资源描述
重庆华润中心一期塔楼幕墙施工工程A标段(A区院落,T2\T3塔楼)
T2\T3塔楼
埋板与转接件焊缝设计计算书
上海旭博幕墙装饰工程有限公司
2014-5-4
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目 录
第1节 计算说明 2
1. 结构设计综述: 2
2. 计算对象: 2
第2节 T2塔楼标准层埋板处焊缝 3
第3节 高区焊缝连接节点计算 5
1. 连接计算二 6
2. 连接计算五 8
第4节 T3塔楼埋板处焊缝计算 10
第1节 计算说明
1. 结构设计综述:
此处选择T2塔楼以及T3塔楼埋板和转接件之间的焊缝进行计算,计算数据均来自于重庆华润中心一期塔楼幕墙施工工程A标段(A区院落,T2\T3塔楼)设计计算书。
2. 计算对象:
此部分计算对象包括
T2塔楼标准层埋板处焊缝
T2塔楼高区幕墙埋板处焊缝
T3塔楼标准层埋板处焊缝
第2节 T2塔楼标准层埋板处焊缝
焊缝处所受最大支反力为
剪力: Vy=RFy=2545.1 N
轴力: N=RFz=10378 N
弯矩为:Mx=V×L=2545.1×272=692267.2 N×mm
埋板处焊缝截面图
焊缝采用角焊缝,两个L型转接件单边焊接,焊脚尺寸为6mm,由于焊接的不规则,设计的焊缝长度每边减少10mm,E43型焊条现场手工焊接,焊缝质量等级为三级,其抗拉、抗剪强度设计值均为:ftb=160 N/mm2。
该节点上转接件的根部焊缝处的最大外荷载大小为:
剪力V=2545.1 N
轴力: N=10378 N
弯矩为:Mx=692267.2 N×mm
则焊缝的强度为:
正应力:
σ=N/2A
=10378/1316
=7.9 N/mm2
弯曲应力:
σ=M/Wx=692267.2/41847
=16.54 N/mm2
因此应力σ=7.9+16.54=24.44 N/mm2 < ftb=215 N/mm2
剪应力:
τ=V/A
=2545.1/1316
=1.93 N/mm2 < fvb=125 N/mm2
所以单面焊两边,焊脚尺寸为6mm的L型焊缝满足要求!
第3节 高区焊缝连接节点计算
根据前节计算所得支点反力,综合选取上述所有连接处框中最不利的连接节点的支点进行计算。
连接节点示意图
此处的计算对象所对应的节点中,取各方向反力的最大值作为计算数据。
提取主竖框(长竖框)支座反力:
NODE FX FY FZ
1 10791. 2906.9 -0.84148E-15
2 9413.8 -0.27179E-15
提取钢竖框支座反力:
NODE FX FY FZ
14 16618.02 -0.10602E-16
4 13367.36 3601.7 0.48352E-17
所以作用在该类节点上的最大外荷载大小为:
计算二处:水平方向RFx=13367.36 N
竖直方向RFz=3601.7 N
计算五处:此处载荷来自计算三处的力通过转接件传递。即计算三水平方向RFx=16618.02 N在计算五处转接件根部产生的弯矩,由此可得此处受力:
弯矩Mz=16618.02×152=3655964.4N·mm
1. 连接计算二
计算二处:水平方向RFx=13367.36 N
竖直方向RFz=3601.7 N
2.1 转接件根部焊缝的计算
焊缝截面图
外荷载通过连接螺栓传递给角钢根部焊缝,其根部焊缝承受正应力和剪应力。
此处角钢采用尺寸为100×80×6 mm的不等肢角钢,根部焊缝采用单边角焊缝,焊脚尺寸为6mm,其设计时按有效尺寸保守计算,每条焊缝长度减去10mm,焊接有效厚度按0.7倍的焊脚尺寸,即4.2mm计算 ,E43型焊条现场手工焊接,焊缝质量等级为三级,其抗拉、抗剪强度设计值均为:ftb=160 N/mm2。
该节点上转接件的根部焊缝处的最大外荷载大小为:
剪力V=RFy=3601.7 N
正应力N=RFx=13367.36 N
弯矩Mx=V×L=3601.7×72=259322.4 N×mm
式中:
L——受力点到焊缝中心的垂直距离
则焊缝的强度为:
正应力:
σ=N/A+Mx/Wx
=13367.36/2016+259322.4/71843
=10.24 N/mm2 < ftb=160 N/mm2
剪应力:
τ=V/A
=3601.7/2016
=1.79 N/mm2 < fvb=160 N/mm2
所以三边焊缝,焊脚尺寸为6mm焊缝强度满足要求!
2. 连接计算五
计算示意图
计算五处:
弯矩Mz=16618.02×152=3655964.4N·mm
根部焊缝强度计算
一侧焊缝截面参数
此处根部焊缝只承受弯矩。M=5404300 N×mm,由于此处只承受弯矩,因此,此弯矩作用于在截面上,
此处钢矩管采用截面尺寸为100×80×4 mm,根部焊缝采用角焊缝,四面围焊,焊脚尺寸为4mm,有限焊接厚度按照0.7hef 计算,即按照焊接厚度2.8mm,E43型焊条现场手工焊接,焊缝质量等级为三级,其抗拉、抗剪强度设计值均为:ftb=160 N/mm2。
该节点上转接件的根部焊缝处的最大外荷载大小为:
弯矩:M=3655964 N×mm
则焊缝的强度为:
正应力:
σ=My/Wy
=3655964.4/35836
=102.02 N/mm2 < ftb=160 N/mm2
所以四面围焊,焊脚尺寸为4mm的焊缝强度满足要求!
第4节 T3塔楼埋板处焊缝计算
根据前节竖框计算所得支点反力,综合选取竖框中最不利的连接节点进行计算,此处节点位于158.8m标高墙角处。
竖框连接节点示意图
此处的计算对象所对应的节点中,取各方向反力的最大值作为计算数据。
竖框支点支反力:
NODE FX FY
2 -11083 3570.0
14 31993.
所以作用在竖框连接处上的最大外荷载大小为:
作用在竖框主支点连接节点处上的最大外荷载大小为:
水平方向RFy1=11083 N
竖直方向RFz1=3570 N
作用在竖框辅助支点连接节点处上的最大外荷载大小为:
水平方向RFy2=31993 N
上连接点转接件根部焊缝强度计算
焊缝截面参数
外荷载通过10#槽钢转接件递给其根部焊缝,其根部焊缝承受正应力,剪应力和弯曲应力。根部焊缝采用角焊缝,焊脚尺寸为5mm,截面如图,对起弧段减去10mm长度,焊接厚度按照0.7倍焊脚设计, E43型焊条现场手工焊接,焊缝质量等级为三级,其抗拉、抗剪强度设计值均为:ftb=160 N/mm2。
该节点上转接件的根部处的最大外荷载大小为:
拉力:N=RFy1=3579 N
剪力:V=RFz1=11083 N
弯矩:M=RFz1×L=3570×135=481950 N·mm
其中:L---螺栓中心到焊缝处的距离
则转接件根部的强度为:
正应力:
σ正=N/A
=3579/822.5
=4.35 N/mm2
弯曲应力:
σ弯=M/Wy
=481950/19908
=24.21 N/mm2
所以:截面应力σ=σ正+σ弯=28.56 < ftb=160 N/mm2
剪应力:
τ=V/A
=11083/822.5
=13.47 N/mm2 < fvb=160 N/mm2
所以三面围焊,焊接高度5mm满足设计要求。
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