阻尼器安装部件大震弹性强度计算书解析.pdf
昆明螺蛳湾 24+12 班小学项目 阻尼器安装强度计算书 一、阻尼器安装强度计算一（一）安装示意图 （二）强度计算 1、预埋件强度计算（1）预埋件 1 和预埋件 2 强度计算 水平作用力为KNF800d，d21FxEAxGA 式中，G变形模量；E 弹性模量；1A剪切面积；2A拉压面积。剪切力2111EAGAGAF，拉压力2122EAGAEAF 计算得，NF1500001,NF6550002 (a)预埋件 1 强度计算 1)强度计算 由安装示意图可以看出，预埋件 1 只受到剪切力的作用，根据混凝土结构设计规范（GB50010-2010）9.7.2，其锚筋总截面积SA应为：yvSfVAr dcffd08.00.4v 当v大于 0.7 时，取v=0.7.式中，yf锚筋抗拉强度设计值不应大于 3002/mmN。V剪力设计值。v锚筋的受剪承载力系数。r锚筋层数的影响系数；当锚筋按等间距布置时：两层取1.0；三层取 0.9，四层取 0.85。d锚筋直径。t锚板厚度。根据上式计算得，21436 mmAS 则，预埋件 1 采用 8 根28、HRB400 锚筋.2)焊接强度计算 根据钢结构设计规范（GB50017-2003）,预埋件焊缝为侧面焊缝，焊缝长 度wl=704mm，受作用力为 F=150000N；根据侧面焊缝计算公式：150000/(150.7704+10704)=9（N/mm2)F=160(N/mm2)所以预埋件在焊脚尺寸f1h=15mm，f2h=10mm时（采用凹面式直角截面；一级焊缝）可以保证强度。3)锚筋长度计算 预埋钢筋采用一侧贴焊锚筋的机械锚固形式（贴筋长度为 3d，取 150mm），根据混凝土结构设计规范（GB50010-2010）8.3.1，其长度计算公式为：dffltyao aoall all7.0 其中，aol受拉钢筋的基本锚固长度。al受拉钢筋的锚固长度，不应小于 15d，且不应小于 200mm。yf钢筋的抗拉强度设计值。tf混凝土的轴心抗拉强度设计值，按混凝土结构设计规范的有关规定采用；当混凝土强度等级高于C60 时，按照 C60 取值。d钢筋的公称直径。锚固长度修正系数。锚固钢筋的外形系数。则，锚固钢筋的长度为 mml5452845.136014.08.07.0 预埋钢筋取 550mm 满足要求。(b)预埋件 2 强度计算 1)强度计算 由安装示意图可以看出，预埋件 2 主要受到拉压力的作用，根据混凝土结构设计规范（GB50010-2010）9.7.2，其锚筋总截面积SA为：ybSfNA8.0 dt25.06.0b 式中，yf锚筋抗拉强度设计值不应大于3002/mmN。N法向拉力或法向压力设计值，法向压力设计值不应大于 0.5Afc,此处，A 为锚板的面积。b锚板的弯曲变形折减系数。d锚筋直径。t锚板厚度。23315 mmAS 则，预埋件 2 采用 12 根28、HRB400 锚筋.2)焊接强度计算 根据钢结构设计规范（GB50017-2003）,预埋件焊缝为侧面焊缝，焊缝长度wl=1056mm，受作用力为 F=655000N；根据侧面焊缝计算公式：655000/(150.71056+101056)=29（N/mm2)F=160(N/mm2)所以预埋件在焊脚尺寸f1h=15mm，f2h=10mm时（采用凹面式直角截面；二级焊缝）可以保证强度。3)锚筋长度计算 预埋钢筋采用一侧贴焊锚筋的机械锚固形式（贴筋长度为 3d，取 150mm），根据混凝土结构设计规范（GB50010-2010）8.3.1，其长度计算公式为：dffltyao aoall all7.0 其中，aol受拉钢筋的基本锚固长度。