吊架计算书

工程设计计算书

工程名称上海世博会演艺中心水上漂浮表演平台吊装钢桁架工程

工程编号SCWD/10-008D

设计阶段施工图

计算题目吊装钢格架结构内力及变形计算

项目负责人（设计负责人）年月日计算人年月日校对人年月日审核人年月日

上海中交水运设计研究有限公司

年月日

一、计算模型

采用Autodesk Robot 2009软件进行有限元计算。根据吊架结构，将其作为三维模型计算，计算模型示意图如下：

a模型俯视图

b模型俯视图（局部）

c模型正视图

d模型正视图（局部）

e模型侧视图

f模型三维图

图1 吊架结构内力计算模型示意图

按照四点吊考虑，吊点位置分别距吊架两端10.0m，并且左右对称，吊高13.7m(钢丝绳与吊架平面呈45º角)。主要构件尺寸详见设计图纸。

二、计算荷载

1. 吊物自重

1）吊物全重20t，总计吊点数量20个，则换算至每个吊点上的竖向集中荷载为：P1=20×10/20=10(kN)。

2）考虑到吊运时的动载作用，将吊物自重乘以动力系数1.30。

3）吊物自重组合计算时取作用分项系数为1.20。

2. 吊架自重

1）吊架结构自重由软件自动计算得出，全重约32T。

2）考虑到吊运时的动载作用，将吊架自重乘以动力系数1.30。

3）吊架自重组合计算时取作用分项系数为1.20。

3. 附加荷载

1）吊运时考虑钢丝绳在吊点处对主梁上吊点间部分的轴向挤压作用。

2）轴向附加荷载根据起吊重量及钢丝绳与主梁间夹角计算。

4. 吊架结构荷载计算模型示意图

图2 吊架结构内力计算荷载示意图

1. 计算结果示意图

图3 吊架结构挠度计算结果

图4 吊架结构内力计算结果

2. 计算结果汇总

表1 吊架结构内力计算结果汇总表

吊架主梁截面钢管壁厚结构总重最大挠度最大应力

10mm 约27T 33.4mm(约1/800) 94.18Mpa Φ800钢管

12mm 约32T 29.6mm(约1/900) 86.70Mpa

吊装过程中，假设因人为因素而出现连接顶部吊环的钢丝绳受力严重不均的情况，按三点受力校核吊架结构在自重作用下的抗扭强度，计算结果如下图所示。

图5 吊架结构挠度校核结果

图6 吊架结构内力校核结果

根据计算结果，吊架（主梁截面采用φ800钢管，壁厚12mm）将产生的最大挠度为80.1mm（约1/460），最大应力为84.86Mpa。

虽然此种情况下吊架结构并不会损坏，但已产生了不利于安全吊装的挠度。因此，要求施工单位采取合理的吊装工艺，确保顶部钢丝绳的尺寸差异不大于30mm，尽量使各顶部吊点均匀受力，从而保障下部表演平台的结构安全。