关于抱箍式吊耳的设计制作及验算
- 格式:doc
- 大小:17.00 KB
- 文档页数:4
吊耳的选用及受力计算吊耳是一种常见的连接元件,用于将两个物体连接在一起,并且可以承受受力。
在选用吊耳时,需要考虑吊耳的材料、尺寸、受力方式等因素,并且进行受力计算,以确保吊耳的安全可靠性。
下面将详细介绍吊耳的选用及受力计算。
一、吊耳的选用1.材料选择:吊耳通常采用金属材料制作,如钢、铁、铝等。
在选择材料时,需要考虑吊耳所处的工作环境条件,如温度、湿度、腐蚀性等。
一般情况下,钢材是一种常用的选择,因为它具有良好的强度、韧性和耐腐蚀性。
2.尺寸选择:吊耳的尺寸应根据所需承受的受力和连接物体的尺寸来确定。
通常,吊耳的宽度和厚度应满足强度要求,长度应足够长使得吊耳能够正常连接并传递力的作用。
3.结构设计:吊耳的结构设计应能够满足连接的要求,并且具有良好的刚度和强度。
一般情况下,吊耳可以是一个带孔的板材,也可以是一个环形的结构,取决于具体的应用场景。
二、吊耳的受力计算吊耳主要承受两种受力:剪切力和拉力。
在进行吊耳的受力计算时,需要考虑以下几个因素:1.剪切力计算:剪切力是指吊耳连接物体时所受到的垂直于连接方向的力。
剪切力的大小取决于连接物体的重量和斜面角度等因素。
为了确保吊耳的安全可靠性,剪切力计算应该考虑吊耳的强度和剪切应力。
剪切力的计算公式为:剪切力=物体的重力×斜面角度剪切应力=剪切力/吊耳的截面积2.拉力计算:拉力是指吊耳所受到的沿连接方向的力。
拉力的大小主要取决于连接物体的重量和斜面角度等因素。
为了确保吊耳的安全可靠性,拉力计算应该考虑吊耳的强度和拉伸应力。
拉力的计算公式为:拉力 = 物体的重力× sin(斜面角度)拉伸应力=拉力/吊耳的截面积3.安全系数:在进行吊耳的受力计算时,需要考虑相关的安全因素。
通常情况下,可以使用安全系数来确定吊耳的强度,以确保吊耳在受力状态下不会发生破坏。
安全系数的计算公式为:安全系数=吊耳的破坏强度/吊耳所受到的力根据实际情况,选择合适的安全系数,一般建议使用1.5以上的安全系数。
盖梁抱箍施工法的设计及检算——抱箍法在天生河大桥的施工江珠高速公路项目经理部郭刚军摘要:在建筑施工行业里,尤其桥梁施工方面,地形、地质较差时桥的桥墩、盖梁采用抱箍施工较多,但抱箍施工的安全性、可靠性最重要。
体现在抱箍施工的设计、检算和加固。
现结合江珠高速公路天生河大桥盖梁施工,谈一下抱箍施工的设计、检算及加固。
关键词:抱箍设计抱箍受力验算加固1 工程概况天生河大桥跨越天生河水道和通道,为21—20m大桥。
桥址处鱼塘遍布,地形平坦,地势较低,属河口冲积平原区,线路与河流正交。
上部结构采用20m预应力砼宽幅空心板,先简支后桥面连续方案;下部构造为全幅宽整体三柱墩、坐板式桥台,桩基础。
盖梁长25.7m,高1.5m,宽1.6m。
由于现场地形、地质情况的限制,其盖梁施工采用抱箍法施工最为合理。
2 计检算说明盖梁抱箍施工图如下:立面图纵横梁顶平面图侧面图2.1设计计算原则2.1.1在满足结构受力情况下考虑挠度变形控制。
2.1.2综合考虑结构的安全性。
2.1.3采取比较符合实际的力学模型。
2.1.3尽量采用已有的构件和已经使用过的支撑方法。
2.2对部分结构的不均布,不对称性采用较大的均布荷载。
2.3本计算未扣除墩柱承担的盖梁砼重量。
以做安全储备。
2.4抱箍加工完成实施前,必须先进行压力试验,变形满足要求后方可使用。
3 横梁计算采用间距0.3m 的16cm ×14cm 的方木作横梁,横梁长2.5m ,共布设横梁86个。
盖梁悬出端底模下设特制三角支架,每个重约10kN 。
3.1荷载计算3.1.1盖梁砼自重:G 1=60m 3×26kN/m 3=1560kN3.1.2模板钢摸自重:G 2=186kN (根据模板设计资料) 3.1.3侧模支撑自重:G 3=15kN 3.1.4三角支架自重:G 4=10kN 3.1.5施工荷载与其它荷载:G 5=25kN横梁上的总荷载:G H =G 1+G 2+G 3+G 4+G 5=1560+185+15+10+25=1795kN q H =1795/25.7=70kN/m横梁采用间距0.3m 的方木,则作用在单根横梁上的荷载 G H ’=70×0.3=21kN作用在横梁上的均布荷载为:q H ’= G H ’/l H =21/1.6=14kN/m(式中:l H 为横梁受荷段长度,为1.6m)3.2力学模型 如图2-2所示。
吊耳计算及说明:〔体育馆〕1、主梁共设置四个吊耳,布置见,吊耳规格为—30×200×3002、吊耳必须与主梁横隔板及腹板焊接,设置吊耳时顶板开槽让其通过,将吊耳焊接在腹板及横隔板上。
2<f V=125N/mm22<f=215N/mm2〔实际焊缝长度约300mm〕2<f V=125N/mm2吊耳计算及说明:〔体育场西〕1、主梁共设置四个吊耳,布置见,吊耳规格为—30×200×3002、吊耳必须与主梁横隔板及腹板焊接,设置吊耳时顶板开槽让其通过,将吊耳焊接在腹板及横隔板上。
3、吊耳的焊角尺寸必须满足设计要求,焊缝外表不得有弧坑和裂纹,且不得有损伤母材的缺陷。