al受拉钢筋的锚固长度，不应小于15d，且不应小于200mm。yf钢筋的抗拉强度设计值。tf混凝土的轴心抗拉强度设计值，按混凝土结构设计规范的有关规定采用；当混凝土强度等级高于C60 时，按照 C60 取值。d钢筋的公称直径。锚固长度修正系数。锚固钢筋的外形系数。则，锚固钢筋的长度为 mml5452890.136014.08.07.0 预埋钢筋取 550mm 满足要求。（2）预埋件 3 和预埋件 4 强度计算 根据设计要求，建立钢架计算模型如下：其中：F 表示阻尼器输出最大阻尼力的 1.2 倍（参照 建筑结构消能减震（振）设计 09SG610-2）；ZC 表示钢支撑，Q235B 钢；a 表示斜撑与水平方向的 夹角。根据计算得：dF=8002=1600kN，cos=0.63。ZC 内轴向力：拉力NFN1300000cos21 拉力NFN1300000cos22 取 C=300mm，D=400mm，cos=0.63，sin=0.78。把节点板看做刚体，将支撑拉力分解到柱上预埋件和梁上预埋件的中心，方向同支撑拉力 F，设力的大小分解为1F和2F，根据力的平衡可求得：NF8100001，NF4950002 在拉力和剪力共同作用下，所需锚筋面积应满足：ybyvrSfNfVA8.0 dcffd08.00.4v 当v大于 0.7 时，取v=0.7.dt25.06.0b 式中，yf锚筋抗拉强度设计值不应大于3002/mmN。N法向拉力或法向压力设计值，法向压力设计值不应大于 0.5Afc,此处，A 为锚板的面积。b锚板的弯曲变形折减系数。d锚筋直径。t锚板厚度。V剪力设计值。v锚筋的受剪承载力系数。r锚筋层数的影响系数；当锚筋按等间距布置时：两层取1.0；三层取 0.9，四层取 0.85。(a)预埋件 3 强度计算 1)强度计算 将1F分解成法向力1N和剪力1V，则 NFN51030063.0810000cos11 NFV63180078.0810000sin11 取钢筋层数为 3 层，则r=0.9；钢筋种类 HRB400，直径 28mm；混凝土等级强度为 C30；锚板厚度 25mm。则 7.044.036019)2808.04(v 87.0282525.06.0b 2760630087.08.063180030044.09.05103008.0mmfNfVAybyvrS 取锚筋 15 根28，面积 80422mm。2）焊缝强度计算 根据钢结构设计规范（GB50017-2003）,预埋件焊缝为侧面焊缝，焊缝长度wl=1320mm，受作用力为 F=810000N；根据侧面焊缝计算公式：810000/(150.71320+101320)=30（N/mm2)F=160(N/mm2)所以预埋件在焊脚尺寸f1h=15mm，f2h=10mm时（采用凹面式直角截面；二级焊缝）可以保证强度。3）锚筋长度计算 预埋钢筋采用一侧贴焊锚筋的机械锚固形式（贴筋长度为 3d，取 150mm），根据混凝土结构设计规范（GB50010-2010）8.3.1，其长度计算公式为：dffltyao aoall all7.0 其中，aol受拉钢筋的基本锚固长度。al受拉钢筋的锚固长度，不应小于15d，且不应小于200mm。yf钢筋的抗拉强度设计值。tf混凝土的轴心抗拉强度设计值，按混凝土结构设计规范的有关规定采用；当混凝土强度等级高于C60 时，按照 C60 取值。d钢筋的公称直径。锚固长度修正系数。锚固钢筋的外形系数。则，锚固钢筋的长度为 mml5452890.136014.08.07.0 预埋钢筋取 550mm 满足要求。