某車棚類結(jié)構(gòu)的安全強(qiáng)度校核

1、某車棚類結(jié)構(gòu)的安全強(qiáng)度校核摘 要本文首先建立了車棚類結(jié)構(gòu)的簡化模型，然后對其進(jìn)行了承重、風(fēng)載等的強(qiáng)度及屈曲載荷的校核分析，為車棚類類結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了相關(guān)的理論依據(jù)。車棚類結(jié)構(gòu)式目前被人們廣泛使用的一類結(jié)構(gòu)，在一般的城市街道及居民小區(qū)到處可見，一般該類結(jié)構(gòu)可以簡化為如圖1所示的結(jié)構(gòu)，將帆布的重量均分到各個支撐桿件上，即圖1中的黑色區(qū)域。根據(jù)一般建筑類結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求，在對其進(jìn)行設(shè)計(jì)時均需要對其進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。而且強(qiáng)度校核問題也得到許多學(xué)者的關(guān)注，如唐海雄等人對深水噴射鉆井導(dǎo)管力學(xué)進(jìn)行了相關(guān)的分析和強(qiáng)度校核。曉南礦等人介紹了液壓支架安裝、拆除峒室起吊設(shè)備的結(jié)構(gòu)。通過起吊的液壓支

2、架最大重量和需要的高度對千斤頂?shù)墓ぷ髯枇托谐踢M(jìn)行了計(jì)算和選型。并對主要結(jié)構(gòu)件進(jìn)行了強(qiáng)度校核。張翔等人對輪式裝載機(jī)前車架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核。本文運(yùn)用結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法，建立了相關(guān)的力學(xué)模型，對車棚類結(jié)構(gòu)進(jìn)行了相關(guān)的強(qiáng)度校核。1車棚整體框架簡化示意圖1支撐桿的強(qiáng)度校核支撐桿只受軸向力的作用，所以支撐桿內(nèi)部的應(yīng)力為：（ 1）其中A1為支撐桿的橫截面積，為60X60mm2F為每根支撐桿所承受的重量，具體計(jì)算如下：（ 2）其中A2為蒙皮的面積，為7  710X3  480mm2所以支撐桿的安全系數(shù)為：（ 3）由手冊得帆布

3、及鋼材每平方米的重量為35kg左右，其中立柱的應(yīng)力極限（Tmax為250MPa,將相關(guān)系數(shù)帶入得結(jié)構(gòu)件的安全系數(shù)為：5.7左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1，所以結(jié)構(gòu)件安全。1.2支撐桿側(cè)風(fēng)的強(qiáng)度校核當(dāng)車棚受到側(cè)向風(fēng)的作用時，其風(fēng)力主要由支撐桿承受，將支撐桿假設(shè)如圖2所示的懸臂梁受均布載荷的作用。由懸臂梁受均布載荷的計(jì)算可以得到，此梁所受的最大的彎矩為：（ 4）又由正應(yīng)力的計(jì)算公式：（ 5）進(jìn)一步得結(jié)構(gòu)件內(nèi)部的應(yīng)力為：圖 2 支撐桿側(cè)風(fēng)示意圖 圖 3 壓桿穩(wěn)定示意圖所以梁的安全系數(shù)為，其中支撐桿的高度為2 600mm：（ 7）其中梁的強(qiáng)度極限仍為250MPa,假設(shè)風(fēng)的均布載荷大小為（此數(shù)據(jù)偏

4、大，一般沒有這么大的風(fēng)力，所以計(jì)算結(jié)果偏安全），將相關(guān)材料參數(shù)帶入得結(jié)構(gòu)件的安全系數(shù)為2.4左右，大于1，所以結(jié)構(gòu)件安全。2支撐桿的穩(wěn)定性校核假設(shè)支撐桿為簡單的受壓桿件，其簡化示意圖如圖3所示。如圖3所示，由材料力學(xué)的歐拉壓桿穩(wěn)定理論可以得出，此桿的屈曲載荷為：（ 8）其中梁的高度為2 600mm,材料的彈，性模量為206GPq將相關(guān)的材料參數(shù)帶入得結(jié)構(gòu)件的失穩(wěn)載荷為：324.5KN,而實(shí)際上每根桿所承受的載荷為21KN左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于結(jié)構(gòu)件的屈曲臨界載荷，所以結(jié)構(gòu)件安全。3支撐桿之間梁的強(qiáng)度校核對于支撐桿之間的梁的強(qiáng)度校核，可以簡化為下面的受均布載荷的簡支梁模型，具體的示意圖如圖4。其中的均布載荷P為重力，則支撐桿之間梁的應(yīng)力為：圖4支撐桿之間梁強(qiáng)度校核簡化示意圖對于均布載荷，梁中的最大應(yīng)力為： 10） 10）其中：l為梁的跨距，本文的跨距為3 855mm梁的橫截面尺寸是30X30mm2所以支撐梁的安全系數(shù)為： 11）其中梁的強(qiáng)度極限仍為250MPa將相關(guān)材料參數(shù)帶入得結(jié)構(gòu)件的安全系數(shù)為3.2左右