第九章

模塊化鋼結(jié)構(gòu)房屋建筑簡(jiǎn)介1.項(xiàng)目概況2.結(jié)構(gòu)布置3.預(yù)估截面尺寸及模型建模4.結(jié)構(gòu)參數(shù)定義5.結(jié)構(gòu)模型分析6.構(gòu)件與節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)7.施工圖繪制目錄以某四層鋼結(jié)構(gòu)辦公樓為例，該辦公樓位于北京市豐臺(tái)區(qū)，共4層，每層層高3.6m。結(jié)構(gòu)類型為鋼框架，抗震設(shè)防烈度為8度0.2g，場(chǎng)地類別為Ⅱ類。左邊為建筑平面圖。該項(xiàng)目建筑物高度為14.4m，最小寬度為19.5m，最大高寬比為0.74，滿足規(guī)范要求。左圖為平面布置圖。該結(jié)構(gòu)豎向布置規(guī)則，質(zhì)量均勻分布，剛度自下而上逐漸減小且無突變，主要豎向抗側(cè)力構(gòu)件采用H型鋼柱。左圖為結(jié)構(gòu)豎向布置圖。9.3.1

鋼梁與鋼柱截面尺寸初估《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011——2010）8.3.1與8.3.2條鋼梁采用國(guó)標(biāo)熱軋H型鋼，Q355B鋼材。梁高取跨度的1/20~1/12。初定主梁采用HN450×151×8×14型鋼，次梁采用HN350×175×7×11型鋼。

9.3.2

模型建模1．建立軸網(wǎng)該項(xiàng)目軸網(wǎng)布置如左圖。1．建立軸網(wǎng)進(jìn)入軟件建模界面，單擊“軸線網(wǎng)格”菜單欄下的“正交網(wǎng)格”按鈕，根據(jù)左圖所示結(jié)構(gòu)平面布置圖中的柱網(wǎng)尺寸，輸人對(duì)應(yīng)的下開間以及左進(jìn)深尺寸，完成軸網(wǎng)的創(chuàng)建。左圖為軸網(wǎng)輸人界面。2．構(gòu)件布置（1）柱截面定義該項(xiàng)目框架柱截面類型選擇H型鋼，采用兩種截面尺寸，分別為HW350×350×12×19和HW400×400×13x21。通過單擊“構(gòu)件”菜單欄下的“柱”按鈕，再單擊“增加”按鈕即可進(jìn)人鋼柱定義界面。“截面類型”選擇“26：型鋼”，“材料類別選擇“5：鋼”，選擇相應(yīng)尺寸，單擊“確認(rèn)”按鈕完成鋼柱截面定義。下圖為鋼柱定義界面。2．構(gòu)件布置（2）梁截面定義定義鋼梁截面與定義鋼柱截面方法類似，單擊“構(gòu)件”菜單欄下的鈕進(jìn)行定義。以定義主梁HN450×151×8×14型鋼截面為例?！敖孛骖愋汀边x擇“26：型鋼”，隨即彈“HN450×151”，單擊“確認(rèn)”按鈕即可完成鋼梁截面定義。下圖為鋼梁定義界面。2．構(gòu)件布置（3）材料強(qiáng)度定義單擊“構(gòu)件”菜單欄下的“材料強(qiáng)度”按鈕，開始進(jìn)行“材料強(qiáng)度”的定義。對(duì)于該項(xiàng)目，梁和柱構(gòu)件選用Q355B鋼材，焊條為E50，混凝土等級(jí)均為C30，鋼筋均采用HRB400級(jí)鋼筋。以鋼材定義過程為例，具體操作如圖所示。2．構(gòu)件布置（3）材料強(qiáng)度定義續(xù)上一頁(yè)圖2．構(gòu)件布置（4）樓板定義該項(xiàng)目樓、屋蓋采用鋼筋桁架組合樓板，壓型鋼板采用TDA1-70組合樓板的總厚度約為100mm，因此修改板厚為100mm，樓梯處板厚設(shè)為0。單擊“樓板菜單欄下的“生成樓板”按鈕，下圖為樓板定義界面圖。3．荷載輸入該項(xiàng)目板厚為100mm，通過計(jì)算得出辦公室、走廊等樓面恒荷載。該項(xiàng)目外墻厚300mm，恒荷載為1.88kN/m2；內(nèi)墻厚200mm，恒荷載為1.25kN/m2。該項(xiàng)目層高為3.6m，女兒墻高度為1.5m，墻厚為0.2m，通過計(jì)算得到內(nèi)墻、外墻和女兒墻的線荷載。樓面與屋面恒、活荷載表格4．樓層組裝（1）添加標(biāo)準(zhǔn)層