2<f V =125N/mm 2 =33N/mm 2<f=215N/mm 22<f=215N/mm 22<f V =125N/mm 2 〔实际焊缝长度约300mm 〕吊耳计算及说明:〔怡景中学〕1、主梁共设置四个吊耳,布置见,吊耳规格为—30×200×3002<f V=125N/mm22<f=215N/mm2300mm〕=125N/mm2V2<f=215N/mm2吊耳计算及说明:〔松园北街〕1、主梁共设置四个吊耳,布置见,吊耳规格为—20*200*3002、吊耳必须与主梁横隔板及腹板焊接,设置吊耳时顶板开槽让其通过,将吊耳焊接在腹板及横隔板上。
3、吊耳的焊角尺寸必须满足设计要求,焊缝外表不得有弧坑和裂纹,且不得有损伤母材的缺陷。
4、主梁起吊时的吊耳受力情况:主梁重约26t ,平均每个吊耳承当6.5 t ,考虑到施工荷载及起吊加速增重的影响,每个吊耳实际承受提升力Qz=6.5*1.2=t,t,钢丝绳与程度面夹角为51。
,故吊耳还承受二个程度方向拉力; 即Qx=t,Qy=1.23t,其中须校核在Q Y 和Qx 作用下吊耳的强度。
1>Q z 作用下:2>Q X =作用下:3>,查表选用φ31钢丝绳6×19即可满足要求钢丝绳卸扣选用δ截面I-I 处:V I —I = =78N/mm 2<f V =125N/mm 2 截面I-I 处:σII-II = =26N/mm 2<f=215N/mm 2焊缝长度: Lw ==50mm 〔实际焊缝长度约300mm 〕×10×103 20×50 ×10×103 20×150 ×10×103 ×14×160 截面Ⅲ-Ⅲ处:V Ⅲ—Ⅲ==1N/mm 2<f V =125N/mm 2σⅢI-ⅢI ==2N/mm 2<f=215N/mm 2×10×103 20×200×10×103×130 1/2×202×200。
吊耳布置及焊缝计算主纵梁、横隔板(分段)、横隔板(整体)均采用两点吊,吊点均设置在钢梁翼缘顶面、主腹板与肋板交点位置,吊耳耳板与主腹板线行重合。
吊耳与顶板翼缘采用双面1.5cm角焊缝连接,耳板正对钢梁腹板,底部三角筋板正对钢梁肋板。
吊耳包含两种尺寸,其中大尺寸吊耳适用于主纵梁、横隔板(整体)所有节段,配合40t卡环使用;小尺寸适用于横隔板(分段)所有节段,配合20t卡环适用。
起吊时钢丝绳与水平夹角须大于60°。
吊耳布置、具体尺寸及计算如下所示:一、吊耳布置图1、主纵梁吊耳布置图图2、横隔板(整体)吊耳布置图图3、横隔板(分段)吊耳布置图二、吊耳尺寸图4、大尺寸吊耳细部图图5、小尺寸吊耳细部图三、大尺寸吊耳受力计算大尺寸吊耳适用于主纵梁及横隔板(整体),最大杆件重量为25t,采用两点吊,钢丝绳与水平面夹角为60°。
吊耳最大荷载: N=25×0.7×1.1×tan60°×104=333×103N。
耳板孔净截面处抗拉强度:σ=N2tb1≤fb1=min (2t+16,b−d0 3 )t=30mm,d0=75mm,b=80mm,b1=55mmσ=N2tb1=333×1032×30×55=100.9MPa≤f=215MPa耳板端部截面抗拉(劈开)强度:σ=N2t(a−2d03)=333×1032×30×(80−2×753)=185MPa≤f =215MPa耳板抗剪强度:Z=√(a+d0/2)2−(d0/2)2=√(80+75/2)2−(75/2)2=111.4mmτ=N2tZ=333×1032×30×111.4=49.8MPa≤f v=125MPa焊缝验算:N y=25×0.7×1.1×104=192.5×103NN x =N 2=333×1032=166.5×103N√(σf βf )2+τf 2=√(N y ∑l w ℎe )2+(N x∑l w ℎe)2=√(192.5×1032×240×10.5)2+(166.5×1032×240×10.5)2=50.5MPa ≤f f w=160MPaβf ——正面角焊缝强度增大系数,动载时取1.0;ℎe ——焊缝有效高度,ℎe =0.7ℎf =0.7×15=10.5mm ;l w ——角焊缝有效长度,l w =270−2ℎf =240mm ; f f w ——角焊缝承载力设计值,采用自动焊、半自动焊和E43XX 型焊条的手工焊接Q235钢构件时取160MPa四、小尺寸吊耳受力计算小尺寸吊耳适用于横隔板(分段),最大杆件重量为15t ,采用两点吊,钢丝绳与水平面夹角为60°。
夹紧吊耳的设计--非强制性附录NM4-100 范围这个非常强制性的附录为环向缠绕或者第二次粘接而附着的吊耳提供了设计方法。
建议连续荷载由金属带或者双环支撑的吊耳来处理,可参考非强制性附录NM-5所述。
当向前卷的吊耳承受间歇或者偶然荷载时,比如:起重时由风或小洪灾引起的荷载,建议层压板中复合应力的设计因子为5。
如果向前卷的吊耳承受连续荷载,例如:对名义直径不超过4英尺的容器的支撑力,或者对受由内压产生上浮力的平底容器的支撑力,层压板复合应力状态下通常的设计因子为10。
用于锚固容器的夹紧吊耳易于受到由内压产生的上浮力荷载。
设计者应注意,按照3A-260中的规定,平底水槽的底部没有够足的刚度可以允许用水槽中液体的重量抵抗风载或者是地震倾覆力。
这种夹紧系统应该以总的基底力矩来进行设计。
