反力架受力计算

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==(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==(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/=365KN

4020mm斜撑水（水平夹角17度）平载荷计算：

F2==(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/=1387KN

C、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==(3.16X3.16X205X105X41860)/(2X420)2=1214KN

水平夹角为15度则其水平承载力为1214/=1257KN

3根后支撑能承受的水平载荷为3X1257KN=3770KN

D、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==(3.16X3.16X205X105X10800)/(2X419)2=315KN

8根总载荷为12X315=3780KN

2、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σ=，而钢材最大需用应力为210MPa

由此计算斜撑最大承载力

F1=2EIX[σ]/L2=2X205X105X41860/8182=256KN

由此力验算水平最大承受推力F=256/=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

2854+365+1387+3770+3780=12156KN

始发最大推力我们设置为8000KN，后支撑满足最大推力要求。同时，为了更加安全，我们会将东侧两根斜撑做成桁架结构增加稳定性及承载力。