鋼結(jié)構(gòu)吊裝-吊耳的計算

1、鋼結(jié)構(gòu)施工總結(jié)鋼結(jié)構(gòu)吊裝吊耳的選擇前 言：在鋼結(jié)構(gòu)吊裝過程中，構(gòu)件吊耳的計算、制作、形式的選擇是一個很重要的環(huán)節(jié)。 在以往的工程中構(gòu)件吊裝中吊耳的制作、 選擇并沒有明確的理論依據(jù)和計算過程， 常憑借吊裝經(jīng)驗來制作吊耳， 這樣常常會出現(xiàn)大吊耳吊裝小構(gòu)件的現(xiàn)象， 造成一些人力、 物力等方面的資源浪費，而且未經(jīng)計算的吊耳也會給吊裝帶來無法預(yù)計的安全隱患。因此，通過科學(xué)計算確定吊耳的形式是保證施工安全的重要條件。由于吊耳與構(gòu)件母材連接的焊縫較短、 短距離內(nèi)多次重復(fù)焊接就會造成線能量過大，易使吊耳發(fā)生突發(fā)性脆斷。因此，吊耳與構(gòu)件連接處焊縫的形式以及強度的計算對整個吊裝過程同樣起到?jīng)Q定性作用。結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)吊

2、裝的難點、重點以及形式的差別，同時為積累經(jīng)驗，適應(yīng)鋼結(jié)構(gòu)在建筑市場的發(fā)展方向，現(xiàn)將吊耳形式的選擇、制作安裝、以及吊耳焊縫的計算做一下闡述。一、 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件吊耳的形式鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的吊耳有多種形式，構(gòu)件的重量、形狀、大小以及吊裝控制過程的不同都影響構(gòu)件吊耳的選擇。下面根據(jù)構(gòu)件在吊裝過程中的不同受力情況總結(jié)一下常用吊耳的形式：圖例 1 為方形吊耳，是鋼構(gòu)件在吊裝過程中比較常用的吊耳形式，其主要用于小構(gòu)件的垂直吊裝（包括立式和臥式）圖例 2 為 D 型吊耳，是吊耳的普遍形式，其主要用于吊裝時無側(cè)向力較大構(gòu)件的垂直吊裝。 這一吊耳形式比較普遍，在構(gòu)件吊裝過程中應(yīng)用比較廣泛。圖例 3 為可旋轉(zhuǎn)式垂直提升吊耳

3、，此吊耳的形式在國外的工程中應(yīng)用比較多，它可以使構(gòu)件在提升的過程中沿著銷軸轉(zhuǎn)動， 易于使大型構(gòu)件在提升過程中翻身、旋轉(zhuǎn)。圖例 4 為斜拉式D 型吊耳，此吊耳主要用于構(gòu)件在吊裝時垂直方向不便安裝吊耳，安裝吊耳的地方與吊車起重方向成一平面角度。圖例 5 為組合式吊耳之一，在吊裝過程中比較少見，根據(jù)其結(jié)構(gòu)和受力形式可用于超大型構(gòu)件的吊裝， 吊耳安裝方向與構(gòu)件的起重方向可成一空間角度。圖例 6 為 D型組合式吊耳，可用于超大型構(gòu)件的垂直吊裝，在 D 型吊耳的兩側(cè)設(shè)置勁板可抵抗吊裝過程中產(chǎn)生的瞬間彎距，此外勁板還可以增加吊耳與構(gòu)件的接觸面積，增加焊縫長度，增加構(gòu)件表面的受力點。減少吊裝過程中構(gòu)件表面因過

4、度應(yīng)力集中而將母材撕裂的現(xiàn)象。圖例 7 為民建鋼結(jié)構(gòu)中鋼骨柱安裝時常用的吊耳，其特點為吊耳與鋼骨柱連接耳板合二為一，快皆、方便、經(jīng)濟便于安裝和施工，是民建鋼結(jié)構(gòu)中鋼骨柱安裝時最為常見的吊耳形式之一。如下圖所示：圖例 7 為民建鋼結(jié)構(gòu)中鋼骨柱安裝時常用的吊耳，其特點為吊耳與鋼骨柱連接耳板合二為一，快皆、方便、經(jīng)濟便于安裝和施工，是民建鋼結(jié)構(gòu)中鋼骨柱安裝時最為常見的吊耳形式之一。以上吊耳形式是我在以往的施工和設(shè)計過程中總結(jié)出來的七種形式，也是鋼結(jié)構(gòu)施工中常用的幾種普遍形式。二、 吊耳的計算鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的吊耳根據(jù)它的結(jié)構(gòu)形式，（如上面圖例所示）其受力最不利截面為圖中M 截面處，在計算吊耳大小時可將重點

