焊缝计算书.docx

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 -0.84148E15
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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