钢结构吊装中板式吊耳的设计与规定论文_沈振

摘要：在钢结构施工吊装作业过程中，施工作业的安全性及可靠性都直接与吊耳的结构形式有着重要的关系，因此吊耳板本身的强度和焊缝的强度是板式吊耳设计过程中最重要的考虑因素，通常板式吊耳失效的情形主要是吊耳本体或者焊缝的撕裂破坏，因此在吊耳的设计过程中，结合钢结构物项本身的结构形式，重心分部以及受力分析等特点，设计计算出结构合理，便于操作、安全可靠的板式吊耳。

关键词：板式吊耳；设计；强度

前言：在钢结构的吊装过程，钢结构构件板式吊耳形式的选择，计算以及制作与安装都是吊装作业的重要环节。针对各式各样的钢结构构件吊装用吊耳的设计和计算没有明确的计算公式和计算过程，一般情况下都是施工人员凭借经验进行选择，这样就存在较大的安全隐患。因此基于以上考虑，结合钢结构构件吊装过程的难点、重点和结构形式的区别，结合类似工程经验，总结一套钢结构板式吊耳从设计计算、材料选择、加工制作、现场安装等技术要求用做参考。

一、吊耳材料的选择

吊耳板的材料选择是，宜选择与钢结构构件母材材质相同或者相近的材料，特殊情况，也可以选择比构件母材高一级别的材料。目前施工现场中常用的吊耳材质一般为Q235B、Q355B等普通的材质的材料，可焊性较好。根据不同材质的钢材板厚确定吊耳板材料抗剪强度值，只要满足下式，吊耳板的强度就可以满足实际工程需求。

式中：

k—动载系数，k=1.1；

—板孔壁承压应力，MPa；

P—吊耳板所受外力，N；

δ—板孔壁厚度，mm；

d—板孔孔径，mm；

R—吊耳板外缘有效半径，mm；

r—板孔半径，mm；

二、吊耳布置原则

（1）标准中各种类型的吊耳的公称吊重是单个吊耳的最大起吊重量，用4个吊耳起吊重物时，无论选择何种形式之吊耳，应选择2倍承载能力的吊耳。

（2）平面四点布置

沿重物对角线方向布置，吊耳的受力情况最佳。

（3）平面起吊翻身工作，垂直起吊时的吊耳方向如图，吊耳 向垂直起吊方向。

三、吊耳的设计计算

1、拉应力计算

如上图所示，拉应力的不利位置在A-A断面，其强度计算公式为：

五、吊耳板焊接与焊缝强度校核

a.当吊耳受拉伸作用，焊缝不开坡口或小坡口时，属于角焊缝焊接，焊缝强度按《钢结构设计规范》中式7.1.3-1校核，即：

应当指出，虽然焊缝的强度计算满足要求，但由于吊耳板与设备焊接处产生的焊接应力及连接面较小产生的应力集中，使用吊耳时也不可能在设计的理想状态下受力等原因，可能造成设备局部变形或将母材撕裂等不良后果。因此，应有以下有效安全措施：一是对焊缝进行焊后热处理，以消除焊接应力，特别是当吊耳板的厚度达到规范要求焊后热处理的厚度时，必须进行进行焊后热处理；二是在吊耳板与设备之间焊接连接筋板，增大了焊缝受力面积，同时也加强了局部稳定性。焊缝强度计算时，应在不考虑连接筋板的作用下强度和局部稳定性同时满足要求。

六、吊耳板的安装

吊装时为了保证钢结构构件自身结构不破坏，吊耳安装时要采取一定的措施保证构件自身的稳定，主要要注意以下几点：

（1）当直径较大的管结构、截面较大的箱型构件等，由于自身重量较大、壳体本身易变形等原因，吊耳在安装时不可直接焊接在构件本身，需在构件上加设防护支撑。

（2）大型焊接H型钢梁在吊装时，吊耳避免直接焊接在构件上翼缘表面，以免翼缘与腹板之间的焊缝拉裂构件自身强度被破坏。当吊耳必须安装在上翼缘表面时必须在吊耳的下方相应位置加构造加劲，对于超大型构件还需要采取其他防护措施。

（3）对于桁架结构吊耳应安装在桁架节间位置，对于大跨度的桁架，u自身结构的特殊性，吊耳在安装时吊耳处的节间以及与其有直接受力关系的节间应局部加强。

（4）对于大型箱型梁在吊装时，吊耳要焊在有隔板处的上盖板上，无隔板时，要焊接在上盖板的两边部位。

七、吊耳板的一般规定

焊接的吊耳板使用前必须经过设计计算，吊耳孔中心距离吊耳边缘的距离不得小于吊耳孔的直径。吊耳孔应使用机械加工，不得使用火焰切割。吊耳板与构件焊接，必须选择与母材相适应的焊条。吊耳板的厚度应不小于6mm，吊耳孔中心与构件连接焊缝的距离为1.5—2倍的吊耳孔的直径。吊耳板可根据计算或者构造要求设置加强板，加强板的厚度应小于或者等于吊耳板的厚度。

结束语

吊耳的设计是一项十分重要的工作，在实际工作中，经常有不正确的吊耳设计和不良施工导致事故额发生，为了保证钢结构吊装过程中人身安全和构件的安全，需要认真仔细的做好吊耳的设计计算工作，并按照既定的吊耳图纸进行选材、制作及安装工作。此外在钢结构的吊装中，除了吊耳的强度计算，还要对吊耳和构件之间的连接处进行局部应力强度计算，从钢结构构件整体分析抗弯强度和起吊时的强度，综合考虑分析，确保钢结构构件能够顺利安全的进行吊装。

参考文献：

1、《钢结构设计规范》GB50017-2017

2、郭志芳，黄邵军，董元平，邓记松，大直径薄壁储罐吊耳设计计算《石油化工设备技术》2016

3.《材料力学》 北京：清华大学出版社，2007

论文作者:沈振

论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期

论文发表时间:2020/4/13

标签：构件论文;  钢结构论文;  强度论文;  应力论文;  耳孔论文;  板式论文;  结构论文;  《基层建设》2019年第31期论文;