5、放在 M截面處。對 M截面進(jìn)行受力分析，如下：1. 對 M截面進(jìn)行抗剪計算：根據(jù)剪應(yīng)力公式：Q剪應(yīng)力f vA n有上述公式可推出面積Q: Anf vQP /( 為吊裝過程中產(chǎn)生的動荷系數(shù)，根據(jù)不同工程 的實際情況的取值范圍在 1.3 1.5之間 )QPAn maxfvf vAn 為M截面處凈截面面積吊裝耳板為手工切割 , 制作時有一定的人工損 耗計算凈截面面積 AnA( 為截面損耗系數(shù)通?？?取1.2 1.25）AnmaxAmaxa * t (a 切斷邊距， t 耳板厚度，見圖例 8)a * tP*f v *（上式中 a * t為 M截面的最大允許面積， P為構(gòu)件重量， f v為吊耳材料的抗剪

6、設(shè)計 值）2.抗拉、抗壓穩(wěn)定驗算：由 1 求出 M 截面的最大面積后，對吊耳進(jìn)行抗拉、抗壓穩(wěn)定驗算，由公式：NM xM yf y* AnxWxyWy上式中：N拉力，NP）（考慮動荷系數(shù) 整體穩(wěn)定系數(shù)，可根據(jù) GB50017 2003附錄 B查表 M x , M y x和 y方向的彎距x ,y 對主軸 x, y的截面塑性發(fā)展系數(shù)Wx ,Wy 對 x, y軸的凈截面抵抗距f y 鋼材的抗拉、壓、彎的強度設(shè)計值三、 焊縫的計算1構(gòu)件吊耳與構(gòu)件母材連接若采用坡口熔透對接焊縫，其拉、壓應(yīng)力應(yīng)分別滿足下列公式：拉應(yīng)力Nft wl w * t壓應(yīng)力Nfcwl w * t（ 1）（ 2）上面公式（ 1）和（

7、2）中 l w 為焊縫的計算長度，t 為耳板厚度 Lw=L-t2若構(gòu)件吊耳與構(gòu)件母材連接若采用角焊縫連接，應(yīng)滿足下列公式：( fNfM ) 22(N6M2 ) 2(V)2ft w2 * 0.7h f * l w2 * 0.7 * hf* l w2 * 0.7* h f* l w（公式中 Lw 為焊縫的計算長度）備注：由于吊耳與母材連接的焊縫較短、短距離內(nèi)多次重復(fù)焊接造成線能量過大，使熱影響區(qū)的溫度陡升，促使金屬金相組織發(fā)生粗大變化，金屬韌性大大降低，脆化加大，若遇微小應(yīng)力就會發(fā)生突發(fā)性脆斷。突發(fā)性脆斷是在建筑鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工中經(jīng)常發(fā)生的，這種斷裂具有十分危險的破壞力，其所造成的損害一般都是十分嚴(yán)

8、重的，所以在計算吊耳焊縫長度時取一定的安全系數(shù)（建議安全系數(shù)在大于 3.0）。四、吊耳的安裝吊裝時為了保證鋼構(gòu)件自身結(jié)構(gòu)不被破壞，（如：大跨度小節(jié)間桁架、大直徑的管構(gòu)件、大箱型構(gòu)件、大型焊接 H 型鋼梁、及有特殊造型的鋼構(gòu)件等）吊耳在安裝時要采取一定的措施來保證構(gòu)件自身的穩(wěn)定。主要注意以下幾點：1、當(dāng)直徑較大的管結(jié)構(gòu)、 截面較大的箱型構(gòu)件等， 由于其自身重量較大、 殼體本身易變形等原因， 吊耳在安裝時不可直接焊在殼體表面， 須加防護帶并在殼體內(nèi)部做防護支撐。2、大型焊接 H 型鋼梁在吊裝時，吊耳避免直接焊在構(gòu)件的上翼緣表面，以免使翼緣與腹板之間的焊縫拉裂構(gòu)件自身強度被破壞。 當(dāng)?shù)醵仨毎惭b在上翼緣表面時須在吊耳下相應(yīng)位置加上構(gòu)造加勁， 對于超大型構(gòu)件還須采取其它防護措施，如局部加強等。如下圖： （寧波斜橋吊耳加固）加固圈 t=20加固圈 t=202 45通廊下弦主梁245t=20mm對稱布置，間距在四分之一吊裝鼻子寬度處局部加強詳圖說明：吊裝鼻子設(shè)置要與鋼絲繩起吊角度相同并熔透焊接，加固板要與鋼梁及吊裝鼻子全熔透焊接，吊裝孔要設(shè)置一周50mm寬 20mm厚鋼板環(huán)