工字钢受力分析计算
矿用工字钢梯形支架梁受力分析
矿用工字钢梯形支架梁受力分析摘要：对矿工字钢梯形支架顶梁进行内力分析，计算其工作载荷、最大载荷，以及最大下沉值，从而为支护设计、支护参数修正，以及巷道施工、维护提供理论依据。
关键词：矿工字钢梯形支架支护；顶梁；弯矩；抗拉强度；最大下沉值；工作载荷；破坏载荷。
在煤矿回采巷道支护中，对于松软破碎围岩条件，以及上覆采空区的极近距离煤层围岩条件，仍然需要采用传统的矿工字钢架棚支护方式。
虽然棚式支架属于被动支护,控制围岩早期变形的能力较差,但棚式支架具有支护坚固、安全性高、材料加工方便、架设简单、可回收重复使用等优点，是目前特殊地质条件下无法替代的支护形式。
研究矿工字钢梯形支架顶梁的受力状况，进行顶梁弯曲下沉最大值分析计算、载荷最大值分析，对架棚支护设计、施工以及巷道维护有重要的指导意义。
1.工字钢材质、规格、力学参数常用架棚支护的矿用工字钢有9#、11#、12#，材质有16Mn、20MnK、Q275等，其主要尺寸参数、力学性能等见下表表1 矿用工字钢截面主要尺寸及参数见表图1 矿用工字钢截面表2矿用工字钢力学性能2. 矿工字钢梯形支架梁的力学模型工字钢梯形支架视支架本身为支护体，围岩为载荷，顶梁符合工程力学中的简支梁条件，其受力状况属于均布载荷类型。
应用受均布载荷的简支梁进行受力状况分析计算。
工字钢棚式支架顶梁的破坏机理是由于支架上弯曲力矩达到极限后，产生的最大拉应力超过材料的抗拉强度，从而导致顶梁变形、破坏而失去承载力。
3.梁的最大弯矩计算图2简支梁的力学模型如上图，根据受均布载荷的梁的弯曲内力计算公式，梁在x点处的弯矩为M=在梁的中点截面处弯矩最大，其值为：Mmax= （1）式中：Mmax为工字钢顶梁受到的最大弯矩均布载荷工字钢梁的净跨长度，不含棚爪部分。
3.工字钢顶梁受到的最大拉应力计算根据工程力学知识，弯矩最大的截面为危险截面，最大正应力位于最大弯矩所在截面上距中性轴最远的地方。
如图3，在工字钢梁的中点处的截面上，沿中性轴上侧工字钢受压应力，下侧受拉应力，当所受拉应力大于工字钢的抗拉强度时，工字钢下侧便被破坏。
矿用工字钢梯形支架梁受力分析
矿用工字钢梯形支架梁受力分析摘要：对矿工字钢梯形支架顶梁进行内力分析，计算其工作载荷、最大载荷，以及最大下沉值，从而为支护设计、支护参数修正，以及巷道施工、维护提供理论依据。
关键词：矿工字钢梯形支架支护；顶梁；弯矩；抗拉强度；最大下沉值；工作载荷；破坏载荷。
中图分类号：s605+.2文献标识码： a 文章编号：在煤矿回采巷道支护中，对于松软破碎围岩条件，以及上覆采空区的极近距离煤层围岩条件，仍然需要采用传统的矿工字钢架棚支护方式。
虽然棚式支架属于被动支护,控制围岩早期变形的能力较差,但棚式支架具有支护坚固、安全性高、材料加工方便、架设简单、可回收重复使用等优点，是目前特殊地质条件下无法替代的支护形式。
研究矿工字钢梯形支架顶梁的受力状况，进行顶梁弯曲下沉最大值分析计算、载荷最大值分析，对架棚支护设计、施工以及巷道维护有重要的指导意义。
1.工字钢材质、规格、力学参数常用架棚支护的矿用工字钢有9#、11#、12#，材质有16mn、20mnk、q275等，其主要尺寸参数、力学性能等见下表表1 矿用工字钢截面主要尺寸及参数见表图1 矿用工字钢截面表2矿用工字钢力学性能2. 矿工字钢梯形支架梁的力学模型工字钢梯形支架视支架本身为支护体，围岩为载荷，顶梁符合工程力学中的简支梁条件，其受力状况属于均布载荷类型。
应用受均布载荷的简支梁进行受力状况分析计算。
工字钢棚式支架顶梁的破坏机理是由于支架上弯曲力矩达到极限后，产生的最大拉应力超过材料的抗拉强度，从而导致顶梁变形、破坏而失去承载力。
3.梁的最大弯矩计算图2简支梁的力学模型如上图，根据受均布载荷的梁的弯曲内力计算公式，梁在x点处的弯矩为m=在梁的中点截面处弯矩最大，其值为：mmax= （1）式中：mmax为工字钢顶梁受到的最大弯矩均布载荷工字钢梁的净跨长度，不含棚爪部分。
3.工字钢顶梁受到的最大拉应力计算根据工程力学知识，弯矩最大的截面为危险截面，最大正应力位于最大弯矩所在截面上距中性轴最远的地方。
工字钢受力分析计算
4、荷载： 标准值Pk=Pg+ql
设计值Pd=Pg×γG+Pq×γQ
γG=1.2、γQ=1.4
二、选择受荷截面
1、截面类型： 4根工字钢：I40a
2、截面特性：
Ix
21720 cm4
Wx
1090 cm3
ly
660 cm3
翼缘厚度tf
16 mm
腹板厚度tw
10.5 mm
三、相关参数
1、材质：Q235
2、x轴塑性发展系数 γx
