支柱负载计算
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单体支柱的强度、支护密度计算、高度选择一、单体支柱实际支撑能力采用下列公式计算。
1、单体支柱工作阻力R K K K K K R a h b z g t ⋅⋅⋅⋅⋅=式中:R ——支柱额定工作阻力,kN ;K ——支柱阻力影响系数,可以从支柱阻力影响系数表中查得。
附:支架阻力影响系数表支柱阻力影响系数表2、合理支护强度的计算k h P ⨯⨯=γt式中:t P ——合理的支护强度,kN/m 2;h ——巷高,m ;γ——容重,kN/m 3,一般可取25kN/m 3;k ——单体支柱支护的上覆岩层垮落带与巷高之比,一般为4~8, 应根据具体情况合理选取。
(1)支护密度采用下列公式进行计算:t t R P n /=式中:n ——支护密度,根/m 2; R t ——支柱实际支撑能力,kN/根。
(2)根据合理的支护密度,确定排距、柱距。
(3)柱鞋直径的计算:柱鞋一般选用圆形铁鞋。
根据支柱对底板的压强应小于底板容许比压的原则,采用下式计算铁鞋的直径。
QR tπφ1020≥ 式中:φ——铁鞋的直径,mm ;Q ——底板比压,同煤层实测,MPa 。
3、单体柱支护强度的验算 (1)直接顶单位面积的压力为:h k Q z γ=式中:Q z ——直接顶单位面积最大压力,kN/m 2; k ——载荷不均匀系数,一般取1.1~1.2; γ ——顶板岩石容重,kN/m 3; h ——直接顶厚度,m 。
(2)单体柱额定支护强度:S F P /max =式中:P max ——单体柱额定支护强度,N/m 2; F ——单体柱额定工作阻力,MPa ; S ——单体柱有效支护面积,m 2。
由上述计算可知,验证所选单体柱支护强度是否P max ≥ Q z ,能否满足要求。
二、单体柱高度选择最大支撑高度应小于支柱设计最大高度的0.1m ,最小支撑高度应大于支柱设计最小高度的0.2m。
结论:所选单体支柱是否满足开采的支护要求。
光伏桩立柱承载力计算公式光伏发电是一种利用太阳能进行发电的新型能源技术,其具有环保、可再生等优点,因此受到了广泛的关注和应用。
在光伏发电系统中,光伏桩立柱是支撑光伏板的重要组成部分,其承载力的计算是光伏发电系统设计中的重要内容之一。
本文将介绍光伏桩立柱承载力的计算公式及其相关内容。
首先,我们需要了解光伏桩立柱的承载力计算公式。
光伏桩立柱的承载力计算公式一般可以采用以下公式进行计算:P = A ×σ×γ。
其中,P为光伏桩立柱的承载力,单位为千牛顿(kN);A为光伏桩立柱的截面积,单位为平方米(m²);σ为光伏桩立柱的抗压强度,单位为兆帕(MPa);γ为土的重度,单位为千克每立方米(kg/m³)。
在使用该计算公式时,需要根据具体的工程情况确定光伏桩立柱的截面积、抗压强度和土的重度,并进行相应的单位转换,然后代入公式进行计算,即可得到光伏桩立柱的承载力。
在进行光伏桩立柱承载力的计算时,需要考虑以下几个方面的因素:1. 光伏桩立柱的截面积,光伏桩立柱的截面积是指光伏桩立柱横截面的面积,一般可以通过测量或计算得到。
在进行承载力计算时,需要准确地确定光伏桩立柱的截面积,以保证计算结果的准确性。
2. 光伏桩立柱的抗压强度,光伏桩立柱的抗压强度是指光伏桩立柱能够承受的最大压力,一般可以通过实验或计算得到。
在进行承载力计算时,需要准确地确定光伏桩立柱的抗压强度,以保证光伏桩立柱能够承受所受力的作用。
3. 土的重度,土的重度是指土的单位体积质量,一般可以通过实验或测量得到。
在进行承载力计算时,需要准确地确定土的重度,以保证计算结果的准确性。
除了上述因素外,光伏桩立柱的承载力计算还需要考虑光伏板的重量、风载、地震等外部因素的作用,以保证光伏桩立柱在实际工程中能够正常地承载光伏板的重量,并具有一定的安全性。
在进行光伏桩立柱承载力计算时,还需要对计算结果进行合理的校核和验证,以保证计算结果的准确性和可靠性。
单体液压支柱的选型计算解读一、液压支柱的基本原理液压支柱是一种由液压缸、液压泵站、控制阀门等部件组成的液压系统,通过液压油的压力来实现支柱的伸缩和固定。
