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1、抗震支吊架节点受力计算书抗震支吊架节点受力计算书项目名称：_节点编号：_编制：_审核:_复核：_编制日期:_项目名称：_节点编号：_编制：_审核:_复核：_编制日期:_目录目录一设计依据3二节点图及结构图3三荷载组合41. 承载能力极限状态42.正常使用极限状态43.自重及水平地震力荷载计算4四结构内力分析计算51 .横梁上水平地震力引起的荷载计算52.水平地震力综合系数计算53.水平地震力标准值计算54.横梁截面参数55.弯矩图56.剪力图67.位移图68.横梁1强度及刚度验算79.横梁2强度及刚度验算7五槽钢斜撑71.受力简图72.计算过程8六槽钢立柱（刚性）8七抗震连接件81.受力简图8
2、2.螺栓计算过程93.斜撑槽钢连接件计算过程9八管夹/限位器9九立柱扩底锚栓(群锚)91.受力简图92.钢材破坏受拉承载力计算103.混凝土锥体破坏受拉承载能力计算104.混凝土劈裂破坏承载能力验算11十槽钢底座11第 3 页一设计依据一设计依据建筑机电工程抗震设计规范. GB 50981-2014建筑抗震设计规范. GB 50011-2010（2016版）钢结构设计标准. GB 50017-2017冷弯薄壁型钢结构技术规程. GB 50018-2002混凝土结构后锚固技术规程. JGJ 145-2013建筑机电设备抗震支吊架通用技术条件. CJ/T 476-2018给水排水管道工程施工及验收
3、规范. GB 50268-2008通风与空调工程施工质量验收规范. GB 50243-2016装配式管道支吊架（含抗震支架）. 18R417-2(替代 03SR417-2)金属、非金属风管支吊架（含抗震支吊架）. 19K112(替代 08K132)建筑电气设施抗震安装. 16D707-1建筑电气设施抗震安装. 16D707-1二节点图及结构图二节点图及结构图1.以P型管夹DN150;风管500200;P型管夹DN150;吊高H=1m，横担采用41x41x2.0D、41x41x2.0D进行计算如下：2.结构计算简图第 4 页三荷载组合三荷载组合1. 承载能力极限状态：SdRd/rRE不考虑抗震时
4、，活荷载控制组合：Sd=1.2D+1.4L;不考虑抗震时，恒荷载控制组合:Sd=1.35D+0.98L;考虑抗震时,恒荷载对结构承载力有利的组合：Sd=1.0SGE1.3SEhk，考虑抗震时，恒荷载对结构承载力不利的组合：Sd=1.2SGE1.3SEhk2.正常使用极限状态：SdC，式中：Sd=D+L3.自重及水平地震力荷载计算3.1水管控制组合：3.自重及水平地震力荷载计算3.1水管控制组合：水管管道为DN150，按照满水钢管计算重量，查现行标准图集18R417-2总说明表3可得该管道保温满水重量g1=66.96kg/m，不保温满水重量g2=39.5kg/m，采用吊架安装，按承重支吊架间距L
5、=3000mm，抗震支架间距L1=12000mm计算。(1)水重：(10003.14752)10-61=17.662kg/m管道自重：D1=31010-3(39.5-17.662)=0.655KN水重：L1=31010-317.662=0.53KN不考虑抗震时，活荷载控制组合：Gs1=1.2D1+1.4L1=1.350.655+0.980.53=1.404KN(2)抗震支吊架水平力按照12m间距计算其重力标准值为：D2=12100.001(39.5-17.662)=2.62KNL2=12100.00117.662=2.12KN重力荷载代表值：Gs2=D2+0.5L2=2.62+0.52.12=
6、3.68KN同理水管管道为DN150Gs1=1.2D1+1.4L1=1.350.655+0.980.53=1.404KNGs2=D2+0.5L2=2.62+0.52.12=3.68KN3.2风管控制组合：3.2风管控制组合：第 5 页风管规格500200，风管宽度a=500,风管高度b=200，查现行国标图集19K112(替代 08K132)得：板厚1=0.75mm，板材密度1=7850kg/m；保温层厚2=40mm,保温材料按玻璃棉制品密度2=70kg/m;法兰规格为L254，法兰间距为l=1250mm,密度3=1.499；采用吊架安装，按承重吊架间距L=3000mm，抗震支架间距L1=90
