2工字钢主梁验算

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) 主梁间距(mm) 锚固点设置方式 主梁长度Lx(mm)

主梁左侧外锚固点到建筑物边缘的距离a1(mm)

主梁左侧建筑物内锚固长度Lm1(mm) 100 混凝土与螺栓表面的容许粘结强度[τb](N/mm)

2

58.25 900

U型锚固螺栓 6000 100

主梁布置方式 主梁与建筑物连接方式 锚固螺栓直径d(mm) 梁/楼板混凝土强度等级

主梁右侧外锚固点到建筑物边缘的距离a2(mm)

普通主梁 平铺在楼板上 20 C25 100

主梁右侧建筑物内锚固长度Lm2(mm) 100 锚固螺栓抗拉强度设计值[ft](N/mm)

2

2.5 50

二、荷载布置参数

支撑点号 支撑方式 距主梁左侧外锚固支撑件上下固定点点水平距离(mm) 2800 2900 支撑件上下固定点是否参与计算 的垂直距离L1(mm) 的水平距离L2(mm) 2900 2900 2900 2900 是 是 1 2 左上拉 右上拉 作用点号 1 2 3 各排立杆传至梁上荷载标准值F'(kN) 4.98 4.98 4.98 各排立杆传至梁上荷载设计值F(kN) 4.98 4.98 4.98 各排立杆距主梁外锚固点水平距离(mm) 400 1300 2200 主梁间距la(mm) 900 900 900 4 5 6 4.98 4.98 4.98 4.98 4.98 4.98 3100 4000 4900 900 900 900 附图如下：

平面图

立面图

三、主梁验算

主梁材料类型 主梁材料规格 主梁截面惯性矩Ix(cm) 主梁自重标准值gk(kN/m) 主梁材料抗剪强度设计值[τ](N/mm) 主梁允许挠度[ν](mm) 24工字钢 18号工字钢 1660 0.241 125 1/250 主梁合并根数nz 主梁截面积A(cm) 主梁截面抵抗矩Wx(cm) 主梁材料抗弯强度设计值[f](N/mm) 主梁弹性模量E(N/mm) 22321 30.6 185 215 206000 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 钢丝绳直径(mm) 钢丝绳安全系数k

拴紧绳夹螺帽时螺栓上所受力T(kN)

6×37(a) 16 9 15.19

钢丝绳公称抗拉强度(N/mm) 钢丝绳不均匀系数α 钢丝绳绳夹型式 钢丝绳绳夹数量[n]

花篮螺栓抗拉强度设计值[ft](N/mm) 焊缝厚度he(mm)

角焊缝强度设计值ftw(N/mm)

2

2

2

1870(钢芯) 0.85 马鞍式 3 170 10 160

花篮螺栓在螺纹处的有效直径de(mm) 19 主梁拉环直径d(mm) 焊缝长度lw(mm)

20 100

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 U型锚固螺栓直径d(mm) 主梁建筑物内锚固长度Lm2(mm) 混凝土与螺栓表面的容许粘结强度[τb](N/mm) 2平铺在楼板上 20 100 2.5 锚固点设置方式 主梁建筑物内锚固长度Lm1(mm) 梁/楼板混凝土强度等级 锚固螺栓抗拉强度设计值[ft](N/mm) 2U型锚固螺栓 100 C25 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！