结合实例对吊装工程进行分析
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摘要：建筑钢结构具有自重轻、强度高、抗震性能好、施工速度快、工业化程度高及节能环保等特点，是我国建筑行业重点发扬项目，已经得到了建筑行业的充分认可，本文根据本人亲身施工经验，讲解了建筑钢结构吊装施工的准备工作，其次，分析了建筑钢结构吊装施工的施工工艺和对钢构吊装的数据计算。
关键词：钢结构；吊装施工；吊装计算。
中图分类号：TU391文献标识码： A
1 前言 随着经济的发展和人们生活水平的不断提高，建筑行业也得到了快速发展。在施工过程中，合理安排施工工序、严格控制施工质量并合理准备的计算出吊装件数据，是钢结构施工的关键环节。
2 吊装施工前的准备
2.1现场条件
工程由中船第九设计研究院工程有限公司设计，该工程为单层钢结构厂房，高度29.9m，厂房跨度38m，使用年限50年，建筑结构安全等级二级，基础设计等级为乙级，桩基设计等级乙级，抗震设防烈度7度。
2.2施工进度计划
因现场施工平面极为紧张，钢柱在现场必须经过二次倒运才能由两台吊机转运至安装部位附近。
屋面梁因跨度大，应分三段加工，即12.192m+12.968m+12.192m，运输至现场后进行拼装后才能吊装。
吊装顺序从1线―11线方向。
钢柱吊装布置及吊装顺序线路图
屋面梁布置及吊装顺序图
2.3吊装工序安排
钢柱、屋面梁和吊车梁的吊装是主要骨架。吊装时应遵循以下吊装的顺序原则：先立标准柱、后吊车梁、再屋架系统
先地上连接、后整体就位；
先横向结构、后平面构件。
施工区域：A～B轴的1～11线区域，从1线往11线施工。
本工程由于构件重量差异较大，故需根据不同构件重量来选用吊机。
由于最大单体吊装重量约13.2t，其它构件在6.69t和1.5t左右，故根据构件安装位置最大高度及构件单重来选择不同的吊机。
1、钢柱吊装：钢柱长29.85m，重13.2t；选用80t汽车吊，工作半径9m，臂长36.75m，吊装能力17.2t。
2、屋面梁吊装：屋面梁长37.37m，重6.69t；选用50t汽车吊，工作半径9m，臂长40米，吊装能力8t。
3工程施工吊车、钢丝绳造型计算
3.1 钢柱吊装计算
钢柱单件最重为13.2t，最长为29.85m，根据构件的截面尺寸及特点进行吊车选型：
1）起重量：QJ=K1K2Q=1.1×1×13.2=14.52t
2）起重高度：
H=29.85+0.5+2=32.35m此时杆长33.6m
3）起重半径：根据现场实际地形吊装半径在R≤9m
3.2、吊装计算
按最重钢柱约13.2 t=132KN、采用1个吊点,吊绳与吊具的夹角接近于90º、根据在吊装过程中可能出现的最大受力的情况计算出每根钢丝绳的许用拉力值：
每根钢丝绳受力:F=13.2/2/sin90 =66KN
钢丝绳计算
K：安全系数（本方案中钢丝绳做吊索使用，取K=6）
［F］=F*K=66*6=396KN
查钢丝绳相应国标可知：钢丝绳的公称抗拉强度为1770N/mm2、6x37+1型、Ø28钢丝绳的最小破断拉力为409KN＞396KN。满足施工要求。
3）吊耳选择及校核
a、主吊耳选择及校核
主吊耳选用2个δ=30厚Q235-B钢板制作的板式吊耳。吊耳尺寸如下：R=100mm，d=φ70mm，h=120mm，L=250mm。
板式吊耳的结构型式及吊耳的受力分析图
吊耳板的强度校核
就位状态，吊耳板所受拉力最大。
⑴吊耳板的抗拉强度应满足：σ=F1/A≤[σ]
F1=K1×K2×13.2×10/2=1.5×1.1×13.2×10/2=108.9KN
A―危险截面面积，A=(250-70)*(30-0.8)=5256mm2
Q235-B钢板许用拉应力[σ]=290Mpa
σ=F1/A=1.09×100000/5256=20.82Mpa
σ＜[σ] 强度满足要求
⑵吊耳板沿吊索方向的最大剪应力τ=σ=20.82Mpa
Q235-B钢板许用剪应力[τ]=91Mpa
τ＜[τ]强度满足要求
吊耳角焊缝应力校核
就位状态，吊耳角焊缝的组合应力最大。
⑴角焊缝的剪应力：τ=Fv/Af
Fv―竖向载荷。Fv=1.09×100000N
吊耳与钢柱连接处角焊缝面积Af=30×250=7500mm2
τ=1.09×105/7500=14.5Mpa
角焊缝的拉应力
σL=FH/Af=0
强度满足要求
4）卡环选用两个10T标准卡环。
8.2屋面梁吊装计算
屋面系统主要参数：
位置轴线 数 量（根） 截面形式 重量（t） 最大外形尺寸（m） 备注
平均 L D B
A-B列1-11线 11 H1000-1300x250x10x16 6.69 37.37 1.300 0.250
屋架吊装的吊点选择
屋架翻身和起吊的吊索绑扎点应选在上部节点处，左右对称。绑扎中心要高于屋架中心，吊索与水平线的夹角，翻身扶直时不宜小于60°，起吊时，不宜小于45°，根据屋架的结构形式，宜采用1根吊索，两点绑扎。经过建模放样，绑扎吊如下为宜：
屋面梁吊装示意图
说明：1、采用1根整钢丝绳吊装，每根钢丝绳总长16.2米，吊钩至屋面高度为7米.
