工字梁端面受力分析
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。
工字梁与箱型柱固接节点的极限承载力分析
工字梁与箱型柱固接节点的极限承载力分析例如，当工字梁的刚度不够时，对接头产生剪切或者弯曲作用，使得整个固接部分出现危险，从而出现事故。
因此必须增大工字梁和连接板的厚度来满足要求。
通常采用的办法是：一是在钢板上再加焊一个角钢，提高板面刚度；二是在两块钢板之间增加中间连板以加强连接强度。
不管哪种方案都会带来新的问题，就是应力集中问题。
为了解决这个问题，可以在工字梁端部增加约束边，由连板和约束边组成约束体系，以减少板内的应力，降低屈服荷载，有效地防止剪切破坏和弯曲破坏。
若在中间板的周围再焊上角钢，既能满足刚度要求，又避免应力集中问题。
将混凝土构件裂缝定义为：“是混凝土内部受拉区的塑性裂缝”。
分析表明：由于钢筋混凝土裂缝扩展的主要原因是受拉应力引起的。
随着结构受力程度的不断提高，裂缝宽度逐渐变大，这就是开始出现塑性裂缝。
在工字梁与箱形柱的固接节点中，混凝土配制强度偏低，混凝土振捣不密实，因而不但应力状态发生改变，而且表现为各类裂缝。
主要的裂缝特征是：纵横向呈现出网状，出现细小裂缝。
不同的裂缝，往往反映了不同的应力水平。
梁板内的竖向裂缝往往是导致工字梁失稳的主要原因。
预防工字梁开裂的关键是控制裂缝的宽度、数量和位置，也就是说控制裂缝的发展方向和趋势。
从理论上讲，纵向裂缝是有利于结构抗震的，因为裂缝可能造成受压区的相对集中，有利于降低配筋率和减小截面尺寸，从而可能起到抗震作用。
当然，裂缝数量和宽度的不断增大，也会影响到结构的正常使用，使其承载能力降低。
总之，控制好裂缝的数量和宽度是十分重要的。
按照工字梁裂缝的形式可分为纵向裂缝、横向裂缝、斜向裂缝。
如果裂缝超过规范允许值，必须及时进行修补。
常见的修补措施有：配置加筋和涂抹环氧树脂胶泥等。
加筋可提高工字梁的刚度和延性，防止裂缝继续发展。
通常在工字梁端部的钢筋应予以适当加粗。
本文通过一些工程实例来分析研究工字梁与箱形柱的固接节点问题。
研究工字梁与箱形柱的固接节点的作用机理，研究箱形柱的加固方案，比较箱形柱与工字梁的不同连接方式，并对工字梁进行了静力计算。
工字梁
目录1 结构和母材性能分析 (3)1.1 母材化学成分于力学性能 (3)1.2工字型梁的受力情况 (4)2 工艺流程图 (5)2.1工字型梁的生产工艺流程图如图2-1所示： (5)3 工字型梁主体生产流程 (5)3.1购买钢材 (5)3.2钢材复检 (6)3.3钢材预处理 (6)3.3.1 表面预处理 (6)3.3.2 钢材矫正 (6)3.4号料 (6)3.5下料 (10)3.5.1气割下料 (10)3.5.2 气割的相关注意事项 (10)3.6拼接 (12)3.7装配、焊接 (13)3.7.1 工字型梁的装配 (13)3.7.2工字梁的纵缝焊接 (14)3.7.3工字梁的矫正 (15)3.8定尺加工 (16)3.9检验和出厂 (16)4 焊接变形 (16)4.1产生焊接变形的原因 (16)4.2焊接变形的种类 (17)4.3允许的焊接收缩量 (18)4.4影响变形的因素 (19)5 埋弧自动焊焊接原理及特性 (20)5.1埋弧焊的原理 (20)5.2埋弧焊的优缺点 (20)5.3埋弧焊的应用 (22)5.4埋弧焊的焊接参数 (22)参考文献 (25)1 结构和母材性能分析1.1 母材化学成分于力学性能Q235B有一定的伸长率、强度，良好的韧性和铸造性，易于冲压和焊接，广泛用于一般机械零件的制造。
主要用于建筑、桥梁工程上质量要求较高的焊接结构件。
Q235材料的具体化学成分见表1-1：表1-1 碳素钢Q235材料化学及力学性能Q235B由于低碳钢含碳量低，锰、硅含量也少，所以，通常情况下不会因焊接而产生严重硬化组织或淬火组织。
低碳钢焊后的接头塑性和冲击韧度良好，焊接时，一般不需预热、控制层间温度和后热，焊后也不必采用热处理改善组织，整个焊接过程不必采取特殊的工艺措施，焊接性优良。
Q235A和Q235B的区别：钢材皆属于碳素钢。
在国家标准GB700—88中，对Q235A和Q235B的材质区分主要在钢材的含碳量方面，材质是Q235A的材质含碳量在0.14—0.22﹪之间；Q235B 的材质不做冲击实验，而是常做温冲击实验，V型缺口。
