耳板验算方法
关于耳板式吊耳设计校核的探讨
对于 a—a 截面：
a σ y = Na + M a + M a × y A AR2 KAR2 y+R2
= 1.1P 〔0.407- 0.087 × y 〕 ≤[σ] hc K y+R2
将 y=- h 代入 （式 - 11 ） 可得到 b—b 截面内侧应力 2 ≤[σ] σ内= 1.1P 〔0.407- 0.087 × h 〕 K hc 2R2-h
2 理论分析
我们举例来说明，如图 1 所示，假设 P= 20t ， B= 210mm ，
62
石油化工建设 10. 03
2r
A
r
A
20t 的载荷，我们可以发现此时 σ 的值会变小，而 σc 值则会变 大， 完全有可能超过其承压许用应力值 [σc]， 从而导致吊耳材料 的失效而发生事故。所以且不说平常我们技术人员验算耳板强 度的方法正确与否，但就其根本不考虑耳孔的承压强度问题是 绝不可行的。 2. 2 力学分析 实际上吊耳板的受力状态较以上复杂得多，决不是简单的 计算就可以的。 如图 2 所示， 我们仍然假设销轴与吊耳孔为间隙
将 y=- h 代入 （式 - 11 ） 可得到 b—b 截面内侧应力 2
b ≤[σ] σ内= 1.1P 〔0.405- 0.095 × h 〕 hc K 2R2-h
（式 - 12 ）
（式 - 11 ） 可得到 b—b 截面外侧应力 将 y= h 代入 2 ≤[σ] σ外= 1.1P 〔0.405- 0.095 × h 〕 K hc 2R2+h
b
（式 - 15 ）
将 y= h 代入 （式 - 11 ） 可得到 b—b 截面外侧应力 2 ≤[σ] σ外= 1.1P 〔0.407+ 0.087 × h 〕 K hc 2R2+h
套箱吊耳受力验算书
附件1：
截面模量计算
序号
截面部位
对z轴的惯性矩 Izz
Z轴到截面最外边缘的 截面模量
距离Cy
Wz
mm4
mm
mm³
1
耳板截面 （有加劲肋、无贴板）
19100000
2
耳板截面 （有加劲肋、有贴板）
19300000
序号
截面部位
对y轴的惯性矩 Iyy
3
耳板截面 （无加劲肋）
4.03E+04
106
180188.68
受剪
钢丝绳夹角约为29°，吊点竖向受拉力N'=85KN＜N=577KN， 满足
钢丝绳夹角约为29°，吊点水平受剪力V'=21.95KN＜ V=108KN，满足
吊点受力F=87.79KN＞F1=59.6KN，不满足
端部受弯应力σ=914.45MPA＞f=215MPA，不满足（无加劲 肋），规则截面（矩形）截面模量Wz=bh²/6
103.76
186006.17
Y轴到截面最外边缘的 截面模量
距离Cz
Wy
6
6720.00
截面模量Wz=Iz/Ymax，Iz：截面对z轴的惯性矩，Ymax：Z轴到截面最外边缘的最大距离
6
吊装孔中心至耳板
280
底垂直距离h1
7
吊装孔径d
56
8
25t卸扣轴径d0
40
9
接触面弧长la
23.12
mm
mm
mm
mm
mm
mm
选用国标25t卸扣，对应轴径为40mm，不再进行销轴 受力验算
考虑销轴受力变形值为1mm，即销轴与吊装孔间距 mm
1mm以内，视为吊装时销轴与孔面接触
销轴的计算
创作编号：GB8878185555334563BT9125XW创作者：凤呜大王*销轴连接常用于两个结构构件之间的连接，以满足构件之间的相对转动的需要，也用于一些结构构件吊装过程中。
无论是构件连接节点还是吊装节点，其节点都需要进行必要的验算，以满足结构安全及吊装安全的需要。
销轴连接方式多种多样，最常采用的连接的结构方式为单剪连接、双剪连接和多耳板连接。