2.70 KN/m 0.46 KN/m 3.17 KN/m
10 m 281.68 KN 344.35 KN
备注 宽0.8m
1.05
43.04 KN 215.22 KN.m
188.04 N/mm2 12.46 N/mm2
21.44 1/466
5Pk×l^4(384 E×I )
f : 205 N/mm2 符合要求 fv : 125 N/mm2 符合要求 ［v］:L/ 250 符合要求
τA =τB
4、最大挠度fmax =8Pk×l3(384 E×I )
5、相对挠度 v = fmax / L
弯曲正应力σmax=188.04 N/mm2 <抗弯设计值
支座最大剪应力τmax=12.46 N/mm2 <抗剪设计值
跨中挠度相对值 v=1/466 <挠度控制值
计算结果 50 t重车 250 KN 15 m长
3、梁的挠度控制 ［v］：L/250
四、单根内力计算结果
1、支座反力RA = RB =Pd/2
2、最大弯矩Mmax =RA×L/2
五、强度及刚度验算结果
1、弯曲正应力σmax = Mmax / (γx×Wx)
工字钢棚及锚网索支护结构受力分析
工字钢棚及锚网索支护结构受力分析田俊斌（山西焦煤集团霍州煤电吕梁山公司方山木瓜煤矿，山西吕梁033199）摘要：针对我国井工矿井巷道掘进工程量大且支护困难的实际情况，在理论分析支护与围岩相互作用关系的基础上，进一步分析了支护补偿作用原理、工字钢棚结构受力和锚网索支护作用，研究结果对选择合理支护方案具有一定参考意义。
关键词：工字钢棚结构；锚网索支护；围岩控制中图分类号：TD353文献标志码：A文章编号：1009-0797（2019）03-0115-03Stress Analysis of I-steel Shed and Anchor Net Support StructureTIAN Junbin（Fang-shan Mu-gua Coal Mine of Huo-zhou Coal and Electricity Lu-liang Branch of Shan-xi Coking Coal Group，Shanxi Lvliang033199）Abstract:Aiming at the actual situation of large amount of mine roadway excavation and difficult support in China,based on the theoretical analysis of the interaction between support and surrounding rock,the principle of support compensation and the force of I-steel structure are further analyzed.The anchor net support effect,the research results have certain reference significance for the selection of reasonable support scheme.Keywords:I-steel Shed Structure；Anchor Cable Support；Surrounding Rock Control0引言据统计，目前我国井工矿井每年新掘进巷道长度可达10000余公里[1]，是一项浩大的地下工程。
钢结构梁简易计算
钢结构梁简易计算在建筑和工程领域，钢结构梁的设计和计算是至关重要的环节。
它不仅关系到结构的安全性和稳定性，还直接影响着整个工程的成本和质量。
对于一些不太复杂的钢结构梁，我们可以通过一些简易的计算方法来初步评估其承载能力和性能。
接下来，就让我们一起探讨一下钢结构梁的简易计算方法。
首先，我们需要了解钢结构梁的基本组成和受力情况。
钢结构梁通常由钢材制成，其截面形状有多种，如工字梁、H 型梁、箱型梁等。
在承受荷载时，梁会产生弯曲应力、剪应力和局部承压应力等。
对于弯曲应力的计算，我们可以使用经典的弯曲公式。
假设梁受到一个均布荷载 q，跨度为 L，那么梁的最大弯矩 M 可以表示为 M ＝qL²/8。
然后，根据梁的截面特性，如惯性矩 I 和截面模量 W，弯曲应力σ 可以通过公式σ ＝ M ／ W 计算得出。
接下来是剪应力的计算。
在均布荷载作用下，梁的最大剪力 V 为qL/2。
剪应力τ 可以通过公式τ ＝ V S ／ I b 计算，其中 S 是截面的静矩，b 是截面的宽度。
