V型支撑连接节点板的计算.pdf

白洁 V 型支撑连接节点板的计算 V 型支撑连接节点板的计算 白洁 柏克德 中国 工程有限公司 上海2 0 0 0 5 0 摘要 通过阐述美国A I S C 现行钢结构规范对V 型支撑连接节点板处的计算要求 将某项目实例以A I S C 规范和 G B5 0 0 1 7 2 0 0 3 钢结构设计规范 的要求进行计算对比 使相关的工程技术人员对该节点板的计算有更多的了 解 并为相关工程计算提供参考 关键词 V 型支撑 节点板计算 A I S C 规范 C A L C U L A T I o NM E T H o DO FG U S S E TP L A T EO FVT Y P EB R A C E B o jJ i e B e c h t e l C h i n a E n g i n e e r i n g C o n s t r u c t i o nC o L t d S h a n g h a i2 0 0 0 5 0 C h i n a A B S T R A C T T h r o u g he x p o u n d i n gt h ec a l c u l a t i o nr e q u i r e m e n to fg u s s e tp l a t eo fVt y p eb r a c ei nt h es p e c i f i c a t i o n so f A I S Ca n di tw a sm a d eac o m p a r i s o no ft h er e q u i r e m e n t so fad e s i g n e dp r o j e c ti nA I S Ct ot h o s ei nG B5 0 0 1 7 2 0 0 3 C o d ef o rD e s i g no fS t e e lS t r u c t u r e s w h i c hw o u l dm a k et e c h n i c a lp e r s o n n e lu n d e r s t a n dm o r ea b o u tc a l c u l a t i o no f g u s s e tp l a t e a l s oa sar e f e r e n c ef o ra n a l y s i so fr e l e v a n tp r o j e c t s K E YW O R D S Vt y p eb r a c e g u s s e tp l a t ec a l c u l a t i o n s p e c i f i c a t i o n so fA I S C 1 概述 现行G B5 0 0 1 7 2 0 0 3 4 7 1 摆 或上 O 4 4 f 8 q 有 f c 一0 8 7 7 f o 式中 f y 为材料屈服强度 E 为材料弹性模量 孥 为构件的长细比 为临界弹性屈瞳应力 正 作者 白洁 女 1 9 7 7 年4 月出生 国家一级注册结构工程师 E m a i l J e s s i c a b l i 1 6 3 c o r n 收稿日期 2 0 0 9 0 5 1 5 S t e e lC o n s t r u c t i o n 2 0 0 9 1 0 V 0 1 2 4 N o 1 2 5 4 9 万方数据 工程设计 西差昙严 K 为有效计算长度系数 按表1 取值 表1 有效长度系数K 柱的屈曲类型 理论K 值0 50 7 1 0 1 02 0 2 0 理想状态下的0 6 50 81 21 02 12 0 推荐设计取值 杆端方式 午固定端丫铰支瑞 滑动端t 自由端 2 2 支撑轴拉力作用下的强度计算公式 根据A I S C 规范的J 4 条 构件受拉承载力设 计强度 应取受拉屈服强度和受拉破裂强度的小值 受拉屈服强度4 螭 一0 9 A 受拉撕裂强度 R 0 7 5 f o A 式中 垂为构件抗力系数 R 为构件抗力 f o 为钢 材极限强度 A 为构件净截面面积 其他符号含义 同前 对于支撑节点板的宽度按有效宽度法进行承载 力计算 所谓有效宽度即认为支撑轴力通过连接件 在节点板内按照3 0 应力扩散角传至连接件端部与 轴力相垂直的一定宽度范围 该一定宽度即称为有 效宽度 2 3 按A I S C 规范计算实例 某项目V 型支撑连接节点具体参数如图1 所 示 限于篇幅 只对节点板本身强度验算 对支撑与 节点板的连接及节点板与梁的焊缝连接在本文不进 行描述和计算 1 0 图1 按A I S C 规范计算V 型 支撑节点参数 1 材质 梁 H M 3 4 0 2 5 0 9 1 4 Q 3 4 5 一B f y 3 4 5M P a f o 4 7 0M P a 支撑 H M l 7 5 1 7 5 7 5 I I Q 3 4 5 一B 3 4 5M P a f 4 7 0M P a 节点板 t 1 6m m Q 2 3 5 一B f y 2 3 5M P a f u 一3 6 0M P a 2 1 5M P a 2 构件几何参数 梁 H M 3 4 0 2 5 0 9X1 4 d 3 4 0m m t 一 9m