钢筋混凝土柱吊装计算

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1、钢筋混凝土柱吊装计算钢筋混凝土柱吊装计算（肖迪芳 长沙职工大学 高级讲师 410015）【摘要】：在运输和吊装钢筋混凝土柱子的施工过程中，柱子处于受弯状态，与它正常轴心或偏心受压状态不同，因些要对柱的吊装受力进行分析验算，以避免可能会出现柱子断裂情况。本文就柱子吊点位置的确定、吊装时强度、抗裂验算方法进行了详细的叙述，并通过实例加以说明。【关键词】：吊装 钢筋混凝土柱子 强度计算 最大弯矩 抗裂验算钢筋混凝土柱子是按轴心受压或偏心受压构件设计的，一般为对称配筋。在运输和吊 装过程中，柱子处于受弯状态，吊装受力与使用受力不一 致，吊点选择不合理，吊装弯矩 过大，其抗弯强度和抗裂度不能满足要求。故

2、必须进行吊装验算并合理确定吊点位置。 一确定吊点位置 柱子吊装时受力与使用时受力不一样， ，吊点选择应符合吊装弯矩最小的原则，应尽可 能符合使用受力的要求，如简支梁的两吊点应靠近梁的两端；悬臂梁的两吊点应在梁的两 支座处。因此，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。对整根柱子来说，这种情况下产生的弯矩绝对值最小。 经推导可知，对等截面柱，当一点起吊的吊点至柱顶距离为 0.239l（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，见图一-M-M+M 0.207l0.207ll-

3、M+Ml0.293l（a）一点起吊时（b）两点起吊或平移时图一对于非等截面柱，此结论需修正。用换算长度的方法虽有一定误差，但简便易行。换 算方法如下（图二）l 2l 1lll2l1B（a）柱子原有长度（b）柱子换算后长度图二 柱子的长度换算= 2lKlAa2式中 a柱子换算断面的截面面积（） A柱子标准断面的截面面积（） l1柱子标准断面的长度（m） l2柱子换算断面的长度（m） l2/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1 时，K 取 1.101.30；当1，K 取 0.900.70。 （比值大时取较小值）Aa Aa Aa二强度验算 吊点确定后，按受弯构件的计算方法验算

4、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。荷载为柱子自重力，并设吊装动力系数为 1.5。强度验算近似按下 式进行。 / 0/ 012ssycKahAfxhbxfMM 式中 吊装时柱子承受的弯矩（N.）KM弯矩设计值（N.）M系数，当混凝土强度等级不超过 C50 时，=1.0，当混凝土强度等级为11C80 时，=0.94，其间按线性内插法确定1fc混凝土轴心抗压强度设计值（N/2） b柱子截面宽度（） x混凝土受压区高度，近似取 x =2 as/ h0柱子截面有效高度（） fy/钢筋的抗压强度设计值（N/2） AS/受压区纵向钢筋截面面积（2） as/受压区纵向钢筋合力点至截

5、面受压边缘的距离（） 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时，则平卧柱子的截面及 宽面内的配筋均要满足吊装要求。 三裂缝宽度验算柱子吊装中的裂缝宽度应控制在 0.2内。柱子吊装时裂缝宽度的验算，可按下式计算柱内纵向受拉钢筋的应力（N/2） ，并由此近似判断其是否满足要求。 【】sk=skSK AhM 087. 0式中 AS受拉区钢筋的截面面积（2）按上式计算的钢筋应力 N/2（光圆钢筋） ，或 N/2（带肋钢筋）160sk200时，可认为满足裂缝宽度要求。否则，应按混凝土结构设计规范GB500102002 的规 定详细计算裂缝宽度，或采取措施，如改变吊点，增加吊点数量等，以减少

6、吊装时柱子承 受的弯矩（MK） 。 【例】 厂房柱的几何尺寸和配筋情况如图三所示。混凝土强度等级为 C20，吊装时 达到强度的 100，钢筋采用 HRB335，吊装采用一点平卧起吊。试确定吊点位置，并验算 强度和抗裂度。40021435004001MDMBMC+32211CEDBA370010000mNq/75002mNq/51561260010025400100223700 11100（a）柱子几何尺寸11（b）验算简图（c）弯矩图1下柱 2上柱 3吊点图三 柱子平放一点起吊计算简图22解：（1）确定吊点位置下柱工字形截面面积为 0.1375，上柱矩形截面面积为 0.2000，换算长度为=

7、2l=mKlAa203. 38 . 06 . 21375. 02000. 0换算后柱身全长：m13.1403. 31 .11一点起吊时吊点至柱脚的距离为：mm10,99. 9293. 0113.14取（2）平卧起吊强度验算下柱自重： mKNrAKq/156. 5251375. 05 . 11动上柱自重：mKNrAKq/5 . 7252 . 05 . 12动起吊时各控制截面的弯矩：mKNlllqlqMDE BEDEBD B 92.4926 . 27 . 36 . 25 . 726 . 27 . 356. 522222 1mKNMlqMcBAB49.39292.4910156. 581 2822

8、1mKNlqMDE D35.2526 . 25 . 7222 2 验算 B 截面强度ssycahAfxhbxfM0012取 2222 .7601 .380270236535400/30035700/6 . 90 . 12 022 1mmAmmaxmmhmmNfmmammbmmNfSsysc则安全mKNMmKNmmNMB92.4949.230230491800353652 .760300270365707006 . 91C 截面配筋与 B 截面相同，且 MC=39.49KNmMB=49.92 KNm 可不必验算 验算 D 截面强度 取 b=500mm AS/=2153.9=308mm2（214）

9、,其余同 B 截面取值安全mKNMmKNMD 35.2537.14135365308300270365705006 . 91（3）平卧起吊抗裂度验算SK SKAhM087. 0B 截面：26 /79.2062 .76036587. 01092.49mmNSKC 截面：26 /59.1632 .76036587. 01049.39mmNSKD 截面：26 /19.25930836587. 01035.25mmNSK上述验算 B 截面、D 截面计算应力值均大于 200N/2，其抗裂能力不能满足吊装SK要求。 因此，将下柱截面四角钢筋改为 425，则 AS=981.82；上柱截面四角钢筋改为 418

10、，AS=5092，再进行验算。B 截面：26 /12.1608 .98136587. 01092.49mmNSKD 截面：26 /84.15650936587. 01035.25mmNSK经验算，改进配筋后，B 截面、C 截面、D 截面的计算应力值均小于 200KN/SK2，满足吊装的抗裂性要求。柱子吊装时受力与使用时受力不一样，故必须进行吊装验算，吊点选择应符合吊装弯 矩最小的原则。若经吊装验算，抗弯强度和抗裂度不能满足时，首先考虑翻身起吊。若翻 身起吊仍不能满足时，则可增加吊点，改一点起吊为二点起吊，以减小吊装弯矩，或采取 临时加固措施。此外，为了便于就位、对中，确保吊装安全，构件绑扎时务使吊钩中心线 对准构件重心；水平构件吊装两点绑扎时，应分别用两根吊绳；且对等截面构件，还要求 两吊点左右对称，两根吊绳长短一致；吊绳水平夹角应大于等于 60 不得小于 45；严 禁斜吊和起重机负荷行驶。参考文献 （1）混凝土结构设计规范（GB500102002） 中国建筑工业出版社，2001 （2）教材编审委员会 建筑施工技术（二版） 建筑工业出版社 2005 （3）梁敦维 结构吊装装工程计算手册 山西科学技术出版社 2006