吊耳计算(知识讲座)
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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。
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°。
3.7 吊耳的设置
3.7.1吊耳平面布置
为保证钢梁起吊和吊装过程中的稳定性,吊耳设置在钢梁重心左右两端各3m 处呈对称分布,每段设4个吊耳。
3.3.2吊耳的选择
三段钢梁中最重的不超过24T,按24T算,每个吊耳的承载力按F=24T/4×1.4=8.4T
计算,吊耳拟采用Q345B钢,δ=20㎜,详见上图。
吊耳薄弱部位的计算:
此吊耳薄弱部位为吊装孔上部截面最小处,As=100×20=2000㎜2;
Q345B钢材抗剪强度设计值fv=170N/㎜ 2
薄弱部位所能承受荷载f承= As×fv=2000×170=34T>8.4T,所以此吊耳薄弱部位满足吊装要求。
焊脚高度计算:
Q345B钢脚焊缝抗剪强度设计值为f f W=200N/㎜2
吊装所需焊缝面积As=F/f f W=8.4×104/200=420㎜2
焊脚高度h f=As/(2L×0.7)=420/(2×250×0.7)=3.0㎜
为安全起见,安装时焊脚尺寸取12㎜
1。
计算容器重量W lb 冲击系数IF -吊耳材料屈服强度YSL psi 容器材料屈服强度YSV psi 吊耳孔径DH in 外圆半径R in 吊耳宽度B in 吊耳板厚TL in 吊耳加强圈厚TW in 吊孔高度H in 角焊缝尺寸——吊耳与筒体LW in 理论角焊缝尺寸——加强圈与吊耳LR in 实际角焊缝尺寸——加强圈与吊耳LP in 加强圈外径= 2 x (R - LP - 0.125)DWin每个吊耳上所受的垂直负载每个吊耳的设计负载 (FV1或FV2中的较大值)FV lb 推荐的吊钩型式 - Crosby type -推荐的吊钩轴直径DP in校核吊耳横向受力FH lb 弯曲应力 = FH x H / (TL x B 2 / 6)OK 许用弯曲应力= 0.66 x SYL 剪应力 = FH / (TL x B)OK 许用剪应力 = 0.577 x Sa 组合应力 = (Sb 2 + 4 x Ss 2)0.5OK 许用组合应力 = 0.66 x SYL16,6001.0000.0000.375吊耳计算书1,50016,6001.800.0006.0002.0000.3752.0000.0003.7501,350G21307790.3125吊耳校核计算理论最小吊耳半径 = 1.5 x DH Rminin 实际吊耳半径R in OKH1 = R - DH / 2H1in H2 = (DW - DH) / 2H2in 实际吊耳截面积 = H1 x TLA1in 2实际加强圈截面积 = 2 x H2 x TW A2in 2总截面积 = A1 + A2A in 2至中心轴的半径Term 1 = (2 x TW + TL) x ln[(H2 + DH/2) / (DH/2)]tr1in Term 2 = TL x ln[(H1 + DH/2) / (H2 + DH/2)]tr2in 半径 = A / ( tr1 + tr2)NR in 偏心距 = [A1x(H1+DH) + A2x(H2+DH)] / (2xA) - NR e in 弯矩 = FV x NR / 2MB in-lb 单位负载 = FV + MB x (R - NR) / (R x e)UL lb 所需的最小截面积 = UL / (0.66 x YSL)ALmin in 2所需的最小加强圈截面积 = Almin - A1AWmin in 2理论加强圈最小板厚 = Awmin / (2 x H2)实际加强圈板厚OK实际应力 = UL / (TL x H1 + 2 x TW x H2)OK 许用应力 = 0.66 x YSL撕裂应力 = 0.5 x FV / [H2 x (TL + 2 x TW)]OK 许用应力 = 0.577 x Sa支承应力 = FV / [DP x (TL + 2 x TW)]OK 许用支承应力 = 0.85 x YSL0.001.502.001.501.380.567300.560.500.021.080.1733460.310.00加强圈角焊缝校核作用在加强圈处的负载 = FV x TW / (TL + 2 x TW)FW lb 剪应力 = FW / (p x DW x LP)OK容许剪应力 = 0.577 x Sa吊耳与容器壳体间焊缝校核焊缝高度 = 0.7071 x LW WT in 焊缝面积 = 2 x WT x B AW in 2焊缝阻力模数SW in 3吊耳与容器壳体间的剪应力校核剪应力 = FH / AWOK 容许剪应力 = 0.577 x Sa 吊耳与容器壳体间的弯曲应力校核最大弯曲应力 = FH x H / AW OK 容许剪应力 = 0.66 x SYL 吊耳与容器壳体间的组合应力校核组合应力 = (Sbw 2 + 4 x Ssw 2)0.5OK 容许组合应力 = 0.66 x SYL0.273.182.2500.00焊接校核吊耳弯曲应力吊耳剪应力吊耳当量应力吊耳/壳体焊缝弯曲应力吊耳/壳体焊缝剪应力吊耳/壳体焊缝当量应力吊耳曲面所受的应力吊耳撕裂应力吊耳支承应力加强圈焊缝剪应力设计:_____________________校核:_____________________审定:_____________________版本:_____________________日期:_____________________24534669398010,9568495948应力计算值 (psi)693位置13090.00115206321.61210,9566,32210,956109566321.61210,9566321.61214110描述计算值容许值。
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。
角度弧度α300.523598776β60 1.047197551γ150.261799388吊耳板材质:Q235-B 吊耳板许用拉应力[σL ]:113MPa 吊耳板许用剪应力[τL ]:79.1MPa 角焊缝系数:0.7垫板、筒体材质:0Cr18Ni9垫板、筒体材质许用拉应力:137MPa 动载综合系数K: 1.65设备重量(空重G:26000KG 重力加速度g,9.806式中:L-吊耳孔中心线至垫板中心的距离:70mm R-吊耳板端部的圆弧,25mm D-吊耳板中心孔直径,25mm t-吊耳板厚度,8mm1竖向载荷计算公式:Fv=G×g×1.65F V =420677.4N2横向载荷计算公式:F H = Fv •tan αF H =242878.2101N3吊索方向载荷计算公式;F L =Fv/Cos αF L =485756.4203N4径向弯矩计算公式;M= F H •L式中:L-吊耳孔中心线至垫板中心的距离。
M=17001474.71N*mm5吊耳板吊索方向的最大拉应力:计算公式:σL =F L /[(2R-D*S] 式中:R吊耳板端部的圆弧,D吊耳板中心孔直径,S吊耳板厚度, σL =2428.782101MPa σL <σL不满足要求6吊耳板吊索方向的最大剪应力:计算公式:σL =τL示意图吊耳强度计算τL=σL=2428.782101MPaσL<σL不满足要求7吊耳板角焊缝应力校核角焊缝面积:计算公式:A=2*(tanγ+R*SA=3924.871077mm2角焊缝的拉应力: 计算公式:σa=F V/Aσa=107.182476MPa 角焊缝的剪应力: 计算公式:τa=F H/Aτa=61.88183137MPa 角焊缝的弯曲应力: 计算公式:σab=6M/(t*(2*(L*tanγ+R2σab=1664.960119MPa 组合应力:计算公式:σab=((σa+σab2+4τ21/2σab=1776.459069MPa 角焊缝的许用应力: 计算公式:0.7*[σL]σ=79.1MPa结论吊耳强度计算:不满足要求。
吊耳计算及说明:(体育馆)1、主梁共设置四个吊耳,布置见图,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。
51.53。
