钻机井架的设计与计算
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b、 整个井架是由单个构件用 螺栓连接而成的可拆结构。
井架尺寸可不受运输条件限 制，允许井架内部空间大，起 下操作方便、安全。但单件拆 装工作量大，高空作业，不安 全。
② K型井架
前开口井架 （П）形井架 ——陆地钻机井架
特点： a、 井架做成前扇敞开、截 面为П型不封闭空间结构。 b、 整体井架本体分成4～5 段，各段一般为焊接的整 体结构，段间采用锥销定 位和螺栓连接，地面或接 近地面水平组装，整体起 放，分段运输。
12 X 2 22 X 2
1P 2P
0 0
11 21
12 22
X X
1 2
12PP
'
0
（4）求出各项系数及各项常数
（5）解正则方程组
10.310X 1.465X 1
1 1.645X 11.785X
2 2
85.96 33.45
0 0
得：X1=-8.90，X2=3.94 （kN） （6）叠加求各杆内力
石油钻机设计
机电工程学院 机电工程系 许志倩
15216397095 xuzhiqian1013@163.com
第四章 钻机井架的设计与计算
教学内容和课程基本要求
钻机井架的使用特点，结构类型，基本 参数；
钻机井架的载荷分析； 钻机井架的计算方法； 钻机井架的静力计算和整体稳定计算。
第四章 钻机井架的设计与计算
几何轴线偏离一个角度，因而井架各大腿实
际受力不同。
B、一般作用线不垂直
简化计算中
P
P死
2P ''
2(Qmax G游 ) Z max
方向垂直
④风载
风载特点： 随地区，季节而异； 井架为空间桁架结构有迎风，挡风等问题。
P风 WF
P风—作用在井架上的风载； F —承风面面积，指整个井架外廓面积在垂直与风向的平 面上的投影面积； W —作用于井架上的计算风压
4.1 井架的类型与基本参数 4.2 井架载荷 4.3 材料与结构设计 4.4 计算原理 4.5 井架总体稳定的实用计算
4.1 井架的类型与基本参数
（1）井架的作用与基本组成
作用： ①安放天车，悬挂游车、大钩及专用
工具（如吊钳等）。在钻井过程中进行起 下钻具操作、下套管。 ②起下钻过程中，用以存放立根，能 容纳立根的总长度称立根容量。
⑤ 立根载荷
两项：（1）立根自重引起水平分力 （2）风载
注意：
（1） l ' l
（2） N n
N—全部立根数；
Pl
10 q l n c tan
2
fe nl d l sin
n—挡风立根数。
（3）K=1.3， 1
（4）作用点在节点处
（2）特殊载荷：
① 动力载荷（海上井架）
几何不稳结构——刚节点——稳定计算 几何稳定结构——铰接点（桁架）——静力计算 3）结构：
（1）空间结构——平面结构 （2）组合结构——基本部分+附属部分 （3）稳定计算：“杆”代替桁架 4）载荷：集中力，分布力
根据要求及条件确定方案
1）井架本身的特点及工作条件（海上与陆 上深浅井有无参考资料）
井架组成：
① 井架主体，多为型材 组成的空间桁架结构；
② 天车台，安置天车和 天车架；
③ 人字架，安装、维修 天车之用；
④ 二层台，包括井架工 进行起下操作的工作台和 存靠立根的指梁；
⑤ 立管平台，装拆水龙 带操作台；
⑥ 工作梯。
（2）基本参数
① 最大钩载 与钻机最大钩载相同。
条件：a、正常风载
三面桁架，风垂直于一边
K
'' 3
0.9K 3
3）（风振系数）
风的脉动引起结构物的振动
小结：思路 W0→ W工→ W → P风
基本风压 陆：400 ~ 500
工作风压
计算风压
W0
Pa
海：755000
~ ~
600 850
调整系数
0.3 ~ 0.4
计算 V2
16
WI
Pa
KZ K
W
Pa
KZ
K
K1 单个构件
Wmax 最大计算风压
Pa
F
P风大 最大风载
N
K2 平面桁架
K3
K3
1 m
K3 空间桁架
0.9
K 3 ''
K3'
K3'
K
'' 3
风向
工作风载 P风
N
K
