工字钢主梁验算.docx
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工字钢主梁验算
搁置主梁验算计算书
计算依据：
1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011
2、《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》JGJ128-2010
3、《建筑结构荷载规范》GB50009-2012
4、《钢结构设计规范》GB50017-2003
一、基本参数
主梁离地高度（m）
58.25
主梁布置方式
普通主梁
主梁间距（mm）
900
主梁与建筑物连接方式
平铺在楼板上
锚固点设置方式
U型锚固螺栓
锚固螺栓直径d（mm）
20
主梁长度Lx（mm）
6000
梁/楼板混凝土强度等级
C25
主梁左侧外锚固点到建筑物边缘的距离a1（mm）
100
主梁右侧外锚固点到建筑物边缘的距离a2（mm）
100
主梁左侧建筑物内锚固长度Lm1（mm）
100
主梁右侧建筑物内锚固长度Lm2（mm）
100
混凝土与螺栓表面的容许粘结强度[τb]（N/mm2）
2.5
锚固螺栓抗拉强度设计值[ft]（N/mm2）
50
二、荷载布置参数
支撑点号
支撑方式
距主梁左侧外锚固点水平距离（mm）
支撑件上下固定点的垂直距离L1（mm）
支撑件上下固定点的水平距离L2（mm）
是否参与计算
1
左上拉
2800
2900
2900
是
2
右上拉
2900
2900
2900
是
作用点号
各排立杆传至梁上荷载标准值F'（kN）
各排立杆传至梁上荷载设计值F（kN）
各排立杆距主梁外锚固点水平距离（mm）
主梁间距la（mm）
1
4.98
4.98
400
900
2
4.98
4.98
1300
900
3
4.98
4.98
2200
900
4
4.98
4.98
3100
900
5
4.98
4.98
4000
900
6
4.98
4.98
4900
900
附图如下：
平面图
立面图
三、主梁验算
主梁材料类型
工字钢
主梁合并根数nz
1
主梁材料规格
18号工字钢
主梁截面积A（cm2）
30.6
主梁截面惯性矩Ix（cm4）
1660
主梁截面抵抗矩Wx（cm3）
185
主梁自重标准值gk（kN/m）
0.241
主梁材料抗弯强度设计值[f]（N/mm2）
215
主梁材料抗剪强度设计值[τ]（N/mm2）
125
主梁弹性模量E（N/mm2）
206000
主梁允许挠度[ν]（mm）
1/250
荷载标准值：
q'=gk=0.241=0.241kN/m
第1排：
F'1=F1'/nz=4.98/1=4.98kN
第2排：
F'2=F2'/nz=4.98/1=4.98kN
第3排：
F'3=F3'/nz=4.98/1=4.98kN
第4排：
F'4=F4'/nz=4.98/1=4.98kN
第5排：
F'5=F5'/nz=4.98/1=4.98kN
第6排：
F'6=F6'/nz=4.98/1=4.98kN
荷载设计值：
q=1.2×gk=1.2×0.241=0.289kN/m
第1排：
F1=F1/nz=4.98/1=4.98kN
第2排：
F2=F2/nz=4.98/1=4.98kN
第3排：
F3=F3/nz=4.98/1=4.98kN
第4排：
F4=F4/nz=4.98/1=4.98kN
第5排：
F5=F5/nz=4.98/1=4.98kN
第6排：
F6=F6/nz=4.98/1=4.98kN
1、强度验算
弯矩图（kN·m）
σmax=Mmax/W=3.961×106/185000=21.41N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求！
2、抗剪验算
剪力图（kN）
τmax=Qmax/（8Izδ）[bh02-（b-δ）h2]=39.595×1000×[94×1802-（94-6.5）×158.62]/（8×16600000×6.5）=38.743N/mm2
τmax=38.743N/mm2≤[τ]=125N/mm2
符合要求！
3、挠度验算
变形图（mm）
νmax=0.339mm≤[ν]=l/250=5800/250=23.2mm
符合要求！
4、支座反力计算
R1=-39.593kN,R2=48.12kN,R3=4.843kN,R4=12.233kN,R5=42.516kN,R6=-36.504kN
四、上拉杆件验算
钢丝绳型号
6×37（a）
钢丝绳公称抗拉强度（N/mm2）
1870（钢芯）
钢丝绳直径（mm）
16
钢丝绳不均匀系数α
0.85
钢丝绳安全系数k
9
钢丝绳绳夹型式
马鞍式
拴紧绳夹螺帽时螺栓上所受力T（kN）