m 支撑 H M l 7 5 1 7 5 7 5 1 1 H 1 7 5m m B 1 7 5m m A 5 1 4 3 1 0 3m m 2 t 7 5m m 支撑连接螺栓 6 M 2 0 D 2 0m m 2 3 1 板受压承载力计算 c r 板回转半径 南 4 6 1 8m m V1 厶 板的计算长度L 1 8 2m m 根据图1 板只有一边与梁连接 有效计算长度 系数K 1 2 所以 长细比等一4 7 3 1 0 s 一1 3 9 1 临界弹性屈曲应力厂e 一赫2 9 0 3M P a 构件弯曲应力厶 o 6 5 8 t 2 1 0 7M P a 节点板的有效宽度L S b 2 P h t a n 3 0 2 3 1 7m m 板的有效毛截面面积A L t 一37 0 7 2m r n 2 板受压承载力设计强度 垂 P 0 9 f o A 7 0 3k N 轴力设计值与受压承载力设计强度比值 矗 裟一o 姗 2 3 2 板受拉承载力计算 受拉屈服强度帜 0 9 f A 一7 8 4 1k N 受拉撕裂强度锨 0 7 5 f A 一8 1 0 7k N 轴力设计值与受拉承载力设计强度比值 美 器一o 3 按G B5 0 0 1 7 2 0 0 3 规范计算本例 具体规范条文参见G B5 0 0 1 7 2 0 0 3 规范第 7 5 节 相关参数如图2 所示 其中图中未出现参 数的物理意义均见文献E 6 1 构件几何参数 1 Q R 1 4 1m l T l l s r C 2 1 8 2m m l u v 7 1 6m m 5 0钢结构2 0 0 9 年第l O 期第2 4 卷总第1 2 5 期 l r I I i l 可二二 l 卜厶 二 上 亨川 jj 丁 l 下 万方数据 白 洁 V 型支撑连接节点板的计算 H M 3 4 0 2 5 0 9 1 4 b 3 Ns i n l 9 1 8 r n 霄氆幸砼管 b l b 2 6 3 一 一 R 产絮 船 3 3 J n 丑9 R 罐一 锶警 自由边长细比验彝 l f L 一5 3 1 6 0 席 m 影 翻6 心淹s6 0 巢淼裔算 州 图2 按G B5 0 0 1 7 2 0 0 3 规范计算v 型 节点板受拉强度按3 0 扩散角的有效宽度计 支撑节点参数 算 有效宽度同2 3 1 节 则 0 4 1 5 Z 12l B A 1 8 7m m 1 2 l A c 7 0f i l m 1 3 一 一f2 L t f 执5 0 b 2 1 7 7m m I f2 8 5 0r a m b 1 2 4r a m b 2 7 0m m 从以上计算比较可以看出 节点板的稳定计算 6 3 2 1 3 3m m 方面 依据A I S C 规范计算出来的应力值要比依据 2 板受压承载力计算 材料强度f 2 2 1 5M P a G B5 0 0 1 7 2 0 0 3 规范计算的结果大2 0 3 0 A 2 7 7 箪 2 4 4 按b 类截面 即A I S C 规范的计算结果偏于安全 然而 节点板 的受拉强度计算结果两者几乎相同 仇2 0 9 5 5 A 一2 7 7 争一3 1 5 按b 类截面 参考文献 伫一O 9 3 出版社 1 9 9 7 A 2 7 7 l u v 1 2 4 o 按b 类截面 瞳3 h C h a i r l e s M G S a 4 l m h o n d J o c h n h E r l o J o l h n s H o n 兰 盏墨 I 仍2 o 4 1 6 3 兰MF i s h M i c h lAw t Ju l j Pv a d eP a D e i g zI 1z N u s i n O n i n gw i t hS t e e lJ o i n t s J o i s tG i r d e r s S t e e lD e c k M C h a r B A 区稳定验算 怕1 十 毒魄 0 1 6 4 l t t e N C N u c o rc o r p r a t i n 1 9 9 1 舂 2r算 t e e I 孽并 脚瓠 l 譬了4 A I S C M a n 旧u a l d o f S t e e lC o n 引s t r u c t i o m n M 2 n d e 山枷c a n 2 I n s U t u t eo iU o n s t r u c t i o nl n c 6 G B5 0 0 1 7 2 0 0 3 钢结构设计规范 S 上接第6 7 页 在工厂内制作的钢结构涂装占总涂装量的绝大 部分 为保证钢结构涂装的质量 涂装工作在专用的 厂房内进行 此外 本桥每批次的涂装都带有涂装 试板 进一步保证了涂装的质量 7 结语 从钢结构制作的施工组织设计审查开始 通过 对钢结构制作材料和每道工序的严格检验与控制 现场安装顺利 满足G 1 3 r5 0 2 0 5 2 0 0 1 钢结构工程 施工质量验收规范 3 与T B1 0 2 1 2 9 8 铁路钢桥 制造规范 的要求 本桥制作质量可靠 交工验收被 评为优良工程 参考文献 1 3 T B T1 5 2 7 2 0 0 4 铁路钢桥保护涂装 S E 2 T B1 0 2 1 2 9 8 铁路钢