【钢结构政策·技术】受力计算书之钢板横吊梁受力计算书

受力计算书之钢板横吊梁受力计算书

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一、编制依据

1、《钢结构设计标准》GB50017-2017；

2、《建筑施工起重吊装工程安全技术规范》JGJ276-2012；

3、《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》住建部令第37号；

4、《起重机械安全规程第1部分：总则》GB6067.1-2010；

5、《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011。

二、计算说明

2.1、适用工况

起吊用钢板制横吊梁，顶部设置2个吊点，组合钢丝绳与起重机吊钩相连（说明：此种情况为简支受力），横吊梁下部吊点起吊相应构件，此种情况是常见吊装扁担形式。

2.2、钢板横吊梁受力计算内容

1、吊点为铰接节点，此时仅传递竖向力，不传递受力弯矩；

2、钢板横吊梁按弹性受弯构件计算，不考虑截面塑性发展深度超限；

3、所吊装的重物按集中荷载作用于跨中最不利位置；

4、起吊过程中平稳低速作业。

三、横吊梁设计

3.1、荷载数据

四、荷载与内力计算

4.1、吊装总荷载

吊装总荷载需要叠加起吊物的自重、动力效应与不均衡系数：

Q=γ_G×G_k×k₁×k₂+γ_G×g_k

支座反力（单吊点竖向力）：R=Q/2。

4.2、最不利受力

当起吊重物居中悬挂时，跨中弯矩最大、支座处剪力最大：

①、跨中最大弯矩设计值

M_max=Q×l₀/4；

②、支座处最大剪力设计值

V_max=Q/2。

五、截面计算

钢板截面，无孔洞时采用毛截面，吊孔处采用净截面。

①、毛截面面积：A=h×t；

②、毛截面惯性矩（绕强轴）：I_x=（t×h³）/12；

③、毛截面抗弯模量：W_x=I_x/（h/2）=t×h²/6；

④、净截面抗弯模量：W_nx=W_x?[d₀×t×(h?d₀)²]/2h；

特别说明：无吊孔削弱的截面取W_nx=W_x。

六、承载力极限状态验算

6.1、抗弯强度验算（说明：此项主控项目）

σ=M_max/（γ_x×W_nx）≤f；

判定规则：计算应力≤钢材强度设计值为合格。

6.2、抗剪强度验算

τ=（1.5×V_max）/A≤f_v；

判定规则：最大剪应力≤钢材抗剪强度设计值为合格。

6.3、吊点局部承压强度验算

σ_c=/（t×d₀）≤f；

判定规则：局部压应力≤钢材抗压强度设计值为合格；不足时需增设补强垫板。

6.4、吊孔处折算应力验算（JGJ276强制要求）

公式出处：《建筑施工起重吊装工程安全技术规范》JGJ276-2012附录B.0.2条；同时符合GB50017-2017第6.1.4条。

验算吊孔上方危险截面的复合应力，为钢板横吊梁特有验算项：

√（σ²+3τ²）≤1.1f；

式中：

σ：危险截面受拉边缘正应力；

τ：危险截面平均剪应力；

1.1为折算应力强度设计值增大系数。

6.5、整体稳定性验算

公式出处：《钢结构设计标准》GB50017-2017第6.2.2条；

实心钢板横吊梁截面高厚比大、侧向无约束时，必须验算整体失稳：

σ=M_max/（φ_b×W_x）≤f；

式中φ_b为梁的整体稳定系数，按GB50017-2017附录C计算。

特别说明：存在免算情况，当梁受压翼缘自由长度与宽度之比l₁/t≤13√（235/f_y）时，可不验算整体稳定。

6.6、钢板横吊装孔吊梁抗撕裂验算

验算钢板横吊装孔至板端的剪切撕裂面，双剪切面受力：

τ_tear=R/（2×e×t）≤f_v；

依据规范要求，孔边至板端距离e≥2d₀，孔边需做圆角处理，严禁尖角。

七、正常使用时的极限状态（挠度验算）

此项计算，采用荷载标准值济进行计算（不乘分项系数、动载系数），控制吊装过程变形：

w_max=（Q_k×l₀³）/（48×E×I_x）≤[w]；

式中：

Q_k=G_k+g_k，荷载标准值总和；

[w]为容许挠度，吊装横吊梁严格取[w]=l₀/500。

八、举例计算（说明：需套入上述表格中的举例计算数据，进行计算）

被吊物重G_k=100kN，横吊梁自重g_k=1.5kN，计算跨度l₀=2000mm，截面h=300mm，t=20mm，材质Q235B，吊孔d₀=50mm，孔边距e=120mm。

计算步骤1：荷载计算

Q=1.2×100×1.1×1.2+1.2×1.5=158.4+1.8=160.2 kN；

支座反力R=160.2/2=80.1kN；

计算步骤2：内力计算

M_max=（160.2×10³×2000）/4=80.1×10⁶N·mm；

V_max=80.1×10³N；

计算步骤3：截面参数

A=300×20=6000 mm2；

W_x=（20×300²）/6=300×10³mm3；

计算步骤4：钢板横梁吊抗弯验算

σ=（80.1×10⁶）/（1.05×300×10³）≈254.3 N/mm2>205 N/mm2；

因此，抗弯强度不足，需加大截面高度或者厚度。

建议，替换高度为h=350mm，厚度t=20mm后，W_x=408333mm3，σ≈186.8N/mm2≤205N/mm2，此时，抗弯合格，满足规范及安全施工要求。

计算步骤5：钢板横梁吊抗剪验算

τ=（1.5×80.1×10³）/6000=20.03 N/mm2?120 N/mm2；

根据计算结果，抗剪验算满足规范及安全施工要求。

计算步骤6：钢板横梁吊局部承压验算

σ_c=（80.1×10³）/（20×50）=80.1 N/mm2≤205 N/mm2；

根据计算结果，局部承压验算满足规范及安全施工要求。

计算步骤7：钢板横梁吊挠度验算（标准值）

I_x=（20×350³）/12≈71.46×10⁶mm⁴；

w_max=（101.5×10³×2000³）/（48×2.06×10⁵×71.46×10⁶）≈1.15 mm；

W_max/l₀=1.15/2000=1/1739≤1/500；

根据计算结果，挠度验算满足规范及安全施工要求。

九、结论

1、经计算，本钢板横吊梁在额定吊装荷载作用下，抗弯强度、抗剪强度、局部承压、折算应力、整体稳定、挠度均满足规范及安全施工要求，可用于对应起吊重量的吊装作业。

2、特别说明：吊装作业时需严格执行对称起吊、低速平稳操作，严禁超载、偏载使用。