吊装钢丝绳计算案例
钢丝绳安全拉力计算和估算
❖ 解： F=GB ❖ ∵ G=2000kg ❖ a=45 B=0.71 ❖ ∴ F=20000.71
=1420kg.f 换算为国际单位则F=14200N.
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建筑机 械
钢丝绳 安全拉力 计算
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主讲：周年崧
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钢丝绳在不同角度时的受力计算 P144
❖ 所谓不同角度，是指钢丝绳与构件重物所形 成的水平夹角。
❖ 在重物不变的情况下，a的角度增大， （0~90之间）吊索所受的力则减少。
❖ 反之，a的角度变小，则吊索所受的力反而增 大。。
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❖ 所以在结构起重吊装中，绳索与构件的水平 夹角不宜小于30，
6
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1742.5
㎏
误差1％
例：有一钢丝绳用于起重吊装， 已知d＝9.3 ㎜ 请估算其安全拉力。
❖ 解：F=9×d×d
❖ =99.39.3 ＝778.41 ㎏f
❖ 正规计算应是774.92
解：F=
＝
5470 (㎏)×0.85
6
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误差0.5％
774.92
㎏
注：如果安全系数不是6， 则安全拉力为:
解：F=
12300 (㎏)×0.85 ＝安全拉力计算
F=
破断拉力总和ⅹ受力不均匀系数 安全系数
例:已知 d=9.3
K=6 求F=?
解：F= 5470 (㎏)×0.8=5774.9 ㎏
6
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钢丝绳安全拉力的估算
❖ 安全拉力的估算牵涉到钢丝绳的用途和安全系数， 作为起重吊装，一般取安全系数为6，所以作为起 重吊装专用的钢丝绳的安全拉力估算公式则为：
钢丝绳和卡扣计算
钢丝绳和卡扣计算附件一起重吊索具计算书1、起重吊装示意图:2、钢丝绳计算:,，F/k根据钢丝绳计算公式:[F]=式中[F]----钢丝绳的容许拉力F----钢丝绳的破断拉力,,----钢丝绳的不均匀系数，现用6×37，故取0.82系数K----钢丝绳的安全系数，按6.5倍取值? 当前，移动模架最重构件重量为30t/8?4t，按两点吊装，每股钢丝绳设计允许拉力为2t。
考虑到吊索具后期在其它地方可相互使用，体现到钢丝绳的通用性，钢丝绳选取长度为8m，水平夹角为60度，故2t/sin60?=2.309t，卡环选取11t。
由以上可以得知[F]=2.309t×10=23.09KNF=23.09×6.5/0.82=183.030kN，由此查表强度1550kN/Mp类型钢丝绳直径φ19.5mm。
故起吊24.75t构件选取:φ19.5mm(6×37)，卡环3.3t。
? 当前，移动模架最重构件重量为30t/8?4t，按四点吊装，每股钢丝绳设计允许拉力为1.4t(注:四点吊按三点受力计算)。
考虑到吊索具后期在其它地方可相互使用，体现到钢丝绳的通用性，钢丝绳选取长度为10m，水平夹角为90度，故1.4t/sin90?=1.4t.由以上可以得知[F]=1.4t×10=14kNF=14×6.5/0.82=110.976kN，由此查表强度1550kN/Mp类型钢丝绳直径φ19.5mm。
卡环3.3t。
3、起吊梁受力分析为建模方便，模型以2,20槽钢背对焊制而成起吊梁，采用MIDAS建模进行受力分析，模型如下图:图3.1 起吊梁受力模型起吊梁以2,20槽钢槽口对焊而成，起吊梁上设置两吊点，并作为边界约束，约束条件采用一般简支，荷载采用节点荷载(即集中荷载)，荷载值为: P=30t/8/4=0.9375t=9.375KN起吊梁下实际设置4个起吊点，即每个起吊点受力9.375KN。
吊装方案计算书
吊装方案计算书1. 引言本文档旨在给出吊装方案的计算过程和结果。
吊装方案是在工程施工中常见的一种操作，它涉及到货物的起重、运输和安装等环节。
本文将以一个具体的案例为例，详细介绍吊装方案的计算过程。
