起重吊装施工计算培训

112345678支架计算一、编制依据4、《工程建设安装工程起重施工规范》HG20201-2000;7、《建筑结构可靠性设计统一标准》(GB50068-2018);8、《钢结构连接节点设计手册》(第四版);1、桥梁构件的重心(1)假设钢箱梁分段最大起吊重量为G=90t,单侧腹板，腹板重量G₂=10t,去掉腹板后重量G₁=80t;(2)假设横截面宽度3m,求钢箱梁横截面的重心位置。由已知条件画受力简图，根据力矩平衡可得：按照4点吊装，横截面方向每侧2个吊点，则4个点竖直方向拉力分别为25.39t,25.39t,19.61t,19.61t;后续计算可按照最大值计算。通过求解可知，重心位于钢箱梁横截面中心偏距离选择。(1)钢箱梁分段最大起吊重量为90t;(2)吊装采用4根钢丝绳的4点吊装；(3)钢丝绳型号选择采用6×37M类1770级钢芯钢(4)钢丝绳与吊装重物水平夹角控制在60°以内。2、《建筑施工起重吊装工程安全技术规范》(JGJ三、钢丝绳选择F=G/(n×sinα)=900KN/(4×sin60°)=F:每根钢丝绳所受的拉力；G:起重设备最大吊装重力；n:使用钢丝绳的根数；α:钢丝绳与吊装重物水平夹角。P:钢丝绳计算拉力；4当利用吊索上的吊钩、卡环钩挂重物上的起重吊环时，吊索的安全系数不应小于6;当用吊索直接捆绑重物，且吊索与重物棱角间已采取妥善的保护措施时，吊索的安全系数应取6~8;当起吊重、大或精密的重物时，除应采取妥善保护措施外，吊索的安全系数应取10。KK用于滑车时：作捆绑吊索手动的机动的根据《建筑施工起重吊装工程安全技术规范》P114.3.1规定“吊索宜采用6×37型钢丝绳制作成环式或8股头式”,根据计算P=1558.8kN,参照《钢丝绳通用技术条件》附表A.66×37M型钢丝绳，选择合适的钢丝绳型号。4.3.1钢丝绳吊索应符合下列规定：1钢丝绳吊索应符合现行国家标准《一般用途钢丝绳吊索特性和技术条件》GB/T16762、插编索2吊索宜采用6×37型钢丝绳制作成环式或8股头式(图4.3.1),其长度和直径应根据吊物的几何尺寸、重量和所用的吊装工具、吊装方法确定。使用时可采用单根、双根、四根或多根6789注1:直径为5mm~7mm的钢丝绳采用钢丝股芯(WSC),破断拉力用K,来计算。表中给出钢丝绳芯(1WRC)的数据。注2:钢丝最小破断拉力总和一钢丝绳最小破断拉力×1.249(纤维芯》或1.36(钢芯)。根据《建筑施工起重吊装工程安全技术规范》附表A“吊索拉力选用规定”经过对规范数据的验算分析，计算钢丝绳拉力过程中，只按照构件重力G计算就可以，不必考虑动载系数等其他参数。附录A吊索拉力选用规定夹角α吊索拉力EF三、钢丝绳选择根据《钢丝绳通用技术条件》附表A“钢丝绳拉力选用规定”分析：规范内给出的是“最小破断拉力”不必再额外乘以换算系数。3.4.12钢丝绳的有效破断拉力为全部钢丝破断力的总和乘以换算系数K。当钢丝绳为6×19+1时，K₀=0.85;当钢丝绳为6×37+1时，K₀=0.82;当钢丝绳为6×61+1时，K₀=0.80。绳结构α钢丝的根据《钢丝绳通用技术条件》附表A“钢丝绳拉力选用规定”,钢丝绳最小破断拉力总和=钢丝绳最小破断拉力×1.249(纤维芯)或1.366(钢芯)可知：1/1.249=0.8;1/1.366=0.732。说明《钢丝绳通用技术条件》中的数据已经换算完毕，不必再乘根据钢丝绳吊装拉力F=G/(n×sina)=900KN/(4×si卸扣的工作荷载为259.8KN(25.98t),可按照此数值。89991112224554588一一一-一该尺寸的计算公式由A.1.1给出。“该尺寸的计算公式由A.1.4给出。“该尺寸的计算公式由A1.3给出。DS9111222445548588一一一一一一该尺寸的计算公式由A.2.1给出。该尺寸的计算公式由A.2.2给出。“该尺寸的计算公式由A.2.5给出。该尺寸的计算公式由A.2.4给出。四、卸扣的选择四、卸扣的选择经计算卸扣的工作荷载为25.98t根据《一般起重用D形和弓形锻造卸扣》(GB/T25854-2010)选择卸扣，选择略高于计算结果的卸扣，此次选根据规范可知，卸扣在承受2倍极限工作荷载的情况下而无永久变形，产生永久变形时，承受的工作荷载至少超过了4倍极限工作荷载，所以计算时可不考虑其他荷载系数，按照钢丝绳计算时的可在选取即可，选择时选取略高于计算数值。5机械性能卸扣验证力、极限强度等机械性能应符合表3的规定。极限工作载荷WLL/t812458取三个试样进行试验，每个试样均应能承受住2×WLL的验证力而无永久变形，即施加验证力后，试样尺寸变化不大于原始尺寸的1%。