桁架計(jì)算

1、圓管帶式輸送機(jī)是在傳統(tǒng)槽形帶式輸送機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一類特種帶式輸送機(jī)。它具有可空間彎曲布置、綠色環(huán)保密閉輸送、適應(yīng)復(fù)雜地形、雙向輸送方便等優(yōu)點(diǎn)。在水泥、礦山、電力、冶會(huì)、垃圾處理等有大宗散料輸送的工業(yè)行業(yè)得到大量應(yīng)用。在圓管帶式輸送機(jī)上述各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)充分體現(xiàn)的同時(shí)卻對(duì)圓管帶式輸送機(jī)支承結(jié)構(gòu)部分——金屬結(jié)構(gòu)(桁架梁、支柱)的設(shè)計(jì)制造及安裝提出了更高的要求。由于主機(jī)布置和地形特點(diǎn)的影響，使桁架梁跨度不一，支柱結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且兩者結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且兩

2、者形式多變，數(shù)量很多，采用傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)方法導(dǎo)致設(shè)計(jì)工作量繁重，重復(fù)度高，計(jì)算可靠度低等問題出現(xiàn)，遠(yuǎn)不能適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)高質(zhì)量、高速度、高效益的發(fā)展趨勢(shì)。本論文主要針對(duì)圓管帶式輸送機(jī)金屬結(jié)構(gòu)部分設(shè)計(jì)時(shí)存在的計(jì)算復(fù)雜、數(shù)據(jù)繁多、計(jì)算量比較大等問題，在閱讀大量相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，總結(jié)國(guó)內(nèi)外圓管帶式輸送機(jī)金屬結(jié)構(gòu)部分計(jì)算的研究現(xiàn)狀，詳細(xì)分析了圓管帶式輸送機(jī)金屬結(jié)構(gòu)部分的受力情況和載荷計(jì)算與組合，應(yīng)用材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)知識(shí)推導(dǎo)出桁架梁的簡(jiǎn)化內(nèi)力計(jì)算公

3、式，并進(jìn)行桁架粱設(shè)計(jì)計(jì)算。采用梁柱結(jié)合的方法建立圓管帶式輸送機(jī)金屬結(jié)構(gòu)部分梁柱結(jié)合計(jì)算模型，對(duì)圓管帶式輸送機(jī)格構(gòu)柱的形式選擇、載荷特點(diǎn)及計(jì)算方法進(jìn)行了分析，并綜合運(yùn)用鋼管格構(gòu)柱的計(jì)算方法，對(duì)雙柱肢、四柱肢鋼管格構(gòu)柱進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。根據(jù)圓管帶式輸送機(jī)金屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論分析結(jié)果，進(jìn)行可視化編程設(shè)計(jì)，并利用VisualC語言開發(fā)工具實(shí)現(xiàn)人機(jī)友好交互界面設(shè)計(jì)，為了保存和查閱方便，本程序可自動(dòng)生成本部分設(shè)計(jì)計(jì)算說明書，程序簡(jiǎn)單明了，易于操作，計(jì)算結(jié)

4、果與工程實(shí)際基本一致。利用本文開發(fā)的圓管帶式輸送機(jī)金屬結(jié)構(gòu)部分設(shè)計(jì)計(jì)算程序可以替代過去工程設(shè)計(jì)時(shí)按經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估算或手工計(jì)算，大大提高了設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)效率和計(jì)算結(jié)果的可靠性，具有一定的工程應(yīng)用意義。第一章緒論11圓管帶式輸送機(jī)簡(jiǎn)介圓管帶式輸送機(jī)是由日本管狀帶式輸送機(jī)株式會(huì)社1964年提出并開始進(jìn)行研制。它是通過呈六邊形布置的托輥組強(qiáng)制膠帶裹成邊緣相搭接的圓管狀來進(jìn)行物料密閉輸送的一種新型帶式輸送機(jī)“1，是普通帶式輸送機(jī)基礎(chǔ)上延伸發(fā)展起來的衍

5、生機(jī)型。圓管帶式輸送機(jī)與普通帶式輸送機(jī)相比具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：1)物料輸送過程中可實(shí)現(xiàn)密閉輸送，滿足綠色環(huán)保要求；2)具有水平和垂直方向彎曲的能力，布置靈活，可減少轉(zhuǎn)運(yùn)節(jié)點(diǎn)，特別適合地形復(fù)雜、障礙物多的空間區(qū)域；3)結(jié)構(gòu)緊湊，橫斷面小，能節(jié)省布置空間，常應(yīng)用于復(fù)雜輸送線路環(huán)境；4)運(yùn)輸距離長(zhǎng)，輸送量大，可提高輸送傾角；5)可選用普通托輥和通用驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，使用中不會(huì)發(fā)生普通帶式輸送機(jī)常見的膠帶跑偏現(xiàn)象，制造及使用成本低(與帶密封罩或皮帶長(zhǎng)廊的普

