《承重支架計(jì)算》課件

承重支架計(jì)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(fù)載，例如設(shè)備、管道或建筑結(jié)構(gòu)本身的重量。設(shè)計(jì)和計(jì)算承重支架需要考慮材料強(qiáng)度、幾何形狀、負(fù)載類型和作用方向等因素。課程介紹11.課程目標(biāo)本課程旨在幫助學(xué)員掌握承重支架的計(jì)算方法，并能夠獨(dú)立進(jìn)行支架設(shè)計(jì)。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(jì)算、受力分析、截面驗(yàn)算、穩(wěn)定性驗(yàn)算、支架設(shè)計(jì)原則、案例分析等。33.課程對象本課程適合從事建筑工程、機(jī)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(yùn)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(jìn)行嚴(yán)格的計(jì)算和設(shè)計(jì)。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(qiáng)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(qiáng)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(shí)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(jìn)行計(jì)算。支架載荷計(jì)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(jìn)行載荷計(jì)算根據(jù)載荷類型和參數(shù)，采用相應(yīng)的計(jì)算方法進(jìn)行載荷計(jì)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(jì)算垂直載荷1計(jì)算角度首先，需要計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)算出支架上垂直載荷的大小。正切法計(jì)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(jì)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(jìn)行合理的計(jì)算和設(shè)計(jì)。支架承載能力計(jì)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(jì)算需要考慮支架材料的強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)形式、尺寸、連接方式等因素。方法計(jì)算公式適用范圍靜力法F=σA支架靜載荷計(jì)算動力法F=mω2r支架動載荷計(jì)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(yàn)算桿件截面驗(yàn)算，是指根據(jù)桿件所承受的載荷，計(jì)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(yàn)算主要考慮以下因素：桿件的材料強(qiáng)度、桿件的截面形狀、桿件的受力情況、桿件的邊界條件。在進(jìn)行桿件截面驗(yàn)算時(shí)，需要使用相應(yīng)的公式和規(guī)范，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果選擇合適的桿件截面尺寸。桿件截面驗(yàn)算是一項(xiàng)重要的工程設(shè)計(jì)工作，它直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全性，因此必須嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)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(jìn)行受力分析和計(jì)算。柱型支架截面驗(yàn)算柱型支架截面驗(yàn)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(shí)的應(yīng)力分布情況，并驗(yàn)證其是否符合設(shè)計(jì)要求。1強(qiáng)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(yàn)算過程通常采用相關(guān)規(guī)范和計(jì)算方法，并考慮支架材料的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性以及實(shí)際工況等因素。桁架型支架受力分析桁架型支架由多個(gè)桿件組成，通過連接節(jié)點(diǎn)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(qiáng)、占用空間小的特點(diǎn)。分析桁架型支架受力，主要分析各個(gè)桿件的受力情況以及連接節(jié)點(diǎn)的受力情況。桁架型支架截面驗(yàn)算桁架型支架截面驗(yàn)算步驟包括：確定桿件截面尺寸，計(jì)算桿件的應(yīng)力，判斷桿件是否滿足強(qiáng)度要求。桿件截面驗(yàn)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(jì)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(jì)算桿件的應(yīng)力3判斷桿件是否滿足強(qiáng)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(shí)際情況分析。彎矩?fù)螚U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(yàn)算撐桿截面驗(yàn)算主要評估撐桿的抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)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(yàn)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(jì)算撐桿截面上的應(yīng)力和剪力；3.將計(jì)算結(jié)果與撐桿材料的抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度進(jìn)行比較，如果計(jì)算結(jié)果小于抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度，則認(rèn)為撐桿截面滿足設(shè)計(jì)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(qiáng)度、連接方式等因素，確保焊縫強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。焊縫截面驗(yàn)算焊縫截面驗(yàn)算旨在確保焊縫強(qiáng)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(yàn)算通常涉及以下步驟：確定焊縫的類型和尺寸，計(jì)算焊縫的承載能力，將焊縫承載能力與支架實(shí)際受力進(jìn)行比較，確保焊縫強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。100強(qiáng)度焊縫強(qiáng)度是焊縫材料抵抗斷裂的能力，通常以屈服強(qiáng)度或抗拉強(qiáng)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(shí)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(qiáng)度和可靠性。基座受力分析基座是支架的重要組成部分，承受著整個(gè)支架的重量和外部載荷，需要進(jìn)行精確的受力分析。分析時(shí)應(yīng)考慮基座的材質(zhì)、尺寸、形狀以及與地面的連接方式，確保基座能夠安全可靠地支撐支架。計(jì)算基座的受力情況，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果選擇合適的基座材料、尺寸和連接方式?；孛骝?yàn)算基座是支架與地面的連接部分，承受來自支架的全部載荷?；孛骝?yàn)算需要考慮基座的材料強(qiáng)度、尺寸、形狀以及荷載分布等因素。驗(yàn)算內(nèi)容驗(yàn)算方法基座強(qiáng)度根據(jù)基座材料強(qiáng)度和受力情況進(jìn)行驗(yàn)算。基座穩(wěn)定性考慮基座尺寸、形狀以及荷載分布情況進(jìn)行驗(yàn)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(qiáng)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(jī)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(shí)固定或可拆卸連接。連接件截面驗(yàn)算連接件是支架的重要組成部分，連接件的強(qiáng)度直接影響著支架的整體穩(wěn)定性。連接件截面驗(yàn)算主要針對螺栓連接，需要確保螺栓的強(qiáng)度足夠支撐連接的受力。1強(qiáng)度連接件的強(qiáng)度要滿足設(shè)計(jì)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(qiáng)度要符合設(shè)計(jì)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(yàn)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(jì)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(jì)算支架的整體穩(wěn)定性。支架局部穩(wěn)定性驗(yàn)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(jì)結(jié)構(gòu)安全經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)算和驗(yàn)算，支架結(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(yán)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(jì)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(xiàng)基礎(chǔ)牢固支架基礎(chǔ)必須堅(jiān)固平穩(wěn)，確保支架的穩(wěn)定性?；A(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(gè)大型工廠的承重支架設(shè)計(jì)，涉及多層鋼結(jié)構(gòu)和高負(fù)荷設(shè)備。通過運(yùn)用正弦