《承重支架計算》課件

承重支架計算承重支架是結(jié)構(gòu)工程中重要的組成部分，它們承受著各種負載，例如設(shè)備、管道或建筑結(jié)構(gòu)本身的重量。設(shè)計和計算承重支架需要考慮材料強度、幾何形狀、負載類型和作用方向等因素。課程介紹11.課程目標本課程旨在幫助學(xué)員掌握承重支架的計算方法，并能夠獨立進行支架設(shè)計。22.課程內(nèi)容課程內(nèi)容涵蓋了承重支架的基本概念、載荷計算、受力分析、截面驗算、穩(wěn)定性驗算、支架設(shè)計原則、案例分析等。33.課程對象本課程適合從事建筑工程、機械制造、橋梁工程等領(lǐng)域的工程技術(shù)人員。44.教學(xué)方法理論講解、案例分析、課后練習(xí)相結(jié)合。承重支架的定義承重支架是一種用于支撐結(jié)構(gòu)的支架，它由桿件、連接件和基座組成，并通過焊接或螺栓連接在一起，用于支撐各種設(shè)備和結(jié)構(gòu)。承重支架在許多行業(yè)中都有廣泛的應(yīng)用，例如建筑、工業(yè)、能源和運輸。承重支架的主要作用是將結(jié)構(gòu)的重量傳遞到地面或其他支撐結(jié)構(gòu)，并確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。它需要承受各種載荷，包括靜態(tài)載荷、動態(tài)載荷和沖擊載荷，因此需要進行嚴格的計算和設(shè)計。承重支架的分類結(jié)構(gòu)分類根據(jù)支架結(jié)構(gòu)，承重支架可以分為單柱支架、雙柱支架、多柱支架、桁架支架等。材料分類承重支架的材料主要有鋼材、鋁合金、木材等，其中鋼材是最常見的材料，具有高強度和耐久性。用途分類承重支架可用于各種不同的場合，例如建筑施工、工業(yè)生產(chǎn)、舞臺搭建、展覽展示等。連接方式分類承重支架的連接方式主要有焊接、螺栓連接、鉚接等，具體采用哪種連接方式取決于支架的類型、載荷和使用環(huán)境。承重支架的基本結(jié)構(gòu)承重支架通常由立柱、橫梁、斜撐、連接件等組成。立柱是支架的主要承重構(gòu)件，承受垂直荷載，并通過橫梁將荷載傳遞到基礎(chǔ)。橫梁連接在立柱上，用于支撐貨物或設(shè)備。斜撐用于提高支架的整體穩(wěn)定性，防止支架傾倒。連接件用來連接各構(gòu)件，保證支架的整體強度。支架載荷分類自重載荷支架本身的重量，是支架承載的重要組成部分。安裝載荷支架安裝過程中產(chǎn)生的臨時載荷，包括人員、工具和材料的重量。設(shè)備載荷支架所支撐的設(shè)備或設(shè)施的重量，是支架承載的主要部分。風(fēng)載荷風(fēng)對支架產(chǎn)生的力，需要根據(jù)風(fēng)速和支架表面積進行計算。支架載荷計算確定載荷類型確定支架所承受的載荷類型，包括垂直載荷和水平載荷。收集載荷參數(shù)收集與載荷相關(guān)的參數(shù)，例如載荷大小、作用位置、分布方式等。進行載荷計算根據(jù)載荷類型和參數(shù)，采用相應(yīng)的計算方法進行載荷計算。載荷傳遞分析分析載荷在支架各構(gòu)件之間的傳遞路徑和分布情況。正弦法計算垂直載荷1計算角度首先，需要計算支架與水平面之間的角度?？梢允褂萌呛瘮?shù)，例如正弦函數(shù)來計算角度。2確定載荷接下來，需要確定支架上的垂直載荷。這可能是由設(shè)備、材料或其他因素引起的。載荷可以是集中載荷或分布載荷。3計算垂直載荷使用正弦函數(shù)，將載荷乘以角度的正弦值，可以計算出支架上垂直載荷的大小。正切法計算水平載荷1水平荷載是指作用在支架上的水平力2水平力方向與支架中心線平行3正切法通過計算水平力與垂直力的比值獲得水平荷載4公式水平荷載=垂直荷載*tan(傾斜角度)傾斜角度是指支架與水平面的夾角。水平荷載的大小會影響支架的穩(wěn)定性，需要進行合理的計算和設(shè)計。支架承載能力計算支架承載能力是指支架能夠承受的最大載荷。承載能力計算需要考慮支架材料的強度、結(jié)構(gòu)形式、尺寸、連接方式等因素。