2. 案例描述我们假设有一组重量为3000kg的机械设备需要从地面吊装到建筑物的3楼，吊装距离为15m。
建筑物的层高为4m，楼梯口的高度为2m，楼梯口到3楼的楼层高度为3m。
3. 吊装计算3.1 起重设备选择根据货物的重量和吊装距离，我们需要选择合适的起重设备。
在这个案例中，我们选择一台额定起重量为5吨的起重机进行吊装。
3.2 吊装高度计算吊装高度包括货物离地高度和吊钩高度。
货物离地高度为4m（建筑物的楼层高度），加上楼梯口的高度2m，再加上3楼的楼层高度3m，总共为9m。
吊钩高度一般按照起重设备的规格进行选择，在这个案例中，吊钩高度为6m。
因此，吊装高度为9m+6m=15m。
3.3 吊装索具选择根据货物的重量和吊装高度，我们需要选择合适的吊装索具。
在这个案例中，货物的重量为3000kg，吊装高度为15m，我们选择使用一组额定起重量为5吨的钢丝绳进行吊装。
3.4 吊装力计算根据吊装高度和吊装索具的选择，我们可以计算吊装力。
吊装力等于货物重量加上索具自重。
在这个案例中，索具自重约为500kg，货物重量为3000kg，因此吊装力为3500kg。
3.5 吊装对地压力计算吊装对地压力是指起重设备在吊装过程中对地面的压力。
一般情况下，吊装对地压力不应超过地面承载力的限制。
在这个案例中，我们需要计算起重机在吊装过程中对地面的压力。
根据吊装力和吊装距离，我们可以利用力矩平衡原理计算吊装对地压力。
假设吊装点到起重机臂的水平距离为5m，起重机臂的倾角为30度。
根据力矩平衡原理，我们可以计算吊装对地压力为：吊装对地压力 = 吊装力 / (吊装距离 * sin(倾角))代入吊装力3500kg，吊装距离15m，倾角30度，我们可计算得到吊装对地压力为5738.9kg。
钢丝绳计算
整体吊装钢丝绳选择整体吊装时钢丝绳采用顺绕钢芯钢丝绳，选用直径规格为28mm 的钢绳绳进行吊装。
假设架体一次吊装最重重量为18.5t ，钢丝绳选用6×37S+IWR 型号，直径￠28mm,公称抗拉强度为1670MPa,钢芯的钢丝绳。
一、根据规范，钢丝绳最小破断拉力计算公式为：1000020R D K F ••'=式中： F0 — 钢丝绳最小破断拉力，kN ；D — 钢丝绳公称直径，取28mm ；R0 — 钢丝绳公称抗拉强度，取1670MPa ；K '— 某一指定结构钢丝绳的最小破断拉力系数（简称最小破断拉力系数，K '值见GB 8918－2006表2和GB/T 16269表3，取0.356）。
因此F0=0.356*28²*1670/1000=466.1 kN其最小破断拉力的换算系数为h K =1.283，其最小钢丝破断拉力总和h 0h F F K =⨯=466.1KN ×1.283=598KN吊绳（绳长16米）查GB8918-2006表2，6×37钢丝绳重量系数K=0.418kg/100m*mm 2二、钢丝绳重量计算公式为：M=K*D 2式中：M —钢丝绳单位长度的参考重量，单位为kg/100m ；D —钢丝绳的公称直径，单位为mm ；K —充分涂油的某一结构钢丝绳单位长度的重量系数，单位为kg/100m*mm ²。
吊绳重量M=K*D 2=0.418*282=328kg/100m本方案中需用4根16米长钢丝绳和2根8米长钢丝绳，其重量为：M=4*16*3.28+2*8*3.28=262.4 kg=2.6KN卡扣每个按5KG ，共6个，0.3KN三、本方案吊装时采用4根钢丝绳等长起吊，每根钢丝绳的拉力可用下式计算：F=G/4cosβ式中：F —一根钢丝绳的拉力；G —构件重力；β—钢丝绳与垂直线的夹角。
四根等长钢丝绳拉力计算每根钢丝绳受力F大小为：（185+2.6+0.3）KN *1.25/4cos30º=67.8KN其中动载系数V取1.25。
钢丝绳和卡扣计算
附件一起重吊索具计算书1、起重吊装示意图：2、钢丝绳计算：根据钢丝绳计算公式：[F]=kα⨯F/式中[F]----钢丝绳的容许拉力F----钢丝绳的破断拉力α----钢丝绳的不均匀系数，现用6×37，故α取0.82系数K----钢丝绳的安全系数，按6.5倍取值⑴当前，移动模架最重构件重量为30t/8≈4t，按两点吊装，每股钢丝绳设计允许拉力为2t。
考虑到吊索具后期在其它地方可相互使用，体现到钢丝绳的通用性，钢丝绳选取长度为8m，水平夹角为60度，故2t/sin60°=2.309t，卡环选取11t。
