预制柱吊装计算

1．确定吊点位置

钢筋混凝土柱子是按轴心受压或偏心受压构件设计的，一般均为对称配筋。在运输和吊装过程中，柱子处于受弯状态，为此，需确定合理的吊点位置，即柱子在此吊点吊装时，由自重力产生的最大正弯矩等于最大负弯矩。对整根柱子说来，这种情况下产生的弯矩绝对值最小。对等截面柱，经过推导知道，在一点起吊时，当吊点至柱顶距离为0.293L（L为柱子长度）时，柱身的最大正弯矩等于最大负弯矩，即柱子的起吊弯矩最小。当两点起吊或平移时，此距离为0.207L（图14-92）。

图14-92 柱子吊装由自重产生的弯矩

（A）一点起吊时；（B）两点起吊或平移时

对非等截面柱，此结论需修正。如按弯矩相等原则用数学方法推导较繁杂，用换算长度方法虽有一定误差但简便易行。换算方法如下（图14-93）：

图14-93 柱子的长度换算

（A）柱子原有长度；（B）柱子换算后长度

式中 A——柱子换算断面的截面积（M2）；

A——柱子标准断面的截面积（M2）；

L1——柱子标准断面的长度（M）；

L2——柱子换算断面的长度（M）；

L‘2——柱子换算断面的换算长度（M）；

K——考虑换算后力臂变化的系数：

当A/A＜1时，K取1.10~1.30，当A/A＞1时，K取0.90~0.70，A/A比值大时取小值。2．吊装验算

（1）强度验算

吊点确定后，用力学方法计算柱子的吊装弯矩。荷载即柱子自重力，但应考虑吊装动力系数（一般取1.5。必要时根据吊装实际情况酌减）。弯矩算出后，按受弯构件的计算方法验算各控制截面的强度，控制截面取弯矩最大及柱子断面改变处的截面。

强度验算近似按下列公式进行：

式中 MK——吊装时柱子承受的弯矩（N•MM）；

M——弯矩设计值（N•MM）；

Α1——系数，当混凝土强度等级不超过C50时，Α1＝1.0，当混凝土强度等级为C80时，Α1＝0.94，其间按线性内插法确定；

FC——混凝土轴心抗压强度设计值（N/MM2）；

B——柱子截面宽度（MM）；

X——混凝土受压区高度，近似取X＝2A‘S；

H0——柱子截面有效高度（MM）；

F‘Y——钢筋的抗压强度设计值（N/MM2）；

A‘S——受压区纵向钢筋截面面积（MM2）；

A‘S——受压区纵向钢筋合力点至截面受压边缘的距离（MM）。

应当注意，当柱子从预制时的平卧位置不经翻身而直接吊装，则平卧柱子的截面及宽面内的配筋均应满足吊装要求。

（2）裂缝宽度验算

柱子吊装中的裂缝宽度应控制在0.2MM内。

柱子吊装时裂缝宽度的验算，可用下述公式计算柱内纵向受拉钢筋的应力ΣSK，并由此近似判断其是否满足要求：

式中 AS——受拉区钢筋的截面面积（MM2）。

按上述公式计算的钢筋应力ΣSK如果小于或等于160N/MM2（光面钢筋）或200N/MM2（变形钢筋）时，可认为满足裂缝宽度要求。否则，可按《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2002）第8.1节详细计算裂缝宽度，或采取措施，如改变吊点、增加吊点数量等，以减小吊装时柱子承受的弯矩（MK）。