(b)预埋件 4 强度计算 1）强度计算 将2F分解成法向力2N和剪力2V，则 NFV31500063.0495000cos22 NFN38500078.0495000sin22 取钢筋层数为 3 层，则r=0.9；钢筋种类 HRB400，直径 28mm；混凝土等级强度为 C30；锚板厚度 25mm。则 7.0387.03605.14)2808.04(v 87.0322525.06.0b 2496430087.08.0385000300387.085.03150008.0mmfNfVAybyvrS 取锚筋 13 根28，面积 9650。2mm 2）焊缝强度计算 根据钢结构设计规范（GB50017-2003）,预埋件焊缝为侧面焊缝，焊缝长度wl=1144mm，受作用力为 F=495000N；根据侧面焊缝计算公式：495000/(150.71144+101144)=21（N/mm2)F=160(N/mm2)所以预埋件在焊脚尺寸f1h=15mm，f2h=10mm时（采用凹面式直角截面；二级焊缝）可以保证强度。3）锚筋长度计算 预埋钢筋采用一侧贴焊锚筋的机械锚固形式（贴筋长度为 3d，取 150mm），根据混凝土结构设计规范（GB50010-2010）8.3.1，其长度计算公式为：dffltyao aoall all7.0 其中，aol受拉钢筋的基本锚固长度。al受拉钢筋的锚固长度，不应小于15d，且不应小于200mm。yf钢筋的抗拉强度设计值。tf混凝土的轴心抗拉强度设计值，按混凝土结构设计规范的有关规定采用；当混凝土强度等级高于C60 时，按照 C60 取值。d钢筋的公称直径。锚固长度修正系数。锚固钢筋的外形系数。则，锚固钢筋的长度为 mml5452890.136014.08.07.0 预埋钢筋取 550mm 满足要求。2、节点板 1、节点板 2 强度计算 节点板厚：30mm；销座孔：90mm;单支阻尼器的最大阻尼力为 800KN，所以节点板 1 在 F=800KN 的作用下,销座孔所受拉应力，即：AF=800103/(9030)=94(N/mm2)=295(N/mm2)所以节点板 1 强度满足要求 3、节点板 1 与预埋件焊接强度计算 根据钢结构设计规范（GB50017-2002）,焊缝焊脚尺寸 hf=15mm;焊缝为侧面焊缝，焊缝长度 lw=1530mm;受水平作用力为 F=800KN；根据侧面焊缝计算公式：800103/(151530)=35（N/mm2)CF=200(N/mm2)所以节点板 1 在焊脚尺寸 hf=15mm 时可以保证强度。4、节点板 2 与法兰板焊接强度计算 根据钢结构设计规范（GB50017-2002）,焊缝焊脚尺寸 hf=15mm;焊缝为侧面焊缝，焊缝长度 lw=1200mm;受水平作用力为 F=800KN；根据侧面焊缝计算公式：800103/(150.71200)=64（N/mm2)CF=200(N/mm2)所以节点板 2 在焊脚尺寸 hf=15mm 时可以保证强度。5、支撑与预埋件（法兰）焊接强度计算 预埋板、支撑及法兰均为 Q235B 材质，根据钢结构设计规范（GB50017-2002）,焊缝焊脚尺寸 hf=15mm;焊缝为侧面焊缝，焊缝长度lw=1200mm;受水平作用力为 F=800 2=1600KN；根据侧面焊缝计算公式：1600 103/(15 0.7 1200)=128（N/mm2)CF=160(N/mm2)所以焊脚尺寸 hf=15mm 时可以保证强度。二、阻尼器安装强度计算二（一）安装示意图 （二）强度计算 安装示意图 2 与安装示意图 1 形同，阻尼器的阻尼力相同，所以只需对预埋件 4、预埋件 6 与节点板 3 进行计算 1、预埋件强度计算（1）预埋件 4 强度计算 水平作用力为KNF800d，d21FxEAxGA 式中，G变形模量；E 弹性模量；1A剪切面积；2A拉压面积。