线弹性二维刚架结果首版只计算等截面固定柱脚门架；截面应力、屈曲、连接柔度和三维稳定需另行校核
CALCULATOR 78 / 84
框架结构受力与变形
针对常见单跨固定柱脚门架，采用二维平面刚架刚度法快速预估整体受力与变形。
2D PORTAL FRAME · V1.0.0
本地即时计算 · 参数不上传计算工作台
固定柱脚门架分析
- 左支座反力
- Rx -712.5 N；Ry 1,460.4 N；M 1,540.18 N·m
- 右支座反力
- Rx -2,287.5 N；Ry 3,539.6 N；M 2,840.98 N·m
- 节点 1 位移
- ux 0 mm；uy 0 mm
- 节点 2 位移
- ux 1.7605 mm；uy -0.0116 mm
- 节点 3 位移
- ux 1.7496 mm；uy -0.8111 mm
- 节点 4 位移
- ux 1.7387 mm；uy -0.0281 mm
- 节点 5 位移
- ux 0 mm；uy 0 mm
计算关系
二维框架单元同时考虑轴向EA/L和弯曲EI。
组装整体刚度方程：K·u = F。
由节点位移回代单元杆端力和固定端反力。
适用范围与假设
单跨等截面平面门架，两柱脚完全固定，梁柱连接刚接。
材料线弹性、小变形，不考虑剪切变形、初始缺陷和二阶效应。
先确认计算边界
- 截面积控制轴向变形，惯性矩控制平面内弯曲变形。
- 结果不等于完整机架校核，仍需检查应力、局部屈曲和连接。
- 多跨、斜撑、非刚接和三维框架应使用通用结构分析软件。
公式和单位换算均在浏览器完成，不向服务器提交输入参数。
理论知识
框架结构受力与变形：从公式结果回到工程判断
针对常见单跨固定柱脚门架，采用二维平面刚架刚度法快速预估整体受力与变形。 下方内容用于帮助工程师回顾模型、准备参数、理解趋势并识别首版计算不能覆盖的边界。
01 · 模型与口径
先确认公式在计算链中的位置
针对常见单跨固定柱脚门架，采用二维平面刚架刚度法快速预估整体受力与变形。
| 序号 | 关系式或判定 | 使用位置 |
|---|---|---|
| 01 | 二维框架单元同时考虑轴向EA/L和弯曲EI。 | 建立主结果 |
| 02 | 组装整体刚度方程：K·u = F。 | 中间量与修正 |
| 03 | 由节点位移回代单元杆端力和固定端反力。 | 输出或边界校核 |
02 · 参数准备
把输入值整理成可追溯的工程数据
零件、介质或设备参数应来自与候选规格一致的样本、标准或实测工况。参数越多，越需要保留单位、版本、温度和数据来源。
| 参数组 | 需要确认的内容 | 工程使用提醒 |
|---|---|---|
| 截面参数 | 面积 A、惯性矩 I、截面模量 W、回转半径 i | 方向必须与实际受力轴一致，型材优先用厂家数据 |
| 材料参数 | E、G、屈服强度、抗拉强度、疲劳数据 | 牌号、热处理、焊接和温度会改变可用参数 |
| 载荷组合 | 静载、惯性、冲击、偏心、预紧和循环载荷 | 同时检查强度、刚度、稳定和疲劳，而非只看一个结果 |
| 边界与连接 | 支撑、固定、接触、焊缝、螺栓和装配间隙 | 边界刚度对反力和变形可能具有决定性影响 |
03 · 特征关系
读取趋势比记住单个结果更重要
计算结果描述理想模型中的主关系。实际部件还存在制造公差、装配偏差、摩擦、刚度、冲击和环境修正，应把结果作为候选规格的起点而不是最终型号。
04 · 计算顺序
按中间量逐步复核，避免只看最终数字
- 步骤 1：二维框架单元同时考虑轴向EA/L和弯曲EI。
- 步骤 2：组装整体刚度方程：K·u = F。
- 步骤 3：由节点位移回代单元杆端力和固定端反力。
05 · 适用边界
模型通过不等于工程风险已经关闭
- 单跨等截面平面门架，两柱脚完全固定，梁柱连接刚接。
- 材料线弹性、小变形，不考虑剪切变形、初始缺陷和二阶效应。
假设不成立时，应更换模型、分段计算、引入厂家曲线或使用仿真与试验复核。
06 · 执行检查
把计算结果转换成下一步选型动作
- 截面积控制轴向变形，惯性矩控制平面内弯曲变形。
- 结果不等于完整机架校核，仍需检查应力、局部屈曲和连接。
- 多跨、斜撑、非刚接和三维框架应使用通用结构分析软件。