'' 3
注意事项：
A、简化计算，分段 风力作用中心处风压×每层面积 B、风向问题 风载和立根载荷的联合作用 找最危险的截面和方向 C、风斜吹时 风载可按力的平行四面形原则分解
计算表格
矩阵分析法（有限元法）
有限元分析方法的一般步骤
结构--模型--离散--计算--分析
（建模）
不同的计算条件决定了计算方法的不同,如井架计算：
（空间刚架）（平面刚架）
传统 井架——空间桁架——平面桁架——力分析——强度计算
模型
分解
手算
安全系数法
（力法，克马图法） 许用应力法
（空间桁架）
步 骤：
① 载荷分解——将空间力分解到各扇桁
架的平面上
② 桁架分解——将空间桁架拆成平面桁
架（连同此平面的力）
③ 求解平面桁架的内力 ④ 将各次求得的内力叠加
力法
多余连系 超静定结构（桁架）
多余的支座反力
多余连系 多余的杆件反力 冗力
“多余”：从静力平衡的观点看为多余
从工程设计的角度来看是必要
（ 3）计算总体稳定性和倾倒稳定性
3、施工图设计 连接计算
确定计算方案
计算简图（或称力学模型）达到两个目的。
① 体现该井架的结构特征和承载特征 ② 简化计算
拟定计算方案的基本原则
① 计算精度——满足使用要求 ② 计算工具——成本
简化
分析井架的结构特征和承载特征—抓主要 略次要 1）支座——定铰，动铰或弹性支座 2）节点：
W W工 K z K
Kz—风压高度变化系数； K—风载体型系数； β—风振系数；
W工—工作风压， W工 (0.3 ~ 0.6)Wo
井架工作状态下承受的风压最大值； W0—基本风压，非工作状态下的极限值。
基本风压W0的计算
W0—气温15℃距地面10m处风的静压力值。
Wo
V2 1.63
② 安装载荷（整体起升井架）
计算整个起升过程
③ 绷绳载荷（桅架）
塔架等绷绳为安全作用不计算
④ 地震载荷（地震区域）
（3）计算载荷的确定（载荷组合）
载荷组合
4.3 材料与结构设计
（1）材料： 普通碳素结构钢A3、普通低合金结构钢16Mn Al（国外轻便钻井，修井机） 选材要考虑
受力性质（受力状态）强 稳度 定控 控制 制
③ A型井架
——早期陆地钻机井架 特点：
a、大腿可以是空间杆件结构，分成3～ 5段。大腿断面依选用型材不同，一般 分为矩形和三角形。 b、两大腿通过天车台、二层台及附加 杆件连成“A”字形。整个井架在地面 或接近地面水平组装，整体起放，分段 运输。
A形井架的每根大腿都是封闭的整 体结构，承载能力和稳定性较好。但因 有两腿，且腿间联系较弱，致使井架整 体稳定性不理想。
b、死绳位置一定
c、无立根
② 高度
名义高度H ——井架大腿底板表面到天车梁底面的 垂直高度。
有效高度H1 ——从钻台大梁顶面到天车梁底面的垂 直高度（工作中有效）。
③ 二层台高度h
钻台平面至二层台底面的距离—有效高度
一般有三个位置可调。
④ 二层台容量（立根盒中立根容量）
如：5”钻杆，5040米
（28米立柱，180柱）
⑤ 井架负荷，井架顶载Q顶
Q顶>Qmax（有快绳和死绳）
（3）井架类型及选择
钻井井架按整体结构型式的主要特征可分为塔形井架、 前开口井架、A形井架、桅形井架、动力井架五种类型。
① 塔型井架
——早期陆地钻机井架 特点
a、 井架本体是封闭的整体结构， 整体稳定性好，承载能力大。
原则：重心交汇原则
4.4 计算原理
基本原则： 《钢结构设计规范》 方法： 许用应力法
可靠性法
井架的设计程序和主要内容
初步设计— —基本结构图 设计程序 技术设计— —部件图，主要零件图
施工图设计— —全部图纸 主要内容：
1、拟定基本参数和结构方案
（ 1）确定计算载荷（载荷组成）
2、结构计算 （ 2）确定内力及杆件尺寸— —静力计算
多余连系数=超静定次数
力法原理 多余连系→多余未知数→已知力
超静定结构 → 静定结构
选定基本的静定结构（基本静定基）
注意两点：
①
去掉多余连系后， 系统仍为几何不变结构
a b
去交叉杆 尽可能不去弦杆
② 要考虑到计算的方便
超静定结构 → 静定结构