由以上可以得知[F]=2.309t×10=23.09KNF=23.09×6.5/0.82=183.030kN，由此查表强度1550kN/Mp类型钢丝绳直径φ19.5mm。
故起吊24.75t构件选取：φ19.5mm(6×37)，卡环3.3t。
⑵当前，移动模架最重构件重量为30t/8≈4t，按四点吊装，每股钢丝绳设计允许拉力为1.4t（注：四点吊按三点受力计算）。
考虑到吊索具后期在其它地方可相互使用，体现到钢丝绳的通用性，钢丝绳选取长度为10m，水平夹角为90度，故1.4t/sin90°=1.4t.由以上可以得知[F]=1.4t×10=14kNF=14×6.5/0.82=110.976kN，由此查表强度1550kN/Mp类型钢丝绳直径φ19.5mm。
卡环3.3t。
3、起吊梁受力分析为建模方便，模型以2［20槽钢背对焊制而成起吊梁，采用MIDAS 建模进行受力分析，模型如下图：图3.1 起吊梁受力模型起吊梁以2［20槽钢槽口对焊而成，起吊梁上设置两吊点，并作为边界约束，约束条件采用一般简支，荷载采用节点荷载（即集中荷载），荷载值为：P=30t/8/4=0.9375t=9.375KN起吊梁下实际设置4个起吊点，即每个起吊点受力9.375KN。
钢丝绳计算
整体吊装钢丝绳选择整体吊装时钢丝绳采用顺绕钢芯钢丝绳，选用直径规格为28mm的钢绳绳进行吊装。
假设架体一次吊装最重重量为18.5t,钢丝绳选用6X37S+IWR型号，直径C 28mm,公称抗拉强度为1670MPa,钢芯的钢丝绳。
一、根据规范，钢丝绳最小破断拉力计算公式为：式中：F0 —钢丝绳最小破断拉力，kN;D —钢丝绳公称直径，取28mm;R0 —钢丝绳公称抗拉强度，取1670MPa；K —某一指定结构钢丝绳的最小破断拉力系数(简称最小破断拉力系数，K值见GB 8918- 2006 表2 和GB/T 16269表3,取0.356)。
因此F0=0.356*282*1670/1000=466.1 kN其最小破断拉力的换算系数为K h =1.283,其最小钢丝破断拉力总和F h=F° K h=466.1KNX 1.283=598KN吊绳(绳长16米)查GB8918-2006表2，6X 37钢丝绳重量系数K=0.418kg/100m*mm2二、钢丝绳重量计算公式为：M=K*D2式中：M —钢丝绳单位长度的参考重量，单位为kg/100m ;D—钢丝绳的公称直径，单位为mm ;K—充分涂油的某一结构钢丝绳单位长度的重量系数，单位为kg/100m*mm2。
吊绳重量M=K*D2=0.418*282=328kg/100m本方案中需用4根16米长钢丝绳和2根8米长钢丝绳，其重量为：M=4*16*3.28+2*8*3.28=262.4 kg=2.6KN 卡扣每个按5KQ 共6个，0.3KN三、本方案吊装时采用4根钢丝绳等长起吊，每根钢丝绳的拉力可用下式计算：F=G/4cosB式中：F —一根钢丝绳的拉力；G —构件重力；B —钢丝绳与垂直线的夹角。
四根等长钢丝绳拉力计算每根钢丝绳受力F 大小为：(185+2.6+0.3)KN *1.25/4cos30o=67.8KN 其中动载系数V取1.25。
依据<<建筑施工计算手册>> (14-1-2-3钢丝绳的允许拉力计算)，钢丝绳允许拉力按下列公式计算：钢丝绳容许拉力可按下式计算：［Fg］= a Fg/K 其中：［Fg］——钢丝绳的允许拉力(kN);Fg——钢丝绳的钢丝破断拉力总和(kN); a——换算系数，6X 37绳取0.82;K——钢丝绳使用安全系数，取K=6;6*37钢丝绳最小破断拉力折算系数为1.283。
吊装作业钢丝绳选用计算书
常用起重索具、吊具计算一、钢丝绳计算1.钢丝绳实际受力计算当被起吊物体重量一定时，钢丝绳与铅垂线的夹角a 愈大，吊索所受的拉力愈大；或者说，吊索所受的拉力一定时，起重量随着a 角的增大而降低。
（1-1）P ——每根钢丝绳所受的拉力（N ）； Q ——起重设备的重力（N ）； n ——使用钢丝绳的根数； a ——钢丝绳与铅垂线的夹角。
2.钢丝绳绳径选择选择钢丝绳直径时，一般可根据钢丝绳受到的拉力（即许用拉力P ），求出钢丝破断拉力总和ΣS 0，再查表找出相应的钢丝绳直径。
如所用的是旧钢丝绳，则以上所求得的许用拉力P 应根据绳的新旧程度，乘以0.4～0.7的系数。
详见下表1。
钢丝绳的容许拉力可按下式计算： （1-2）式中P ——钢丝绳的容许拉力（kN ）；ΣS 0——钢丝绳的钢丝破断拉力总和（kN ）；a ——考虑钢丝绳之间荷载不均匀系数，对6×19、6×37、6×61钢丝绳，a 分别取0.85、0.82、0.80；K ——钢丝绳使用安全系数。