剪切力2111EAGAGAF，拉压力2122EAGAEAF 计算得，NF1500001,NF6550002 1)强度计算 由安装示意图可以看出，预埋件 4 只受到剪切力的作用，根据混凝土结构设计规范（GB50010-2010）9.7.2，其锚筋总截面积SA应为：yvSfVAr dcffd08.00.4v 当v大于 0.7 时，取v=0.7.式中，yf锚筋抗拉强度设计值不应大于3002/mmN。V剪力设计值。v锚筋的受剪承载力系数。r锚筋层数的影响系数；当锚筋按等间距布置时：两层取 1.0；三层取 0.9，四层取 0.85。d锚筋直径。t锚板厚度。根据上式计算得，21436 mmAS 则，预埋件 4 采用 13 根28、HRB400 锚筋.2)焊接强度计算 根据钢结构设计规范（GB50017-2003）,预埋件焊缝为侧面焊缝，焊缝长 度wl=1144mm，受作用力为 F=150000N；根据侧面焊缝计算公式：150000/(150.71144+101144)=6（N/mm2)F=160(N/mm2)所以预埋件在焊脚尺寸f1h=15mm，f2h=10mm时（采用凹面式直角截面；一级焊缝）可以保证强度。3)锚筋长度计算 预埋钢筋采用一侧贴焊锚筋的机械锚固形式（贴筋长度为 3d，取 150mm），根据混凝土结构设计规范（GB50010-2010）8.3.1，其长度计算公式为：dffltyao aoall all7.0 其中，aol受拉钢筋的基本锚固长度。al受拉钢筋的锚固长度，不应小于15d，且不应小于200mm。yf钢筋的抗拉强度设计值。tf混凝土的轴心抗拉强度设计值，按混凝土结构设计规范的有关规定采 用；当混凝土强度等级高于 C60 时，按照 C60 取值。d钢筋的公称直径。锚固长度修正系数。锚固钢筋的外形系数。则，锚固钢筋的长度为 mml5452845.136014.08.07.0 预埋钢筋取 550mm 满足要求。（2）预埋件 6 强度计算（2）斜支撑预埋件强度计算 根据设计要求，建立钢架计算模型如下：其中：F 表示阻尼器输出最大阻尼力的 1.2 倍（参照 建筑结构消能减震（振）设计 09SG610-2）；ZC 表示钢支撑，Q345B 钢；a、表示斜撑与水平方向的夹角。根据计算得：ZC 内轴向力：cossincossin1FF(拉力)cossincossin2FF（压力）NF115000048cos31sin31cos48sin28000001 NinF146100031cos48sin48cos31s28000002 1)强度计算 锚筋采用 16 根 HRB400 的28 螺纹钢，其抗拉强度设计值为 360 ）（2mm/N，拉力值取为800KN，锚筋抗拉承载力设计值为：bvevbfdnN42v 式中，bNv为锚筋承载力设计值；ed为锚筋直径；bvf为锚筋抗剪强度设计值，vn受剪锚筋的数目。将相关参数带入，可得：2222v/360f/1484141614610004mmNmmNdnNbvevb 则，选用的锚筋满足强度要求。2）焊缝强度计算 根据钢结构设计规范（GB50017-2003）,预埋件焊缝为侧面焊缝，焊缝长度wl=1407mm，受作用力为 F=1461000N；根据侧面焊缝计算公式：1461000/(150.71407+101407)=51（N/mm2)F=160(N/mm2)所以预埋件在焊脚尺寸f1h=15mm，f2h=10mm时（采用凹面式直角截面；二级焊缝）可以保证强度。