给定变性条件，得到补充方程（材力） 正则方程（准则方程） 断杆（杆4）
A、游动系统等重量
方向：垂直向下 作用点：平均加于井架顶部四个节点上
B、井架自重
i、静力计算 井架垂直时，每层重量平均加于上
部四个顶点（偏于安全） 起升计算时，每层重量平均加于八
个顶点。 ii、总体稳定计算 原则：稳定等效 两端铰支：自重量一半加于顶端 一端固定，一端自由：自重量1/3加于
顶端
② 大钩载荷
大 小： Qmax（Q柱） 方 向： 垂直向下 作用点：由天车位置定，也可均分于
顶节点 注意：K形井架有时前后大腿截面尺
寸不同造成载荷偏心，静力计算不易 均分，稳定计算有初弯矩。
③ 工作绳拉力 P ，P死
P A、 ≠ P死，死绳固定位置一般与快绳不
对称，其合力的作用方向往往与井架本体的
② 单面桁架（风向垂直平面）
K 2 K1
f F
φ—挡风系数
fi —桁架各构件的迎风面积之和。
F—平面桁架的外扩面积
③ 空间桁架
K3 K 2 mK 2 K 2 (1 m)
m —风压削弱系数
四面桁架，风沿对角线
K
' 3
K3
—修正ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ数，
单肢弦杆 1.1
双肢弦杆 1.2
1 11 X1 1P 0
11
6 i 1
2
N lili EFi
1P
6 i 1
N li NPili EFi
求X1
X1
1P
11
例：求图示受力结构的杆件内力，假定 各杆截面积相同。
① 确定超静定次数
i x k 3 11 6 2 2
② 选定基本静定结构 ③ 建立力法正则方程组
2111XX11
④ 桅型井架
——轻型钻机井架 车装钻机，通井机，修井机
桅形井架工作时向井口方向倾斜， 需利用绷绳保持结构的稳定性， 以充分发挥其承载能力，这是桅 形井架整体结构的重要特征。
桅形井架是单柱式井架，有整体 式和伸缩式两种。桅形井架一般 是利用液缸或绞车整体起放，整 体或分段运输。
桅形井架结构简单、轻便、承载 能力小。
(2) 刚度矩阵
单元刚度矩阵
[K ] [B]T [D][B]dV A L[B]T [D][B]d AE L[N ']T [N ']d
工作风压的修正
Kz ，K ， 的概念与选取
1）K
（风压高度变化系数）
z
标准 10米高度 K =1， f 10 1
h 10 Kz 1（一般取=1）
2）K（风载体型系数）
风压的大小与构件形状，空气流动状态有关。
① 单个构件
K K1 圆其截它面形构状件构K1件K01.6~1.13.2
⑤ 动力井架
——用于海上钻机
4.2 井架载荷
（1） 基本载荷（每种井架都要承受的载荷）
恒载
大钩载荷
工作绳拉力
风载
立根载荷
（2）特殊载荷 动力载荷 海洋
安装载荷 自起
绷绳载荷 桅架
地震载荷 震区
（1）基本载荷
① 恒载
长期作用在井架上的不变载荷，包括井 架本身的重量以及安放在其上面的各种 设备和工具，如天车、游动系统和吊钳 等。
（2）结构设计
结构设计内容
杆件截面型式选择 平面桁架结构型式选择 节点设计
① 杆件载面型式 H型钢（W型钢）
宽翼缘工字钢
② 结构设计的基本原则 a．严格控制长细比λ b．几何稳定结构
（3）节点设计
节点设计是金属结构的特殊问题
内容：画节点图
确定杆件的相互位置 节点扳机形状尺寸 焊接，焊缝计算
2）设计的不同阶段
3）计算的性质
整体稳定 动力计算 粗略
静力计算
精确
4）计算工具的先进性
静力计算的任务与分类
任务：根据计算载荷求所有的内力及支座反力
分类：
节点法
平面桁架法（适用于静定结构）手工计算 截面法
力法
手算，电算图解法
位移法
电算
平面桁架法
基本原则：将空间桁架分解为平面桁架 适用条件：静定结构
有限元 井架——空间刚架——单元 —— 力分析——强度计算
模型
离散 计算机计算
可靠性方法
(1) 基本公式
KD A
[K] ——刚度矩阵 {D}——位移向量 {A}——外载荷向量