15.19
钢丝绳绳夹数量[n]
3
花篮螺栓在螺纹处的有效直径de（mm）
19
花篮螺栓抗拉强度设计值[ft]（N/mm2）
170
主梁拉环直径d（mm）
20
焊缝厚度he（mm）
10
焊缝长度lw（mm）
100
角焊缝强度设计值ftw（N/mm2）
160
钢丝绳绳卡作法
钢丝绳连接吊环作法
上拉杆件角度计算：
α1=arctanL1/L2=arctan（2900/2900）=45°
α2=arctanL1/L2=arctan（2900/2900）=45°
上拉杆件支座力：
RS1=nzR3=1×4.843=4.843kN
RS2=nzR4=1×12.233=12.233kN
主梁轴向力：
NSZ1=RS1/tanα1=4.843/tan45°=4.843kN
NSZ2=RS2/tanα2=12.233/tan45°=12.233kN
上拉杆件轴向力：
NS1=RS1/sinα1=4.843/sin45°=6.849kN
NS2=RS2/sinα2=12.233/sin45°=17.3kN
上拉杆件的最大轴向拉力NS=max[NS1...NSi]=17.3kN
钢丝绳：
查（《建筑施工计算手册》江正荣著2001年7月第一版）表13-4、13-5、13-6得，钢丝绳破断拉力总和：
Fg=224.57kN
[Fg]=α×Fg/k=0.82×224.57/9=20.461kN≥NS=17.3kN
符合要求！
绳夹数量：
n=1.667[Fg]/（2T）=1.667×20.461/（2×15.19）=2个≤[n]=3个
符合要求！
花篮螺栓验算：
σ=[Fg]/（π×de2/4）=20.461×103/（π×192/4）=72.165N/mm2≤[ft]=170N/mm2
符合要求！
拉环验算：
σ=[Fg]/（2A）=2[Fg]/πd2=2×20.461×103/（π×202）=32.564N/mm2≤[f]=65N/mm2
注：
[f]为拉环钢筋抗拉强度，按《混凝土结构设计规范》9.7.6每个拉环按2个截面计算的吊环应力不应大于65N/mm2
符合要求！
拉环详图（主梁为工字钢）
角焊缝验算：
σf=NS/（he×lw）=17.3×103/（10×100）=17.3N/mm2≤βfftw=1.22×160=195.2N/mm2
正面角焊缝的强度设计值增大系数βf=1.22
符合要求！
五、主梁整体稳定性验算
主梁轴向力：
N=[NSZ1-NSZ2]/nz=[4.843-12.233]/1=7.39kN
压弯构件强度：
σmax=Mmax/（γW）+N/A=3.961×106/（1.05×185×103）+7.39×103/3060=22.805N/mm2≤[f]=215N/mm2
塑性发展系数γ
符合要求！
受弯构件整体稳定性分析：
其中φb--均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数：
查表《钢结构设计规范》（GB50017-2003）得，φb=2.8
由于φb大于0.6，根据《钢结构设计规范》（GB50017-2003）附表B，得到φb值为0.97。
σ=Mmax/（φbWx）=3.961×106/（0.969×185×103）=22.088N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求！
六、锚固段与楼板连接的计算
主梁与建筑物连接方式
平铺在楼板上
锚固点设置方式
U型锚固螺栓
U型锚固螺栓直径d（mm）
20
主梁建筑物内锚固长度Lm1（mm）
100
主梁建筑物内锚固长度Lm2（mm）
100
梁/楼板混凝土强度等级
C25
混凝土与螺栓表面的容许粘结强度[τb]（N/mm2）
2.5
锚固螺栓抗拉强度设计值[ft]（N/mm2）
50
锚固螺栓1
锚固螺栓2
1、螺栓粘结力锚固强度计算
锚固点锚固螺栓受力：
N/2=19.797kN
螺栓锚固深度:
h≥N/（4×π×d×[τb]）=39.593×103/（4×3.14×20×2.5）=63.015mm
螺栓验算：
σ=N/（4×π×d2/4）=39.593×103/（π×202）=31.508kN/mm2≤0.85×[ft]=42.5N/mm2
符合要求！
2、混凝土局部承压计算如下
混凝土的局部挤压强度设计值：
fcc=0.95×fc=0.95×11.9=11.305N/mm2
N/2=19.797kN≤2×（b2-πd2/4）×fcc=2×（1002-3.14×202/4）×11.305/1000=218.997kN
注：
锚板边长b一般按经验确定，不作计算，此处b=5d=5×20=100mm
符合要求！
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