方法計算公式適用范圍靜力法F=σA支架靜載荷計算動力法F=mω2r支架動載荷計算桿件受力分析彎矩桿件承受彎曲力矩，產(chǎn)生彎曲變形，內(nèi)部產(chǎn)生彎矩應(yīng)力。剪力桿件承受剪切力，產(chǎn)生剪切變形，內(nèi)部產(chǎn)生剪切應(yīng)力。軸力桿件承受拉伸或壓縮力，產(chǎn)生軸向變形，內(nèi)部產(chǎn)生軸力應(yīng)力。桿件截面驗算桿件截面驗算，是指根據(jù)桿件所承受的載荷，計算桿件的截面尺寸，以確保桿件的安全性和穩(wěn)定性。桿件截面驗算主要考慮以下因素：桿件的材料強度、桿件的截面形狀、桿件的受力情況、桿件的邊界條件。在進行桿件截面驗算時，需要使用相應(yīng)的公式和規(guī)范，并根據(jù)計算結(jié)果選擇合適的桿件截面尺寸。桿件截面驗算是一項重要的工程設(shè)計工作，它直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全性，因此必須嚴格按照規(guī)范要求進行。柱型支架受力分析柱型支架是常見的支架類型，通常由鋼管或型鋼組成。柱型支架主要承受垂直載荷，并通過底座傳遞到基礎(chǔ)上。分析柱型支架的受力情況，需要考慮桿件的軸力、剪力、彎矩，以及連接件的受力。根據(jù)載荷分布、支架幾何尺寸、材料特性等因素，進行受力分析和計算。柱型支架截面驗算柱型支架截面驗算對確保支架整體穩(wěn)定性和承載能力至關(guān)重要。它評估支架材料在承受載荷時的應(yīng)力分布情況，并驗證其是否符合設(shè)計要求。1強度確保支架材料在載荷作用下不會發(fā)生斷裂。2剛度確保支架在載荷作用下不會發(fā)生過大的變形。3穩(wěn)定性確保支架在載荷作用下不會發(fā)生失穩(wěn)。驗算過程通常采用相關(guān)規(guī)范和計算方法，并考慮支架材料的強度、剛度、穩(wěn)定性以及實際工況等因素。桁架型支架受力分析桁架型支架由多個桿件組成，通過連接節(jié)點形成三角形結(jié)構(gòu)，形成整體受力體系。桁架型支架具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、承載能力強、占用空間小的特點。分析桁架型支架受力，主要分析各個桿件的受力情況以及連接節(jié)點的受力情況。桁架型支架截面驗算桁架型支架截面驗算步驟包括：確定桿件截面尺寸，計算桿件的應(yīng)力，判斷桿件是否滿足強度要求。桿件截面驗算結(jié)果將直接影響支架的整體穩(wěn)定性和安全性，是支架設(shè)計中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)之一。步驟內(nèi)容1確定桿件截面尺寸2計算桿件的應(yīng)力3判斷桿件是否滿足強度要求撐桿受力分析支撐力撐桿承受著來自支架結(jié)構(gòu)的水平推力，提供穩(wěn)定性。拉伸力撐桿也可能承受來自結(jié)構(gòu)的拉伸力，需要根據(jù)實際情況分析。彎矩撐桿在安裝過程中可能會受到彎矩的影響，需要考慮其對承載力的影響。撐桿截面驗算撐桿截面驗算主要評估撐桿的抗彎強度和抗剪強度，以確保其能夠承受來自支架結(jié)構(gòu)的荷載，防止撐桿發(fā)生彎曲或斷裂。驗算步驟主要包括：1.確定撐桿承受的荷載，包括垂直荷載和水平荷載；2.計算撐桿截面上的應(yīng)力和剪力；3.將計算結(jié)果與撐桿材料的抗彎強度和抗剪強度進行比較，如果計算結(jié)果小于抗彎強度和抗剪強度，則認為撐桿截面滿足設(shè)計要求。焊縫受力分析焊縫是支架結(jié)構(gòu)中重要的連接部位，承受著各種載荷，包括拉伸、壓縮、彎曲和剪切。分析焊縫受力情況，需考慮焊縫的尺寸、形狀、材料強度、連接方式等因素，確保焊縫強度滿足設(shè)計要求。焊縫截面驗算焊縫截面驗算旨在確保焊縫強度足以承受支架在使用過程中所產(chǎn)生的各種載荷，防止焊縫因疲勞或過載而斷裂。焊縫截面驗算通常涉及以下步驟：確定焊縫的類型和尺寸，計算焊縫的承載能力，將焊縫承載能力與支架實際受力進行比較，確保焊縫強度滿足設(shè)計要求。