液压支柱具有负荷能力大、稳定性好、调节方便等特点,广泛应用于机床、压力机、起重设备等各种工程领域。
二、选型计算的主要内容及步骤1.了解工程需求:包括支柱应用的工况、工作负荷、工作现场环境等。
2.确定支柱材质:支柱材质选择应根据负荷特点和工作环境来确定,常用的材质有高碳钢、合金钢等。
3.计算支柱的额定负荷:根据工作负荷以及支柱的工作长度、挤压长度等参数,计算出支柱的额定负荷。
4.计算支柱的工作行程:根据工程需求和设计参数,计算出支柱的工作行程,即支柱的最大伸缩距离。
5.确定液压油缸的规格:根据额定负荷和工作行程,结合液压油缸的额定工作压力、有效面积等参数,确定合适的液压油缸规格。
6.确定液压泵站的规格:根据液压油缸的工作压力和油缸的速度要求,计算出液压泵站的流量和功率,进而选取适合的液压泵站。
7.设计液压管路:根据液压系统的动态和静态特性,选择合适的液压管路结构和布局,以保证系统的正常运行。
三、选型计算结果的解读在选型计算之后,需要对计算结果进行解读,判断所选液压支柱是否符合工程需求。
1.额定负荷:计算结果中的额定负荷应与工作负荷相匹配,满足负荷特点和工作环境的要求。
2.工作行程:计算结果中的工作行程应满足工程需求中的最大伸缩距离,以保证支柱能够满足工作要求。
3.液压油缸规格:根据计算结果中的液压油缸规格,核实其是否与实际选择的油缸规格一致,以确保液压油缸能够承受额定负荷。
4.液压泵站规格:核实计算结果中的液压泵站流量和功率是否符合实际要求,以确保液压泵站能够提供足够的液压动力。
5.液压管路设计:根据计算结果中的液压管路设计,核实其是否满足系统的动态和静态特性要求,以确保液压管路能够正常运行。
综上所述,选型计算是根据工程需求和设计参数,计算出适合的液压支柱规格和参数的过程。
桥架制作公式桥架是一种常见的建筑结构,用于支撑桥梁、建筑物、管道等。
桥架制作需要掌握一定的公式,以确保其稳定性和安全性。
本文将介绍桥架制作的公式及其应用。
一、桥架的基本构成桥架由支柱、横梁、斜撑和连接件组成。
支柱是桥架的主要承重部件,一般采用钢管或钢板制成。
横梁是连接支柱的横向构件,一般采用钢管或钢梁制成。
斜撑是连接支柱和横梁的斜向构件,一般采用钢管或钢板制成。
连接件是连接各个构件的零部件,一般采用螺栓、焊接或卡口连接。
二、桥架的设计要求桥架的设计要求包括承载力、刚度、稳定性和耐久性等。
其中,承载力是指桥架能够承受的最大荷载;刚度是指桥架的变形量与荷载之间的关系;稳定性是指桥架在荷载作用下不发生倾覆或失稳;耐久性是指桥架在长期使用过程中不受环境因素的影响,保持结构稳定。
三、桥架制作公式1. 支柱的承载力计算公式支柱的承载力计算公式为:P=σA其中,P为支柱的承载力,单位为kN;σ为支柱的材料屈服强度,单位为MPa;A为支柱的截面面积,单位为平方米。
2. 横梁的弯曲刚度计算公式横梁的弯曲刚度计算公式为:EI=FL^3/48δ其中,EI为横梁的弯曲刚度,单位为N·m^2;F为横梁的荷载,单位为N;L为横梁的长度,单位为米;δ为横梁的最大弯曲量,单位为米。
3. 斜撑的稳定性计算公式斜撑的稳定性计算公式为:Pcr=π^2EI/L^2其中,Pcr为斜撑的临界压力,单位为N;E为斜撑的杨氏模量,单位为N/m^2;I为斜撑的截面惯性矩,单位为m^4;L为斜撑的长度,单位为米。
4. 桥架的自重计算公式桥架的自重计算公式为:G=γV其中,G为桥架的自重,单位为N;γ为材料的密度,单位为kg/m^3;V为桥架的体积,单位为立方米。
5. 桥架的荷载计算公式桥架的荷载计算公式为:Q=P+G其中,Q为桥架的荷载,单位为N;P为施加在桥架上的外部荷载,单位为N;G为桥架的自重,单位为N。
四、桥架制作的注意事项1. 桥架的材料应符合国家标准和规范要求,具有足够的强度和韧性。
单体液压支柱压力计算引言在机械设备中,液压支柱是一种常见的装置,用于提供支持和稳定性。
计算液压支柱的压力是设计过程中的重要一步,可以帮助工程师确认支柱是否能够承受所需的载荷。
本文将介绍单体液压支柱压力的计算方法。