建立新標(biāo)準(zhǔn)層可通過單擊工具欄“樓層編輯”中的“插標(biāo)準(zhǔn)層”選項(xiàng)，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)層的添加。如果新標(biāo)準(zhǔn)層與原標(biāo)準(zhǔn)層大部分相似，可采用“全部復(fù)制”，如果只有軸線網(wǎng)格相似，可選擇只“復(fù)制網(wǎng)格”。

按上述步驟完成第1標(biāo)準(zhǔn)層建模后，再進(jìn)行第2~3標(biāo)準(zhǔn)層的建立。不同標(biāo)準(zhǔn)層之間需對(duì)應(yīng)改變構(gòu)件截面尺寸、恒活荷載布置信息。下圖為添加標(biāo)準(zhǔn)層界面。4．樓層組裝（2）樓層組裝

樓層組裝主要依據(jù)結(jié)構(gòu)豎向布置及標(biāo)準(zhǔn)層信息。該項(xiàng)目一層為第1標(biāo)準(zhǔn)層，二至三層為第2標(biāo)準(zhǔn)層，四層為第3標(biāo)準(zhǔn)層。每層層高均為3600mm。

將各個(gè)樓層的層高輸人，勾選“自動(dòng)計(jì)算底標(biāo)高”復(fù)選框，單擊“確定”按鈕，完成樓層信息的定義。下圖為樓層信息定義界面。4．樓層組裝（2）樓層組裝

在“結(jié)構(gòu)建模”中單擊“整樓”，進(jìn)行樓層組裝。下圖為整樓模型圖。

該項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)類型為鋼框架結(jié)構(gòu)，所以在參數(shù)定義中“結(jié)構(gòu)材料信息”選項(xiàng)卡選擇“鋼結(jié)構(gòu)”,“結(jié)構(gòu)體系”選項(xiàng)卡選擇“鋼框架結(jié)構(gòu)”,“結(jié)構(gòu)所在地區(qū)”選項(xiàng)卡選擇“全國(guó)”。下圖為總體信息參數(shù)。9.4.1

結(jié)構(gòu)總體信息1．結(jié)構(gòu)體系、材料及所在地區(qū)結(jié)構(gòu)恒活荷載計(jì)算信息分為4類。不計(jì)算恒活荷載：一般主要用于對(duì)水平荷載效應(yīng)的觀察和對(duì)比等。一次性加載：一次施加全部恒荷載，結(jié)構(gòu)整體剛度一次形成。施工模擬一：結(jié)構(gòu)整體剛度一次形成，恒荷載分層施加。這種計(jì)算模型主要應(yīng)用于各種類型的下載的結(jié)構(gòu)傳荷。施工模擬三：采用分層剛度分層加載模型。第n層加載時(shí)，按只有1~n層模型生成結(jié)構(gòu)剛度并計(jì)算，與施工模擬一相比更接近于施工過程。為更接近于施工過程，所以該項(xiàng)目選擇采用“施工模擬三”進(jìn)行加載。9.4.1

結(jié)構(gòu)總體信息2．恒活荷載計(jì)算信息對(duì)于該項(xiàng)目或大部分工程采用“一般計(jì)算方式”即可，如需考慮更細(xì)致的風(fēng)荷載，則可通過“精細(xì)計(jì)算方式”實(shí)現(xiàn)。9.4.1