工字形截面梁柱节点翘曲传递分析的开题报告
工字形截面梁柱节点翘曲传递分析的开题报告一、研究背景随着建筑结构体系的不断发展和完善，工字形截面梁柱作为一种常见的结构构件，被广泛应用于各类建筑物的构建中。
然而，在实际的结构工程中，由于受到外部荷载的影响以及内部材料变形的影响，工字形截面梁柱节点会出现翘曲现象，导致节点的受力性能出现明显的下降，并且可能会引起结构的失效。
因此，研究工字形截面梁柱节点翘曲传递规律，对于深入了解该类结构的受力特性及其在实际工程中的应用具有重要的意义。
本文将通过对节点翘曲传递规律的研究，揭示工字形截面梁柱节点的受力机理，为工程实践提供理论依据。
二、研究目的本文旨在通过对工字形截面梁柱节点翘曲传递规律的实验研究和理论分析，探讨该类节点的受力特性及其失效机制。
具体目标包括：1.分析工字形截面梁柱节点翘曲传递的主要因素和机理；2.建立工字形截面梁柱节点翘曲传递的数学模型，并进行仿真分析；3.通过实验验证数学模型的准确性和可靠性，探究工字形截面梁柱节点翘曲传递规律；4.总结翘曲传递对节点受力性能的影响和失效机制，提出相应的防控措施。
三、研究内容本文将从如下几个方面展开研究：1.工字形截面梁柱节点翘曲传递的主要因素和机理通过对节点结构和受力特性的分析，探讨节点翘曲传递的主要机理。
结合材料力学基础理论，分析节点翘曲传递与材料变形之间的关系，提出翘曲传递的主要影响因素。
2.建立工字形截面梁柱节点翘曲传递的数学模型基于节点翘曲传递的主要影响因素，建立工字形截面梁柱节点翘曲传递的数学模型，并进行仿真分析。
通过对数值模型的建立和计算，探讨节点翘曲传递的规律和特点，并绘制受力-位移曲线，分析节点在翘曲传递过程中的受力机制和变形性能。
3.实验验证数学模型的准确性和可靠性通过对工字形截面梁柱节点的实验研究，验证数学模型的准确性和可靠性。
实验内容包括悬臂梁试验、双约束梁试验等，通过对实验数据的分析，验证数学模型的有效性和实用性。
4.分析翘曲传递对节点受力性能的影响和失效机制通过分析实验数据和仿真模拟结果，揭示翘曲传递对节点受力性能的影响和失效机制。
工字梁的设计原理
工字梁的设计原理工字梁是一种常用的结构材料，具有强度高、刚度大、稳定性好等特点，广泛应用于建筑、桥梁、机械制造等领域。
它的设计原理主要涉及几何结构、受力分析、材料力学和设计准则等方面。
首先，工字梁的设计基于几何结构原理。
工字梁的截面形状呈工字形，其中上下翼板与腹板连接形成了梁的截面形象，并且工字梁在截面形状与尺寸上具有对称性。
工字梁的截面形象为工字形状，可以充分发挥材料的性能，提高翼板和腹板的受力性能。
此外，工字梁截面形状还能减小自重和提高抗剪性能。
其次，工字梁的设计基于受力分析原理。
工字梁主要受到弯曲和剪力的作用。
弯曲力会在梁的上下翼板和腹板产生应力和变形，其大小受到梁的跨度、荷载和材料强度的影响。
而剪力是垂直于工字梁截面的力，作用于腹板上，容易导致腹板产生剪应力和剪变形。
工字梁的设计需要根据实际受力情况进行受力分析，计算出相应的弯曲应力、剪应力和变形情况。
第三，工字梁的设计考虑了材料力学原理。
对于工字梁的材料来说，主要有两种应力，即拉应力和压应力。
在直线部分，翼板承受拉力或压力，而腹板则承受剪应力。
在弯曲部分，上翼板的上表面和下翼板的下表面受到压应力，而下翼板的上表面和上翼板的下表面则受到拉应力。
工字梁的设计需要确保材料能够承受应力并不产生破坏。
最后，工字梁的设计需要遵循相关的设计准则。
例如，在设计工字梁时，需要根据国家和地区的规范和标准，确定截面形状、尺寸和材料强度等参数。
此外，设计时还需要考虑结构的安全性、经济性和施工性等因素。
通过合理选择截面形状、材料和梁的尺寸，可以使工字梁在保持一定强度和刚度的同时，尽可能减小材料使用量和结构成本。
总之，工字梁的设计原理包括几何结构、受力分析、材料力学和设计准则等方面。
设计合理的工字梁能够确保结构的安全性和稳定性，满足结构的使用要求，并且在实际工程中具有良好的经济性和施工性。
ANSYS工字钢梁结构静力分析
ANSYS---工字钢梁结构静力分析一工字钢梁，两端均为固定端，其截面尺寸为:m d m c m b m a m l 03.0,02.0,2.0,16.0,0.1=====试建立该工字钢梁的三维实体模型，并在考虑重力的情况下对其进行结构静力分析。