见下表2P= QncosaP = a ΣS 0 K表1钢丝绳合用程度判断表表2 钢丝绳的安全系数3.钢丝绳的选用钢丝绳在相同直径时，股内钢丝越多，钢丝直径越细，则绳的挠性也就愈好，易于弯曲；但细钢丝捻制的绳不如粗钢丝捻制的绳耐磨损。
因此，不同型号的钢丝绳，其使用范围也有所不同。
6×19+1钢丝绳一般用作缆风绳、拉索，即用于钢绳不受弯曲或可能遭受磨损的地方；6×37+1钢丝绳一般用于绳子承受弯曲场合，常用于滑轮组中，作为穿绕滑轮组起重绳等；6×61+1钢丝绳用于滑轮组和制作千斤绳（吊索）以及绑扎吊起重物等。
4.钢丝绳选取中的经验公式（1）.在施工现场缺少钢丝破断拉力数据时，也可用经验公式近似估算的方法：当公称抗拉强度为1400 Mpa 时，ΣS 0=428d 2 当公称抗拉强度为1550 Mpa 时，ΣS 0=474d 2 当公称抗拉强度为1700 Mpa 时，ΣS 0=520d 2 当公称抗拉强度为1850 Mpa 时，ΣS 0=566d 2 当公称抗拉强度为2000 Mpa 时，ΣS 0=612d 2 式中ΣS 0——钢丝绳的破断拉力，N ； d ——钢丝绳的直径，mm 。
钢丝绳、卡环、吊耳验算
1）吊装钢丝绳的选择由于本工程最大构件重约为105t，共设置8个吊耳，取45°夹角吊索拉力为0.305G（32.0t），进行整体吊装，我们选择2根Φ40mm钢丝绳，根据经验公式=2×50D2=2×50×402=160000Kg=160tS破/n=160/5=32t≥32tS=S破其中D为钢丝绳的直径，n为安全系数。
因此满足吊装的要求。
2）卡环的选择：卡环又称卸甲，是吊索与构件联系用工具。
查表可得，钢构件采用如下的卡环：钢构件卡环选择：Q=40d（1）2Q=105X9.8X1000/2N d(1)2=514500/40=12862.5D(1)=114mm考虑安全因素选择GD21卡环。
3）吊耳设置按最重段105吨验算，梁两端各有四个吊耳，吊耳尺寸如下图，材质为Q345B。
1、拉应力计算如图所示，拉应力的最不利位置在A－A断面，其强度计算公式为：σ≤[σ]σ＝N/S1＝320000/(2*50*40)＝80N/mm²<295 N/mm²式中：σ――拉应力N――荷载S1――A-A断面处的截面积[σ]――钢材允许拉应力所以拉应力符合要求。
2、剪应力计算如图所示，剪应力的最不利位置在B－B断面，其强度计算公式为：τ≤[τ]τ＝ N/S2＝320000/(50*40)＝160 N/mm²<170 N/mm²式中：τ――剪应力N――荷载S2――B-B断面处的截面积[τ]――钢材允许剪应力所以剪应力符合要求。
3、角焊缝计算P＝N/l×hf×k P≤[σ1]＝320000/(2*300*8*0.7)＝95.2 < 200N/mm²式中：P――焊缝应力N――荷载l――焊缝长度hf――焊缝高度k――折减系数[σ1]――焊缝允许应力所以角焊缝符合要求。
综合上述计算，此规格吊耳能满足该梁的吊装施工。
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４．6吊装用钢丝绳选用
以最大构件重量Q＝26.5吨为依据,选用Ø36钢丝绳,四根钢丝绳吊装。
（1)计算钢丝绳张力
以最大构件重量Q=26.5吨为依据，四根钢丝绳吊装。
钢丝绳与铅垂线的夹角a=30度。
每根绳张力Ｐ
张
= Q /ncosa=（26．5x9.8)/(4×cos30o)=72．87KN (2）估算钢丝绳直径
按钢丝绳安全拉力估算公式F＝9*D*D*6／K,
F-安全拉力(质量）(安全系数Ｋ=8,)
D=＝32．85(mm）
初步选用直径为3６的钢丝绳。
（２）验算
根据GＢＴ89１8-1９96表18,查得6×37+1钢丝绳，直径为36ｍｍ抗拉强度是1670ＭPａ时,其最小破断拉力为638KN,钢丝绳的破断拉力总和为
P
1
=638*１.２49=７96.８6KN
钢丝绳用于吊索,安全系数k=8;考虑荷载不均匀系数为０.82.
P
允= P
１
*0.82／8=8１.69KＮ>P
张
=72．87KN
故选绳合适。
表18 钢丝绳结构:6×３7+FC 6×37＋IWＲ
注
1 最小钢丝破断拉力总和=钢丝绳最小破断拉力×1.249(纤维芯)或1．336（钢芯)。
2 新设计设备不得选用括号内的钢丝绳直径。