結(jié)構(gòu)總體信息3．風(fēng)荷載計(jì)算信息4．地震作用計(jì)算信息

該項(xiàng)目為多高層鋼結(jié)構(gòu)建筑，抗震設(shè)防烈度為8度，結(jié)構(gòu)形式較為規(guī)則，根據(jù)《建筑與市政工程抗震通用規(guī)范》(GB55002—2021)第4.1.2條可知，該項(xiàng)目不需要計(jì)算豎向地震作用，只計(jì)算水平地震作用，所以選擇“計(jì)算水平地震作用”?！皩?duì)所有樓層采用強(qiáng)制剛性樓板假定”可能改變結(jié)構(gòu)的真實(shí)模型，因此其適用范圍是有限的，一般僅在計(jì)算位移比、周期比、剛度比等指標(biāo)時(shí)建議選擇，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析和配筋計(jì)算時(shí)，仍要遵循結(jié)構(gòu)的真實(shí)模型，才能獲得正確的分析和設(shè)計(jì)結(jié)果，所以該項(xiàng)目“剛性樓板假定”中選擇“整體指標(biāo)計(jì)算采用強(qiáng)剛，其他計(jì)算非強(qiáng)剛”。如下圖所示。9.4.1

結(jié)構(gòu)總體信息5．剛性樓板假定

該項(xiàng)目位于北京市，地面粗糙度類別為C,按照規(guī)范要求，修正后的基本風(fēng)壓為0.45kN/m2,風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)的阻尼比取2%。如下圖所示。9.4.2

風(fēng)荷載信息

該項(xiàng)目所在地處于北京市，當(dāng)?shù)乜拐鹪O(shè)防烈度為8度(0.2g),場(chǎng)地類別為Ⅱ類，依據(jù)《抗規(guī)》附錄A可知該項(xiàng)目設(shè)計(jì)地震分組為第二組；依據(jù)《抗規(guī)》中表5.1.4規(guī)定可知該項(xiàng)目特征周期為0.4s;該項(xiàng)目為多層鋼框架結(jié)構(gòu)，根據(jù)《高鋼規(guī)》第6.1.6條規(guī)定可知周期折減系數(shù)可取0.9;振型數(shù)量可以選擇用戶定義或者程序自動(dòng)確定，該項(xiàng)目采用程序自動(dòng)確定。9.4.3

地震信息1．基本地震信息參數(shù)該項(xiàng)目房屋高度為14.4m,當(dāng)?shù)乜拐鹪O(shè)防烈度為8度，依據(jù)《抗規(guī)》中表8.1.3確定結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)為三級(jí)；該項(xiàng)目為辦公樓，建筑工程抗震設(shè)防為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防，設(shè)防類別為丙類，抗震構(gòu)造措施的抗震等級(jí)不改變。9.4.3

地震信息2．設(shè)防類別和抗震等級(jí)該項(xiàng)目的建筑高度H≤50m,根據(jù)《高鋼規(guī)》第5.4.6條規(guī)定要求該項(xiàng)目結(jié)構(gòu)阻尼比取4%。9.4.3