7、00mm计算。(1）吊架跨度L0=1000mm(2)钢板风管荷载控制组合P1=1.352(a+b)L1110-8=0.334KN(3)保温材料荷载控制组合P2=1.352(a+b+80)L2210-8=0.177KN(4)角钢法兰荷载控制组合P3=1.35L/l2(a+b)21.05310-2=0.143KN(5)总荷重Gf1=P1+P2+P3=0.477KN(6)抗震支吊架按照9m间距计算其重力荷载标准值为：GF2=1.352(a+b)L11110-8+1.352(a+b+80)L12210-8+1.35L/l2(a+b)21.05310-2=1.43KN四结构内力分析计算四结构内力分析计算
8、1 .横梁上水平地震力引起的荷载计算Gh1=1.43=1.43KNGh2=3.68+3.68=7.36KN2.水平地震力综合系数计算已知该项目抗震设防烈度为6度，分别根据现行国家标准建筑机电工程抗震设计规范GB50981-2014表3.3.5、表3.4.1和表第3.4.5条查得，max为0.04，类别系数为1，功能系数为0.9，状态系数1为2.0，位置系数2为2.0。故EK=12max=0.912.02.00.04=0.1440.5取0.53.水平地震力标准值计算Fdz1=EK Gh1=0.51.43=0.715KNFdz2=EK Gh2=0.57.36=3.68KN4.横梁截面参数：型号41
9、x41x2.0D，截面积：A=298.4mm2，弹性模量E=206000，惯性矩：Iy=6.41cm4，抵抗矩Wy=2.96cm，线重gh=0.023KN/M。型号41x41x2.0D，截面积：A=298.4mm2，弹性模量E=206000，惯性矩：Iy=6.41cm4，抵抗矩Wy=2.96cm，线重gh=0.023KN/M。5.弯矩图第 6 页6.剪力图7.位移图第 7 页8.横梁1强度及刚度验算8.横梁1强度及刚度验算水平地震作用引起的横梁截面最大应力：1=1.3Fdz1/A=1.30.715103/298.4=3.115MP横梁上重力荷载作用引起的横梁截面最大应力为：2=Mmax/Wy=
10、0.01106/(2.96103)=3.378MP重力荷载作用同水平地震作用下横梁应力叠加：=1+2=3.115+3.378=6.493MP215MPa,满足强度要求。横梁挠度：fhmax=4E-05m故而fhmax/吊架跨度=0.04/10001/200,满足要求。9.横梁2强度及刚度验算9.横梁2强度及刚度验算水平地震作用引起的横梁截面最大应力：1=1.3Fdz2/A=1.33.68103/298.4=16.032MP横梁上重力荷载作用引起的横梁截面最大应力为：2=Mmax/Wy=0.224106/(2.96103)=75.676MP重力荷载作用同水平地震作用下横梁应力叠加：=1+2=16
11、.032+75.676=91.708MP215MPa,满足强度要求。横梁挠度：fhmax=0.00105m故而fhmax/吊架跨度=1.05/10001/200,满足要求。五槽钢斜撑五槽钢斜撑斜撑槽钢截面参数：型号41x41x2.0D,截面积：A=298.4mm，弹性模量E=206000N/mm，惯性矩：Iy=6.41cm4抵抗矩：Wy=2.96cm，线重：gh=0.023KN/M。1.受力简图第 8 页2.计算过程槽钢斜撑承担轴向力设计值为：Fxg=1.3Fdz/sin45=1.33.68/sin45=6.766KN故斜撑最大压应力为：xg=Fxg/A=6.766103/298.4=22.6