其他已知参数如下：弹性模量E= 206GPa ；泊松比3.0=u ；材料密度3/7800m kg =ρ；重力加速度2/8.9s m g =；作用力Fy 作用于梁的上表面沿长度方向中线处，为分布力，其大小Fy=-5000N 。
一、确定工字钢梁截面各点。
二、将各点连接。
三、做出截面图。
四、建立三维实体。
五、网络划分六、施加位移约束（端面施加）。
七、选择施力节点。
八、施加载荷。
九、云图。
结果：S O L U T I O N O P T I O N SPROBLEM DIMENSIONALITY. . . . . . . . . . . . .3-DDEGREES OF FREEDOM. . . . . . UX UY UZANAL YSIS TYPE . . . . . . . . . . . . . . . . .STATIC (STEADY-STA TE)GLOBALL Y ASSEMBLED MA TRIX . . . . . . . . . . .SYMMETRICL O A D S T E P O P T I O N SLOAD STEP NUMBER. . . . . . . . . . . . . . . . 1TIME AT END OF THE LOAD STEP. . . . . . . . . . 1.0000NUMBER OF SUBSTEPS. . . . . . . . . . . . . . . 1STEP CHANGE BOUNDARY CONDITIONS . . . . . . . . NOINERTIA LOADS X Y ZACEL . . . . . . . . . . . . 0.0000 9.8000 0.0000PRINT OUTPUT CONTROLS . . . . . . . . . . . . .NO PRINTOUTDA TABASE OUTPUT CONTROLS. . . . . . . . . . . .ALL DATA WRITTEN FOR THE LAST SUBSTEP。
工字形截面梁的整体弯扭失稳的临界载荷
工字形截面梁的整体弯扭失稳的临界载荷1. 引言在工程结构设计和力学分析中，梁是一种常见的结构元件，它承担着承载和传递荷载的重要作用。
工字形截面梁作为一种常见的梁型，在工程实践中得到了广泛的应用。
然而，对于工字形截面梁的整体弯扭失稳的临界载荷问题，一直以来都是工程结构力学中的一个重要且复杂的问题。
本文将从多个方面深入探讨这一主题，以便读者能够全面理解工字形截面梁在弯扭失稳方面的特性和相关知识。
2. 梁的整体弯扭失稳让我们来介绍一下梁的整体弯扭失稳。
弯曲和扭转是梁在受力过程中常见的载荷形式，而弯扭失稳是指在梁的受力过程中，由于受到弯曲和扭转共同作用而导致梁整体失稳的现象。
在工字形截面梁中，由于其特殊的截面形状和几何特性，使得其在受力过程中更容易发生整体弯扭失稳。
3. 工字形截面梁的特性和受力分析接下来，让我们来分析工字形截面梁的特性和受力分析。
工字形截面梁的截面形状呈“工”字形，具有较大的惯性矩，使得其在受力过程中具有较好的承载能力。
然而，由于工字形截面梁的截面形状对于弯曲和扭转的抗性并不均匀，因此在受力过程中容易出现整体弯扭失稳的问题。
此时，我们需要对工字形截面梁进行深入的力学分析和计算，以确定其整体弯扭失稳的临界载荷。
4. 整体弯扭失稳的临界载荷计算方法针对工字形截面梁的整体弯扭失稳的临界载荷计算方法，我们应该着重从以下几个方面进行深入探讨。
可以通过理论计算和数值分析的方法，确定工字形截面梁在受力过程中的扭转刚度和弯曲刚度，从而计算其整体弯扭失稳的临界载荷。
还可以考虑采用试验和实测的方法，通过对工字形截面梁进行加载实验，获得其在实际工程中的整体弯扭失稳的临界载荷数据。
5. 个人观点和理解在我的个人观点和理解中，工字形截面梁的整体弯扭失稳是一个既复杂又重要的问题。
在工程实践中，我们需要充分认识和理解工字形截面梁的特性和受力特点，从而有效地分析和计算其整体弯扭失稳的临界载荷。
我认为采用综合的计算方法和实验手段，能够更加准确地确定工字形截面梁的整体弯扭失稳的临界载荷，为工程设计和结构安全提供重要的参考依据。
工字形截面梁的整体弯扭失稳的临界载荷
工字形截面梁的整体弯扭失稳的临界载荷工字形截面梁的整体弯扭失稳的临界载荷一、介绍工字形截面梁是工程中常见的结构，具有较好的承载性能和刚度。