地震信息3．地震作用阻尼比4．偶然偏心和雙向地震作用該項(xiàng)目結(jié)構(gòu)平面布置規(guī)則，質(zhì)量和剛度分布均勻，故不需要計(jì)算雙向地震作用，僅需計(jì)算單向地震作用，根據(jù)《高鋼規(guī)》第5.3.7條規(guī)定，該項(xiàng)目計(jì)算單向地震作用應(yīng)考慮偶然偏心的影響。該項(xiàng)目中，梁端負(fù)彎矩調(diào)幅系數(shù)為0.85,框架梁調(diào)幅后不小于簡(jiǎn)支梁跨中彎矩的50%,非框架梁調(diào)幅后不小于簡(jiǎn)支梁跨中彎矩的33%,薄弱層地震內(nèi)力放大系數(shù)采用規(guī)范要求的1.25。如下圖所示。9.4.4設(shè)計(jì)信息該項(xiàng)目安全等級(jí)為二級(jí)，故該項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取1.0。荷載分項(xiàng)系數(shù)按照《工程結(jié)構(gòu)通用規(guī)范》(GB55001—2021)取值，恒荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.3,活荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.5,活荷載組合值系數(shù)取0.7,活荷載頻遇值系數(shù)取0.6,活荷載準(zhǔn)永久值系數(shù)取0.5。荷載分項(xiàng)系數(shù)確定后，具體荷載工況組合可根據(jù)軟件默認(rèn)設(shè)置，如有特殊需求，根據(jù)規(guī)范要求手動(dòng)輸入。9.4.5荷載組合該項(xiàng)目中鋼柱、梁和柱腳螺栓均采用Q355B鋼材；高強(qiáng)度螺栓性能等級(jí)為10.9級(jí)；高強(qiáng)度螺栓連接鋼材的摩擦面應(yīng)進(jìn)行噴砂處理，抗滑移系數(shù)μ=0.45;Q355B鋼材焊縫連接處采用的焊條為E50。9.5.1結(jié)構(gòu)模型基本參數(shù)1．材料選擇2．結(jié)構(gòu)基本參數(shù)9.5.1結(jié)構(gòu)模型基本參數(shù)3．結(jié)構(gòu)布置規(guī)則性判斷本建筑結(jié)構(gòu)主要考慮平面規(guī)則性和豎向規(guī)則性，其中平面規(guī)則性包括凹凸不規(guī)則、樓板不規(guī)則扭轉(zhuǎn)不規(guī)則。豎向不規(guī)則包括側(cè)向剛度不規(guī)則、豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)和樓層承載力突變。由以上可得，本項(xiàng)目符合平面規(guī)則、豎向規(guī)則。9.5.2結(jié)構(gòu)計(jì)算指標(biāo)分析樓層質(zhì)量沿高度均勻分布，且樓層質(zhì)量不大于相鄰下部樓層的1.5倍，結(jié)構(gòu)全部樓層滿足規(guī)范要求，樓層質(zhì)量及質(zhì)量比見表9-4,質(zhì)量比分布曲線如圖9-30所示。1．結(jié)構(gòu)質(zhì)量恒荷載產(chǎn)生的總質(zhì)量：1736.687t。活荷載產(chǎn)生的總質(zhì)量：304.885t。結(jié)構(gòu)的總質(zhì)量：2041.573t。9.5.2結(jié)構(gòu)計(jì)算指標(biāo)分析由表9-5可以看出，12個(gè)振型累計(jì)X向地震的有效質(zhì)量系數(shù)為100.00%>90%,12個(gè)振型累計(jì)Y向地震的有效質(zhì)量系數(shù)為100.00%>90%參與振型足夠，滿足規(guī)范要求。2．振型與周期9.5.2結(jié)構(gòu)計(jì)算指標(biāo)分析前三階振型示意圖2．振型與周期9.5.2結(jié)構(gòu)計(jì)算指標(biāo)分析該項(xiàng)目位于8度(0.2g)設(shè)防地區(qū)，水平地震影響系數(shù)最大值為0.16,X向與Y向樓層剪重比不應(yīng)小于3.2%。由表9-6可以看出，X向與Y向剪重比均大于3.2%,滿足規(guī)范要求。3．各層剪力及剪重比9.5.2結(jié)構(gòu)計(jì)算指標(biāo)分析3．各層剪力及剪重比各層剪重比簡(jiǎn)圖如圖所示。9.5.2結(jié)構(gòu)計(jì)算指標(biāo)分析4．樓層最大位移和層間位移角由表9-7可以看出，X、Y向最大層間位移角均小于最大限值1/250,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，滿足規(guī)范要求。各樓層最大位移及層間位移角分布如圖9-33和圖9-34所示。9.5.2結(jié)構(gòu)計(jì)算指標(biāo)分析4．樓層最大位移和層間位移角各樓層最大位移及層間位移角分布如圖9-33和圖9-34所示。9.5.2結(jié)構(gòu)計(jì)算指標(biāo)分析5．位移比根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》第3.4.3-1條對(duì)于扭轉(zhuǎn)不規(guī)則的定義為：在規(guī)定的水平力作用下，樓層的最大彈性水平位移(或?qū)娱g位移)大于該樓層兩端彈性水平位移(或?qū)娱g位移)平均值的1.2倍。由表9-8可知，結(jié)構(gòu)最大層間位移比為1.16<1.20,滿足規(guī)范要求。各樓層最大位移比分布如圖9-35所示。9.5.2結(jié)構(gòu)計(jì)算指標(biāo)分析5．位移比各樓層最大位移比分布如圖9-35所示。9.5.2結(jié)構(gòu)計(jì)算指標(biāo)分析6．樓層側(cè)向剛度比對(duì)框架結(jié)構(gòu)，本層與相鄰上層的側(cè)向剛度比不宜小于0.7,與相鄰上部三層剛度平均值的比值不宜小于0.8。由表9-9和圖9-36可知，樓層側(cè)向剛度比滿足規(guī)范要求，結(jié)構(gòu)無剛度突變現(xiàn)象。9.5.2結(jié)構(gòu)計(jì)算指標(biāo)分析7．樓層受剪承載力比值由表9-10可知，各層受剪承載力比值均大于0.80,結(jié)構(gòu)無樓層承載力突變的情況，滿足規(guī)范要求。各樓層受剪承載力比值分布如圖9-37所示。9.6.1強(qiáng)柱弱梁驗(yàn)算考慮地震作用效應(yīng)時(shí)，選取一層某梁柱連接處最不利內(nèi)力，柱截面尺寸為HW350×350×12×19,截面面積Ac=17190mm2,梁截面尺寸為HN450×151×8×14,梁柱均采用Q355B鋼，柱軸向壓力設(shè)計(jì)值N=1351.9kN。鋼材屈服強(qiáng)度：fy=355N/mm2鋼材抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：fv=175N/mm2

