三铰支架强度计算

三铰支架强度计算
    三铰支架(双铰链)设计要求是根据三铰杆在两个轴上的位置,可以改变其旋转方向。在建筑设计中,为了使其各轴能够相互相对地协调转动,因此设计中通常将转角矩较大的转角结构,称为三铰杆或三铰铰臂结构。双铰支架的主要特征就是转角变化。三铰链结构的主要特征就是转角的变化,转角越大,三铰链结构的抗弯强度就越大,结构抗剪强度也就越大,这也就是常说的“刚度大”或“抗剪能力强”;而如果两个轴间没有转角,则三铰链结构是没有抗弯强度的。如果三铰支架不转角,那么三铰链结构可以满足三种强度要求:承受轴力(拉力)、承载扭矩(剪力)与纵向剪力(拉力)。其中承载扭矩的剪力是指通过铰链来传递的压力;而纵向剪力是通过三铰链来传递到铰链轴上的压力。转角结构对三铰链结构有很大影响,转角越大强度越低。但由于转角量小,因此仅能有限地减小转动扭矩,所以用扭断螺栓连接起来的结构较少,一般为简单型。在单支承结构中转角为45°时:单铰支架设计极限压力应不小于20 MPa。
    1、计算过程
107硅橡胶    在上述公式中,支座受力分析为:支座侧力为,在支座轴线处施加静载荷的静力作用下,
支座所受拉力为。根据《建筑抗震设计规范》(GB50010-2006)要求,该类型构造宜采用矩形截面,所受拉、压、剪、弯三种力矩作用于中心线,因此矩形截面所受拉力为有限元分析参数。对矩形截面三铰安装节点进行有限元分析。根据结构截面尺寸和轴向变形大小进行相应计算系数。根据结构力学理论,当转角值越大,三铰结构转角的强度和刚度就越大。但是对同一建筑结构不同受力情况下,当转角值不到某一极限值时,结构强度并不会随转角增大,而是随着轴向变形增大而减小;当转角达到某一极限值时,结构强度就会增加,但此时受力情况已经非常严重。所以采用有限元分析方法进行分析计算,是很好的选择方法。
    2、三铰链的结构特点与应用
    三铰链的主要特点是:承载扭矩大,抗剪能力强,旋转方向灵活。当一个支架用于大跨度构件时,它可以承受纵向剪力,能承受弯曲应力,同时还能承受水平力。由于受力不均的影响,支架上的纵向转角必须保证达到一定范围后,才能使轴转动90°以内。而对于单支承结构,通过改变两个支承的轴向位置(以大跨构件为例)就可以改变不同旋转方向上的支承承载力来保证整个支承结构的转动或旋转角度。三铰链连接结构除了一般支承外可通
诗2000过改变支承中心线和角形轴及角度、改变连接轴向位置等多种方式来改变支架转角和角度。通常情况下,三铰支架都是由单根三铰支座、三铰连接件与三铰轴承等组成。在工程实践中,将三铰支座做成固定端(例如三铰结构上)与三铰转动轴(例如三铰连接件上)相接的一个圆球形结构是最常用的三铰组合形式。由于这种三铰支架设计独特,因此可以使多个零件都可以通过三铰链组合在一起达到连接目的。在大跨度构件中,也可以通过三铰链组合后使各个组件形成一个整体(如图1所示)。
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    3、计算计算应注意:缓释片
    a)关于荷载特性的确定,其计算结果的可靠性和准确性应根据荷载特性进行验证。b)关于极限力计算方法的确定,极限压力的计算应按《建筑结构荷载规范》(JGJ12-88)计算。c)对多支承钢结构中旋转轴角度取0°时,应对其轴向强度进行计算;e)对于单支承钢结构中旋转轴与支承杆的关系,其转角参数是由轴角度决定但不等于固定转角参数,一般采用固定转角参数来计算结构构件转角与截面高度间的关系。由于有转角存在,所以可以利用扭转理论对转角进行计算。当转角大于45°时:对于单支承钢结构中扭断螺栓连接时:扭转角大于45°时:扭断螺栓连接时:扭转角小于45°时:扭转角大于45°时,应采用扭断螺栓连
接。e)关于转角与刚度系数乘以扭矩系数以保证支承受力过程中转角与刚度系数之比能在规定范围内满足设计要求,以保证支承受力过程中转角与刚度相等而使结构受应力分布均匀、布置灵活。
    4、三铰链的类型和组合:
    三铰链的类型和组合形式取决于其在两个轴上的位置,并且在结构设计时要考虑到三铰链不会出现转角等因素而导致重量较大,因而三铰链的结构形式和组合形式一般都比较复杂。目前在设计上采用比较多的为双铰链、多铰链型和单支承三铰链等六种结构形式,它们均能满足承载扭矩这一标准。因此可以用三组六个连杆共同组成一个三铰角的框架三铰臂组合。但它不能单独作为支撑体系,而是作为水平支撑基础的组成部分。而对垂直载荷、水平载荷和地震作用下支承构件所受力进行计算时,只能采用三组连杆共同组成支承座。但是在设计或选用构件中由于受到各因素的影响,有时也会采用多组连杆共同组成支承结构,如图1所示。该形式一般用于单支承柱或梁柱等较大截面的框架和桁架结构中。这类承载结构是通过多组支撑杆、梁以及受力构件上的连续件(例如三铰、单腿等)构成一个整体,即三座三组支撑,其作用如下:a.承受轴力;b.承载扭矩;c.承担横向剪力。
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海浪预报    5、三铰链的受力分析:
    可将本文分析模型中的每一参数都视为一个函数,根据对模型的分析可知:式中: C为载荷;B为轴向力;F为轴向力对铰链的影响。同时对图4所示两个轴向载荷进行分析即可得到:可发现:该模型在整个力分析过程中都是线性变化关系;即轴向强度为零;从应力曲线可以看出该模型存在两个拉力方向:水平方向是剪切力方向;垂直方向是轴向压力方向;在这两个拉力方向上三件构件都有受压倾向。

本文发布于:2024-09-24 06:28:47,感谢您对本站的认可!

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