卸去验证力后，销轴拧松时应能自由转动。按11.3规定进行试验时，卸扣的极限强度应至少达到表3的规定。试验完成后，卸扣应有变形迹象。5.4疲劳试验(6级和8级)极限工作载荷小于或等于32t的卸扣，按11.4进行试验时，在通过至少2×10⁴次循环后，应仍能承受住该载荷。五、吊耳的选择(2、耳板的尺寸选择：(1)销轴孔直径d₀:根据卸扣的销轴直径确定，根据卸扣选择，销轴直径为63mm,根据现场实际施工确定销轴孔直径为70mm;(2)耳板厚度t:根据车间钢板余料数量，暂定钢板厚度为(3)两侧边缘与销轴孔净距b:(4)板边缘距销轴孔净距a:2耳板两侧宽厚比b/t不宜大于4,几何尺寸应符合下列公4耳板面外失稳在净截面抗拉强度计算中规定了有效宽度beff=2t+关文献表明，当beff≤4t时不会发生耳板面外失稳。五、吊耳的选择2耳板端部截面抗拉(劈开)强度：式中：N——杆件轴向拉力设计值(N);d₀——销轴孔径(mm);f——耳板抗拉强度设计值(N/mm²)。Z——耳板端部抗剪截面宽度(图11.6.3)(mm);五、吊耳的选择(c)(c)耳板端部受剪符合规范要求。表4.4.1钢材的设计用强度指标(N/mm²)(mm)强度强度f构钢高强度结构钢 焊缝所受的垂直力：N=N×sin600=259.8×sin600=225KN焊缝所受的水平力：N=N×cos600=259.8×cos600=129.9KN正应力(作用力垂直于焊缝长度方向):焊缝处所受水平力方向产生的弯矩：1在对接和T形连接中，垂直于轴心拉力或轴心压力的对he——对接焊缝的计算厚度(mm),连接件的较小厚度，在T形连接节点中取腹板的f:、f——对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值(N/mm²)。2在对接和T形连接中，承受弯矩和剪力共同作用的对接焊缝或对接与角接组合焊缝，其正应力和剪应力应分别进行计算。但在同时受有较大正应力和剪应力处(如梁腹板横向对接焊缝的端部)应按下式计算折算应力：五、吊耳的选择符合规范要求。符合规范要求。√o²+3r²≤1.1f.承受弯矩和剪力共同作用的焊缝应满足：(98.35²+3×31.22)1/2=112.2N/mm²<1.1f+"=1.1×250=275N/mm²符合规范要求。表4.4.5焊缝的强度指标(N/mm²)强度抗压和强度。ff半自动焊和540315六、支架计算六、支架计算每组支架采用由6根φ325×10的钢管组成，按2m(顺桥向)×(3+3)m(横桥向)布置，钢管上端焊接500×500×25的封板，封板上横桥向放置2根32b的双拼工字钢，钢管下端与混凝土基础预埋板(500×500×25)焊接。钢管间采用L125×10角钢相连接，组成框架整体；双拼工字钢焊接钢管，作为标高调整系统。角钢角钢六、支架计算钢管柱采用直径φ325mm(外径),壁厚10mm的钢管，则钢管柱内径为φ305mm,杆件计算长度1。=11m;查《钢结构设计规范》GB/T50017-2017,属于b类截面杆件。查轴心受压构件稳定系数φ=0.561;钢管的受压截面毛面钢管采用螺旋焊管，材质为Q235钢，则钢管强度设计值为：f=215MPa表4.4.1钢材的设计用强度指标(N/mm²)(mm)强度强度f压(刨高强度结构钢受拉和轴心受压构件系指截面中较厚板件的厚度；2冷弯型材和冷弯钢管，其强度设计值应按国家现行有关标准的规定采用。六、支架计算(1)支架承受最重梁段为：180T;(2)每组支架钢材总重10T;(3)施工位置人员、机具等其他荷载15T。荷载组合：1.3恒荷+1.5活荷Nmax=1.3×(180+10)+1.5×15=269.5T则中间单根立柱受力为：N=Nmax/4=269.5/4=67.4T<[N]=119.4T故支架钢管柱受力满足要求。0Yp——预应力作用的分项系数；01234567890一一一0.151一一一一U一0.3920.3480.2790.2060.1880.172一六、支架计算六、支架计算工况一：拼工字钢，受力按照简支梁进行计算。(1)受弯强度计算：单个支点集中荷载为：F=Nmax/8=269.5/8=33.7T=337KN横向分配梁弯矩为M=Fa=337×1000×0.5=168500N·m。32b工字钢截面抵抗矩查表得：726cm³o=M/W=168500/(2×726×10-6)=116×106Pa=1拼工字钢，受力按照简支梁进行计算。