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臺灣橡膠支座梁體鉸接壓力設計

1、已知條件：

底板寬度：a=450mm                        底板長度：b=450mm                      支座設計高度：H=400mm

支座球半徑大小：r=110mm            　底板設計厚度：t=35mm                   立板及筋板厚度：t0=25mm

底板螺栓孔徑：D=40mm                   橡膠墊厚度：d0=70mm                   最大支反力：R=989KN

對應支座水平力：Vx=18KN               對應支座水平力：Vy=16KN                支座水平合力: V=24.08318916KN

鋼材強度設計值：f=210N/mm^2        加肋板與立板焊縫高度：hf=16mm

柱的軸心抗壓強度設計值：fcc=10.625N/mm^2(按C25混凝土計算)(fcc=0.85×12.5=10.625)

加勁板寬度：e=(a-t0)÷2=212.5mm                         立板與筋板計算高度：h=H-r-t-t0-d0=160mm

底板螺栓孔的面積：A0=4×3.142×(D÷2)^2=5027 mm^2

2、支座底板厚度及立板、筋板厚度驗算：

　　底板凈面積：Apb=a×b-A0=197473 mm^2

　　砼柱的分布反力：δc=(R/Apb)+(6*V*H)/(a*a*a)=5.64 N/mm^2≤1.5fcc底板尺寸符合要求

　　底板兩相鄰支撐板的對角線長度：a1={[(a-t0)÷2]^2+[(b-t0)÷2]^2}^0.5=301 mm

　　b1為支座底板中心到a1的垂直距離;b1=[(a-t0)÷2]×[(b-t0)÷2]÷a1=150 mm

　　b1/a1=0.50 故彎矩系數：α=0.06

　　底板彎矩：Mmax=α*δc*a1^2=30576 N*mm

　　底板厚度：tpb≥(6Mmax/f)^0.5=29.6 mm

　　故底板厚度符合要求

　　支座節點板厚度 t ≥ 0.7×tpb=16 mm

　　立板厚度符合要求

3、支座節點板間焊縫計算：

　　①一般取支座底板的0.7倍計算。

　　②雙面焊縫計算：

　　δfs=(δM^2+τv^2)^0.5≤[δ]=160N/mm^2

　　垂直加勁肋與支座立板的垂直角焊縫的計算長度：Lwv=h-2Hf=128 mm

　　偏心彎矩：M=R÷4×(e÷2)=26270313 N*mm

　　剪力：V=R÷4=4500N

　　在偏心矩M作用下垂直焊縫的正應力：δM=6M÷(2×0.7×hf×Lwv^2)=429.49 N/mm^2

　　在剪力V作用下垂直角焊縫的剪應力：τv=V÷(2×0.7×hf×Lwv)=1.57 N/mm^2

　　所以：δfs = (δM^2+τv^2)^0.5 =429 ≤[δ]=160N/mm^2

　　請重新確定焊縫高度

4、支座底板與節點板和垂直加勁肋的水平連接焊縫，一般采用角焊縫，焊角尺寸hf在6~10mm范圍內。

　　每塊加勁板與底板之間的連接焊縫長度：ΣL=(e-2×Hf)×2 =361mm

　　因為：δf = R/4÷(0.7×hf×ΣL) ≤[δ]=160N/mm^2

　　hf ≥ R/4÷(0.7×160×ΣL) =6.12 mm

　　支座立板板與底板之間的連接焊縫長度：ΣL=(a-t0-2×Hf)×2 =786mm

　　因為：δf = R/2÷(0.7×hf×ΣL) ≤[δ]=160N/mm^2

　　hf≥R/2÷(0.7×160×ΣL)=5.62 mm

　　支座加勁板和立板與底板之間的焊縫高度:hf = 20 mm

　　5、支座預埋件一般按構造要求，錨筋為16~24mm。

　　若為受壓預埋件時;錨固長度≥25d;若為受拉預埋件時，錨固長度應≥35d。

　　6、支座底板抗剪件計算：

　　支座底板與混凝土之間的摩擦力Vfb應滿足：Vfb=0.4R﹥V=設計支座的最大水平力，否則應設抗剪件。

　　支座底板與混凝土之間的摩擦力Vfb=0.4R=396 N

　　支座預埋件下不需要設置抗剪件