9.6.1強(qiáng)柱弱梁驗(yàn)算

9.6.2節(jié)點(diǎn)域驗(yàn)算1．節(jié)點(diǎn)域受剪承載力驗(yàn)算此處以底層為例。節(jié)點(diǎn)域鋼材采用Q355B,鋼材抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值：f,=175N/mm2鋼材屈服強(qiáng)度：fy=355N/mm2一層最不利節(jié)點(diǎn)域兩側(cè)彎矩設(shè)計(jì)值：

9.6.2節(jié)點(diǎn)域驗(yàn)算此處以底層為例。節(jié)點(diǎn)域兩側(cè)梁全塑性受彎承載力:2．節(jié)點(diǎn)域屈服承載力驗(yàn)算

節(jié)點(diǎn)域屈服承載力：結(jié)論：節(jié)點(diǎn)域屈服承載力滿足要求。9.6.2節(jié)點(diǎn)域驗(yàn)算此處以底層為例。一層節(jié)點(diǎn)域截面尺寸為：柱腹板厚度tw=12mm,梁腹板高度hb=422mm,柱腹板高度hc=312mm。3．節(jié)點(diǎn)域穩(wěn)定性驗(yàn)算柱節(jié)點(diǎn)域腹板厚度：結(jié)論：節(jié)點(diǎn)域穩(wěn)定性滿足要求。

9.6.3梁柱連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

該項(xiàng)目中，框架梁與柱的連接采用栓焊混合連接，即梁的上下翼緣與柱采用全熔透坡口焊縫連接；梁腹板與柱采用高強(qiáng)度螺栓連接(通過焊接于柱上的連接板)。框架梁與柱剛性連接時(shí)，在梁翼緣的對(duì)應(yīng)位置設(shè)置柱的水平加勁肋，其厚度與翼緣等厚。焊接方式采用E50型焊條電弧焊，焊縫質(zhì)量取一級(jí)。

梁柱節(jié)點(diǎn)每側(cè)共布置4排16個(gè)10.9級(jí)M24螺栓，螺栓孔型選為標(biāo)準(zhǔn)孔，根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50017—2017)表11.5.1查得孔徑為26mm。螺栓中心間距為80mm,螺栓中心順內(nèi)力方向至上、下邊緣的間距為60mm,螺栓中心垂直內(nèi)力方向至側(cè)邊緣的間距為60mm。高強(qiáng)度螺栓按摩擦型連接計(jì)算，預(yù)拉力為P=225kN,接觸面噴砂處理，取抗滑移系數(shù)為μ=0.45。拼板尺寸為360mm×400mm×16mm。

考慮地震作用效應(yīng)時(shí)，以一層右邊柱截面梁柱拼接處內(nèi)力最為不利，內(nèi)力M=241kN·m,V=152kN,ln=6.3m,VGn=77.9kN。節(jié)點(diǎn)處柱截面尺寸為HW350×350×12×19,梁截面尺寸為HN450×151×8×14。9.6.3梁柱連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

