件抗力系數,R為構件抗力,為鋼材極限強度,A為構件凈截面面積,其他符號含義同前。

2.3板受壓承載力計算

板回轉半徑r一√一4•04mm,板的計算長度L1—193mm.根據圖2,板只有一邊與梁連接,有效計算長度系數K一1.2,長細比KL1/r一57•33<4•7一139•1.臨界彈性屈曲應力一/r)一615MPa.(KL………構件彎曲應力===[O.658]F一2O0MPa.板的有效毛截面面積Ag—tb=3745mm2.板的凈截面面積A一Ag一3745mm.板受壓承載力設計強度P===0.9A一674kN.

2.4板受拉承載力計算

受拉屈服強度一0.9fyA一792kN.受拉撕裂強度缺一0.75A一1011kN.取小值,即取792kN。

3按文獻j-s]中建議公式計算本例

3.1受壓承載力計算公式如下

P一A,(1)%一,(2)一7瓜[1—0.22、],(3)一[,㈤一=lJ’k一1.154[b,/LO7.(5)式中:A為節點板有效截面面積,A一tb;t為節點板厚度;為節點板材料屈服強度;E為彈性模量:),為單角鋼連接節點板偏心受壓強度折減系數,取0.6;k為屈曲系數;為泊松比,鋼材取0.3;b為節點板有效寬度,取節點板實際寬度與圖3中二者中的較小值,取值同上;為節點板有效長度圖3中(z1,z2,c)的平均值,即L===155mm。

3.2代入數據

k一1.154[bJL£]n凹一0.997,k=:=0.968,:=:『]490.76MPa,一_二lJ一•Ma’一7[1—0.22而]一139MPa,一,%一——號—而一83.5MPa039(,~.+2.8c/t)_。‘

4結論

從以上計算結果對比可以看出:

1)節點板的受壓計算方面,依據GB500J7—2003規范計算出來的承載力要比依據AISC規范計算的結果大10~20,而[5]中建議公式計算結果比兩者要小大約一倍,說明建議公式計算太保守。此,建議用AISC規范計算節點板受壓承載力。

2)節點板的受拉強度用有效寬度法計算的結果兩規范幾乎相同。

3)GB50017-2003規范中用拉、剪作用下的強度法計算結果比用有效寬度法要小于10。因此,GBS0017—2003規范中節點板的受拉承載力建議用拉、剪作用下的強度法計算。