,故吊耳还承受二个水平方向拉力;(6)/12.5t2<f V=125N/mm22<f=215N/mm2(实际焊缝长度约300mm)2<f V=125N/mm2=29.25N/mm2<f=215N/mm2吊耳计算及说明:(体育场西)1、主梁共设置四个吊耳,布置见图,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,焊缝表面不得有弧坑和裂纹,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,布置见图,吊耳规格为—30×200×3002<f V=125N/mm22<f=215N/mm2300mm)=125N/mm2V2<f=215N/mm23>吊具选用:钢丝绳拉力T=12.34t,查表选用φ31钢丝绳6×19即可满足要求钢丝绳卸扣选用δ(6)/12.5t4 / 55 / 5吊耳计算及说明:(松园北街)1、主梁共设置四个吊耳,布置见图,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,焊缝表面不得有弧坑和裂纹,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 ,平均每个吊耳承担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=7.8t,相应钢丝绳的拉力T=10.1t,钢丝绳与水平面夹角为51。
吊耳重量计算公式吊耳作为工程和机械领域中常见的零部件,其重量的计算对于设计和制造过程至关重要。
咱先来说说吊耳的基本构成。
吊耳一般由几个部分组成,像是主体部分、连接部分等等。
这每个部分的形状和尺寸都会影响到最终的重量。
那怎么来计算吊耳的重量呢?其实就是分别算出各个组成部分的体积,然后乘以材料的密度。
比如说,有一个吊耳,它的主体部分是个长方体,长、宽、高分别是 a、b、c ,那这部分的体积就是 a×b×c 。
而连接部分假设是个圆柱体,底面半径是 r ,高是 h ,那它的体积就是π×r²×h 。
记得我之前在一个工厂实习的时候,就碰到过有关吊耳重量计算的事儿。
当时厂里正在生产一批大型设备,其中用到的吊耳设计比较复杂。
师傅让我计算一下吊耳的重量,好确定材料成本。
我一开始还信心满满,觉得这能有多难。
可真上手的时候,才发现这吊耳的形状不规则,得拆分成好几个部分分别计算。
我拿着尺子这儿量量,那儿测测,数据记了一堆。
可算的时候,不是忘了这个部分的体积公式,就是把单位搞混了。
弄了半天也没算出个准确结果,急得我满头大汗。
师傅过来看了看我的“杰作”,笑着摇摇头,耐心地给我讲解。
他指着吊耳的各个部分,一步一步地教我怎么分析形状,怎么选择合适的计算公式。
在师傅的指导下,我终于算出了正确的重量,那一刻,心里别提多有成就感了。
回到吊耳重量计算的正题哈。
在实际计算中,还得考虑到材料的加工余量以及可能存在的孔、槽等结构。
这些都会影响最终的重量。
而且不同的材料,密度也不一样。
比如钢材和铝材,密度就差不少呢。
总之,吊耳重量的计算虽然不算特别复杂,但需要我们细心、认真,把每个部分都考虑周全。
只有这样,才能得到准确的结果,保证生产的顺利进行。
希望大家在遇到吊耳重量计算的时候,都能轻轻松松搞定,不出差错!。
前后定位船马口转向滑轮吊耳计算
1、吊耳计算
吊具由Q235的钢板组成,其中B1板厚δ=10mm ,P=160KN 计算时须计算孔壁局部承压、抗拉、抗剪能力及B2板与转向马口钢管的焊缝。
图7:吊具受力分析
① 壁承压计算
孔壁厚10mm ,孔直径57mm ,销子直径55mm ,侧面加焊两块加劲板。
31601093.57[]20057103
P MPa MPa d σσδ⨯===<=⨯⨯ 满足要求 ②抗拉计算
3
1601035.87[]170(12151015)2
P MPa MPa A σσ⨯===<=+⨯ 满足要求 ③抗剪计算
孔壁至拉带顶距离: L=150-57/2=121.5mm
3
1601071.75[]10012151015
P MPa MPa L στδ⨯===<=⨯+ 满足要求 ④焊缝计算
B1板与转向马口钢管焊缝为单面V 形坡口溶透焊,每条焊缝长471mm ,共1条焊缝。
焊缝轴向受力:3
1601033.9710010300 3.140.5
w v MPa MPa tl σ⨯===<⨯⨯⨯ 满足要求 t w v l =—焊缝所受荷载
—连接件较小厚度
焊缝计算长度。