100強度焊縫強度是焊縫材料抵抗斷裂的能力，通常以屈服強度或抗拉強度表示。1.5安全系數(shù)安全系數(shù)通常在1.5到2.0之間，確保焊縫在實際使用中具有一定的安全裕度。10疲勞焊縫在反復(fù)受力下可能會出現(xiàn)疲勞裂紋，影響其強度和可靠性?；芰Ψ治龌侵Ъ艿闹匾M成部分，承受著整個支架的重量和外部載荷，需要進行精確的受力分析。分析時應(yīng)考慮基座的材質(zhì)、尺寸、形狀以及與地面的連接方式，確?；軌虬踩煽康刂沃Ъ?。計算基座的受力情況，并根據(jù)計算結(jié)果選擇合適的基座材料、尺寸和連接方式?；孛骝炈慊侵Ъ芘c地面的連接部分，承受來自支架的全部載荷?；孛骝炈阈枰紤]基座的材料強度、尺寸、形狀以及荷載分布等因素。驗算內(nèi)容驗算方法基座強度根據(jù)基座材料強度和受力情況進行驗算?；€(wěn)定性考慮基座尺寸、形狀以及荷載分布情況進行驗算。連接件受力分析螺栓連接螺栓連接件承受拉伸和剪切力，確保支架各部件緊固連接。焊接連接焊接連接件承受拉伸、剪切和彎曲力，需要保證焊縫強度和質(zhì)量。鉚釘連接鉚釘連接件承受拉伸和剪切力，廣泛用于鋼結(jié)構(gòu)和機械結(jié)構(gòu)。夾緊連接夾緊連接件承受壓緊力，通常用于臨時固定或可拆卸連接。連接件截面驗算連接件是支架的重要組成部分，連接件的強度直接影響著支架的整體穩(wěn)定性。連接件截面驗算主要針對螺栓連接，需要確保螺栓的強度足夠支撐連接的受力。1強度連接件的強度要滿足設(shè)計要求，并考慮安全系數(shù)。2剛度連接件的剛度要保證支架整體的穩(wěn)定性，防止連接處出現(xiàn)松動。3疲勞連接件的疲勞強度要符合設(shè)計規(guī)范要求，防止因疲勞斷裂導(dǎo)致事故發(fā)生。支架整體穩(wěn)定性驗算結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性確保支架整體不會因外力而發(fā)生傾倒或失穩(wěn)，保證安全性和可靠性。例如，風(fēng)荷載、地震荷載等。計算方法采用有限元分析方法，建立支架模型，模擬各種荷載工況，計算支架的整體穩(wěn)定性。支架局部穩(wěn)定性驗算11.側(cè)向穩(wěn)定性側(cè)向穩(wěn)定性是指支架在橫向荷載作用下，抵抗傾覆或側(cè)移的能力，例如支架頂部發(fā)生側(cè)向位移。22.局部屈曲局部屈曲是指支架的某些局部構(gòu)件，例如梁或柱，在局部荷載作用下發(fā)生局部彎曲或變形。33.扭轉(zhuǎn)穩(wěn)定性扭轉(zhuǎn)穩(wěn)定性是指支架在扭矩作用下，抵抗扭轉(zhuǎn)變形的能力，例如支架受到不均勻荷載而發(fā)生扭轉(zhuǎn)。44.彎曲穩(wěn)定性彎曲穩(wěn)定性是指支架在彎矩作用下，抵抗彎曲變形的能力，例如支架受到懸掛荷載而發(fā)生彎曲。支架的最終設(shè)計結(jié)構(gòu)安全經(jīng)過嚴謹?shù)挠嬎愫万炈悖Ъ芙Y(jié)構(gòu)必須滿足安全可靠的要求，確保其能承受各種載荷，并確保其穩(wěn)定性。連接可靠支架的連接件和焊接質(zhì)量應(yīng)嚴格控制，保證其牢固可靠，確保連接部位的承載能力和抗疲勞性能。工藝精良支架的制作和安裝工藝需精益求精，確保其符合設(shè)計要求，并與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)一致，提高整體美觀度。支架安裝注意事項基礎(chǔ)牢固支架基礎(chǔ)必須堅固平穩(wěn)，確保支架的穩(wěn)定性。基礎(chǔ)應(yīng)能承受支架的重量和載荷。安裝水平支架安裝必須水平，避免傾斜。水平安裝可以確保支架受力均勻，延長使用壽命。連接緊固支架各部件連接必須緊固，避免松動。緊固連接可以避免支架在使用過程中發(fā)生松脫，影響安全。案例分析本案例分析介紹了一個大型工廠的承重支架設(shè)計，涉及多層鋼結(jié)構(gòu)和高負荷設(shè)備。通過運用正弦