然而，在受力过程中，由于外部载荷和作用力的影响，工字形截面梁可能会发生整体弯扭失稳。
了解工字形截面梁的整体弯扭失稳的临界载荷对于设计和实际工程具有重要意义。
本文将从多个方面对工字形截面梁的整体弯扭失稳的临界载荷进行全面评估和深度探讨。
二、理论分析1. 工字形截面梁的特点工字形截面梁通常由上、下翼缘和腹板构成，具有一定的对称性和刚度。
在受力过程中，工字形截面梁主要承受弯曲和扭转等复合力学作用。
工字形截面梁的整体弯扭失稳是由弯曲和扭转相互耦合引起的。
2. 弯曲和扭转的相互影响在工字形截面梁受力时，弯曲和扭转相互作用，形成了整体弯扭失稳。
在弯曲载荷作用下，工字形截面梁受到弯矩和弯曲应力的影响，导致腹板和翼缘发生变形和局部稳定性失效；在扭转载荷作用下，工字形截面梁受到扭矩和扭转剪应力的影响，导致整体结构扭转变形和稳定性失效。
工字形截面梁的整体弯扭失稳是由弯曲和扭转相互影响引起的。
3. 临界载荷的计算针对工字形截面梁的整体弯扭失稳问题，可以通过理论分析和计算方法得到临界载荷。
在计算过程中，需要考虑工字形截面梁的几何参数、材料性能、受力条件等因素，并建立相应的数学模型和理论模型，进行临界载荷的评估和计算。
三、案例分析以某桥梁工程中的工字形截面梁为例，进行整体弯扭失稳临界载荷的案例分析。
对该工字形截面梁的几何参数、材料性能和受力条件进行详细调查和分析；建立相应的数学模型和理论模型，进行临界载荷的计算和评估；对计算结果进行验证和分析，得出工字形截面梁的整体弯扭失稳的临界载荷。
通过案例分析，可以更加深入地理解工字形截面梁整体弯扭失稳临界载荷的评估方法和实际应用。
四、个人观点工字形截面梁的整体弯扭失稳临界载荷是一个复杂而重要的问题，需要综合考虑弯曲和扭转的相互影响，以及结构的几何和材料特性。
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一工字梁型号为32a，跨度1000m，求其在集中力P1=8000N和P2=5000N作用下O点的挠度。
该工字梁材料的弹性模量为220Gpa，泊松比为0.3。
问题分析：选择梁单元进行分析。
求解步骤
1.定义工作名和工作标题
选择utility menu/file/change jobname
选择utility menu/file/change title
2.定义单元类型
Main menu/preprocessor/element type/add/edit/delete
Main menu/preprocessor/real constants/add/edit/delete
3.定义材料性能参数
Main menu/preprocessor/material props/material models
Main menu/preprocessor/sections/beam/common sectns
4.创建几何模型、网格划分
Main menu/preprocessor/modeling/create/keypoints/in active cs
同样创建关键点2（1,0,0）
Main menu/preprocessor/modeling/create/lines/lines/straight line
依次连接1,2, 创建线段。
Main menu/preprocessor/meshing/size cntrls/manuasize/lines/all lines
Main menu/preprocessor/meshing/mesh/line 单击pick all
5. 加载求解
Main menu/solution/analysis type/new analysis 选择static
Main menu/solution/define loads/apply/structural/displacement/on keypoints 拾取关键点1
Main menu/solution/define loads/apply/structural/force/moment/on keypoint 拾取关键点2
Main menu/solution/solve /current ls ansys进行求解6. 查看求解结果
Main menu/general postproc/plot result/deformed shape。