NM4-200 术语B,C,D:螺栓圆直径,in.(英寸)D:名义容器直径,ft(英尺)D i:容器内直径,in.D0:容器外直径,in.d:钢筋直径,in.E ax:轴向拉伸模量,psi(磅/平方英寸)E hp:环向拉伸模量,psie:荷载偏心距,in.(参见图NM4-1,NM4-2A和NM4-2B)F:吊耳的总荷载或者总反力,lb(磅)F H:水平方向的力(径向),lbG:风载,psf(磅/平方英尺)H:容器直边高度,ftH D:上封头的高度,fth:吊耳的高度,in.h min=吊耳的最小高度,in.h l:缠绕外包裹层或覆盖层高度,in.L:钢筋的长度,in.M ax:轴向力矩,in.-lbM hp:环向力矩,in.-lbM L::力矩系数,无量纲(见图NM4-3)M Q:风载引起的弯矩,ft-lbN:吊耳的数量P:由力矩引起的总的径向荷载,lbP*:单位荷载,lb/in.p:压力,psiR m:上卷的平均半径,in.S a:许可拉伸应力,取10倍的安全系数,psiS f:风荷载形状系数,无量纲,圆柱形容器取0.7T:总上卷拉力,lbt b:容器底部的厚度,in.t k:连接部位厚度(t w+ t b,仅对A型),in.t lug:吊耳的厚度,in.t w:容器壁的厚度,in.t1: 缠绕外包裹层或覆盖层的厚度,in.U net:净上浮力,lbW:总荷载,lbW max:外包裹层上的单位径向荷载,lb/in.W v:容器重量,lbw:吊耳宽带,in.β:弯曲系数,in.-1μ:泊松比,无量纲σ:拉伸应力,psiτw:沿容器壁的剪切应力,psiNM4-300 缠绕吊耳设计此设计分析是基于以下假设:吊耳要么离容器封头的顶部或底部很远,要么离任意刚性支撑环很远。
桥梁抱箍研发设计方案及计算书抱箍设计方案一、工程概况:根据我标段桥梁施工所处山区地形环境较为复杂多变,盖梁施工中采用抱箍法。
盖梁结构承重由墩柱与抱箍间摩擦力提供支承反力,是主要的支承受力结构。
在此对抱箍受力情况进行演算,以确定结构能否保持安全稳定。
二、设计方案;1、原理:抱箍法其原理是在墩柱上的适当部位安装抱箍并使之与墩柱夹紧,临时设施及盖梁重量支承的抱箍上,利用抱箍与墩柱间的磨擦力传至墩柱。
“抱箍法”的关键是要确保“抱箍”与墩柱间有足够的磨擦力,以安全地传递荷载。
2、结构形式“抱箍”的结构形式涉及箍身的结构形式和连接板上螺栓的排列。
2.1、箍身的结构形式“抱箍”安装在墩柱上时必须与墩柱密贴,由于墩柱截面不能经销对圆,各墩柱的不圆度是不同的,即使同一墩柱的不同截面其不圆度也不同。
因此,为适应各种不圆度的墩身,“抱箍”的箍身宜采用不设环间加劲的柔性箍身,即用不设加劲板的钢板作箍身。
这样,在施加预拉力时,由于箍身是柔性的,容易与墩柱密贴。
2.2连接板上螺栓的排列“抱箍”上的连接螺栓,预拉力必须能够保证“抱箍”与墩柱间的磨擦力能可靠地传递荷载。
因此,要有足够数量的螺栓来保证预拉力。
如果单从连接板和箍身的受力来考虑,连接板上的螺栓在竖向最好布置成一排,便这样一来,箍身高度势必较大。
尤其是盖梁荷载很大时,需要的螺栓较多,“抱箍”的高度将很大,将加大“抱箍”的投入,且过高的“抱箍”也会给施工带来不便。
因此,只要采用厚度足够的连接板并为其设置必要的加劲板,一般均将连接板上的螺栓在竖向布置成两排。
这样做在技术上是可行的。
2.3连接螺栓数量的计算“抱箍”与墩柱间的最大静磨擦力等于正压力与磨擦系数的乘积,即F=f×N式中:F——“抱箍”与墩柱间的最大静磨擦力N——“抱箍”与墩柱间的正压力F——“抱箍”与墩柱间静磨擦系数而正压力N是由螺栓的预紧力产生的,根据“抱箍”的结构形式,假定每排螺栓个数为n,则螺栓总数为4n,若每个螺栓预紧力为F1,则“抱箍”与墩柱间的总正压力N=4×n×F1。
钢结构吊装吊耳的计算.doc第一篇范本:正文:一:引言本文档旨在说明钢结构吊装吊耳的计算方法和设计要求,以确保吊装作业的安全和效率。
详细介绍了吊耳的构造、材料选用、承载能力计算、吊装荷载计算、验算等内容。
二:吊耳的构造1. 主体结构:吊耳主要由横担、抱杆、牵引环、连接板等组成。
2. 材料选用:吊耳的材料应选择高强度钢材,如Q345B等。
3. 构造要求:吊耳的构造应满足强度、稳定性和可靠性要求,且应便于吊装和安装。
三:吊耳的承载能力计算1. 材料强度计算:根据吊耳的材料强度参数进行计算。
2. 承载能力计算:根据吊耳的几何尺寸和工作条件,计算吊耳的承载能力。
3. 安全系数要求:根据相关标准要求确定吊耳的安全系数。
四:吊装荷载计算1. 荷载种类:包括自重荷载、附加荷载等。
2. 荷载计算方法:根据实际情况,利用静力学原理进行计算。
3. 安全保证:荷载计算结果应满足吊耳的承载能力要求。
五:验算1. 材料验算:对吊耳的材料强度和稳定性进行验算。
2. 构造验算:对吊耳的构造进行验算,确保吊耳的可靠性。
3. 承载能力验算:根据吊耳的承载能力计算结果,进行验算。
六:法律名词及注释1. 吊装作业安全法:指保障吊装作业安全的法律和法规。
2. 工程建设法:指规范工程建设活动的法律和法规。
3. 建筑安全法:指确保建筑安全的法律和法规。
附件:1. 吊耳构造图纸。
2. 吊耳材料强度及选择表格。
第二篇范本:正文:一:前言本文档旨在提供钢结构吊装吊耳的计算方法和设计要求,以指导吊装作业的安全进行。
详细介绍了吊耳的构造、材料选用、承载能力计算、吊装荷载计算、验算等内容。
二:吊耳的构造设计1. 主体结构:吊耳由横担、抱杆、牵引环、连接板等构成。
2. 材料选用:吊耳应采用高强度钢材,如Q345B等。
3. 构造要求:吊耳的构造应满足强度、稳定性和可靠性要求,并便于吊装和安装。
三:吊耳的承载能力计算1. 强度计算:根据吊耳材料的强度参数进行计算。
盖梁抱箍的设计及检算抱箍设计抱箍受力验算1 工程概况盖梁长11.6m,高1.5m,宽1.6m。