2、节点板 4 强度计算 节点板厚：30mm；销座孔：90mm;单支阻尼器的最大阻尼力为 800KN，所以节点板 1 在 F=800KN 的作用下,销座孔所受拉应力，即：AF=800103/(9030)=94(N/mm2)=295(N/mm2)所以节点板 4 强度满足要求 3、节点板 4 与预埋件焊接强度计算 根据钢结构设计规范（GB50017-2002）,焊缝焊脚尺寸 hf=15mm;焊缝为侧面焊缝，焊缝长度 lw=1530mm;受水平作用力为 F=800KN；根据侧面焊缝计算公式：800103/(151530)=35（N/mm2)CF=200(N/mm2)所以节点板 1 在焊脚尺寸 hf=15mm 时可以保证强度。三、阻尼器安装强度计算三（一）安装示意图 （二）强度计算 1、预埋件强度计算（1）预埋件 4 强度计算 1)强度计算 由安装示意图可以看出，预埋件 4 只受到剪切力的作用，根据混凝土结构设计规范（GB50010-2010）9.7.2，其锚筋总截面积SA应为：yvSfVAr dcffd08.00.4v 当v大于 0.7 时，取v=0.7.式中，yf锚筋抗拉强度设计值不应大于3002/mmN。V剪力设计值。v锚筋的受剪承载力系数。r锚筋层数的影响系数；当锚筋按等间距布置时：两层取1.0；三层取 0.9，四层取 0.85。d锚筋直径。t锚板厚度。根据上式计算得，27658 mmAS 则，预埋件 4 采用 13 根28、HRB400 锚筋.2)焊接强度计算 根据钢结构设计规范（GB50017-2003）,预埋件焊缝为侧面焊缝，焊缝长 度wl=1144mm，受作用力为 F=800000N；根据侧面焊缝计算公式：800000/(150.71144+101144)=34（N/mm2)F=160(N/mm2)所以预埋件在焊脚尺寸f1h=15mm，f2h=10mm时（采用凹面式直角截面；一级焊缝）可以保证强度。3)锚筋长度计算 预埋钢筋采用一侧贴焊锚筋的机械锚固形式（贴筋长度为 3d，取 150mm），根据混凝土结构设计规范（GB50010-2010）8.3.1，其长度计算公式为：dffltyao aoall all7.0 其中，aol受拉钢筋的基本锚固长度。al受拉钢筋的锚固长度，不应小于15d，且不应小于200mm。yf钢筋的抗拉强度设计值。tf混凝土的轴心抗拉强度设计值，按混凝土结构设计规范的有关规定采用；当混凝土强度等级高于C60 时，按照 C60 取值。d钢筋的公称直径。锚固长度修正系数。锚固钢筋的外形系数。则，锚固钢筋的长度为 mml5452845.136014.08.07.0 预埋钢筋取 550mm 满足要求。2、节点板 4 强度计算 节点板厚：30mm；销座孔：90mm;单支阻尼器的最大阻尼力为 800KN，所以节点板 1 在 F=800KN 的作用下,销座孔所受拉应力，即：AF=800103/(9030)=94(N/mm2)=295(N/mm2)所以节点板 4 强度满足要求 3、节点板 4 与预埋件焊接强度计算 根据钢结构设计规范（GB50017-2002）,焊缝焊脚尺寸 hf=15mm;焊缝为侧面焊缝，焊缝长度 lw=1530mm;受水平作用力为 F=800KN；根据侧面焊缝计算公式：800103/(151530)=35（N/mm2)CF=200(N/mm2)所以节点板 4 在焊脚尺寸 hf=15mm 时可以保证强度。四、阻尼器安装强度计算四（一）安装示意图 （二）强度计算 安装示意图四与安装示意图 1、2 类似，阻尼力相同，故只需对预埋件 5（YMJ-5）进行强度校核。预埋件 5 结构示意图 由安装示意图一中预埋件 3 强度计算结果可知，预埋件 5 强度需满足 27606 mmAS。由预埋件 5 结构示意图可知，预埋件 5 布置了 13 根28、HRN400钢筋，其面积SAmmA24.8005，所以预埋件 5 强度满足要求。