液压支柱的基本原理液压支柱是一种使用液体力学原理来传输力的装置。
它由两个主要部分组成:液体供应系统和活塞。
液体供应系统包括液体储存器、液压泵、压力控制阀等组件,用于供应液体并控制液体的压力。
活塞是一个圆柱形的装置,通过液体的推动来承受和传递力。
单体液压支柱压力的计算公式要计算单体液压支柱的压力,首先需要确定支柱的工作载荷、活塞面积和液压系统的压力。
以下是计算液压支柱压力的公式:P = F / A其中,P表示液压支柱的压力,F表示工作载荷,A表示活塞的面积。
这个公式基于液体力学定律,液体产生的压力与受力面积成正比。
液压支柱的压力计算示例假设有一个单体液压支柱,工作载荷为5000N,活塞的直径为50mm。
首先需要将直径转换为面积,使用以下公式:A = π * (d/2)^2其中,A表示活塞的面积,d表示活塞的直径。
将直径的值带入公式计算,可以得到:A = π * (50/2)^2 = 1963.5mm^2接下来,将工作载荷和活塞面积的值带入液压支柱压力的计算公式,可以得到:P = 5000N / 1963.5mm^2 ≈ 2.54N/mm^2因此,这个单体液压支柱的压力约为2.54N/mm^2。
结论液压支柱的压力计算是机械设计中的重要一环。
通过计算液压支柱的压力,工程师可以确认支柱是否能够承受所需的载荷。
本文介绍了单体液压支柱压力的计算方法,并给出了一个实际的计算示例。
希望这些信息对于需要进行液压支柱设计的工程师们有所帮助。
注:本文中的压力单位使用了N/mm^2,也可以使用其他压力单位,如Pa、kPa等,根据实际需求进行转换。
单体支柱的强度、支护密度计算、高度选择一、单体支柱实际支撑能力采用下列公式计算。
1、单体支柱工作阻力R K K K K K R a h b z g t ⋅⋅⋅⋅⋅=式中:R -—支柱额定工作阻力,kN ;K ——支柱阻力影响系数,可以从支柱阻力影响系数表中查得. 附:支架阻力影响系数表支柱阻力影响系数表2、合理支护强度的计算k h P ⨯⨯=γt式中:t P --合理的支护强度,kN/m 2;h -—巷高,m ;γ--容重,kN/m 3,一般可取25kN/m 3;k —-单体支柱支护的上覆岩层垮落带与巷高之比,一般为4~8, 应根据具体情况合理选取. (1)支护密度采用下列公式进行计算:t t R P n /=式中:n ——支护密度,根/m 2; R t —-支柱实际支撑能力,kN/根。
(2)根据合理的支护密度,确定排距、柱距。
(3)柱鞋直径的计算:柱鞋一般选用圆形铁鞋。
根据支柱对底板的压强应小于底板容许比压的原则,采用下式计算铁鞋的直径。
QR tπφ1020≥ 式中:φ——铁鞋的直径,mm;Q -—底板比压,同煤层实测,MPa 。
3、单体柱支护强度的验算 (1)直接顶单位面积的压力为:h k Q z γ=式中:Q z ——直接顶单位面积最大压力,kN/m 2; k —-载荷不均匀系数,一般取1。
1~1.2; γ ——顶板岩石容重,kN/m 3; h --直接顶厚度,m. (2)单体柱额定支护强度:S F P /max =式中:P max ——单体柱额定支护强度,N/m 2; F -—单体柱额定工作阻力,MPa ; S —-单体柱有效支护面积,m 2。
由上述计算可知,验证所选单体柱支护强度是否P max ≥ Q z ,能否满足要求。
二、单体柱高度选择最大支撑高度应小于支柱设计最大高度的0.1m ,最小支撑高度应大于支柱设计最小高度的0。
2m。
结论:所选单体支柱是否满足开采的支护要求。
单柱负载面积计算公式
当我们需要计算单柱的负载面积时,我们可以使用以下公式来进行计算:
负载面积 = 底面积 × 高度
在这个公式中,底面积指的是柱子底部的面积,而高度则是柱子的高度。
为了更好地理解这个公式,让我们用一个真实的例子来说明。
假设我们有一个圆柱形的支柱,底部的半径为3米,高度为5米。
我们想要计算这个支柱的负载面积。
我们需要计算底面积。
对于圆柱形的底面积,我们可以使用下面的公式:
底面积= π × 半径²
在这个例子中,半径为3米,那么底面积就可以计算为:
