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租赁LED显示屏与雷亚架配重设计分析

2018-03-21 10:02    yuhao    阅读 6492

雷亚架作为演出设备行业中最为常用与专业的架体之一,应用十分广泛,然而应用中由于设备需求、效果表现等因素,雷亚架经常处于承载重量分布极其不平均的状态,而且大部分设备处于架体中上部分施工,造成严重的头重脚轻状态。如不采取有效安全手段,架体受到外力、风、地面沉降或施工垂直精度等问题影响出现重心向架体外侧偏移,将会大大影响架体安全性,造成倾倒事故。解决重心问题最简单有效的方法就是配重,下面就介绍一下本人计算配重的简单方法,并不严谨,只求保障安全,仅供参考。



雷亚架负载一般集中于观众侧,而且悬挂的灯具等负载重心都比较准确的在灯钩的中心上,所以一般情况下把负载的重心简单定义在观众侧第一排雷亚立柱的中心位置。


保障架体稳固的整体理想重心位置一般定义为整个架体厚度的中心位置,如图上所示。

常见配重以金属、铅坨配重、水箱水袋水坨、其他设备、设备附属等方式,一般难以将配重点设置到最后一排立柱上,常见方式是配重于最后两排立柱的中,加设平面或支撑方便配重材料堆放,所以一般把配重重心设为最后两排架体立柱的中心位置。


以图上所示按标准中心距2M的雷亚架为例,负载重心到理想重心的距离为3M,配重重心到理想重心的距离为2M,按基础的物力定律杠杆原理,两侧力与力臂的乘积相同就能平衡, 配重*2M=负载*3M 配重=负载*1.5 也就是配重为所有负载的1.5倍。

同理按下图所示配重应为负载的2倍



简单来说配重与负载的倍数关系就是重心点间距的倍数关系。

实际演出操作中雷亚架后台区的背架并没有实际的功能性,而雷亚的安装与运输远远没有配重材料安装与运输便捷,所以实际操作也允许以下的操作方式。



简单计算配重的方法是第一种方法的基础上加上一个配重量。

增加配重量的计算方式为 配重增加量为理想重心两侧减少架体重量的差值,基本可以忽略位置对于计算的影响,但是要注意的是架体每阶减少幅度要平均,每阶的减少量不宜过大,每个厂家生产的架体强度与材质不同能决定每阶减少量对整体影响的幅度,以常见架体经验而论最高每阶不超过4米。


在说一下架体厚度对稳定性的影响,架体重心不是一成不变的,收到风力或设备运动等因素的影响,架体的重心会不断变化,架体重心变化幅度越小,重心越低则稳定性越好,从杠杆原理上看,力臂越长,也就是负载与配重重心的距离越大,负载的变化对重心变化的影响就越小,也就是架体厚度越大重心受负载变化的影响越小,就是所谓的底盘越大越稳。


在架体施工良好没有超过架体负载的情况下发生的安全事故中,绝大多数事故都是风力对架体的影响居多,特备是架体中安装了大型景片,LED屏幕等风阻大的设备的时候,接下来我就简单说一下如何用配重的调整尽量降低风力对架体安全的影响。

受到风力较大影响一般为安装在架体上的大型平面体,如LED大屏幕、投影幕、喷绘、景片等,下面就以此情况为例简单分析。



第一种方式,风从正面吹来向平面体施力,以上图方式,其中的受力关系如下图所示。



从中单独提取受力关系分析



威胁架体安全的风作用于架体重力的大小为

正向风力分量×正向力臂 其中正向风力分量等于 正向风力×COS a

等于 正向风力×COS a×正向力臂


再来看看背侧受风力影响的情况



再来比较两种受力方式



比较发现谁然正向风力被部分转移力量减弱,但是力臂较长 逆向风力臂的大小等于正向风力臂×COS a 计算发现在中心配重的方式下 相同风力对架体的影响与风的方向无关

减小风力影响从力臂下手是最方便的方式


一、 降低受力面高度

证明了风力对架体影响不受风向影响我就用更直观的逆向风方式说明降低受力面高度对受力的影响


明显可以看出降低受力面高度可以减小风力的力臂长度,也就是说同样风力的情况下,受力面距离地面越近架体就越稳固。


二、增加配重调整重心

此方法适合于环境受季风影响,风向稳定的情况




正向受风力影响情况于架体前部添加配重使重心前移不但增加重力同时力臂增长能更大应对风力影响。



同理逆向风也可以添加配重的方式使得抗风能力增加。

以上方法只适用于风向稳定情况,风向不稳定就需要


三、 增加架体厚度




增加架体厚度可以在不改变重心中心位置的情况下增长重力力臂的长度达到同时增加两方向抗风能力的目的。

现场环境所限无法增加架体厚度改如何


四、增加整体配重

无法改变力臂长度的情况下要增加稳定度就要整体增加架体配重,保证重心剧中的情况下增加重力一样可以增加稳定度,同时配重会使得整体重心降低,更加有利于架体稳定。

总的来说,受风力影响设备安装高度越低,架体厚度越大,加之合理的配重将会最大限度提高雷亚架的安全性,但是以上理论都是基于把雷亚架看做一个统一稳定的整体来考虑的,所以施工中绝对不能省略斜拉杆的安装,斜拉杆对雷亚架的整体性起着至关重要的作用,另外收到风等外力影响会改变架体的负重状态,挑选优质的雷亚架体保证有足够的承载余量才能提供更大的安全系数,同时优质的架体安装精度更高,自身受力弹性形变更小,这些才是保证安全的根本。



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