12、74Mpa215Mpa, 满足要求！槽钢斜撑旋转半径：iy=15mm,长细比按国家标准建筑机电工程抗震设计规范GB50981-2014第8.3.8条，斜撑长细比不大于200。吊高H=1m。故槽钢斜撑长度：Hx iyy=1520010-3=3m，故由计算可知，槽钢斜撑最大允许长度为3m，Hx=1/sin45=1.414m满足要求。六槽钢立柱（刚性）六槽钢立柱（刚性）立柱槽钢截面参数同斜撑。支吊架总荷重：SGE=1.404+0.477+1.404=3.284KN轴力设计值为：Fsg=（1.2SGE+1.3SEhk)/2=(1.23.284+1.33.68)/2=4.362KN故吊杆轴向拉应力为：s
13、gh=Fsg/As=4.362103/298.4=14.618Mpa 215Mpa 安全。长细比按现行国家标准建筑机电工程抗震设计规范GB 50981-2014第8.3.8条，抗震支吊架吊杆长细比不大于100，槽钢旋转半径：is=15mm,最大长细比：s=100，故槽钢吊杆长度：H=iss=15100=1.5m，由计算可知，槽钢吊杆最大允许长度为1.5m，满足要求。七抗震连接件七抗震连接件槽钢连接件采用一个M12螺栓连接，螺栓承担来自槽钢斜撑的剪力，剪力大小为槽钢斜撑的轴向力，计算按照8.8级M12连接螺栓。1.受力简图第 9 页2.螺栓计算过程螺栓参数：M12连接螺栓有效截面积As=84mm
14、，8.8级螺栓抗拉强度t=400Mpa，8.8级螺栓抗剪强度v=320Mpa。故M12螺栓拉力设计值为：Ft=tAs=33.6KN，M12螺栓剪力设计值为：Vt=vAs=26.88KN。单个螺栓承担剪力为：V1s1=Fxg=6.766KN，V1s1/Vt=6.766/26.88=0.252 1 安全。3.斜撑槽钢连接件计算过程应力截面示意图如下：槽钢斜撑与槽钢立柱之间抗震连接件有效截面承担槽钢斜撑轴向力产生的应力，最大拉应力为：j= Fxg/ (41-13.7 ) 6 =6.766103/ (41-13.7 ) 6 =41.306Mpa 215Mpa 安全。抗震连接件局部承压验算：Fyc=61
15、2405=29.16KN，Fxg/Fyc=6.766/29.16=0.353 1安全。故抗震连接件局部承压验算同槽钢斜撑与槽钢立柱连接件验算，安全。八管夹/限位器八管夹/限位器1.限位器承担水平地震力，固定组件参数：6mm厚，宽41mm的Q235钢板。单个限位器承载水平地震力为：Fxw=Fdz=0.715KN限位器根部最大剪应力为：xw= Fxw/（641）=0.715103/246=2.907Mpa125Mpa 安全。2.管卡根部承担水平地震力，固定组件参数：3mm厚，宽30mm的Q235钢板。管道水平地震力为：Fgk=Fdz/2=0.92KN管道竖向地震力为：Fgks=Fdz0.65/2=
16、0.598KN管夹根部最大拉应力为：gk=Fgk103/（2303）=5.111Mpa215Mpa 安全。管夹根部最大剪应力为：gk=Fgk103/（2303）=5.111Mpa125Mpa 安全。九立柱扩底锚栓(群锚)九立柱扩底锚栓(群锚)1.受力简图刚性抗震支吊架采用M12/18X60，8.8级单根扩底锚栓与结构连接，其受力简图如下：第 10 页单个扩底锚栓承担拉力为：Fs=Fsg/2=2.181KN基材判定：C30混凝土立方体抗压强度标准值：cu,k=30Mpa，扩底锚栓有效锚固深度：hef=60mm，最小基材厚度：hmin=max(2hef,100)=120mm，扩底锚栓受拉承载力计算
17、：2.钢材破坏受拉承载力计算：扩底锚栓屈服强度标准值:yk=640Mpa，M12扩底锚栓应力截面面积：As=84mm，计算有效直径：d1=10.31mm，公称直径dnom=12mm，锚栓数量：nv=2，扩底锚栓锚固连接重要系数：0=1.1，锚固承载力抗震调整系数：RE=1.0，混凝土基材厚度：h=120mm;扩底锚栓钢材破坏受拉承载力分项系数，按现行行业标准混凝土结构后锚固设计规程JGJ 145-2013表4.3.10采用,扩底锚栓钢材破坏受拉承载力分项系数：Rs,N=1.2，混凝土锥体破坏受拉承载力分项系数：Rc,N=1.8，混凝土劈裂破坏受拉承载力分项系数：Rsp=1.8，扩底锚栓钢材破坏