探伤车车架上吊耳的强度计算1.吊耳上作用力的计算根据吊耳和转向架上起吊座的位置可知:前两吊座圆心之间的垂向距离为480mm ,横向距离为108mm ,纵向距离为90mm ,后两支座圆心之间的垂向距离为480mm ,横向距离为338mm ,纵向距离为90mm ,其简图见下图所示,转向架吊座与吊耳相对位置简图根据勾股定理可计算两吊耳与两起吊座的实际距离分别为:已知一台转向架的重量为7.6t ;设转向架一边的两根钢丝绳的力分别为F 1和F 2,列举平衡力方程如下(单位为KN):(1)(2)联立方程(1)和(2)求得:215949050090F F =500480108902221=++=Y 594480338902222=++=Y 765944802500480221=⨯+⨯F F将力F 2分解为三个分力分别为:2.吊耳强度计算由以上计算得知第二个吊耳上所受的力比较大,则由第二个吊耳的受力情况进行计算:2.1使用SlidWorks Simulation 分析计算生成报表内容如下:KNF 8.191=KNF 5.232=KNF x 4.132=KN F y 6.32=KNF z 0.192=应力分布图位移分布图应变分布图2.1使用ANSYS软件分析约束条件与Simulation分析的一样,其分析结果如下:应力分布图位移分布图3.结论由以上两种软件计算得知:吊耳受到的最大应力分别为227.95 MPa和229.57MPa,最大位移分别为0.08959mm和0.09233mm,都没有超过材料的的许用应力235 MPa,此结构满足强度要求。
吊耳受力及受剪力计算公式嘿,咱来聊聊吊耳受力及受剪力的计算公式这回事儿。
在工程领域中,吊耳可太常见啦!就像上次我去一个建筑工地,看到工人们正在吊运大型预制构件。
那个大吊机吊起构件的瞬间,我就在想,这吊耳得承受多大的力呀。
咱们先来说说吊耳受力的计算。
吊耳所受的力,其实和好多因素有关呢。
比如说,被吊运物体的重量,吊运的加速度,还有吊索与吊耳的夹角等等。
举个例子,如果要吊起一个 10 吨重的物体,吊索与吊耳的夹角是60 度,那我们可以通过力的分解来计算吊耳所受的拉力。
假设重力为G,拉力为 F,根据三角函数,F = G / cos(夹角) ,那这个例子中,F = 10×1000×9.8 / cos(60°) ,算出来就是大约 196000 牛。
再来说说吊耳受剪力的计算。
这剪力啊,就像是一把剪刀在剪东西一样。
吊耳在承受拉力的同时,还可能受到剪力的作用。
比如说,当吊耳与连接件之间有相对滑动的趋势时,就会产生剪力。
如果我们假设吊耳所受的剪力为 V,这时候就得考虑连接件的摩擦力、材料的强度等因素。
比如说,连接件之间的摩擦系数是 0.2,拉力是前面算出来的 196000 牛,那剪力 V 可能就是 196000×0.2 ,也就是39200 牛。
但这只是简单的计算示例,实际情况可要复杂得多。
不同的吊耳形状、材料,还有工作环境,都会对受力和受剪力产生影响。
就像那次在工厂里,看到工程师们在设计一款新的吊耳,他们拿着图纸,反复计算、讨论,考虑各种可能的受力情况,还做了好多实验来验证。
那认真劲儿,真让人佩服!总之,吊耳受力及受剪力的计算公式虽然有一定的规律,但具体应用时得综合考虑各种因素,小心谨慎,不然一旦出了问题,那可就麻烦大啦!希望上面这些关于吊耳受力及受剪力计算公式的讲解,能让您对这个有点枯燥但又很重要的知识有更清楚的了解。
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。
钢结构施工总结——钢结构吊装吊耳的选择前言: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。
1)折页销轴强度校核
销轴最大受力为副斜架起吊就位瞬间,销轴直径ф130
剪应力:τ=Q/A=100×103/(13/2)2π
=kg/cm2〈[τ]=1000kg/cm2
弯曲应力:σ=M max/W (销轴受力按均布载荷计算)
M max=QL2/8 q=100×103/8.4=1.9×104kg/cm
M max=1/8×1.9×104×2=1.676×105kg·cm
W=πd3×133/32=cm3
σ=M max/W=1.676×105/=77744kg/cm2〈[σ]
1)100t固定折页验算
R Hmax=100T
由拉曼公式校核最薄断面A-B
σ=P(D2+d2)/2sd(D2-d2)
=100×103(4422)/2×4×13.2(4422)
=1188kg/cm2〈[σ]
固定折页焊缝计算
焊缝长度L i=2×50+2×20+4=144cm 焊缝高度h=
τi
=100×103××144
=620kg/cm2〈[τ]=1000kg/cm2
3)活动折页计算
主斜架起吊就位后,副斜架未起吊前,斜架主体部分底部已垫垫铁并穿上地脚螺栓,所以校核折页受力以R 3=178.82T 为准。
