网架圆形平板压力支座节点技术手册

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网架圆形平板压力支座节点技术手册平板压力支座节点域常用的平面桁架支座节点类似。平板压力支座节点适用于支座无明显不均匀沉陷、温度应力影响不大的较小跨度的轻型网架。当支座受力方向不仅是沿正交方向，或者网架形式决定的内力局部坐标各不相同时，一般选择各向同性的支座形式，此时圆形支座是最好的选择。软件主要针对网架圆形平板压力支座节点，计算主要遵循《钢结构连接节点设计手册》（第二版）中的相关条文及规定。因支座节点仍为铰接节点，计算过程中参照刚接柱脚，引入弯矩作用，所以此处需综合两方面考虑，不可令铰接支座的刚性过大。通常，简单的圆形平板压力支座可采用45度板节点，可以近似理解为8块加劲板，连接锚栓（螺栓）数目也为8个，软件即按此考虑。 铰接支承的网架平板压力支座节点，当采用上述形式时，其构造与计算可按以下要求进行。一：不考虑支座水平力产生的局部弯矩影响（1）支座底板的面积和厚度，可按下列公式确定，同时尚应满足构造上的要求。底板面积：底板厚度：参数说明：为支座底板的半径；为支座垂直反力；为支座底板下混凝土轴心抗压强度设计值；为两相邻边或三边支承的矩形板，在支座底板下的混凝土分布反力作用下所产生的最大弯矩：为支座底板下的混凝土分布反力： 为两相邻支承板的对角线长度或三边支承板的自由边长度；为系数，按表格采用。通常情况下，支座底板的面积一般是由支座节点板侧向加劲肋和连接锚栓的设置构造要求来确定。支座底板的厚度一般是在12~20mm范围内采用。（2）支座节点板（或垂直支承板）的侧向垂直加劲肋的厚度，一般可按支座底板厚度的0.7倍采用。每块加劲肋与支座节点板（或垂直支承板）的双面连接角焊缝（即从底板顶面算起的垂直方向焊缝），可近似地按下列公式计算强度： 参数说明：为在偏心弯矩作用下垂直角焊缝的正应力；为在剪力作用下垂直角焊缝的剪应力；为偏心弯矩：；为剪力，按每块加劲板承受支座垂直反力的1/8计算确定：；为支座底板下混凝土轴心抗压强度设计值；为垂直加劲肋与支座节点板的垂直角焊缝的计算长度；为垂直加劲肋与支座底板的水平角焊缝的计算长度；为角焊缝的焊脚尺寸；为角焊缝抗拉、抗压和抗剪强度设计值，按下表确定： （3）支座底板与节点板（或垂直支承板）和垂直加劲肋的水平连接焊缝，一般是采用角焊缝，焊脚尺寸可在6~10mm的范围内采用；焊缝强度可近似地按下式计算：参数说明：为水平角焊缝的总计算长度。注：取角焊缝计算长度时，每条按实际长度减去。 (4)网架支承支座与柱、或墙、或梁的连接，可采用锚栓连接，也可采用焊接连接。当采用锚栓连接时，一般是按构造要求设置，其直径最好是在16~24mm范围内采用。锚栓在混凝土中的锚固长度一般不宜小于（不含弯钩）。支座底板上的锚栓孔径，一般取锚栓直径的2倍左右。锚栓孔上应设置垫板，垫板的厚度一般采用支座底板厚度的0.7~1.0倍，其锚栓孔径一般比锚栓直径大1~2mm。二：考虑支座水平力产生的局部弯矩影响网架支座根据其支座高度，所以其剪力偏离底板中心，形成局部弯矩作用，软件验算弯矩状态下的相关数据是否满足；此外支座受轴心力、水平剪力作用，应按下文所列公式和要求，分别计算底板下混凝土基础的受压应力、受拉侧锚栓的总拉力或锚栓的总有效面积、水平抗剪承载力。当支座的水平抗剪承载力时，应在支座底板下设置抗剪件或增设抗剪插筋并局部浇灌细石混凝土。弯矩，式中为支座高度。利用弯矩和轴力共同作用，可以求出轴力偏心距。（1）当时，底板出现受拉区，一侧锚栓受拉： 其中底板受压区长度：代入、、后，可利用方程求得混凝土受压区计算长度。底板下的混凝土最大受压应力为： 受拉侧锚栓的总拉力或锚栓的总有效面积为水平抗剪承载力为（2）当时，底板全截面受压，锚栓均不产生拉力：底板受压区长度： 底板下的混凝土最大受压应力为受拉侧锚栓的总拉力或锚栓的总有效面积为水平抗剪承载力为（3）当时，底板出现受拉区，但所有锚栓均不产生拉力：底板受压区长度：代入、、后，可利用方程求得混凝土受压区计算长度。