节点位移 {δ} = [δ2j-1 δ2j δ2k-1 δ2k ]T 节点载荷 {Ｆ} = [Ｆ2j-1 Ｆ2j Ｆ2k-1 Ｆ2k ]T
井架尺寸可不受运输条件限 制，允许井架内部空间大，起 下操作方便、安全。但单件拆 装工作量大，高空作业，不安 全。
② K型井架
前开口井架 （П）形井架 ——陆地钻机井架
特点： a、 井架做成前扇敞开、截 面为П型不封闭空间结构。 b、 整体井架本体分成4～5 段，各段一般为焊接的整 体结构，段间采用锥销定 位和螺栓连接，地面或接 近地面水平组装，整体起 放，分段运输。
12 X 2 22 X 2
1P 2P
0 0
11 21
12 22
X X
1 2
12PP
'
0
（4）求出各项系数及各项常数
（5）解正则方程组
10.310X 1.465X 1
1 1.645X 11.785X
2 2
85.96 33.45
0 0
得：X1=-8.90，X2=3.94 （kN） （6）叠加求各杆内力
石油钻机设计
机电工程学院 机电工程系 许志倩
15216397095 xuzhiqian1013@163.com
第四章 钻机井架的设计与计算
教学内容和课程基本要求
钻机井架的使用特点，结构类型，基本 参数；
钻机井架的载荷分析； 钻机井架的计算方法； 钻机井架的静力计算和整体稳定计算。
第四章 钻机井架的设计与计算
几何轴线偏离一个角度，因而井架各大腿实
际受力不同。
B、一般作用线不垂直
简化计算中
P
P死
2P ''
2(Qmax G游 ) Z max
方向垂直
④风载
风载特点： 随地区，季节而异； 井架为空间桁架结构有迎风，挡风等问题。
P风 WF
P风—作用在井架上的风载； F —承风面面积，指整个井架外廓面积在垂直与风向的平 面上的投影面积； W —作用于井架上的计算风压
4.1 井架的类型与基本参数 4.2 井架载荷 4.3 材料与结构设计 4.4 计算原理 4.5 井架总体稳定的实用计算
4.1 井架的类型与基本参数
（1）井架的作用与基本组成
作用： ①安放天车，悬挂游车、大钩及专用
工具（如吊钳等）。在钻井过程中进行起 下钻具操作、下套管。 ②起下钻过程中，用以存放立根，能 容纳立根的总长度称立根容量。
⑤ 立根载荷
两项：（1）立根自重引起水平分力 （2）风载
注意：
（1） l ' l
（2） N n
N—全部立根数；
Pl
10 q l n c tan
2
fe nl d l sin
n—挡风立根数。
（3）K=1.3， 1
（4）作用点在节点处
（2）特殊载荷：
① 动力载荷（海上井架）
几何不稳结构——刚节点——稳定计算 几何稳定结构——铰接点（桁架）——静力计算 3）结构：
（1）空间结构——平面结构 （2）组合结构——基本部分+附属部分 （3）稳定计算：“杆”代替桁架 4）载荷：集中力，分布力
根据要求及条件确定方案
1）井架本身的特点及工作条件（海上与陆 上深浅井有无参考资料）
井架组成：
① 井架主体，多为型材 组成的空间桁架结构；
② 天车台，安置天车和 天车架；
③ 人字架，安装、维修 天车之用；
④ 二层台，包括井架工 进行起下操作的工作台和 存靠立根的指梁；
⑤ 立管平台，装拆水龙 带操作台；
⑥ 工作梯。
（2）基本参数
① 最大钩载 与钻机最大钩载相同。
条件：a、正常风载
三面桁架，风垂直于一边
K
'' 3
0.9K 3
3）（风振系数）
风的脉动引起结构物的振动
小结：思路 W0→ W工→ W → P风
基本风压 陆：400 ~ 500
工作风压
计算风压
W0
Pa
海：755000
~ ~
600 850
调整系数
0.3 ~ 0.4
计算 V2
16
WI
Pa
KZ K
W
Pa
KZ
K
K1 单个构件
Wmax 最大计算风压
Pa
F
P风大 最大风载
N
K2 平面桁架
K3
K3
1 m
K3 空间桁架
0.9
K 3 ''
K3'
K3'
K
'' 3
风向
工作风载 P风
N
K
'' 3
注意事项：