18、受剪承载力分项系数：Rs,V=1.2，混凝土边缘破坏受剪承载力分项系数 Rcv=1.5，混凝土剪撬破坏受剪承载力分项系数：cp=1.5，混合破坏承载力分项系数：Rp=1.8；扩底锚栓钢材破坏受拉承载力标准值：Nkg=ykAs=640840.001=53.76KN扩底锚栓钢材破坏受拉承载力设计值：Nds=Nkg/Rs,N=53.76/1.2=44.8KN，经重要性及地震荷载系数调整之后单个锚栓钢材破坏受承载力设计值：NRds=Nds/(0RE)=44.8/（1.11.0）=40.727KN故扩底锚栓钢材破坏受拉承载能力计算:Fs/NRds=2.181/40.727=0.0541 安全，扩底锚栓钢
19、材受拉满足要求！3.混凝土锥体破坏受拉承载能力计算：扩底锚栓有效锚固深度：hef=60mm，C30混凝土立方体抗压强度标准值：cu,k=30Mpa，开裂混凝土单根锚栓受拉时，理想椎体破坏受拉承载力标准值：第 11 页Nkco=7.0cu,k0.5hef1.5=7.0300.5601.5=17.819KN扩底锚栓临界边距：Scr,N=3hef=360=180mm单根扩底锚栓受拉，混凝土理想锥体破坏投影面积：Ac,N0=Scr,N2=180=32400mm，混泥土实际锥体破坏投影面面积Ac,N=(C2+0.5Scr,N）（S1+Scr,N)=(108+0.5180)(180+180)=71280m
20、m；混凝土锥体破坏且无间距效应及边缘效应情况下，每根锚栓达到受拉承载力标准值的临界边距，应取为1.5hefCcr,N=1.5hef=1.5X60=90mm，边距影响系数：sn=0.7+0.3=1（保守取值）钢筋剥离影响系数：scn=0.5+hef/200=0.5+60/200=0.8钢筋剥离影响系数：ecn=1/（1+20/Scr,N）=1混凝土椎体破坏受拉承载力标准值：Nkc=NkcoAc,N/Ac,N0snscnecn=17.81971280/3240010.81=31.361KN混凝土锥体破坏受拉承载力设计值：Ndc=Nkc/Rc,N=31.361/1.8=17.423KN经重要性及地震
21、荷载系数调整之后混凝土锥体破坏时受拉承载力设计值：Nrdc=Ndc（0RE）=17.4231.11.0=19.1653KN混凝土锥体破坏受拉承载力计算：Fsg/Nrdc=4.362/19.1653=0.228 1 安全。综上，混凝土锥体破坏满足要求。4.混凝土劈裂破坏承载能力验算：临界边距：Scr,N=3hef=360=180mm，不计算劈裂破坏允许最小边距：Scr,min=1.5Scr,N=1.5180=270mm，混凝土基材厚度：不计算劈裂破坏允许最小基材厚度:hmin=120mm，计算可知，混凝土不需要验算劈裂破坏。综上，后补锚栓安全！十槽钢底座十槽钢底座1.截面参数：槽钢底座与槽钢立柱
22、采用2颗M12螺栓连接在一起，槽钢底座厚度6mm，槽钢立柱壁厚2.0mm，槽钢底座计算简图如下2.计算过程：槽钢底座承担来自槽钢立柱的拉力，槽钢底座有效截面：Ad=4862-66-13.762=375.6mm槽钢底座最大拉应力为：d=Fsg/Ad=4.362103/375.6=11.613Mpa215Mpa 安全！槽钢底座及槽钢立柱局部承压验算：Fsc=2.012405=9.72KN，Fsg/Fsc=4.362/9.72=0.4491 安全！连接螺栓验算：计算按照8.8级M12连接螺栓，M12连接螺栓有效截面积：As=84mm,8.8级螺栓抗拉强度：ft=400Mpa,8.8级螺栓抗剪强度：fvv=320Mpa。8.8螺栓拉力设计值为：Ft=ftAs=4008410-3=33.6KN8.8螺栓剪力设计值为：Vt=fvAs3208410-3=26.88KN单个螺栓承担剪力为：V1s=Fsg/2=4.362/2=2.181KN，V1s/Vt=2.181/26.88=0.0811 安全！槽钢底座与槽钢立柱连接安全！