2、主吊耳选用2个δ=16厚 Q235-B钢板制作的板式吊耳
3、吊耳距离屋面梁中心距离4m。
钢丝绳长度计算：L=H/sin60 *2=16.2m
1、钢丝绳选型计算
钢丝绳拉力：F=k1*K2*G/2 sin60=6.69*1.1*1/2 *0.866=42.5KN
K：安全系数（本方案中钢丝绳做吊索使用，取K=8）
钢丝绳拉断力：［F］=F*K =42.5*8=340KN
查钢丝绳相应国标可知：钢丝绳的公称抗拉强度为1770N/mm2、6x37+1型、Ø26钢丝绳的最小破断拉力为440KN＞340KN。满足强度要求。
4）吊耳选择及校核
主吊耳选择及校核
主吊耳选用2个δ=16厚 Q235-B钢板制作的板式吊耳，按示意图布置屋架梁上翼缘中心，并避开屋面檩托板。吊耳尺寸如下：R=70mm，d=φ50mm，h=50mm，L=150mm。
板式吊耳的结构型式及吊耳的受力分析图
吊耳板的强度校核
就位状态，吊耳板所受拉力最大。
⑴吊耳板的抗拉强度应满足：σ=F1/A≤[σ]
cos=cos60=0.5
F1=K1×K2×7.36×10/2cos60=1.5×1.1×7.36×10/2cos60=121.44KN
A―危险截面面积，A=(150-50)*(16-0.8)=1520mm2
Q235-B钢板许用拉应力[σ]=130Mpa
σ=F1/A=1.214×105/1520=79.89Mpa
σ＜[σ] 强度满足要求
⑵吊耳板沿吊索方向的最大剪应力τ=σ=79.89Mpa
Q235-B钢板许用剪应力[τ]=91Mpa
τ＜[τ]强度满足要求
吊耳角焊缝应力校核
就位状态，吊耳角焊缝的组合应力最大。
⑴角焊缝的剪应力：τ=Fv/Af
Fv―竖向载荷。Fv=F1×cos60=1.214×105N
吊耳与屋架梁连接处角焊缝面积Af=16×150=2400mm2
τ=1.214×105/2400=50.58Mpa
⑵角焊缝的拉应力
σL=FH/Af=Fsinα/Af=F1×sin60°/2400=43.8Mpa
强度满足要求
5）卡环选用两个5T标准卡环。
吊车选用
根据屋面梁参数，每跨跨屋面梁为相等为37.30米，构件重量6690kg为最重，故吊车选型满足本跨即可满足其它梁的吊装。
屋面梁拼装完后单件最重为6690kg，水平长度为38m，根据构件的截面尺寸及特点进行吊车选型：
1）起重量
QJ=K1K2Q=1.1X1X6.69=7.36 t
2）起重高度
以38m跨屋面梁，梁顶标高29.9m，地面标高-0.2m，钢丝绳绑扎点至拔杆端部，故总高度=29.9+0.5+7=37.4m此时杆长为38.5m＜40m
3）起重半径
根据现场实际地形吊装半径在R=9-10m
4）吊车最终选定
根据上述计算结果及查表选定，50t汽车吊在臂长40m，吊装半径9m时，其额定起重量8t。故选用50t汽车吊可完全满足屋面梁吊装要求
结语：
以上是本人在施工过程中总结的经验和技术，但在现实施工过程中还会遇到很多问题。希望可以对从事钢构的工程朋友有所帮助。
参考文献：
[1] 郭彦林，崔晓强.大跨度复杂钢结构施工过程中的若干技术问题及探讨.工业建筑，2004，34(12).