底面积 = 3.14 × 3² = 28.26 平方米
接下来,我们需要计算高度。
在这个例子中,支柱的高度为5米,所以高度为:
高度 = 5 米
我们将底面积和高度代入负载面积的公式中进行计算:
负载面积 = 28.26 平方米 × 5 米 = 141.3 立方米
因此,这个圆柱形支柱的负载面积为141.3 立方米。
通过使用单柱负载面积计算公式,我们可以方便地计算出柱子的负载面积。
这对于设计建筑物或者进行工程计算非常有帮助。
希望这个公式对你有所帮助!。
1 设计原始题目
1.1 具体题目
结合使用环境进行支柱材质选择,结合悬挂结构进行支柱高度计算,结合使用位置及悬挂要求进行容量计算,根据要求选择支柱型号,并根据地质条件设计基础。
本题主要说明锚柱的选择要求。
1.2 题目分析
设锚柱使用环境为多雨南方,若选择钢柱则受环境影响腐蚀较快,投资较大。
因此选用钢筋混凝土支柱。
对支柱进行校验主要是计算负载,支柱的负载是支柱在工作状态下所承受的垂直负载和水平负载的统称。
支柱负载越大,支柱基底面处所承受的弯矩也越大。
支柱的负载计算,就是计算基底面处可能出现的最大弯矩值,其目的是根据计算结果来选择适当容量的支柱。
支柱的最大弯矩,除了与支柱所在位置、支柱类型、接触悬挂类型、线索悬挂高度、支柱跨距及支柱侧面限界有关外,还与计算气象条件有直接关系。
最大弯矩可能出现在最大风速、最大附加负载(覆冰)或最低温度的时候。
在计算最大弯矩时,一般应对三种气象条件进行计算,取其中最大值作为选择支柱容量的依据。
一般来说,支柱的最大计算弯矩多发生在最大风速及最大冰负载时。
本文取最大风速时作为选择依据。
进行支柱负载计算时,应根据支柱悬挂类型,按垂直负载和水平负载分别计算。
垂直负载的计算应包括悬挂结构自重负载,链形悬挂的自重和覆冰的负载;水平负载的计算应包括支柱本身的风负载,线索传给支柱的风负载,接触线之字值形成的水平力,下锚分力。
计算完成后,对比支柱负载与所选支柱的容量,看支柱所承受的负载是否超过其容量,如未超过,说明支柱符合使用条件;如超过,说明支柱不符合使用条件,需另行选择合适的支柱。
2 设计课题的计算与分析
2.1 原始参数以及分析
锚柱选择钢筋混凝土柱,支柱型号为3
2.9250
-60H ,跨距为50m 。
接触线选择215
100
GLCA
,承力索选择70-JT 。
计算接触线最大风负载,承力索最大风负载以及支柱的风负载的原始数据如表1所示,接触线之字力,下锚分力的原始数据如表2所示。
表1风速不均匀系数
计算风速(m/s ) 20以下 20~30 31~35 35以上 风速不均匀系数a
1.00
0.85
0.75
0.70
表2钢筋混凝土支柱的型号和规格表
l mm a mm b mm c mm d mm e mm h1 mm h2 mm h3 mm h4 mm 重量kg
适用范围
3
8.778H
+ 11.7 413 705 213 291 900 100 200 — — 1730
支
柱
3
8.278H
+ 11.2 425 705 217 291 400 100 200 — — 1620 39.2250-60H
+ 12.2 400 705 210 291 1400 600 700 150 **** **** 锚柱
3
8.7250-60H
+
1.7
413
705 213 291
900
600
700
150
1450 1730
2.2 相关参数的确定和计算
2.2.1 各力臂值的确定
设轨平面与水平面相平,则接触网结构高度h=1.1mm ;导高H j =6.3m ;H c =8m ,由支柱型号可知其露出地面的高度H=9.2m 。
由表2可查得型号为3
2.9250
-60H
+的支柱a=400mm ,拉杆长度为1600mm ,则支柱的
侧面限界C x =1600+400×0.5=1800mm 。
2.2.2 垂直负载计算
对支柱的受力进行分析,如图2.1示
x
图2.1支柱的受力分析
(1) 链形悬挂的自重负载g Q ,包括承力索及接触线的重量;在覆冰时,还应包括覆冰负载,即