由于现场地形、地质情况的限制,其盖梁施工采用抱箍法施工最为合理。
2 抱箍计算盖梁抱箍图如下:抱箍平面图说明:1.图中尺寸除注明外均以毫米计。
2.钢抱箍制作直径必须准确,使其周长略小于墩身周长。
在内面垫约 5毫米橡胶,用螺栓将两片钢抱箍抱死于墩身上,每个螺栓上扭紧力矩不小于79kg.m ,在其上搭设横梁,铺设底模。
5.1 抱箍基本参数的确定: 2.1.1 计算模型的建立:T2本图尺寸均以厘米计。
抱箍体所承受的压力N1、N2为纵梁及其以上所有荷载产生的和力,用抱箍体支承上部荷载,抱箍桶壁与墩柱之间产生的摩擦力f 抵抗压力N1、N2,由f=μN f 知,f 由作用在抱箍桶上的垂直压力产生,采用抱箍桶之间的高强螺栓的拉力T1、T2对抱箍桶施工压力。
2.1.2 荷载计算:由以上计算可知: 支座反力R A =643kNR B =283×2=566kN以最大值643KN 为抱箍体需承受的竖向压力N 进行计算。
2.1.3 力学计算:2.1.3.1计算拉力T1,砼与钢之间设一层橡胶,摩擦系数按橡胶与钢之间的摩擦系数取μ=0.25,由f=μN f ,垂直压力:kN fN f 257225.0643===μ121214''T T T T T N f =+++= kN N T f f 643425724=== 2.1.3.2 M25高强螺栓的允许承载力:[N L ]=P ·μ·n/K=250×0.3×1/1.7=44.1kN2.1.3.3 抱箍螺栓数目的确定m=T f /[N l ]=643/44.1=14个2.1.3.4 抱箍高度抱箍高h=0.5m 。
12个高强螺栓。
2.2 螺栓轴向受拉计算砼与钢之间设一层橡胶,按橡胶与钢之间的摩擦系数取μ=0.25计算抱箍产生的压力P b = N/μ=643kN/0.25=2572kN 由高强螺栓承担。
抱箍计算书1、设计依据⑴《公路工程技术标准》(JTJ001-97);⑵《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000);⑶《公路桥涵钢结构木结构设计规范》(JTJ025-86)。
2、设计要求混凝土施工时,模板强度和刚度满足《公路桥涵钢结构木结构设计规范》(JTJ025-86)。
3、抱箍受力分析盖梁下每个墩柱设1个抱箍支撑上部荷载,上部荷载由盖梁混凝土自重、模板及支撑横梁自重以及施工荷载组成,具体如下:1、 混凝土自重: 22126/471222F kN m m kN =⨯=2、 模板及支撑横梁自重:24280120F kN kN kN =+=3、 施工荷载:34F kN =4、 每个抱箍承受上部传递的竖向荷载12346352P P P F kN ++== 5、 一个抱箍为2个半圆通过M24高强度螺栓连接,每个半圆承受竖向荷载45317.52F F kN == 6、 抱箍与墩柱最大静摩擦力:4635f F kN ==4、抱箍图例:5、螺栓强度1、抗剪强度连接螺栓M24 8.8级高强度螺栓容许抗剪强度值:2[][]11049.73S A G r MPa kN τπ=⨯=⨯=,受力过程中每个螺栓承受的剪切力即为传递的竖向荷载: 4631.7520F F kN ==<[]τ,螺栓抗剪强度满足要求。
2、抗拉强度抱箍箍身与砼之间设5mm 橡胶垫片,其橡胶垫片摩擦因数0.3u = 抱箍产生的拉力为75/1058.33F F u kN ==,拉力由螺栓承受,固每个螺栓承受的拉力为87/2052.91F F kN ==拉应力8/117.52[]215S F A MPa MPa σσ===6、抱箍钢带强度抱箍钢带所受拉力为F7=1058.33kN,钢带截面积为0.5m ×0.012m 172/176.34[]215S F A MPa MPa σσ===,满足要求。
吊耳制作标准1、适用范围以下基准只适用于一般板式吊耳的计算及制作。
2、吊耳外形参数及焊接形式下图为吊耳的外形尺寸及焊接形式,吊耳所受载荷P的方向可以在一定范围内浮动。
焊接坡口形状3、各应力计算吊耳在承重时所受的应力主要有剪切应力、拉升应力和弯曲应力,各应力计算公式如下:剪切应力: 剪切许用应力 ≦ 6.4Kg/m㎡拉升应力:拉伸许用应力 ≦ 8.0Kg/m㎡弯曲应力:弯曲许用应力 ≦ 8.0Kg/m㎡焊接强度 ≦ 8.0Kg/m㎡焊接强度: 1、当P=1~10t时2、当P ≥15t时MAX1CP1~10B15B以上τ=2(R-φ/2)T Pσt=P BTσb=B 2T6PLσ=B 2T4.24PLσ=B 2T6PL4、附表下表为吊耳承受载荷P=0.5t~50t时外形尺寸及应力计算,吊耳制作材料为Q235名称荷重尺 寸mm重量剪切应力拉伸应力弯曲应力焊接强度P(t)φR L B Tt1(Kg)(Kg/mm2)(Kg/mm2)(Kg/mm2)(Kg/mm2)0.5-B0.5222235501070.16 2.3 1.0 4.2 4.2 1-B1303040601070.24 3.3 1.7 6.7 6.7 1.5-B 1.5303050701290.4 4.2 1.8 7.7 7.2 2-B23638658016120.8 3.1 1.6 7.6 7.2 3-B3364080982014 1.4 3.4 1.5 7.5 7.6 5-B54043801322014 1.6 5.4 1.9 6.9 7.0 8-B84551901722414 2.8 5.8 1.9 6.1 7.4 10-B1065751102102414 4.8 4.9 2.0 6.2 7.6 15-B157585********* 6.8 5.6 2.4 7.6 7.6 20-B20758512024834108.6 6.2 2.4 6.9 6.9 26-B268098150290361213.2 6.2 2.5 7.7 7.7 30-B3088105170312401517.5 6.1 2.4 7.9 7.9 40-B40106124180352461525.1 6.1 2.5 7.6 7.6 50-B50120135200354601537.6 5.6 2.4 8.0 8.0。