而建筑结构销轴连接的结构形式受到加工精度的限制比较单一，多为三耳板（下二上一或下一上二）组成的双剪结构，这种结构形式由一根销轴将一侧耳板与另一侧耳板连接起来，销轴与耳板之间可以发生相对转动，相互间的荷载通过销轴和耳板的接触面来传递。
以吊装耳板为例（图中数值为假定，并不一定为常规数值），简要说明一般常用的计算方法及公式，以供大家讨论。
销轴大样如下：P1=400KN，P2=300KN (合力Ta=500KN)其中销轴采用45号钢，耳板采用Q345B销轴连接计算分为销轴的强度计算和耳板的强度计算。
一、销轴计算：1、销轴弯曲强度验算把销轴当作简支梁进行分析销轴弯曲强度验算最大弯矩值：销轴弯曲强度计算计算满足。
公式中：M——把销轴作为简支梁分析所求得的最大弯矩值W——销轴截面的抗弯模量，——销轴的许用弯曲应力，这里采用45号钢2、销轴剪切强度验算把销轴当作简支梁进行分析销轴剪切强度计算最大剪应力值（取在中和轴位置，此位置剪应力最大）：计算满足。
公式中：Q——把销轴作为简支梁分析所求得的最大剪力值d——销轴直径——销轴的许用剪切应力，这里采用45号钢3、平均剪应力复核：将销轴按双剪进行平均剪应力计算计算满足。
二、耳板强度验算首先耳板的尺寸必须满足构造要求（这里我们可以参照螺栓构造要求其满足1.5~2d，在此构造满足的情况下，可不进行耳板孔周的抗拉验算，直接进行抗剪验算，此理解可供大家讨论，此处仅为笔者个人理解），在满足这一条件下进行计算。
1、耳板孔壁承压应力验算上耳板：计算满足。
吊装中吊耳的选择与计算
钢结构吊装吊耳的选择与计算前言在钢结构吊装过程中，构件吊耳的计算、制作、形式的选择是一个很重要的环节。
在以往的工程中构件吊装中吊耳的制作、选择并没有明确的理论依据和计算过程，常凭借吊装经验来制作吊耳，这样常常会出现大吊耳吊装小构件的现象，造成一些人力、物力等方面的资源浪费，而且未经计算的吊耳也会给吊装带来无法预计的安全隐患。
因此，通过科学计算确定吊耳的形式是保证施工安全的重要条件。
由于吊耳与构件母材连接的焊缝较短、短距离内多次重复焊接就会造成线能量过大，易使吊耳发生突发性脆断。
因此，吊耳与构件连接处焊缝的形式以及强度的计算对整个吊装过程同样起到决定性作用。
结合钢结构吊装的难点、重点以及形式的差别，同时为积累经验，适应钢结构在建筑市场的发展方向，现将吊耳形式的选择、制作安装、以及吊耳焊缝的计算做一下阐述。
一、钢结构构件吊耳的形式钢结构构件的吊耳有多种形式，构件的重量、形状、大小以及吊装控制过程的不同都影响构件吊耳的选择。
下面根据构件在吊装过程中的不同受力情况总结一下常用吊耳的形式：图例1为方形吊耳，是钢构件在吊装过程中比较常用的吊耳形式，其主要用于小构件的垂直吊装（包括立式和卧式）图例2为D型吊耳，是吊耳的普遍形式，其主要用于吊装时无侧向力较大构件的垂直吊装。
这一吊耳形式比较普遍，在构件吊装过程中应用比较广泛。
图例3为可旋转式垂直提升吊耳，此吊耳的形式在国外的工程中应用比较多，它可以使构件在提升的过程中沿着销轴转动，易于使大型构件在提升过程中翻身、旋转。
图例4为斜拉式D型吊耳，此吊耳主要用于构件在吊装时垂直方向不便安装吊耳，安装吊耳的地方与吊车起重方向成一平面角度。
图例5为组合式吊耳之一，在吊装过程中比较少见，根据其结构和受力形式可用于超大型构件的吊装，吊耳安装方向与构件的起重方向可成一空间角度。
图例6为D型组合式吊耳，可用于超大型构件的垂直吊装，在D型吊耳的两侧设置劲板可抵抗吊装过程中产生的瞬间弯距，此外劲板还可以增加吊耳与构件的接触面积，增加焊缝长度，增加构件表面的受力点。
（完整版）耳板验算方法
（完整版）⽿板验算⽅法销轴连接节点的计算⽅法典型的销轴连接节点如图5.4.2所⽰。
图5.4.2 典型销轴连接节点（图⽰长度以上⽿板为例）1、销轴计算⾸先进⾏销轴抗剪计算，确定销轴的直径。