在A-B 截面上:
由拉曼公式σ=P(D 2+d 2)/2sd(D 2-d 2)得:
σ×103(4422)/2××12.6(4422)
=/cm 2〈[σ]=1600kg/cm 2
活动折页焊缝计算
焊缝长度L=2×50+2×30+6=160cm
焊缝高度h=
τ
×103××166×2
=/cm 2〈[τ]=1000kg/cm 2
二、吊耳选择计算
1)20t平衡吊耳计算
由拉曼公式σ=P(D2+d2)/sd(D2-d2)得:
σ=20×103(2222)/3×7.2 (2222)= 1148kg/cm2〈[σ]=1600kg/cm2
焊缝长度L=4×30+3=123cm
焊缝高度h=
τi
=20×103××123= kg/cm2〈[τ]=1000kg/cm2
销轴剪应力
τ=Q/A=20×103×2/4=551 kg/cm2〈[τ]=1000kg/cm2
2)20t起吊吊耳选择计算
在A1-A1截面上:
σ=P(D2+d2)/sd(D2-d2)
=20×103(282+82)/×8(282-82)
=601 kg/cm2〈[σ]=1600kg/cm2
在B1-B1截面上:
σ=P/(D-d)s
=20×103/(28-8)×
=kg/cm2〈[σ]
焊缝长度L=28+2×22=72cm
焊缝高度h=
τi
=20×103××72=248 kg/cm 2〈[τ]=1000kg/cm 2 销轴剪应力
τ=Q/A=20×103×2/4=441 kg/cm 2〈[τ]=1000kg/cm 2
销轴弯曲应力
弯矩M max =(1/8)QL=20×103×/8=×104 kg/cm 2 截面系数 W=πd 3×3/32=43cm 3
σ=Mmax/W=×104/43= kg/cm2〈[σ]=1600kg/cm2
3) 50t 吊耳计算
在A 1-A 1截面上:
σ=P(D 2+d 2)/sd(D 2-d 2)
=50×103(2422×9.8(2422)
=1152.24 kg/cm2〈[σ]=1600kg/cm2
在B1-B1截面上:
σ=P/(D-d)s
=50×103/(24-9.8)×
=568 kg/cm2〈[σ]
焊缝长度L=30+2×36=102cm
焊缝高度h=
τi
=50×103××102= kg/cm2〈[τ]=1000kg/cm2
销轴剪应力
τ=Q/A=50×103×2/4=720.85 kg/cm2〈[τ]=1000kg/cm2
销轴弯曲应力
弯矩M max=(1/8)QL=50×103××104 kg/cm2
截面系数W=πd3×3/32=3
σ×104/81.5=437 kg/cm2〈[σ]=1600kg/cm2
4)80t吊耳计算
2
在A 1-A 1截面上:
σ=P(D 2+d 2)/sd(D 2-d 2)
=80×103(3422×12.2(3422)
=1180 kg/cm 2〈[σ]=1600kg/cm 2
在B 1-B 1截面上:
σ=P/(D-d)s
=80×103/(34-12.2)×7.2=510 kg/cm 2〈[σ]=1600kg/cm 2 焊缝长度L i =2×34+34=102cm
焊缝高度h=
τi
=80×103××102=700 kg/cm 2〈[τ]=1000kg/cm 2 销轴剪应力
τ=Q/A=80×103×122/4
=708 kg/cm 2〈[τ]=1000kg/cm 2
销轴弯曲应力(按均布载荷计算)
×103×103kg/cm 2
R=40×103kg
M max ×2/8
=40×103××103×2/8
×105kg·m
W=πd3×3/32=3
σ= M max×105/153.16=1554kg/cm2〈[σ]=1600kg/cm2
5)100t吊耳计算
由拉曼公式σ=P(D2+d2)/sd(D2-d2)得:
σ=100×103(382+132)/8.2×13(382-132)
= kg/cm2〈[σ]=1600kg/cm2
在B1-B1截面上:
σ=P/(D-d)s
=100×103/(38-13)×8.2= kg/cm2〈[σ]=1600kg/cm2焊缝长度L i=2×37+38=112cm
焊缝高度h=2cm
τi
=100×103×2×112= kg/cm2〈[τ]=1000kg/cm2
销轴剪应力
τ=Q/A=100×103×2/4
=802 kg/cm2〈[τ]=1000kg/cm2。