1. 吊耳受力及强度验算油醇分离器均无吊耳如用捆绑方法吊装,吊装难度大、费时、费工,且不经济。
现用60mm厚的钢板组焊吊耳,用8根设备大盖螺栓固定在顶端筒部上。
现根据设备装配图。
进行吊耳受力及强度验算。
1.1受力验算1.1.1设备重量P'=Q'-Q1-Q2-Q3-Q4=106.7-0.338-23.023-2.351-0.326=80.662t Q'——厂方给定设备重量Q'=106.7tQ1——油罐环重Q1=0.338tQ2——大盖重Q2=23.023tQ3——主螺柱Q3=2.351tQ4——主螺母Q4=0.326t1.1.2 计算重量P=(P'+g*K*K1 =(80.662+2.5×1.1×1.1=106.3t g——索具重g=2.5tK——动载系数取K=1.1K1——不均衡系数取K1=1.11.1.3 吊装时每根螺栓受力P1=P/n=106.3/8=13.29tn——吊装时使用螺栓根数n=8根1.1.4 按设计压力推算每根螺栓受力设备设计压力N=16Mpa,设备大盖受压面直径d2=22cm大盖螺栓36根,螺栓最小断面d1=9.7cmP2=(πd2/4*N÷36=(π*2202/4×160÷36=168947Kg按设计压力推算每根螺栓受力168.947t,大于吊装时每根螺栓受力13.29t,安全。
2. 螺栓抗剪验算2.1 每根螺栓永受剪力σ=50/8=6.25t2.2 每根螺栓断面积F=πd2/4=π*9.72/4=73.898cm22.3 螺栓剪应力τ=σ/F=6250÷73.898=84.6Kg/cm2安全3. 吊耳强度验算3.1 吊耳受力吊装时使用4个吊耳。
P"=P/4=106.3÷4=26.6t3.2 3-4断面σ=〔P"(4R2+d2〕÷〔δ*d(4R2-d2〕=〔26600×(4×152+10.82〕÷〔6×10.8×(4×152-10.82〕=533Kg/cm23.3 1-1 断面σ1= P"/〔(20-10.8×6〕=26600÷〔(20-10.8×6〕=481Kg/cm2 3.4 耳板弯矩M=P*L/4=26600×44.28÷4=294462Kg·cm3.5 吊耳断面系数ψ=6×43.52÷6=1892cm23.6 弯应力σ=M/ψ=294462÷1892=155 Kg/cm23.7 耳板许用应力耳板杆质A3钢板厚60mm,属第三组,其屈服限σs=2200 Kg/cm2,取安全系数n=1.8〔σ〕=σs/n=2200÷1.8=1222 Kg/cm2〔σ〕>σ安全4. 耳板焊缝受力及强度验算4.1 支点受力(焊缝受力N'= P''/2=26.6÷2=13.3t4.2 焊缝弯矩M= N'×12=13300×12=159600 Kg·cm4.3 断面积F=2×0.7×h×L=2×0.7×1×43.5=60.9cm2h ——焊缝高h=10mmL ——焊缝长L=435mm4.4 焊缝断面系数ψ=2×(0.7hL2/6=2×(0.7×1×43.52÷6=441m3 4.5 弯应力σM=M/ψ=159600÷441=363 Kg/cm24.6 剪应力τ=N'/F=13300÷60.9=218 Kg/cm24.7 组合应力τ'=(σm2+3τ21/2=(3622+321821/2=503 Kg/cm2贴角焊缝、坑弯剪许应力套表〔σz〕=1200 Kg/cm2>σ523 Kg/cm2 安全。
钢结构吊装吊耳的选择与计算前言在钢结构吊装过程中,构件吊耳的计算、制作、形式的选择是一个很重要的环节。
在以往的工程中构件吊装中吊耳的制作、选择并没有明确的理论依据和计算过程,常凭借吊装经验来制作吊耳,这样常常会出现大吊耳吊装小构件的现象,造成一些人力、物力等方面的资源浪费,而且未经计算的吊耳也会给吊装带来无法预计的安全隐患。
因此,通过科学计算确定吊耳的形式是保证施工安全的重要条件。
由于吊耳与构件母材连接的焊缝较短、短距离内多次重复焊接就会造成线能量过大,易使吊耳发生突发性脆断。
因此,吊耳与构件连接处焊缝的形式以及强度的计算对整个吊装过程同样起到决定性作用。
结合钢结构吊装的难点、重点以及形式的差别,同时为积累经验,适应钢结构在建筑市场的发展方向,现将吊耳形式的选择、制作安装、以及吊耳焊缝的计算做一下阐述。
一、钢结构构件吊耳的形式钢结构构件的吊耳有多种形式,构件的重量、形状、大小以及吊装控制过程的不同都影响构件吊耳的选择。
下面根据构件在吊装过程中的不同受力情况总结一下常用吊耳的形式:图例1为方形吊耳,是钢构件在吊装过程中比较常用的吊耳形式,其主要用于小构件的垂直吊装(包括立式和卧式)图例2为D型吊耳,是吊耳的普遍形式,其主要用于吊装时无侧向力较大构件的垂直吊装。