6、通帶式輸送機(jī)相比)；6)上下分支均可輸送物料，特別適合雙向輸送物料的場(chǎng)合，節(jié)省投資成本；7)密閉輸送也可防止環(huán)境對(duì)輸送物料的污染，同時(shí)也可減少物料運(yùn)輸損耗Ⅲ因此，圓管帶式輸送機(jī)在發(fā)達(dá)的西方國(guó)家如美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)及日本等國(guó)大量應(yīng)用，在許多要求綠色輸送、地形復(fù)雜等場(chǎng)合下，正逐步采用圓管帶式輸送l圓管帶式輸送機(jī)金屬結(jié)構(gòu)受力分析與計(jì)算機(jī)代替普通帶式輸送機(jī)輸送物料，并且表現(xiàn)出一種由輕型向重型、由城市向礦山、由特殊場(chǎng)合向一般場(chǎng)合、由發(fā)達(dá)國(guó)家向

7、發(fā)展中國(guó)家發(fā)展的趨勢(shì)。圓管帶式輸送機(jī)在力計(jì)算公式簡(jiǎn)化推導(dǎo)，運(yùn)用此簡(jiǎn)化計(jì)算方法計(jì)算典型桁架梁內(nèi)力，并進(jìn)行桁架梁強(qiáng)度剛度計(jì)算。21普通桁架的結(jié)構(gòu)型式和設(shè)計(jì)特點(diǎn)簡(jiǎn)介211桁架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和分類桁架是由角鋼、槽鋼、鋼管等桿件組成的受橫向彎曲的格構(gòu)式受彎空心梁。它是由上下弦桿、腹桿(垂直腹桿、斜腹桿等)在節(jié)點(diǎn)處通過節(jié)點(diǎn)板連接而成。桁架結(jié)構(gòu)是從梁演變而來的，其主要特點(diǎn)是：應(yīng)力沿截面均勻分布，能充分利用材料。從結(jié)構(gòu)上看，其優(yōu)點(diǎn)主要是：質(zhì)量輕、省材料、剛

8、度大，制造時(shí)容易控制變形，便于按照不同要求制造成各種外形的桁架。當(dāng)跨度大于30m且載荷較小時(shí)，采用桁架比較經(jīng)濟(jì)。其缺點(diǎn)是：桁架桿數(shù)和節(jié)點(diǎn)數(shù)較多，制造較為費(fèi)工。從受力情況上看，桁架的桿件主要是承受軸力桿件，個(gè)別桿件還承受彎曲作用，對(duì)于由三角形單元組合成的桁架，在節(jié)點(diǎn)載荷的作用下所有的桿件只受軸向力，上下弦桿的軸向力和斜腹桿軸向力的水平分量正好形成一個(gè)力偶，用以抵抗截面彎矩，斜腹桿軸向力的垂直分量用以抵抗截面剪力。桁架的種類很多，從組合形式

9、上分有兩種組合形式：一種是桁架由三角形單元組合成整體結(jié)構(gòu)，是幾何不變系統(tǒng)，這種由三角形單元構(gòu)成的桁架是最常見的結(jié)構(gòu)，如圖21a)所示，非常適合圓管帶式輸送機(jī)桁架梁的結(jié)構(gòu)；另外一種是沒有斜腹桿的桁架，是由矩形單元組合成整體結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)稱為空腹桁架，也叫空腹梁，如9。按照桿件受力大小、截面形式及節(jié)點(diǎn)構(gòu)造可分為重型桁架、普通桁架、輕型桁架和薄壁型鋼桁架四種。重型桁架桿件截面多為雙腹桿式，有兩塊節(jié)點(diǎn)板，弦桿在各節(jié)點(diǎn)間多為變截面的，雙腹式桁架在

10、桁架平面外的剛性大是～大優(yōu)點(diǎn)，能承受大的風(fēng)力和慣性力如圖22a所示，重型桁架適用于承載很大的結(jié)構(gòu)或跨度很大的結(jié)構(gòu)中。普通桁架一般由單腹式桿件在節(jié)點(diǎn)處用一塊節(jié)點(diǎn)板連接而成，構(gòu)造簡(jiǎn)單，應(yīng)用最為廣泛。圓管帶式輸送機(jī)桁架梁根據(jù)跨度大小經(jīng)常做成上述兩種形式。輕型桁架的桿件多為等截面的單腹式桿，節(jié)點(diǎn)板為一塊或不用節(jié)點(diǎn)板如圖2—2b所示。薄壁型鋼桁架的桿件分開口和閉口截面，壁厚為155mm，主要用于載荷較小的金屬結(jié)構(gòu)中。桁架按構(gòu)造分類桁架按桿件的連接

11、方式可分為焊接桁架、鉚接桁架和栓接桁架。由于焊接連接經(jīng)過幾十年的工程實(shí)踐和研究，已日趨完善，具有省工、省料、易于機(jī)械化和自動(dòng)化施工，而且能簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)的構(gòu)造，減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量，因此焊接連接成為金屬結(jié)構(gòu)中最主要和最普遍的連接方法。鉚釘連接由于制造費(fèi)工、用材多、質(zhì)量大，而且釘孔削弱了構(gòu)件的強(qiáng)度，因此，目前己被焊接連接代替。螺栓連接以其裝配方便、迅速、質(zhì)量可靠的優(yōu)點(diǎn)，被主要用于結(jié)構(gòu)的安裝連接。栓焊桁架是一種用焊接和高強(qiáng)螺栓混合連接的桁架結(jié)構(gòu)，用于制造