钢筋混凝土柱吊装计算.doc

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。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。 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） = 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1.10～1.30；当＞1，K取0.90～0.70。（比值大时取较小值） 二．强度验算 吊点确定后，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。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。 式中 —吊装时柱子承受的弯矩（N.㎜） —弯矩设计值（N.㎜） —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C80时，=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/㎜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。【】 = 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）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》GB50010—2002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。 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==m 换算后柱身全长： 一点起吊时吊点至柱脚的距离为： （2）平卧起吊强度验算 下柱自重： 上柱自重： 起吊时各控制截面的弯矩： ① 验算B截面强度 取 则 C截面配筋与B截面相同，且MC=39.49KN·mMB=49.92 KN·m 可不必验算 ② 验算D截面强度 取b=500mm AS/=2×153.9=308mm2（2Φ14）,其余同B截面取值 （3）平卧起吊抗裂度验算 B截面： C截面： D截面： 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要求。 因此，将下柱截面四角钢筋改为4Φ25，则AS=981.8㎜2；上柱截面四角钢筋改为4Φ18，AS=509㎜2，再进行验算。 B截面： D截面： 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/㎜2，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。 -M -M +M 0.207l 0.207l l -M +M l 0.293l （a）一点起吊