这一吊耳形式比较普遍,在构件吊装过程中应用比较广泛。
图例3为可旋转式垂直提升吊耳,此吊耳的形式在国外的工程中应用比较多,它可以使构件在提升的过程中沿着销轴转动,易于使大型构件在提升过程中翻身、旋转。
图例4为斜拉式D型吊耳,此吊耳主要用于构件在吊装时垂直方向不便安装吊耳,安装吊耳的地方与吊车起重方向成一平面角度。
图例5为组合式吊耳之一,在吊装过程中比较少见,根据其结构和受力形式可用于超大型构件的吊装,吊耳安装方向与构件的起重方向可成一空间角度。
图例6为D型组合式吊耳,可用于超大型构件的垂直吊装,在D型吊耳的两侧设置劲板可抵抗吊装过程中产生的瞬间弯距,此外劲板还可以增加吊耳与构件的接触面积,增加焊缝长度,增加构件表面的受力点。
起重吊耳的设计计算1.吊耳的允许负荷按下式计算P=CD/n式中: P-吊耳允许负荷D-起重量<包括工艺加强材料>C-不均匀受力系数 C=1.5~2n-同时受力的吊耳数2.吊耳的强度按下列公式校验:正应力: σ=P/F min<[σ][σ]=σs/K切应力: τ=P/A min<[τ][τ]=0.6[σ]式中: F min-垂直于P力方向的最小截面积(mm2)H min-平行于P力方向的最小截面积(mm2)σs-材料屈服极限(kg/mm2)[σ]-材料许用正应力(kg/mm2)[τ]-材料许用切应力(kg/mm2)K-安全系数:一般取 K=2.5~3.0特殊情况取 K=4.0~5.0在一般情况下吊耳强度仅校验其剪切强度即可.当有必要时,也可校验其弯曲强度.3.吊耳的焊缝强度计算:A.吊耳装于面板之上:a.开坡口,完全焊透:单吊耳:σ=P/dl≤[σ]有筋板的吊耳:σ=P/∑F≤[σ]b.不开坡口:τ=P/a∑l ≤[τ]式中:P-作用于吊耳的垂直拉力(kg)∑F-焊接于面板的所有吊耳板和筋板面积总和(mm2)∑l-焊缝总长度(mm)[σ]-焊缝许用正应力(kg/mm2)[σ]=0.3σbσb焊接母材的抗拉强度(kg/mm2)[τ]-焊缝许用切应力(kg/mm2)[τ]=0.18σbK-角焊缝的焊脚高度(mm)B.吊耳贴焊于侧板:τ=P/0.7K∑l(kg/mm2)式中: ∑l-全部焊缝长度C.吊耳竖焊于侧板:a.开坡口,完全焊透:σ=[(6Pb/δl2)2+(P/δl)]1/2<[σ]b.不开坡口:τ=[(3Pb/0.7Kl2)2+(P/0.7Kl)]1/2<[τ]。
吊耳的选用及受力计算
本工程施工过程中,桁架上需要设置两个吊耳,吊耳与钢构件均采用全熔透焊接连接,吊装时,采用两点吊,使钢丝绳及吊耳受力均衡,起吊过程平稳,吊耳在设计时采用两点吊计算。
(1)设计依据
《钢结构设计规范》GB50017-2003O
(2)吊耳选择
吊耳板厚40mm,材料均采用Q345(ft=295N∕mm2,fv=170N∕mm2),尺寸如下图所示:
吊耳详图
(3)荷载效应
吊装钢构件单件最大重量32t,考虑安全系数14,故每个吊耳的最大受力:
S=32×9.8×1.4∕2=220kN o
(4)吊耳验算
1)吊耳抗剪承载力设计值:
顺受力方向吊耳孔径至板边距离R-d∕2=50mm,板厚度t=30mm o
V=(R-d∕2)×t×fv∕1000=50X40×170∕1000=340kN o
2)吊耳抗拉承载力设计值:
吊耳孔径d=40mm;板厚度t=40mm;板宽度B=MOmm o
Nt=(B-d)×t×ft∕1000=(140-40)×40×295∕1000=1180kN o 吊耳承载力设计值kmin(V,Nt)=340kN o
上述分析可知,吊耳所受最大外荷载S=220kN,吊耳承载力设计值R=340,S<R且S∕R=0.65,吊耳的设计满足承载力要求。
吊耳及索具验算书(附页1)一.简要本验算书为沙钢热连轧48米大梁整体吊装时钢丝绳、卡环和吊耳强度验算。
二.验算内容整体吊装时所包含构件为1.大梁G L1=82470kg、G L2=57855kg。
2.上翼缘制动板8427 kg。
3.下翼缘水平支撑866 kg。
4.吊车梁垂直支撑267 kg。
5.加固构件(包括吊耳)3250 kg。
6.焊缝和高强螺栓重量3100 kg。
总重量156235 kg。
吊装时采用8个吊耳,验算时按照单根梁上4个吊耳承重总重量进行验算,即已经考虑2倍安全系数。
把整体箱形梁当作均布荷栽考虑,即q=156235*10/48.8=32016N/m。
Σy=0→2( F1*sin60+F2*sin79)-1562350=0ΣM(O)=0→F1*sin60*7.995+F2*sin79*2.665-q*48.8/2*48.8/4=0联合求解以上两式,F1=1613745 N,F2=628906N即取钢丝绳的最大受力为F1=161.3745t取整为162t。
因此选择直径60mm钢丝绳,6X37 b类圆股钢丝绳,公称抗拉强度为1870Mpa,最小破断拉力为247t,安全系数K=247*2*2/162=6.098取整为6倍。
吊装用吊耳构造采用耳板厚28mm、长900mm,加强板共厚2*20=40mm,吊耳孔直径110mm,材质为Q345C。
卡环采用50t卡环,销子直径为100mm,按照受力要求主要是进行局部应力验算和焊缝强度验算。
1. 局部应力验算S=100*(40+28)*0.7=4760mm*mm,[f]=345N/mm*mmБ= F1/S=1620000/4760=340 N/mm*mm≥345 N/mm*mm满足要求。
