反力架受力计算.doc

反力架受力计算一、 反力架的结构形式1、 反力架的结构形式如图一所示。图一 反力架结构图2、 各部件结构介绍2.1 立柱：立柱为箱体结构，主受力板为30mm钢板，筋板为20mm钢板，材质均为Q235-A钢材，箱体结构截面尺寸为700mmX500mm，具体形式及尺寸见图二。图二 立柱结构图2.2 上横梁：结构为箱体结构，主受力板为30mm钢板，筋板为20mm钢板，材质均为Q235-A钢材，箱体结构截面尺寸为700mmX500mm，其结构与立柱相同。2.3 下横梁：箱体结构，主受力板为30mm，筋板为20mm钢板，材质均为Q235-A，箱体结构截面尺寸为250mmX500mm，其结构如图三所示。图三 下横梁结构图2.4 八字撑：八字撑共有4根，上部八字撑2根，其中心线长度为1979mm，下部八字撑2根，其中心线长度为2184mm，截面尺寸如图四所示。图四 八字程接头结构图二、 反力架后支撑结构形式后支撑主要有斜撑和直撑两种形式，按照安装位置分为立柱后支撑、上横梁后支撑、下横梁后支撑。1、 立柱支撑：材料均采用直径500mm，壁厚9mm的钢管，内部浇灌混凝土提高稳定性。始发井西侧立柱支撑是2根直撑(中心线长度为3875mm)，始发井东侧立柱是2根斜撑(中心线长度分别为8188mm和4020mm，与水平夹角分别是29度和17度)。如下图所示 西侧立柱直撑型式 东侧立柱斜撑型式2、 上横梁支撑：材料均采用直径500mm，壁厚9mm的钢管，内部浇灌混凝土提高稳定性，中心线长度分别为4080mm、4141mm、4201mm，其轴线与反力架轴线夹角为15度。3、 下横梁支撑：材料均采用250X250H钢，每个支撑由2根H钢组成，共6个直撑。三、 支撑受力计算1、 支撑的截面特性（1）250X250H钢截面特性：弹性模量E=196X105，最小惯性矩=10800/cm4，截面积=92.18cm2。（2）直径500mm，壁厚9mm钢管截面特性：弹性模量E=205X105，最小惯性矩=41860/ cm4，截面积=138.76 cm2。（2）稳定性计算的最大承压力29度斜撑受力图 17度斜撑受力图 A、西侧立柱后支撑稳定性计算最大承压力根据欧拉公式：F=2EIminl2=(3.16X3.16X205X105 X 41860)/(2X387.5)2=1427KN则西侧两根直撑能承受的最大载荷为1427X2=2854KN。B、东侧立柱后支撑稳定性计算最大水平载荷8188mm斜撑(水平夹角29度)水平载荷计算：F2=2EIminl2=(3.16X3.16X205X105X41860)/(2X818.8)2=319.5KN由于水平夹角为29度则其水平承载力F为319.5/cos29。=365KN4020mm斜撑水（水平夹角17度）平载荷计算：F2=2EIminl2=(3.16X3.16X205X105X41860)/(2X402)2=1325.6KN由于水平夹角为17度则其水平承载力为1325.6/cos17。=1387KNC、 上横梁后支撑稳定性计算中心线长度分别为4080mm、4141mm、4201mm，其轴线与反力架轴线夹角为15度。此处选用最长支撑来验算。PE=2EIminl2=(3.16X3.16X205X105X41860)/(2X420)2=1214KN水平夹角为15度则其水平承载力为1214/cos15。=1257KN3根后支撑能承受的水平载荷为3X1257KN=3770KND、下横梁后支撑稳定性计算下横梁后支撑是由8根H钢组成，均为直撑，取最长的一根（4189mm）作为计算标准，其最大承载力计算如下：PE=2EIminl2=(3.16X3.16X205X105X10800)/(2X419)2=315KN8根总载荷为12X315=3780KN2、 斜撑抗剪强度计算从受力分析可知，8188mm直径500钢管斜撑抗剪受力最危险，因此我们从该斜撑的抗剪应力计算水平承载能力。应力计算公式为=pL22EI，而钢材最大需用应力为210MPa由此计算斜撑最大承载力F1=2EIX/L2=2X205X105X41860/8182=256KN由此力验算水平最大承受推力F=256/sin290=527KN，从验算结构可以得出应按轴向抗压强度验算支撑能承受的最大推力。因此，所有支撑的最大承载力为28