销轴承受的总剪⼒为bolt V =销轴直径D ≥v n 为受剪⾯的数⽬，b v f 为销轴的抗剪强度设计值，若销轴采⽤调质45号钢制作，则其250b v f MPa =。
2、⽿板设计根据构件、埋件以及销轴的尺⼨，初步确定⽿板的尺⼨，⽿板的厚度可以通过下⾯的计算确定，若计算出的厚度与构件尺⼨不协调，则可以对⽿板尺⼨进⾏调整。
对于受拉⽿板、需进⾏⽿板抗剪设计、局部承压设计和抗拉设计；对于受压⽿板、需进⾏⽿板局部承压设计和受压设计；（1）⽿板抗剪设计(115v v bolt f n t V ./??≥?⽿⽿板抗剪长度)，其中v n ⽿为⽿板受剪⾯的数量，若为单⽿板则2v n =⽿，v f 为⽿板钢材的抗剪强度设计值，1.5为剪应⼒不均匀系数。
若⽿板抗剪设计计算出的⽿板厚度1t 较⼤，可以通过在⽿板侧⾯贴环板的⽅式加以解决。
（2）⽿板局部承压设计()2b bolt c t V /f D ≥?，其中为销轴直径，b c f 为螺栓的承压强度设计值，根据⽿板的材质查《钢结构设计规范》表3.4.1-4确定。
这⾥需要注意的是，如果直径D 较⼤可能造成销轴与⽿板孔壁的局压接触长度不⾜D ，根据⽂献，此时可取0.75D 进⾏计算。
若⽿板局部承压设计计算出的⽿板厚度2t 较⼤，可以通过在⽿板侧⾯贴环板的⽅式加以解决。
（3）⽿板抗拉设计(3bolt t V /f ≥?⽿板抗拉长度)，其中f 为⽿板抗拉强度设计值。
（4）⽿板受压设计(4bolt t V /f ≥?⽿板承压宽度)，其中f 为⽿板抗压强度设计值。
()1234t max t ,t ,t ,t =⽿板，其中t ⽿板为⽿板的总厚度，若设置两块⽿板，则单块⽿板厚度应除以2。
3、⽿板端部截⾯强度校核对⽿板端部截⾯应进⾏强度校核，特别是对⾯外不能设置加劲肋的⽿板，该项校核是必要的。
吊索具验算[新版]
![吊索具验算[新版]](https://img.taocdn.com/s3/m/e7ec7900876fb84ae45c3b3567ec102de2bddfe0.png)
吊索具验算：1、吊耳验算吊耳耳板采用16mm钢板；吊孔两侧采用10mm钢板补强；耳板两侧设置加劲板。
抗拉验算：A=4640mm2；F=424.4KN；板厚为36mm，故[ f]=205MPaf=F/A=424.4KN /4640mm2=91.5MPa<[ f]=205MPa抗剪验算：A=6670mm2；F=424.4KN；板厚为36mm，故[ fv]=120MPafv=F/A=424.4KN /6670mm2=63.3MPa<[ fv]=120MPa2、焊缝强度验算吊耳耳板与托梁（扁担梁）连接采用四道角焊缝连接，焊缝堆高10mm；焊缝长度350mm。
[ ft W]=160MPa。
F=424.4KN；a=0.7K=7mm；A=7mm×350mm×2=4900mm2；ft W=F/A=424.4KN/4900mm2=86.6MPa<[ ft W]= 160MPa。
3、托梁验算托梁长2360mm，断面形式采用箱型，顶底板厚32mm，腹板厚20mm，双榀[20b槽钢制作。
两吊点间距2100mm，托梁与吊耳对应位置设置加劲板补强。
强度验算采用跨中均布荷载。
Q=750KN/m；荷载分布长度为1m（跨中）。
2、吊装钢丝绳计算选用6×37的双股麻芯钢丝绳，钢丝绳的公称直径选66mm，取钢丝绳公称抗拉强度1670（MPa），钢丝绳破最小断拉力为2590kN。
吊装时钢丝绳与预制小箱梁的夹角不小于60º。
安全系数取值：K=6；则每根钢丝绳受到的拉力为F=G÷[sin(60º)×8]=(150×9.8)÷[sin（60 º）×4]=424.4KN；钢丝绳安全系数：K=2590÷424.4=6.1>6，满足吊装要求。
吊装用耳板设计