(1)受弯强度计算：单个支点集中荷载为：F=Nmax/8=269.5/8=33.7T=337KN横向分配梁弯矩为M=Fa=337×1000×0.5=168500N·m。32b工字钢截面抵抗矩查表得：726cm³o=M/W=168500/(2×726×10-6)=116×106Pa=1符合规范要求。(2)受剪强度计算：腹板厚度：t=1.15cmT=VS/It=337×1000/(27=5406.7N/cm²=54.07N/mm符合规范要求。N/mm²理论质量hbdtr六、支架计算翼缘板稳定计算：(b-tw)/2/t=(13腹板稳定计算：h₀/t.=(320-15×2)/11.5=25.2<(45+25a达到宽厚比等级S4级，满足要求。构件(框架翼缘b/t(腹板)间翼缘bo/t一圆钢管一(梁)翼缘b/t(腹板)间翼缘bo/t一腹板承压计算：(假设高程调节装置直径150mm)σ=F/S=337000/(150×11.5×2)=97.68N/mm²故32b工字钢受力满足要求。1S1级：可达全截面塑性，保证塑性铰具有塑性设计要求的转动能力，且在转动过程中承载力不降低，称为一级塑性截面，也可称为塑性转动截面；此时图1所示的曲线1可以表示其弯矩-曲率关系，P₂一般要求达到塑性弯矩Mp除以弹性初始刚度得到的曲率6的8倍~15倍；2S2级截面：可达全截面塑性，但由于局部屈曲，塑性铰转动能力有限，称为二级塑性截面；此时的弯矩-曲率关系见图1所示的曲线2,p1大约是p的2倍~3倍；3S3级截面：翼缘全部屈服，腹板可发展不超过1/4截面高度的塑性，称为弹塑性截面；作为梁时，其弯矩-曲率关系如图1所示的曲线3;面；作为梁时，其弯矩-曲率关系如图1所示的曲线4;5S5级截面：在边缘纤维达屈服应力前，腹板可能发生局部屈曲，称为薄壁截面；作为梁时，其弯矩-曲率关系为图1所示的曲线5。图1截面的分类及其转动能力六、支架计算4、柱脚底板选择：柱脚板尺寸采用500mm×500mm钢板；计算时柱脚板厚度时按照圆形钢板计算，直径500mm。钢板受力面积为S=π×(d/2)²=π(500/2)²=196349.54mm²;可。=N/S=674×1000/196349.54=3.433N/mm²;按照悬臂板计算：柱脚底板厚度t=(6Mm/f)1/2=(6×13142/205)1/2=19.6m。按照圆形周边支撑板计算：圆管形截面柱管内圆形底板的半径：r=325/2-10=152.5mm;柱脚底板厚度tpb=(6Mimax/f)1/2=(6×16766.13/205)1/2=22.152mm。根据计算，柱脚底板选择25mm厚Q235钢板，符合规范要求。小于20mm。r——圆管形截面柱的管内圆形底板的半径。引自《钢结构连接节点设计手册》(第四版)引自《钢结构连接节点设计手册》(第四版)P334六、支架计算(1)混凝土强度选择N=Nmax/4=269.5/4=67.4T=674KN;表4.1.4-1混凝土轴心抗压强度设计值(N/mm²)强度混凝土强度等级六、支架计算(2)混凝土受冲切承载力验算：n₁=0.4+1.2/β₅=0.4+1.2n₂=0.5+a₅h₀/4μm=0.5+40×300/(4×2513.27)=1.69(a,为中柱，取40);所以η=1;(0.7β₆f++0.250pc,m)nμmh₀=(0.7×1.0×1.1+0.25×1)×1×2513.27×36.5受冲切承载力计算6.5.1在局部荷载或集中反力作用下，不配置箍筋或弯起钢筋的板的受冲切承载力应符合下列规定(图6.5.1):公式(6.5.1-1)中的系数η,应按下列两个公式计算，并取其中较小值：式中：F₁——局部荷载设计值或集中反力设计值；板柱节点，取柱所承受的轴向压力设计值的层间差值减去柱顶冲切破坏锥体范围内板所承受的荷载设计值；当有不平衡弯矩时，应按本规范第6.5.6条的规定确定；β——截面高度影响系数：当h不大于800mm时，取β间按线性内插法取用；Crc.m——计算截面周长上两个方向混凝土有效预压应力按长度的加权平均值，其值宜控制在1.0N/mm²~3.5N/mm²范围内；所以F₁<(0.7β₆f+0.250pc,m)ημho,符合规范要求。按照混凝土基础面积为1m×1m,厚度为0.3m计算；混凝土对地面的压强为：σ=F/S=(67.4+1×1×0.3×2.5)×10/(1×1)=681.5KPa;故为了确保结构安全，地基承载力不应小于681.5KPa。Mm——计算截面的周长，取距离局部荷载或集中反力作用面积周边h。/2处板垂直截面的最不利周长；ho——截面有效高度，取两个方向配筋的截面有效高度平均值；η—