搁置主梁验算计算书分析解析.docx
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搁置主梁验算计算书分析解析
搁置主梁验算计算书
一、基本参数
主梁布置方式
普通主梁
主梁间距(mm)
1500
主梁与建筑物连接方式
焊接
主梁长度Lx(mm)
6800
梁/楼板混凝土强度等级
C30
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
主梁对接焊缝的抗剪强度设计值fvw(N/mm2)
125
主梁对接焊缝的抗拉强度设计值ftw(N/mm2)
185
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
左下撑
850
3300
750
是
2
左上拉
1750
3300
1650
是
3
右上拉
2650
3300
1650
是
4
右下撑
3550
3300
750
是
作用点号
各排立杆传至梁上荷载F(kN)
各排立杆距主梁左侧外锚固点水平距离(mm)
主梁间距la(mm)
1
10
400
1500
2
10
1300
1500
3
10
2200
1500
4
10
3100
1500
5
10
4000
1500
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
16号工字钢
主梁截面积A(cm2)
26.1
主梁截面惯性矩Ix(cm4)
1130
主梁截面抵抗矩Wx(cm3)
141
主梁自重标准值gk(kN/m)
0.205
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
q=1.2×gk=1.2×0.205=0.25kN/m
第1排:
F1=F1/nz=10/1=10kN
第2排:
F2=F2/nz=10/1=10kN
第3排:
F3=F3/nz=10/1=10kN
第4排:
F4=F4/nz=10/1=10kN
第5排:
F5=F5/nz=10/1=10kN
1、强度验算
弯矩图(kN·m)
σmax=Mmax/W=2.99×106/141000=21.23N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求!
2、抗剪验算
剪力图(kN)
τmax=Qmax/(8Izδ)[bh02-(b-δ)h2]=9.6×1000×[88×1602-(88-6)×140.22]/(8×11300000×6)=11.35N/mm2
τmax=11.35N/mm2≤[τ]=125N/mm2
符合要求!
3、挠度验算
变形图(mm)
νmax=0.29mm≤[ν]=l/250=6800/250=27.2mm
符合要求!
4、支座反力计算
R1=5.5kN,R2=9.55kN,R3=11.22kN,R4=6.89kN,R5=17.33kN,R6=1.21kN
四、上拉杆件验算
钢丝绳型号
6×19
钢丝绳公称抗拉强度(N/mm2)
1550
钢丝绳直径(mm)
15.5
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)
10
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(3300/1650)=63.43°
α2=arctanL1/L2=arctan(3300/1650)=63.43°
上拉杆件支座力:
RS1=nzR3=1×11.22=11.22kN
RS2=nzR4=1×6.89=6.89kN
主梁轴向力:
NSZ1=RS1/tanα1=11.22/tan63.43°=5.61kN
NSZ2=RS2/tanα2=6.89/tan63.43°=3.44kN
上拉杆件轴向力:
NS1=RS1/sinα1=11.22/sin63.43°=12.55kN
NS2=RS2/sinα2=6.89/sin63.43°=7.7kN
上拉杆件的最大轴向拉力NS=max[NS1...NSi]=12.55kN
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=138.5kN
[Fg]=α×Fg/k=0.85×138.5/9=13.08kN≥NS=12.55kN
符合要求!
绳夹数量:
n=1.667[Fg]/(2T)=1.667×13.08/(2×15.19)=1个≤[n]=3个
符合要求!
花篮螺栓验算:
σ=[Fg]/(π×de2/4)=13.08×103/(π×102/4)=166.55N/mm2≤[ft]=170N/mm2
符合要求!
拉环验算:
σ=[Fg]/(2A)=2[Fg]/πd2=2×13.08×103/(π×202)=20.82N/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)=12.55×103/(10×100)=12.55N/mm2≤βfftw=1.22×160=195.2N/mm2
符合要求!
