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
目 录
第1节 计算说明 . ................................................ 2
1. 2.
结构设计综述： . ....................................... 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. 2.
连接计算二 . ........................................... 6 连接计算五 . ........................................... 8
第4节 T3塔楼埋板处焊缝计算 ................................... 10
1
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
型材X 轴主惯性距: 122.030cm4 X轴的惯性距: 122.185cm4型材Y 轴主惯性距: 287.170cm4 Y轴的惯性距: 287.015cm4型材X 轴上抗弯距: 41.847cm3 X轴下抗弯距: 18.797cm3型材Y 轴左抗弯距: 29.132cm3 Y轴右抗弯距: 29.936cm3型材X 轴的面积矩: 17.746cm3型材Y 轴的面积矩: 26.884cm3 型材面积:
13.160cm2
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
＝1.93 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 -0.84148E-15 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
型材X 轴主惯性距: 389.387cm4 X轴的惯性距: 389.387cm4型材Y 轴主惯性距: 2062.937cm4 Y轴的惯性距: 2062.937cm4型材X 轴上抗弯距: 71.843cm3 X轴下抗弯距: 71.843cm3型材Y 轴左抗弯距: 169.060cm3 Y轴右抗弯距: 169.060cm3型材X 轴的面积矩: 41.135cm3型材Y 轴的面积矩: 99.069cm3 型材面积: 20.160cm2 喷涂周长: 20.840cm
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
＝1.79 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
型材X 轴主惯性距: 125.289cm4 X轴的惯性距: 125.289cm4型材Y 轴主惯性距: 173.343cm4 Y轴的惯性距: 173.343cm4型材X 轴上抗弯距: 29.273cm3 X轴下抗弯距: 29.273cm3型材Y 轴左抗弯距: 35.830cm3 Y轴右抗弯距: 35.830cm3型材X 轴的面积矩: 16.721cm3型材Y 轴的面积矩: 19.320cm3 型材面积: 10.394cm2
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0.7h ef 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
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
型材X 轴主惯性距: 46.690cm4 X轴的惯性距: 46.690cm4型材Y 轴主惯性距: 74.770cm4 Y轴的惯性距: 74.770cm4型材X 轴上抗弯距: 16.978cm3 X轴下抗弯距: 16.978cm3型材Y 轴左抗弯距: 19.908cm3 Y轴右抗弯距: 13.366cm3型材X 轴的面积矩: 9.435cm3型材Y 轴的面积矩: 10.953cm3 型材面积: 8.225cm2
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
＝13.47 N/mm2
所以三面围焊，焊接高度5mm 满足设计要求。
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
目 录
第1节 计算说明 . ................................................ 2
1. 2.
结构设计综述： . ....................................... 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. 2.
连接计算二 . ........................................... 6 连接计算五 . ........................................... 8
第4节 T3塔楼埋板处焊缝计算 ................................... 10
1
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
型材X 轴主惯性距: 122.030cm4 X轴的惯性距: 122.185cm4型材Y 轴主惯性距: 287.170cm4 Y轴的惯性距: 287.015cm4型材X 轴上抗弯距: 41.847cm3 X轴下抗弯距: 18.797cm3型材Y 轴左抗弯距: 29.132cm3 Y轴右抗弯距: 29.936cm3型材X 轴的面积矩: 17.746cm3型材Y 轴的面积矩: 26.884cm3 型材面积:
13.160cm2
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
＝1.93 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 -0.84148E-15 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
型材X 轴主惯性距: 389.387cm4 X轴的惯性距: 389.387cm4型材Y 轴主惯性距: 2062.937cm4 Y轴的惯性距: 2062.937cm4型材X 轴上抗弯距: 71.843cm3 X轴下抗弯距: 71.843cm3型材Y 轴左抗弯距: 169.060cm3 Y轴右抗弯距: 169.060cm3型材X 轴的面积矩: 41.135cm3型材Y 轴的面积矩: 99.069cm3 型材面积: 20.160cm2 喷涂周长: 20.840cm
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
＝1.79 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
型材X 轴主惯性距: 125.289cm4 X轴的惯性距: 125.289cm4型材Y 轴主惯性距: 173.343cm4 Y轴的惯性距: 173.343cm4型材X 轴上抗弯距: 29.273cm3 X轴下抗弯距: 29.273cm3型材Y 轴左抗弯距: 35.830cm3 Y轴右抗弯距: 35.830cm3型材X 轴的面积矩: 16.721cm3型材Y 轴的面积矩: 19.320cm3 型材面积: 10.394cm2
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0.7h ef 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
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
型材X 轴主惯性距: 46.690cm4 X轴的惯性距: 46.690cm4型材Y 轴主惯性距: 74.770cm4 Y轴的惯性距: 74.770cm4型材X 轴上抗弯距: 16.978cm3 X轴下抗弯距: 16.978cm3型材Y 轴左抗弯距: 19.908cm3 Y轴右抗弯距: 13.366cm3型材X 轴的面积矩: 9.435cm3型材Y 轴的面积矩: 10.953cm3 型材面积: 8.225cm2
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
＝13.47 N/mm2
所以三面围焊，焊接高度5mm 满足设计要求。