底板下的混凝土最大受压应力为 受拉侧锚栓的总拉力或锚栓的总有效面积为水平抗剪承载力为参数说明：为偏心距，；为底板下混凝土的轴心抗压强度设计值；为底板下混凝土局部承压时的轴心抗压强度设计值提高系数，因软件无法判定基础与柱底板的相对关系，所以按最不利情况考虑，取；当用户有可靠依据时，可按下列条文确定的数值： 为混凝土局部受压面积；为混凝土局部受压的计算底面积（局部受压面积需与计算底面积按同心原则确定），按下图采用：为受拉侧锚栓的总拉力；为底板底面与混凝土或水泥砂浆之间的摩擦力；为锚栓的抗拉强度设计值，按下表采用（Q235钢为140；Q345钢为180）： 为受拉侧锚栓的总有效面积，软件计算过程中直接按3根锚栓受拉考虑。根据总有效面积，可按《钢结构连接节点设计手册》（第二版）第九章表9-75（458页）确定锚栓的直径和数目（下表）： 为由受拉侧底板边缘至受拉锚栓中心的距离（见上文图）；为底板受压区的长度；为钢材的弹性模量与混凝土弹性模量之比，。支座底板的厚度，应同时符合下列公式的要求。 参数说明：为根据底板下的混凝土基础反力和底板的支承条件，分别按三边支承板、两相邻支承板计算得到的最大弯矩，其值可按以下要求确定：对三边支承板和两邻边支承板：——计算区格内底板下混凝土基础的最大分布反力，按上文中三种情况下对应计算可得；——计算区格内，板的自由边长度；对两邻边支承板，按下文表中示意的斜边长确定；——与有关的系数，按下表采用： 注：当时，按悬伸长度为的悬臂板计算。为钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值，根据计算点处钢板材质、厚度不同而取不同数值，按下文表格中数值采用： 底板下的混凝土最大受压应力验算应满足。单根锚栓拉力在设计时，应使锚栓在底板和构件的屈服之后，应留有15%~20%的富裕量，软件一般按20%考虑，因此受拉侧所有锚栓应满足。水平抗剪承载力的验算应满足：当时，不需设置抗剪件即满足抗剪要求；当时，需另外设置抗剪件以满足抗剪要求。底板厚度验算需满足。底板的长度和宽度扩展的外伸尺寸，每侧不宜超过底板厚度的倍。焊缝近似计算支座节点板（或垂直支承板）的侧向垂直加劲肋的厚度，一般可按支座底板厚度的0.7倍采用。每块加劲肋与支座节点板（或垂直支承板）的双面连接角焊缝（即从底板顶面算起的垂直方向焊缝），可近似地按下列公式计算强度：参数说明：为在偏心弯矩作用下垂直角焊缝的正应力； 为在剪力作用下垂直角焊缝的剪应力（此处的方向为竖直向）；为偏心弯矩：；为剪力（与前文的不是同一剪力），按每块加劲板承受支座垂直反力的1/8计算确定：；为支座底板的垂直反力（与轴力不同，注意区分），保守考虑，按计算；为垂直加劲肋与支座节点板的垂直角焊缝的计算长度；为垂直加劲肋与支座底板的水平角焊缝的计算长度；为角焊缝的焊脚尺寸；为角焊缝抗拉、抗压和抗剪强度设计值。注：此处为近似计算，采用的是基础对支座底板的反力，而非支座所受结构传递的轴力 。因为，考虑偏心剪力引起的弯矩时，实际上计算方法是按刚接柱脚的理论来计算的，而实际网架支座为铰接考虑，所以会有部分的变形以释放掉偏心剪力的影响，所以完全按刚接计算是不现实的，是与整体结构计算假定相悖的，且不经济；同时，如果完全不考虑弯矩的影响又太过激进，所以此处折中，在计算垂直焊缝的时候采用了基础反力，而非轴力。计算焊缝也不再考虑水平力的影响。支座底板与节点板（或垂直支承板）和垂直加劲肋的水平连接焊缝，一般是采用角焊缝，焊脚尺寸可在6~10mm的范围内采用；焊缝强度可近似地按下式计算：参数说明：为水平角焊缝的总计算长度。注：此处的考虑方式也是近似计算，同垂直焊缝计算思路。注：取角焊缝计算长度时，每条按实际长度减去。锚栓在混凝土重的锚固长度一般不宜小于（不含弯钩）。支座底板上的锚栓孔径，一般取锚栓直径的2倍左右。锚栓孔上应设置垫板，垫板的厚度一般采用支座底板厚度的0.7~1.0倍，其锚栓孔径一般比锚栓直径大1~2mm。