常用起重受力计算

第一章起重工具选择计算

第一节吊鼻选择计算

在施工中现场常用的吊鼻,一般有两种.一种是钢筋焊制吊鼻,另一种是钢板焊制吊鼻.钢筋焊制吊鼻,设置简单,常用于较轻吊件上.钢板焊制吊鼻,设置较复杂,常用于较重吊件上,现分述于后.

一.钢筋吊鼻选择计算：

如图4-1

图4-1

起吊10T重件，D10用钢筋做吊鼻，钢筋与重件焊接断面为D10，长度为100mm，选择钢筋直径.

先选择Ф20钢筋做吊鼻.Ф20钢筋的断面积F=3.14cm²(查表得).按拉力计算，吊鼻拉应力：

Ó=W/2F=10000/2×3.14=1592kg/cm²

按剪力计算吊鼻的剪应力:

τ=W/2F=10000/2×3.14=1592kg/cm²

从以上计算看,钢筋吊鼻的剪应力过高,必须选择较粗的钢筋.

如选用Ф30钢筋做吊鼻,则Ф30钢筋的断面积F=7.07cm²则剪应力:

τ=W/2F=10000/2×7.07=707kg/cm²

剪应力已低于800kg/cm²,说明使用普通3号钢Ф30做吊鼻是安全的.

采用钢筋吊鼻,在重件起立过程中,钢筋会拉弯,但由于吊鼻是一次性使用,起立时拉弯,立直时又拉直,对一般3号钢来说是承受得了这一次变形的,所以不会出事故,但钢筋焊缝必须足够,要做焊缝应力计算,其剪应力也不得超过许用应力值,一般焊缝要超过计算长度多一些好.

二.钢板吊鼻选择计算 如图4-2所示：

采用Ó=12mm 钢板做吊鼻.吊鼻开Ф50孔,焊100mm 固定钢板，板宽120mm,则应力计算如下：

τ=W/2F=10000/(2×4×1.2)=1041kg/cm ²>800kg/cm ² 拉孔板两侧拉应力为：

Ó=W/F=10000/（12-5）×1.2=1190kg/cm ² 拉板焊缝剪应力为：

τ=W/F=10000/(10×0.8×2)=625kg/cm ²

从以上核算看，主要是孔上方高度不够，造成孔上方剪应力过高，如将孔上方高度从40mm 扩大到60mm ，则其剪应力为： τ=W/2F=10000/2×6×1.2=694kg/cm ²

图4-2

图4-3

这样改动后，吊鼻拉板就安全了，但平放钢板吊鼻的端部焊缝在起立过程中仍用可能被拉开，要注意察看。如想避免吊鼻端部在重物起立过程中被拉开，可改为直立钢板吊鼻如图4-3所示，端部加焊立筋板，焊缝应做核算。

第二节 挂滑车吊梁选择计算

在施工现场，常常需要挂起吊滑车或转向滑车，挂滑车的吊梁要自行设计，要使吊梁在起吊重物过程中承受的应力值在许用应力之下，方能确保作业安全，现分述如下：

一. 吊梁下挂垂直荷重滑车时选择计算

如图4-4所示，吊5吨重物，挂在5m 长的吊梁中心。选择吊梁，步骤如下： ① 首先计算出吊梁所受的最大弯距 Mmsz=2.5W/2=(5×2.5)/2=6.25TM

② 接着确定吊梁的应力，用1200kg/cm ²以下； ③ 然后根据弯曲应力公式求出1200kg/cm ²， 弯曲应力下的断面系数W 值如下： ∵ó=M/W

∴W=M/ó=(6.25×1000×100)/1200=521cm ³ ④ 查表选用2根I 24则W=2×381cm 3

>521cm 3

； ⑤ 计算选定材料后的应力值：

ó=M/W=(6.25×1000×100)/（2×381）=820kg/cm ²<1200kg/cm ²

从以上选择计算看，弯曲应力值较1200 kg/cm ²小得多，可以选择小一些的工字钢再行计算，如计算后应力仍小于1200kg/cm ²，还可用小一号的工字钢计算。

图4--4

二．吊梁下挂斜拉荷重滑车时选择计算

当滑车在吊梁下的拉力倾斜一个角度时，对吊梁来说同时承受垂直拉力和水平拉力，均使吊梁弯曲，需把垂直、水平拉力分别产生的弯曲应力相加后选择吊梁。

如图4-5所示，5m 长吊梁承受8T 斜拉力.由于8T 斜拉力产生垂直力W=5.5T;水平力W=4.5T.计算步骤如下:

① 先算垂直力引起的最大弯矩: Mv=5.5/2×2.5=6.875TM ② 按M 选择吊梁:

采用2I 30,W=2×597cm ³(查表得)

óv =Mv/W=(6.875×1000×100)/(2×597)=576kg/cm ² ③ 计算水平里引起的最大弯矩: M h =4.5/2×2.5=5.625TM

④ 按水平力合算2I 30的弯曲应力值: 计算水平方向时的J h 值和W h 值:

J h =2(J o +Ad ²)=2(400+61.2×6.3²)=5658cm ² W h =J h /c=5658/12.6=449cm ³ 水平方向的弯曲应力值为:

图4--5

W =4.5T

Óh =M/W=(5.625×100000)/449=1252kg/cm ² ⑤ 计算吊梁的总应力值:

σ=σv +σh =576+1252=1828kg/cm ²>1400kg/cm ²

从计算得到,吊梁的实际弯曲应力值过高,应选择大一些的工字钢再做计算.

第三节 起吊扁担选择计算

施工现场常用的起吊扁担,一般有单钩起吊扁担、双钩吊扁担和单钩人字型绳扣起吊扁担等.现分述如下:

一、 单钩起吊扁担

如图4-6所示,吊重为2×10T =20T ,扁担长2m, 吊点在扁担中心和两端,计算选择扁担步骤如下:

① 首先计算扁担承受的最大弯矩Mmax: Mmax=10×1=10TM

② 确定扁担许用应力:选用ó≦1200kg/cm ².

③ 选择材料计算应力:

如选用[]30a W=2×403=806cm ³

则ó=M/W=(10×100000)/806=1240 kg/cm ². 如选用II 27a Wx=2×485=970 cm ³ 则ó=M/W=(10×105)/970=1030 kg/cm ².

所以选用II 27a 作扁担很安全.

二. 双钩抬吊扁担

如图4-7所示:吊重20T,扁担长3000mm,吊重扁担离一端1m,计算选择扁担受

图4-6