l ng l nq 0b 0g +=Q
上式中()(kN/m)103.1410g -49H b b0⨯=⨯+⋅⋅=-g d b b γπ;n 为悬挂数目,取1;q 0为链形悬挂单位长度自重负载,取1.54(kg/m);l 为跨距长度,取50;得出Q g =0.093kN 。
(2)悬挂结构的自重负载0Q ,包括支持装置、定位装置、绝缘部件及其他相应悬挂零件的重量,在覆冰时,还应包括覆冰负载,即
()kN 65.00=Q
2.2.3 水平负载计算
(1)接触线的风负载j P
l d 10615.026-j ⋅⋅⋅⋅⨯=V K P α
其中K 为风负载体型系数,取1.25;α为风速不均匀系数,取0.85;V 为设计计算风速,取25m/s ;l 为跨距长度,取50m ;d 为线索直径,取0.5(A+B)=18mm ,得P j =0.37kg/m 。
(2)承力索的风负载c P
l d 10615.026-c ⋅⋅⋅⋅⨯=V K P α
其中K 为风负载体型系数,取1.25;α为风速不均匀系数,取0.85;V 为设计计算风速,取25m/s ;l 为跨距长度,取50m ;d 为线索直径,取0.5(A+B)=11mm ,得P c =0.22kg/m 。
(3)支柱本身的风负载0P
F V K P ⋅⋅⨯=23-010615.0
其中可查得,支柱的受风面积F 为2.11m 2,风负载体型系数K 为1.4,V 为25m/s ,求得0P =1.135kN 。
(4)之字力形成的水平分力(如图2.2示)
(kN)324.0500.15274l a 4j j ±=⋅⋅±=⋅
±=T P Z (kN)189.050
0.15
213l a 3c c ±=⋅⋅±=⋅±=T P Z
图2.2接触线之字形布置
(5)坠砣传递的拉力(如图2.3示)
3.924(kN)
29.81825j =⨯⨯⨯=坠P (kN)886.5381.9825c =⨯⨯⨯=坠P
图2.3坠砣拉力示意图
(6)下锚分力(设为异侧下锚)
()
l /2.05.0x M -+⋅=A C T P
其中C x 为侧面限界;取1800mm ;A 为锚柱地面处宽度,取600mm ;求得P M =0.76kN 。
2.2 锚柱负载计算及校验
合力力矩之和即为所计算的支柱负载,即 (1)垂直线路的力矩和
()
()()1.1212j c 0c c c j j j x 0g 0-+++++++⎪⎭⎫ ⎝
⎛
+=H P H P H P H P P H P P C Q Q M 之之
=(0.093+0.65/2) 1.8+(0.37+0.324)6.3+(0.22+0.189)8
+1.135×9.2/2+0.22×9.2+0.37(9.2-1.1) =15.02(kN·m)
(2)顺线路方向的力矩和
()H P H P H P M M c j 1.1++-=坠坠
= 3.934×8.1+5.886×9.2+0.76×9.2
=93(kN·m)
对比支柱负载与所选支柱的容量,得出支柱所承受的负载未超过所选支柱的容量,说明支柱符合使用条件。
3 设计评价
对支柱进行校验主要是计算负载,支柱的负载是支柱在工作状态下所承受的垂直负载和水平负载的统称。
支柱负载越大,支柱基底面处所承受的弯矩也越大。
支柱的负载计算,其目的是根据计算结果来选择适当容量的支柱。
一般支柱的容量的大小,是指承受能力的大小,它取决于支柱的自身结构。
由于中间柱、转换柱及锚柱等由于悬挂的数目不一样,受力条件也不尽相同,因此,支柱负载的计算和校验也是不相同的。
各种支柱的负载除了与悬挂条件有关外,还受气象条件的影响。
在选择和校验之前对不同类型的支柱应经计算确定其负载。
最后对比支柱负载和所选支柱容量,检验支柱是否符合使用条件。
参考文献
[1]于万聚.高速电气化铁路接触网[M].成都:西南交通大学出版社,2003.
[2]铁道部电气化工程局电气化勘测设计院.电气化铁道设计手册:接触网[M].北京:中国铁道出版
社,1988.
[3]铁道部电气化工程局第一工程处编.电气化铁道施工手册:接触网[M].北京:中国铁道出版社,1988.。