2. 焊缝强度验算由于此吊耳焊接方向和钢丝绳受力方向角度一致,故不存在分力。
采用5016焊条手工焊,板厚为26-36mm,fcw=290 N/mm*mmτ=N/(h*Σlw)=1620000/0.7*14*900=183≤ffw=290 N/mm*mm 根据以上验算,吊耳强度满足要求。
7.4 主吊耳管式强度校核图1 主吊耳管式平面图7.4.1 计算惯性矩与抗弯模量管口内径:d = D1-2×T1= 480.00-2×18.00= 444.00 (mm)式中,D1、T1如图1所示。
吊耳横截面面积:A = π/4×(D12-d2)+d×(T5+T6)-T5×T6= π/4×(480.002-444.002)+444.00×(14.00+14.00)-14.00×14.00= 38361.48 (mm2)式中,D1、T5、T6如图1所示。
惯性矩:I0 = π/64×(D14-d4)+T5×d3/12+d×T63/12-T5×T63/12 = π/64×(480.004-444.004)+14.00×444.003/12+444.00×14.003/12-14.00×14.003/12= 800313846.18 (mm4)式中,D1、T5、T6如图1所示。
B-B截面处抗弯模量:Wb = 2×I0/D1= 2×800313846.18/= 3334641.03 (mm3)7.4.2 危险截面校核竖向载荷:Fv = Q×9.8×1000×(m×n0×n1)/2= 130.00×9.8×1000×(1.20×1.10×1.00)/2= 840840.00 (N)式中Q——吊耳额定载荷(t);m——安全系数;n0——动载系数;n1——不均匀系数。
横向载荷:Fh = Fv/tgα= 840840.00/tg90.00°= 0.00 (N)式中,α为索具与吊耳中心线夹角。
径向弯矩:Mb = Fv×L1= 840840.00×200.00= 168168000.00 (Nmm)式中,L1如图1所示。
Φ1.3米抱箍设计计算书一、抱箍上作用力1、盖梁砼重:43.6×2.5×103=109×103kg ,即1090kN ,取1100KN ;2、底模、侧模及拉杆等重量:取7吨,即70KN ;3、I40b 横梁(四根)重:18.3(长)×4×73.878Kg=5407.87KG ,取54.1KN ;4、I16分配梁重:32×2.2(长)×20.5=1443.3Kg ,取14.44KN ;5、施工荷载:取50KN 。
总计:G=1100+70+54.1+14.44+50=1288.54KN 。
取1300KN二、钢带与墩柱的摩擦力计算1、钢带对墩柱的压应力1σ公式(两墩柱)KG D B =πμσ1式中:μ-摩擦系数,取0.35(〈简明施工计算手册〉P893);B -钢带宽度,取400㎜;D -墩柱直径,取1300㎜;K -荷载安全系数,取1.2;G -传于牛腿上的上部荷载,取1300/2=650KN 。
[0σ]-砼墩柱抗压强度容许值,其值不大于0.8b a R ,C30砼,0.8b a R =0.8×21.0MPa=16.8 MPa 。
代入相关量值得:1σ=130014.343035.0106502.13⨯⨯⨯⨯⨯=1.27MPa<[0σ]=16.8 MPa 满足要求。
2、钢带内力2σ的合成图Bt d Br 22/ 0 1sin σθθσπ⎰=得 t r 12σσ=式中:t -钢带厚度,取16㎜;[σ]-Q235钢轴向应力为140MPa (《实用土木工程手册》P1972)代入相关量值,得6.511665027.112=⨯==t rσσ MPa<[σ]=140MPa 满足要求3、在2σ=51.6 MPa 下,半个钢带的伸长量为mm r E l 5.0650142.31006.26.5152=⨯⨯⨯==∆πσ 钢带加工长度(半个)L=πr -Δl=)1(2E r σπ- ,带入相关量值得:L=2040㎜两半抱箍接头间隙取20㎜,则取L=2020㎜。
关于抱箍式吊耳的设计制作及验算
作者:林新雄
来源:《建筑工程技术与设计》2014年第15期
摘要:一些塔类设备由于制造时未设计吊耳,吊装时需要安装抱箍式吊耳用于塔类设备的吊装,由于抱箍式吊耳是采用螺栓紧固产生摩擦力,使得吊耳与塔类设备在吊装过程中保持相对静止,保证吊装的安全。
因此抱箍式吊耳在制作和安装前需要准确的设计和验算,以确保吊耳的设计制作满足吊装需要。
关键词:抱箍式吊耳、制作、验算
1 概况
在许多化工项目中,经常遇到塔类设备的吊装,其中部分塔类设备在出厂前没有设置有吊耳,由于此类设备均属于压力容器,按压力容器相关规范到现场后不允许在压力容器上直接焊接吊耳等受力部件。
因此需要采用抱箍式吊耳,将吊耳通过抱箍夹在塔类设备的吊点上,以满足吊装的需要。
由于塔类设备长度较长、重量较重,一般都需要双机或三机抬吊,吊耳在吊装过程中,受力方向和大小都在不断变化,而抱箍式吊耳又是利用摩擦力确保吊耳固定在压力容器上,因此需要对抱箍式吊耳进行全面的受力分析和验算,才能保证整个吊装过程中,抱箍式吊耳能提供足够的强度和摩擦力。
2 实例分析
下面通过本人所负责的一次塔类设备的吊装,详细说明抱箍式吊耳的设计制作及验算。
2.1 设备的概况
某生物能源科技有限公司20万吨/年超临界萃取油浆综合利用项目,其中一个富烷烃油抽提塔,直径Φ3300mm,长度为33.7m,重量为143.7t。