除了上述的基本应力计算，还需要考虑梁的局部承压应力。
当梁上有集中荷载作用时，在荷载作用处会产生局部承压应力。
这个应力的大小与荷载大小、荷载作用面积以及钢材的强度等因素有关。
在进行钢结构梁的简易计算时，还需要注意一些实际的问题。
例如，钢材的强度取值要根据其材质和规格来确定。
同时，要考虑梁的支撑条件，是简支梁、悬臂梁还是连续梁，不同的支撑条件会影响梁的内力分布。
另外，在计算过程中，还需要考虑安全系数。
安全系数是为了保证结构在使用过程中的安全性和可靠性，通常会根据相关的规范和标准来选取。
让我们通过一个具体的例子来进一步说明钢结构梁的简易计算过程。
假设我们有一个跨度为 6 米的简支工字钢梁，承受均布荷载 5kN/m，钢材采用 Q235，我们来计算其弯曲应力和剪应力是否满足要求。
首先，计算最大弯矩 M ＝ 5×6²/8 ＝ 225 kN·m。
轴抗弯强度计算公式12则
轴抗弯强度计算公式12则抗弯强度计算公式(一)工字钢抗弯强度计算方法一、梁的静力计算概况1、单跨梁形式: 简支梁2、荷载受力形式: 简支梁中间受集中载荷3、计算模型基本参数:长 L =6 M4、集中力:标准值Pk=Pg+Pq =40+40=80 KN设计值Pd=Pg*γG+Pq*γQ =40*1.2+40*1.4=104 KN工字钢抗弯强度计算方法二、选择受荷截面11、截面类型: 工字钢:I40c2、截面特性: Ix= 23850cm4 Wx= 1190cm3 Sx= 711.2cm3 G= 80.1kg/m翼缘厚度 tf= 16.5mm 腹板厚度 tw= 14.5mm工字钢抗弯强度计算方法三、相关参数1、材质:Q2352、x轴塑性发展系数γx:1.053、梁的挠度控制〔v〕:L/250工字钢抗弯强度计算方法四、内力计算结果1、支座反力 RA = RB =52 KN2、支座反力 RB = Pd / 2 =52 KN3、最大弯矩 Mmax = Pd * L / 4 =156 KN.M工字钢抗弯强度计算方法五、强度及刚度验算结果21、弯曲正应力ζmax = Mmax / (γx * Wx),124.85 N/mm22、A处剪应力ηA = RA * Sx / (Ix * tw),10.69 N/mm23、B处剪应力ηB = RB * Sx / (Ix * tw),10.69 N/毫米为单位，直接把数值代入上述公式，得出即为每米方管的重量，以克为单位。
如30x30x2.5毫米的方管，按上述公式即可算出其每米重量为:4x2.5x(30-2.5)x7.85=275x7.85=2158.75克，即约2.16公斤矩管抗弯强度计算公式1、先计算截面模量WX=(a四次方-b四次方)/6a2、再根据所选材料的强度，计算所能承受的弯矩3、与梁上载荷所形成的弯矩比对，看看是否在安全范围内参见《机械设计手册》机械工业出版社2007年12月版第一卷第1-59页玻璃的抗弯强度计算公式锦泰特种玻璃生产的玻璃的抗弯强度一般在60~220Mpa之间，玻璃样品的形式和表面状态对测试的结果影响较大，3通常采用万能压力测试仪测试。
工字型钢—混凝土连续组合梁受弯性能分析及负弯矩区承载力计算教程
学校代码10530学号201013011631分类号TU398密级硕士学位论文工字型工字型钢钢－混凝土混凝土连续连续连续组合梁受弯组合梁受弯性能分析及性能分析及负弯矩区负弯矩区负弯矩区承载力计算承载力计算学位申请人彭刚指导教师刘忠教授学院名称土木工程与力学学院学科专业结构工程研究方向混凝土结构设计理论研究二〇一三年四月十八日Analysis on Flexural Behavior of Steel-Concrete Beams and Bearing Capacity Calculation in the negativemoment areaCandidate Peng GangSupervisor Professor Liu ZhongCollege College of Civil Engineering and MechanicsProgram Constructional EngineeringSpecialization Steel and Concrete Composite StructureDegree Master of EngineeringUniversity Xiangtan UniversityDate April,2013湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了本文特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在本文以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