A、简化计算，分段 风力作用中心处风压×每层面积 B、风向问题 风载和立根载荷的联合作用 找最危险的截面和方向 C、风斜吹时 风载可按力的平行四面形原则分解
计算表格
矩阵分析法（有限元法）
有限元分析方法的一般步骤
结构--模型--离散--计算--分析
（建模）
不同的计算条件决定了计算方法的不同,如井架计算：
（空间刚架）（平面刚架）
传统 井架——空间桁架——平面桁架——力分析——强度计算
模型
分解
手算
安全系数法
（力法，克马图法） 许用应力法
（空间桁架）
步 骤：
① 载荷分解——将空间力分解到各扇桁
架的平面上
② 桁架分解——将空间桁架拆成平面桁
架（连同此平面的力）
③ 求解平面桁架的内力 ④ 将各次求得的内力叠加
力法
多余连系 超静定结构（桁架）
多余的支座反力
多余连系 多余的杆件反力 冗力
“多余”：从静力平衡的观点看为多余
从工程设计的角度来看是必要
（ 3）计算总体稳定性和倾倒稳定性
3、施工图设计 连接计算
确定计算方案
计算简图（或称力学模型）达到两个目的。
① 体现该井架的结构特征和承载特征 ② 简化计算
拟定计算方案的基本原则
① 计算精度——满足使用要求 ② 计算工具——成本
简化
分析井架的结构特征和承载特征—抓主要 略次要 1）支座——定铰，动铰或弹性支座 2）节点：
W W工 K z K
Kz—风压高度变化系数； K—风载体型系数； β—风振系数；
W工—工作风压， W工 (0.3 ~ 0.6)Wo
井架工作状态下承受的风压最大值； W0—基本风压，非工作状态下的极限值。
基本风压W0的计算
W0—气温15℃距地面10m处风的静压力值。
Wo
V2 1.63
② 安装载荷（整体起升井架）
计算整个起升过程
③ 绷绳载荷（桅架）
塔架等绷绳为安全作用不计算
④ 地震载荷（地震区域）
（3）计算载荷的确定（载荷组合）
载荷组合
4.3 材料与结构设计
（1）材料： 普通碳素结构钢A3、普通低合金结构钢16Mn Al（国外轻便钻井，修井机） 选材要考虑
受力性质（受力状态）强 稳度 定控 控制 制
③ A型井架
——早期陆地钻机井架 特点：
a、大腿可以是空间杆件结构，分成3～ 5段。大腿断面依选用型材不同，一般 分为矩形和三角形。 b、两大腿通过天车台、二层台及附加 杆件连成“A”字形。整个井架在地面 或接近地面水平组装，整体起放，分段 运输。
A形井架的每根大腿都是封闭的整 体结构，承载能力和稳定性较好。但因 有两腿，且腿间联系较弱，致使井架整 体稳定性不理想。
b、死绳位置一定
c、无立根
② 高度
名义高度H ——井架大腿底板表面到天车梁底面的 垂直高度。
有效高度H1 ——从钻台大梁顶面到天车梁底面的垂 直高度（工作中有效）。
③ 二层台高度h
钻台平面至二层台底面的距离—有效高度
一般有三个位置可调。
④ 二层台容量（立根盒中立根容量）
如：5”钻杆，5040米
（28米立柱，180柱）
⑤ 井架负荷，井架顶载Q顶
Q顶>Qmax（有快绳和死绳）
（3）井架类型及选择
钻井井架按整体结构型式的主要特征可分为塔形井架、 前开口井架、A形井架、桅形井架、动力井架五种类型。
① 塔型井架
——早期陆地钻机井架 特点
a、 井架本体是封闭的整体结构， 整体稳定性好，承载能力大。
原则：重心交汇原则
4.4 计算原理
基本原则： 《钢结构设计规范》 方法： 许用应力法
可靠性法
井架的设计程序和主要内容
初步设计— —基本结构图 设计程序 技术设计— —部件图，主要零件图
施工图设计— —全部图纸 主要内容：
1、拟定基本参数和结构方案
（ 1）确定计算载荷（载荷组成）
2、结构计算 （ 2）确定内力及杆件尺寸— —静力计算
多余连系数=超静定次数
力法原理 多余连系→多余未知数→已知力
超静定结构 → 静定结构
选定基本的静定结构（基本静定基）
注意两点：
①
去掉多余连系后， 系统仍为几何不变结构
a b
去交叉杆 尽可能不去弦杆
② 要考虑到计算的方便
超静定结构 → 静定结构
给定变性条件，得到补充方程（材力） 正则方程（准则方程） 断杆（杆4）
A、游动系统等重量