吊装用耳板的设计设耳板的受力如图1所示：图1耳板及其受力情况图中①号板为主耳板，②号板为补强板，③号板为侧板(②、③号板需通过计算确定是否需要设置)。
此时，耳板承受拉力、剪力以及弯矩的作用，需要分别对其不同的受力状态进行相应的计算。
一、计算采用荷载的确定吊装时的荷载主要来自被吊构件的自重，当吊点位置确定后，便可以通过手算或计算机计算得到各个吊点位置所受荷载的标准值V k ，则进行耳板设计时采用的荷载设计值0g v k V V γγγ=⨯⨯⨯，其中各个系数的含义及取值如下：0γ-----结构重要性系数，较为重要的结构取1.1，一般结构取1.0； g γ-----分项系数(不均匀系数)，取值范围1.2至1.4；v γ-----动力系数，取值范围1.05至1.5，对于液压提升可取1.05，混凝土构件的吊装取1.5，大多数情况取1.2或1.3即可。
二、相关计算1、主耳板的抗拉、抗剪计算主耳板的剪力及拉力破坏面及计算面如图2所示：图2主耳板的剪力及拉力破坏面示意图此时11cos 2V d t θσ=⨯⨯拉21cos 2V d t θσ=⨯⨯剪式中t 1为主耳板的厚度。
为保证安全，应满足f σ<拉(f 为主耳板的抗拉强度设计值)，及v f σ<剪(f v 为主耳板的抗剪强度设计值)。
2、主耳板的抗弯计算当主耳板与外力存在夹角时，主耳板在外力的水平分力作用下的受力状态为悬臂状态，主耳板根部的弯矩值最大，此时主耳板根部的应力为：316sin V hL t θσ⨯⨯=⨯弯为保证安全，则应满足f σ<弯(f 为主耳板的抗弯强度设计值)。
当应力情况无法满足要求时，需加设侧板(即图1中的③号板)，此时主耳板根部的应力为：321316sin 4V h L t t Lθσ⨯⨯=⨯+⨯⨯弯t 3为侧板的厚度。
为保证安全，应满足f σ<弯(f 为板件的抗弯强度设计值，侧板材料应与主耳板相同)。
3、主耳板的承压计算当采用卸扣对构件进行吊装时，还需对主耳板进行承压验算：1cos V d t θσ=⨯压d 为卸扣销直径。
销轴的计算(运用参照)
销轴连接常用于两个结构构件之间的连接，以满足构件之间的相对转动的需要，也用于一些结构构件吊装过程中。
无论是构件连接节点还是吊装节点，其节点都需要进行必要的验算，以满足结构安全及吊装安全的需要。
销轴连接方式多种多样，最常采用的连接的结构方式为单剪连接、双剪连接和多耳板连接。
而建筑结构销轴连接的结构形式受到加工精度的限制比较单一，多为三耳板（下二上一或下一上二）组成的双剪结构，这种结构形式由一根销轴将一侧耳板与另一侧耳板连接起来，销轴与耳板之间可以发生相对转动，相互间的荷载通过销轴和耳板的接触面来传递。
以吊装耳板为例（图中数值为假定，并不一定为常规数值），简要说明一般常用的计算方法及公式，以供大家讨论。
销轴大样如下：P1=400KN，P2=300KN (合力Ta=500KN)其中销轴采用45号钢，耳板采用Q345B销轴连接计算分为销轴的强度计算和耳板的强度计算。
一、销轴计算：1、销轴弯曲强度验算把销轴当作简支梁进行分析销轴弯曲强度验算最大弯矩值：销轴弯曲强度计算计算满足。
公式中：M——把销轴作为简支梁分析所求得的最大弯矩值W——销轴截面的抗弯模量，——销轴的许用弯曲应力，这里采用45号钢2、销轴剪切强度验算把销轴当作简支梁进行分析销轴剪切强度计算最大剪应力值（取在中和轴位置，此位置剪应力最大）：计算满足。
公式中：Q——把销轴作为简支梁分析所求得的最大剪力值d——销轴直径——销轴的许用剪切应力，这里采用45号钢3、平均剪应力复核：将销轴按双剪进行平均剪应力计算计算满足。
二、耳板强度验算首先耳板的尺寸必须满足构造要求（这里我们可以参照螺栓构造要求其满足1.5~2d，在此构造满足的情况下，可不进行耳板孔周的抗拉验算，直接进行抗剪验算，此理解可供大家讨论，此处仅为笔者个人理解），在满足这一条件下进行计算。