9.6.3梁柱連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

9.6.3梁柱連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)2．梁腹板高強(qiáng)度螺栓群受剪承載力驗(yàn)算在采用單剪連接且構(gòu)件在連接處接觸面的處理方法為噴砂時(shí)，傳力摩擦面數(shù)量nf=1,抗滑移系數(shù)μ=0.45,一個(gè)10.9級(jí)的M24高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接的承載力設(shè)計(jì)值：一個(gè)高強(qiáng)度螺栓剪力設(shè)計(jì)值：

1．梁翼緣和柱翼緣對(duì)接焊縫強(qiáng)度驗(yàn)算9.6.3梁柱連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)2．梁腹板高強(qiáng)度螺栓群受剪承載力驗(yàn)算

結(jié)論：梁腹板高強(qiáng)度螺栓群的受剪承載力滿足要求。9.6.3梁柱連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)3．梁腹板連接板凈截面強(qiáng)度驗(yàn)算

結(jié)論：連接板抗彎強(qiáng)度滿足要求。

9.6.3梁柱連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

結(jié)論：連接板抗剪強(qiáng)度滿足要求。連接板抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算：9.6.3梁柱連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)3）短梁段與柱焊接的角焊縫強(qiáng)度驗(yàn)算根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50017—2017)表11.3.5,角焊縫最小焊腳尺寸為hfmin=5mm,當(dāng)t>20mm時(shí)，hfmax=t-(1~2)mm=8-(1~2)mm=6～7mm。本設(shè)計(jì)中，取焊腳尺寸hf=6mm,lw=h-2×hf=450mm-2×6mm=438mm。結(jié)論：連接板與柱焊接的角焊縫強(qiáng)度滿足要求。角焊縫強(qiáng)度驗(yàn)算：9.6.3梁柱連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)4．梁柱節(jié)點(diǎn)的極限承載力驗(yàn)算1）梁柱節(jié)點(diǎn)的極限受彎承載力驗(yàn)算梁翼緣鋼材抗拉強(qiáng)度最小值：fub=470N/mm2梁翼緣連接的極限受彎承載力：工字形柱壁厚：tfc=19mm柱上下水平加勁肋內(nèi)側(cè)之間的距離：dj=450mm-2×14mm=422mm工字形柱壁板內(nèi)側(cè)的寬度：bj=350mm-2×19mm=312mm梁腹板厚度：twb=8mm柱鋼材屈服強(qiáng)度：fyc=355N/mm2梁腹板鋼材屈服強(qiáng)度：fyw=355N/mm29.6.3梁柱連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)1）梁柱節(jié)點(diǎn)的極限受彎承載力驗(yàn)算梁腹板連接的受彎極限承載力系數(shù)：梁截面高度：hb=450mm梁翼緣厚度：tfb=14mm連接板與梁翼緣間隙的距離：Sr=(450-360-2×14)mm÷2=31mm梁腹板有效截面的塑性截面模量：9.6.3梁柱連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)1）梁柱節(jié)點(diǎn)的極限受彎承載力驗(yàn)算梁腹板連接的極限受彎承載力：梁端連接的極限受彎承載力：梁的全塑性受彎承載力：其中，α為鋼框架抗側(cè)力結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接系數(shù)，取α=1.35,見表4-3。結(jié)論：梁柱節(jié)點(diǎn)的極限受彎承載力滿足要求。9.6.3梁柱連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)4．梁柱節(jié)點(diǎn)的極限承載力驗(yàn)算2）梁柱節(jié)點(diǎn)的極限受剪承載力驗(yàn)算

1個(gè)高強(qiáng)度螺栓的極限受剪承載力：

9.6.3梁柱連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)2）梁柱節(jié)點(diǎn)的極限受剪承載力驗(yàn)算1個(gè)高強(qiáng)度螺栓對(duì)應(yīng)的板件極限承載力：梁腹板的凈截面面積：Anw=(422-4×26)mm×8mm=2544mm2梁腹板凈截面的極限受剪承載力：

9.6.3梁柱連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)2）梁柱節(jié)點(diǎn)的極限受剪承載力驗(yàn)算

故，梁柱連接的極限受剪承載力V應(yīng)取以上各承載力的最小值：梁的全塑性受彎承載力：結(jié)論：梁柱節(jié)點(diǎn)的極限受剪承載力滿足要求。9.6.4主次梁連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