工字钢中间受力挠度计算
工字钢中间受力挠度计算工字钢是一种常见的建筑材料，广泛应用于各类建筑结构中。
在工字钢的使用过程中，我们经常需要计算其中间受力挠度，以确保结构的安全性和稳定性。
本文将介绍工字钢中间受力挠度的计算方法，并探讨其影响因素。
我们需要了解什么是受力挠度。
受力挠度是指材料在受到外力作用后，产生的弯曲或变形程度。
在工字钢中，由于受到垂直于其轴线方向的力的作用，会导致其中间产生弯曲变形。
因此，我们需要计算这种变形的程度，以确定工字钢的受力状态。
计算工字钢中间受力挠度的方法有多种，其中一种常用的方法是采用梁的挠度计算公式。
工字钢可以视为一个简支梁，其中间受力挠度可以通过以下公式计算得到：δ = (5 * P * L^4) / (384 * E * I)其中，δ表示工字钢的中间受力挠度，P表示作用在工字钢上的力的大小，L表示工字钢的长度，E表示工字钢的弹性模量，I表示工字钢的惯性矩。
通过这个公式，我们可以方便地计算出工字钢的中间受力挠度。
需要注意的是，在计算过程中，我们需要准确地测量出工字钢的长度和力的大小，并且需要知道工字钢的弹性模量和惯性矩的数值。
这些参数的准确性对于计算结果的准确性至关重要。
除了上述公式，还有其他方法可以用于计算工字钢的中间受力挠度。
例如，有些工程师使用有限元分析方法来模拟工字钢的受力情况，并通过数值计算得出中间受力挠度。
这种方法可以更加精确地考虑工字钢的复杂几何形状和边界条件，但需要借助专业的有限元分析软件进行计算。
工字钢的中间受力挠度受多种因素的影响。
首先，力的大小是影响挠度的主要因素之一。
当作用在工字钢上的力增大时，挠度也会相应增大。
其次，工字钢的长度也会影响挠度的大小。
长度越大，挠度越大。
此外，工字钢的弹性模量和惯性矩也会对挠度产生影响，其中弹性模量越大，惯性矩越小，挠度越小。
在实际工程中，我们需要根据工字钢的使用情况和设计要求，计算出其中间受力挠度，并与规范要求进行对比。
如果挠度超过规范要求，就需要采取相应的措施来增加工字钢的刚度，以确保结构的安全性和稳定性。
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3、梁的挠度控制 ［v］：L/250
四、单根内力计算结果
1、支座反力RA = RB =Pd/2
2、最大弯矩Mmax =RA×L/2
五、强度及刚度验算结果
1、弯曲正应力σmax = Mmax / (γx×Wx)
2、A处剪应力 τA = RA×Iy / (Ix×tw)
τA =τB
3、B处剪应力 τB = RB×Iy / (Ix×tw)
2.70 KN/m 0.46 KN/m 3.17 KN/m
10 m 281.68 KN 344.35 KN
备注 宽0.8m
1.05
43.04 KN 215.22 KN.m
188.04 N/mm2 12.46 N/mm2
21.44 1/466
5Pk×l^4(384 E×I )
f : 205 N/mm2 符合要求 fv : 125 N/mm2 符合要求 ［v］:L/ 250 符合要求
I40a工字钢梁受力计算
一、梁的静力计算概况
1、单跨梁形式：
简支梁
2、荷载受力形式： 简支梁 中间受集中载荷
取跨中最不利集中荷载（Pg），单边为1/2
I50c及桥面系自重:
4 根I40a型钢重
Байду номын сангаас
270.39 kg/m
12 根横向连接￠28钢筋
46.37 kg/m
合计（Pq）
3、计算模型基本参数：净跨 L
τA =τB
4、最大挠度fmax =8Pk×l3(384 E×I )
5、相对挠度 v = fmax / L
弯曲正应力σmax=188.04 N/mm2 <抗弯设计值
支座最大剪应力τmax=12.46 N/mm2 <抗剪设计值
跨中挠度相对值 v=1/466 <挠度控制值
计算结果 50 t重车 250 KN 15 m长
4、荷载： 标准值Pk=Pg+ql
设计值Pd=Pg×γG+Pq×γQ
γG=1.2、γQ=1.4
二、选择受荷截面
1、截面类型： 4根工字钢：I40a
2、截面特性：
Ix
21720 cm4
Wx
1090 cm3
ly
660 cm3
翼缘厚度tf
16 mm
腹板厚度tw
10.5 mm
三、相关参数
1、材质：Q235
2、x轴塑性发展系数 γx
计算：
复核：
日期：