五、下撑杆件验算
下撑杆材料类型
工字钢
下撑杆截面类型
10号工字钢
下撑杆截面积A(cm2)
14.3
下撑杆截面惯性矩I(cm4)
245
下撑杆截面抵抗矩W(cm3)
49
下撑杆材料抗压强度设计值f(N/mm2)
215
下撑杆弹性模量E(N/mm2)
206000
下撑杆件截面回转半径i(cm)
4.14
对接焊缝抗压强度设计值ftw(N/mm2)
185
下撑杆件角度计算:
β1=arctanL1/L2=arctan(3300/750)=77.2°
β2=arctanL1/L2=arctan(3300/750)=77.2°
下撑杆件支座力:
RX1=nzR2=1×9.55=9.55kN
RX2=nzR5=1×17.33=17.33kN
主梁轴向力:
NXZ1=RX1/tanβ1=9.55/tan77.2°=2.17kN
NXZ2=RX2/tanβ2=17.33/tan77.2°=3.94kN
下撑杆件轴向力:
NX1=RX1/sinβ1=9.55/sin77.2°=9.8kN
NX2=RX2/sinβ2=17.33/sin77.2°=17.77kN
下撑杆件的最大轴向拉力NX=max[Nx1...Nxi]=17.77kN
下撑杆长度:
L01=(L12+L22)0.5=(33002+7502)0.5=3384.15mm
L02=(L12+L22)0.5=(33002+7502)0.5=3384.15mm
下撑杆长细比:
λ1=L01/i=3384.15/41.4=81.74
查《钢结构设计规范》GB50017-2003表C得,φ1=0.739
λ2=L02/i=3384.15/41.4=81.74
查《钢结构设计规范》GB50017-2003表C得,φ2=0.739
轴心受压稳定性计算:
σ1=NX1/(φ1A)=9795.89/(0.739×1430)=9.27N/mm2≤f=215N/mm2
符合要求!
σ2=NX2/(φ2A)=17768.25/(0.739×1430)=16.81N/mm2≤f=215N/mm2
符合要求!
对接焊缝验算:
σ=NX/(lwt)=17.77×103/A=17.77×103/1430=12.43N/mm2≤fcw=185N/mm2
符合要求!
六、主梁整体稳定性验算
主梁轴向力:
N=[NSZ1-NSZ2-NXZ1+NXZ2]/nz=[5.61-3.44-2.17+3.94]/1=3.93kN
压弯构件强度:
σmax=Mmax/(γW)+N/A=2.99×106/(1.05×141×103)+3.93×103/2610=21.73N/mm2≤[f]=215N/mm2
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=1.6
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0.89。
σ=Mmax/(φbWx)=2.99×106/(0.89×141×103)=23.76N/mm2≤[f]=215N/mm2
符合要求!
七、锚固段与楼板连接的计算
主梁与建筑物连接方式
焊接
梁/楼板混凝土强度等级
C30
主梁对接焊缝的抗剪强度设计值fvw(N/mm2)
125
主梁对接焊缝的抗拉强度设计值ftw(N/mm2)
185
主梁焊接支座处的弯矩值:
M=1.12kN·m
主梁焊接支座处的剪力值:
V=5.5kN
承载部分面积对中和轴的面积矩:
S1=b×t×(h-t)/2=88×9.9×(160-9.9)/2=65383.56mm3
腹板与翼缘板交接处焊缝正应力:
σ=M×h0/(W×h)=1.12×106×140.2/(141×103×160)=6.96N/mm2≤ftw=185N/mm2
符合要求!
腹板与翼缘板交接处焊缝剪应力:
τ=V×S1/(I×d)=5.5×103×65383.56/(1130×104×6)=5.3N/mm2≤fvw=125N/mm2
符合要求!
对接焊缝验算:
(σ2+3×τ2)0.5=(6.962+3×5.32)0.5=11.52N/mm2≤1.1ftw=1.1×185=203.5N/mm2
符合要求!