该设备在出厂时在吊点处未设置有吊耳或预焊板,现场只能使用抱箍安置吊耳。
2.2 抱箍式吊耳的设计及验算
2.2.1 抱箍式吊耳的设计形式如图所示:
抱箍采用22mm钢板卷制,宽度为900mm。
抱箍两侧使用双排共40颗M27x200(8.8级)高强螺栓紧固,另外为方便抱箍安装在抱箍两侧开两个φ40的定位孔,方便定位安装抱箍。
在安装抱箍时,在抱箍与设备壳体之间加装δ20的橡胶纤维板,以增加摩擦力。
抱箍上的吊耳设计依据《化工设备吊耳及工程技术要求》【1】(HG/T21574-2008)采用AXC型吊耳进行设计制作。
抱箍制作图
2.2.2 抱箍式吊耳的受力验算
2.2.2.1 摩擦力及螺栓验算:
根据最重件重量为144t,加上及安装的平台支架及扶梯,重量约147t,吊装动载系数为1.1,即重量载荷为147*1.1=161.7t。
橡胶及钢铁静摩擦系数为0.9,即需要螺栓提供的预紧力F为161.7/0.9=180t,即1800 000N。
单颗螺栓提供的预紧力为1800 000/40=45000N,经过查表单颗8.8级M27高强螺栓的屈服强度为359040N,大于45000N。
螺栓规格及数量满足摩擦力要求。
2.2.2.2 吊装过程中螺栓受力验算:
为便于验算,暂定两侧单排螺栓为10颗,均匀布置,共20颗。
单颗间距为100mm,在静止状态下,螺栓受到橡胶垫的作用力=F=1800000N,单颗螺栓拉力为9t。
根据查表8.8级M27的高强螺栓公称屈服强度为640MPa,其截有效面积为459mm2,即可受力为29.37t。
大于静止状态时受力9t,且大于起吊中的最大受力18.37t。
安全系数为29.37/18.375=1.60。
因此选用8.8级M27的高强螺栓。
现在设计制作的连接螺栓已增加为双排布置,完全满足吊装需要。
2.2.2.3 抱箍钢板强度验算:
抱箍钢板厚度为22mm,宽度为900mm,其中最小截面积为10颗螺栓开孔(φ10mm)连接处,即截面积为(900-30*10)*22=13200mm2。
Q235钢板屈服强度为225N/ mm2,抗拉强度为370 N/ mm2,即允许最大屈服为225*13200=2970000N ,即297t,允许最大拉力为
370*13200=4884000N,即488.4t。
远大于由于螺栓紧固产生的180t的预紧力,钢板厚度即尺寸满足强度要求。
2.2.2.4 吊耳的验算
由于吊耳的设计制作是根据《化工设备吊耳及工程技术要求》【1】(HG/T21574-2008)中的标准制作,无需另行验算。
只要按技术要求中的工艺要求制作焊接即可。
3 方案实施及效果验证
3.1 抱箍安装
3.1.1 在设备吊点位置进行标识,然后在吊点位置沿着设备一周用胶水粘住橡胶纤维板。
3.1.2 利用16t汽车吊将抱箍吊到吊点位置就位安装。
3.1.3两块抱箍先放在下面板,后放上面板。
用吊机将下面板通过定位孔抬起与上面板对接,然后用螺栓穿螺栓孔,开始上紧固螺栓。
3.1.4 先将一边的20颗螺栓上好但不要拧紧,再上另一边的20颗螺栓也不要拧紧。
3.1.5 螺栓都穿好后都先不紧固,利用大锤或手拉葫芦,将抱箍旋转,将吊耳方位与吊装要求一致。
3.1.6 最后两边同时上紧螺栓。
使用电动扳手紧固,然后用力矩扳手检查紧固力矩是否满足要求。
8.8级M27双头高强螺栓紧固力矩要求不低于900N.m 。
抱箍安装抱箍定位紧固
3.2 设备吊装
3.2.1 吊装前应在吊耳位置清除毛刺并涂抹黄油,防止吊装过程中损伤钢丝绳,。
3.2.2 正式吊装前,应试吊,将设备抬至300mm高,检查抱箍是否有滑移、吊耳焊缝位置是否异常、钢丝绳是否有卡死等现象。
3.2.3 在设备调头和直立过程中,起重人员应注意钢丝绳是否垂直于吊耳,防止吊装斜拉增加抱箍螺栓的额外拉力。
3.3 效果验证
经过实际吊装验证,抱箍式吊耳的设计及制作完全满足吊装需要。
整个吊装过程中,未发生螺栓断裂、抱箍位移等现象。
抱箍式吊耳安装完成,满足塔设备吊装
4 总结
4.1 抱箍式吊耳在制作中的注意事项。
4.1.1 由于抱箍式吊耳的抱箍是根据塔设备的直径来设计,因此在设计时,必须准确测量吊点位置的设备直径,同时应考虑增加橡胶垫板后的总直径。
4.1.2 在抱箍制作过程中,可以用槽钢制作十字支撑模具,将抱箍卷成设计的圆弧后点焊固定,然后焊接耳板和加强板,焊接耳板前,耳板应配对开螺栓孔,然后每对耳板中间夹住一块50mm的钢板,作为以后螺栓加紧的预留空间。
最后再将吊耳焊接到抱箍上。
当所有焊接工作完毕后12小时才卸下支撑模具。
加工厂中正在制作的抱箍
4.1.3 当有多个抱箍加工时,应编号配对,防止错用。
4.1.4 在抱箍安装到塔类设备上时,可根据现场实际情况,在塔类设备的平台预焊板上焊接小的型钢,作为抱箍的限位装置,增加安全系数。
4.2 验算过程的注意事项
4.2.1 在抱箍验算中,应注意针对设备在横卧、调头、直立等不同状态下吊耳及抱箍不同的受力状态,应选择最不利的状况进行受力的验算。
4.2.2 在螺栓的受力验算时,由于双排螺栓验各螺栓及每排的螺栓受力均不相同,我们可以简化受力模型,改为单排受力验算,这样验算结果如果为满足吊装要求即可。
参考文献
著作【1】:中国成达工程公司、《化工设备吊耳及工程技术要求》、中国计划出版社,2008年7月,第24~69页。