1、耳板孔壁承压应力验算上耳板：计算满足。
下耳板：计算满足。
公式中：N——构件中的轴力，即构件通过承压传给销轴的力；——构件的承压面积，，其中d为销轴直径，为孔壁的承压总厚度——耳板孔壁的许用承压应力，采用Q345钢取值为注意：此处取承压面面积时，近似取用销轴直径为承压面长度，一般是可以满足结构安全的需求的，但是实际上圆柱体体侧承压，经试验表明多为沿圆周45度到135度范围内承压面接触，也就是圆柱销轴的圆周的1/4范围进行接触，所以此处的承压面长度（上文公式取为d）取为销轴周长的1/4更为准确，即：。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
销轴连接节点的计算方法
典型的销轴连接节点如图5.4.2所示。
图5.4.2典型销轴连接节点（图示长度以上耳板为例）
1、销轴计算
首先进行销轴抗剪计算，确定销轴的直径。
销轴承受的总剪力为bolt V =
销轴直径D ≥v n 为受剪面的数目，b v f 为销轴的抗剪强度设计值，若销轴采用调质45号钢制作，则其250b v f MPa =。
2、耳板设计
根据构件、埋件以及销轴的尺寸，初步确定耳板的尺寸，耳板的厚度可以通过下面的计算确定，若计算出的厚度与构件尺寸不协调，则可以对耳板尺寸进行调整。
对于受拉耳板、需进行耳板抗剪设计、局部承压设计和抗拉设计；对于受压耳板、需进行耳板局部承压设计和受压设计；
（1）耳板抗剪设计
(115v v bolt f n t V ./⨯⨯≥⨯耳耳板抗剪长度)，其中v n 耳为耳板受剪面的数量，
若为单耳板则2v n =耳，v f 为耳板钢材的抗剪强度设计值，1.5为剪应力不均匀系数。
若耳板抗剪设计计算出的耳板厚度1t 较大，可以通过在耳板侧面贴环板的方式加以解决。
（2）耳板局部承压设计
()2b bolt c t V /f D ≥⨯，其中为销轴直径，b c f 为螺栓的承压强度设计值，根据耳
板的材质查《钢结构设计规范》表3.4.1-4确定。
这里需要注意的是，如果直径D 较大可能造成销轴与耳板孔壁的局压接触长度不足D ，根据文献，此时可取0.75D 进行计算。
若耳板局部承压设计计算出的耳板厚度2t 较大，可以通过在耳板侧面贴环板的方式加以解决。
（3）耳板抗拉设计
(3bolt t V /f ≥⨯耳板抗拉长度)，其中f 为耳板抗拉强度设计值。
（4）耳板受压设计
(4bolt t V /f ≥⨯耳板承压宽度)，其中f 为耳板抗压强度设计值。
()1234t max t ,t ,t ,t =耳板，其中t 耳板为耳板的总厚度，若设置两块耳板，则单块
耳板厚度应除以2。
3、耳板端部截面强度校核
对耳板端部截面应进行强度校核，特别是对面外不能设置加劲肋的耳板，该项校核是必要的。
以图5.4.2中的上耳板为例，假定该耳板截面的面积为A ，其强轴抗弯截面模量为x W ，弱轴抗弯截面模量为y W ，需验算下述三式是否满足要求，其中e 为
耳孔中心至耳板端部的距离。
y x z x y
F e F e F f A W W σ=++≤
，v f τ=≤
11.f ≤ 4、贴板与耳板的连接计算
耳板抗剪设计和耳板局部承压设计计算出的耳板厚度较大，可以通过在耳板侧面贴环板的方式加以解决，其中贴板承受的剪力为()t t bolt t nt V V t nt =⨯+耳板，其中t t 为单块贴板厚度，n 为贴板块数（假设贴板和耳板的承载力设计值相同）。
贴板与耳板之间通常采用周圈角焊缝连接，有效焊脚高度t e w f V /n h lf ≥
，其中l 为焊缝周长，w f f 为角焊缝抗剪强度设计值。
贴板与耳板的连接焊缝高度还需满足规范构造要求。