方向：垂直向下 作用点：平均加于井架顶部四个节点上
B、井架自重
i、静力计算 井架垂直时，每层重量平均加于上
部四个顶点（偏于安全） 起升计算时，每层重量平均加于八
个顶点。 ii、总体稳定计算 原则：稳定等效 两端铰支：自重量一半加于顶端 一端固定，一端自由：自重量1/3加于
顶端
② 大钩载荷
大 小： Qmax（Q柱） 方 向： 垂直向下 作用点：由天车位置定，也可均分于
顶节点 注意：K形井架有时前后大腿截面尺
寸不同造成载荷偏心，静力计算不易 均分，稳定计算有初弯矩。
③ 工作绳拉力 P ，P死
P A、 ≠ P死，死绳固定位置一般与快绳不
对称，其合力的作用方向往往与井架本体的
② 单面桁架（风向垂直平面）
K 2 K1
f F
φ—挡风系数
fi —桁架各构件的迎风面积之和。
F—平面桁架的外扩面积
③ 空间桁架
K3 K 2 mK 2 K 2 (1 m)
m —风压削弱系数
四面桁架，风沿对角线
K
' 3
K3
—修正ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ数，
单肢弦杆 1.1
双肢弦杆 1.2
1 11 X1 1P 0
11
6 i 1
2
N lili EFi
1P
6 i 1
N li NPili EFi
求X1
X1
1P
11
例：求图示受力结构的杆件内力，假定 各杆截面积相同。
① 确定超静定次数
i x k 3 11 6 2 2
② 选定基本静定结构 ③ 建立力法正则方程组
2111XX11
④ 桅型井架
——轻型钻机井架 车装钻机，通井机，修井机
桅形井架工作时向井口方向倾斜， 需利用绷绳保持结构的稳定性， 以充分发挥其承载能力，这是桅 形井架整体结构的重要特征。
桅形井架是单柱式井架，有整体 式和伸缩式两种。桅形井架一般 是利用液缸或绞车整体起放，整 体或分段运输。
桅形井架结构简单、轻便、承载 能力小。
(2) 刚度矩阵
单元刚度矩阵
[K ] [B]T [D][B]dV A L[B]T [D][B]d AE L[N ']T [N ']d
工作风压的修正
Kz ，K ， 的概念与选取
1）K
（风压高度变化系数）
z
标准 10米高度 K =1， f 10 1
h 10 Kz 1（一般取=1）
2）K（风载体型系数）
风压的大小与构件形状，空气流动状态有关。
① 单个构件
K K1 圆其截它面形构状件构K1件K01.6~1.13.2
⑤ 动力井架
——用于海上钻机
4.2 井架载荷
（1） 基本载荷（每种井架都要承受的载荷）
恒载
大钩载荷
工作绳拉力
风载
立根载荷
（2）特殊载荷 动力载荷 海洋
安装载荷 自起
绷绳载荷 桅架
地震载荷 震区
（1）基本载荷
① 恒载
长期作用在井架上的不变载荷，包括井 架本身的重量以及安放在其上面的各种 设备和工具，如天车、游动系统和吊钳 等。
（2）结构设计
结构设计内容
杆件截面型式选择 平面桁架结构型式选择 节点设计
① 杆件载面型式 H型钢（W型钢）
宽翼缘工字钢
② 结构设计的基本原则 a．严格控制长细比λ b．几何稳定结构
（3）节点设计
节点设计是金属结构的特殊问题
内容：画节点图
确定杆件的相互位置 节点扳机形状尺寸 焊接，焊缝计算
2）设计的不同阶段
3）计算的性质
整体稳定 动力计算 粗略
静力计算
精确
4）计算工具的先进性
静力计算的任务与分类
任务：根据计算载荷求所有的内力及支座反力
分类：
节点法
平面桁架法（适用于静定结构）手工计算 截面法
力法
手算，电算图解法
位移法
电算
平面桁架法
基本原则：将空间桁架分解为平面桁架 适用条件：静定结构
有限元 井架——空间刚架——单元 —— 力分析——强度计算
模型
离散 计算机计算
可靠性方法
(1) 基本公式
KD A
[K] ——刚度矩阵 {D}——位移向量 {A}——外载荷向量
节点位移 {δ} = [δ2j-1 δ2j δ2k-1 δ2k ]T 节点载荷 {Ｆ} = [Ｆ2j-1 Ｆ2j Ｆ2k-1 Ｆ2k ]T