該項(xiàng)目中，主次梁連接為鉸接。腹板連接采用4個(gè)10.9級(jí)M20摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接，孔型采用標(biāo)準(zhǔn)孔，孔徑為22mm。螺栓采用如下布置：螺栓中心距為70mm,螺栓中心順內(nèi)力方向至上、下邊緣的間距為45mm,螺栓中心垂直內(nèi)力方向至側(cè)邊緣的間距為45mm,次梁截面尺寸為HN350×175×7×11，如圖9-39所示。

摩擦面采用噴砂處理，取抗滑移系數(shù)為0.45,預(yù)拉力P為155kN。9.6.4主次梁連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)一層樓面荷載設(shè)計(jì)值：(1.3×3.81+1.5×2.5)kN/m2=8.70kN/m2次梁自重標(biāo)準(zhǔn)值：0.494kN/m次梁梁端剪力：V=2×(8.70×8.1×3.6+1.3×0.494×8.1)kN=129.44kN在受剪摩擦型連接中，每個(gè)螺栓的受剪承載力設(shè)計(jì)值為：次梁端部截面：計(jì)算連接時(shí)，偏安全地認(rèn)為螺栓群承受剪力和偏心扭矩。螺栓連接承受內(nèi)力：9.6.4主次梁連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)螺栓受力：結(jié)論：主次梁連接強(qiáng)度驗(yàn)算滿足要求。9.6.5柱腳設(shè)計(jì)

9.6.5柱腳設(shè)計(jì)根據(jù)規(guī)范繪制柱腳詳圖。9.6.5柱腳設(shè)計(jì)1．柱腳底板計(jì)算底板尺寸取650mm×500mm,底板對(duì)基礎(chǔ)頂面的壓應(yīng)力(未考慮混凝土局部受壓時(shí)的強(qiáng)度提高系數(shù)):結(jié)論：柱腳底板對(duì)基礎(chǔ)頂面的壓應(yīng)力滿足要求。9.6.5柱腳設(shè)計(jì)設(shè)基礎(chǔ)反力為零的點(diǎn)至受壓端的距離為x,則得取為337mm。柱腳底板支承加勁肋和邊加勁肋反力為：柱腳底板中間加勁肋反力為：式中，x1為受壓邊支承加勁肋和邊加勁肋到基礎(chǔ)反力為0的點(diǎn)之間的距離；x2為受壓邊中間加勁肋到基礎(chǔ)反力為0的點(diǎn)之間的距離。9.6.5柱腳設(shè)計(jì)底板計(jì)算彎矩按不同區(qū)格最大者計(jì)算：采用板I為三邊支承板，具體區(qū)格劃分如圖9-41所示。結(jié)論：底板尺寸驗(yàn)算滿足要求。查表9.6.5柱腳設(shè)計(jì)2．支承加勁肋計(jì)算支承加勁肋采用-350×150×16(僅考慮支承加勁肋自身截面，不考慮底板作用)。支承加勁肋截面承受底板區(qū)域內(nèi)基礎(chǔ)反力，支承加勁肋底板受力區(qū)域如圖9-42所示。

9.6.5柱腳設(shè)計(jì)1)支承加勁肋強(qiáng)度驗(yàn)算：2．支承加勁肋計(jì)算結(jié)論：支承加勁肋強(qiáng)度驗(yàn)算滿足要求。2)支承加勁肋與柱翼緣板連接焊縫計(jì)算：連接焊縫采用兩側(cè)角焊縫，厚度取為10mm。結(jié)論：支撐加勁肋焊縫驗(yàn)算滿足要求。9.6.5柱腳設(shè)計(jì)底板中間加勁肋采用350mm×244mm×18mm。3．底板中間加勁肋計(jì)算1)加勁肋強(qiáng)度驗(yàn)算：結(jié)論：底板中間加勁肋強(qiáng)度驗(yàn)算滿足要求。9.6.5柱腳設(shè)計(jì)3)中間加勁肋與柱腹板連接焊縫驗(yàn)算：結(jié)論：中間加勁肋與柱腹板焊縫驗(yàn)算滿足要求。2)中間加勁肋與底板連接焊縫驗(yàn)算：結(jié)論：中間加勁肋與底板焊縫驗(yàn)算滿足要求。9.6.5柱腳設(shè)計(jì)

邊加勁肋厚度取柱翼緣厚度，采用350mm×75mm×1