钢筋笼吊装计算书

1、笼吊装计算书一计算说明豫园站围护体系地下连续墙最大深度为29.5m,为节省施工时间并减少因分节制作带来的不利影响，故决定对钢筋笼采用一次吊装入槽。在钢筋笼吊放时，拟采用两台大型起重设备，分别作为主吊、副吊，同时作业，先将钢筋笼 水平吊起，再在空中通过吊索收放，使钢筋笼沿纵向保持竖直后，撤出副吊，利用主吊吊装钢筋 笼入槽。根据设计要求，拟沿钢筋笼纵向布置四道桁架筋，使得钢筋笼起吊时横向均匀受力，同时使 纵向保持良好的抗弯刚度。计算依据：起重吊装常用数据手册建筑施工计算手册钢结构设计规范（GB50017-2003二吊装步骤钢筋笼吊装过程进，双机停置在钢筋笼的一侧的施工便道，主、副机双机抬吊，主机吊

2、钩吊 钢筋笼的顶部范围，副机吊钩起吊钢筋笼底部范围，主、副机均采用铁扁担穿滑轮组进行工作。 主、畐吊机同时工作，使钢筋笼缓慢吊离地面，并逐渐改变笼子的角度使之垂直。拆下副吊钢丝 绳，由主机吊车将钢筋笼移到已挖好槽段处，对准槽段中心按设计要求槽段位置缓慢入槽，并控 制其标高。钢筋笼放置到设计标高后，利用钢板制作的铁扁担搁置在导墙上。三吊点布置1）钢筋笼横向吊点布置：按钢筋笼宽度 L,布置4道；2）钢筋笼纵向吊点布置：按钢筋笼长度方向，布置7道，主吊吊机设四点，副吊吊机设五点。 具体布置参见附图。四设备选用1）主吊选用：QYU型100t履带式起重机，主臂长度17m63.0m,主要性能见下表:工作半

3、径R （m）有效起重量Q （t）提升高度H （m）角度（度）12.975.064801469.564781657.763.5771848.963752）副吊选用：QYU型50t履带式起重机，主臂长度54.85m主要性能见下表:工作半径R （m）负载Q (t)提升高度H （m）角度（度）1243.556791440.355771635.855751834.354733）主要机具、材料一览表序号名称型号数量备注1主吊铁扁担2套2副吊铁扁担2套3钢丝绳约200米4滑轮8个5卸扣30只6扳手若干五双机抬吊系数K验算按标准幅6m，笼长29.5m进行验算。主要计算内容包括：钢丝绳强度验算、主、副吊扁担验算

4、、主吊把杆长度验算、吊攀验算、 卸扣验算。计算依据：起重吊装常用数据手册。（1）钢丝绳强度验算钢丝绳采用6X 37+1，公称强度为1700MPa安全系数K取6。序号钢丝绳型号型号K额定T152mm6X 37+1623.30243mm6X 37+1616.10332.5mm6X 37+169.10428mm6X 37+166.841）主吊扁担上部钢丝绳验算厚度 t2=24mm,截面面积 A = 197.8cm?重量 g=1553N/m ,截面惯性矩 Ix=57678cm4, Iy=10817cm4, 截面抵抗矩 Wx=2883cm3, Wy=721cm3;截面回转半径ix=17.1cm, iy=

5、7.40cm,截面形心至腹板外= 216000=0.955 338601.0 51678003709000216000I1137584601.0 5167802564000侧的距离Z0=200mm。铁扁担组合截面的截面面积、惯性矩及回转半径:A 总=197.8+140.8=338.6cm总、=6.7+1.4+0.2=8.3N/mm 2 f =215N/mm 2(3) 主吊把杆长度验算钢筋笼长度45.5m吊重：（30.0+5.0） =35.0T钢丝绳直径：43mm, T=161KN钢丝绳：T=P/2sin 3=275/ （2X sin60） =159KNT满足要求。2）主吊扁担下部钢丝绳验算钢丝

6、绳在钢筋笼立起时受力最大。吊重：（50.0+5.0） =55.0T钢丝绳直径：43mm, T=161KN钢丝绳：T=P/2=137.5/2=69KNT 满足要求。3）副吊扁担上部钢丝绳验算通过受力分析，钢筋笼平放起吊进副吊受力最大，副吊作用力为320KN o吊重荷载：320KN钢丝绳直径：43mm, T=161KN钢丝绳：T=P/2=160/2sin 3=160/ （2Xsin60 =92KNT满足要求。4）副吊扁担下部钢丝绳验算根据力（矩）平衡，钢丝绳内力为 23KN o钢丝绳直径：28mm, T=68KN钢丝绳：T=P=23KN2.0 x tg78 =9.4m满足要求钢筋笼回转碰吊臂验算：

7、L=6.0+3.6+1.0+4.5=15.2m3.2X tg78 =15.0m起升高度=6.0+3.6+4.5+1.0+45.5+0.5=61.1m机高2.235m吊臂长度 L (61.1-2.235)/sin78 =60.1m主吊选用CCH2500型履带吊：主臂长度63.0m,角度78度，起升高度65m,额定起重量69.5T。(4) 吊攀验算吊攀采用32钢筋，钢筋允许拉应力170MPa钢筋允许抗拉力：N= nXBZX 170/1000=136KN刀 N=136 X 16=2186KN 650KN 满足要求。(5) 卸扣验算卸扣的选择按主副吊钢丝绳最大受力选择。主吊卸扣最大受力在钢筋笼完全竖起

8、时，畐U吊卸 扣最大受力在钢筋笼平放吊起时。1主吊卸扣选择P仁275/s in 60。=318KN主吊高强卸扣100T： 2只。P2=137.5KN主吊滑轮卸扣50T： 4只主吊笼子卸扣25T： 8只。2副吊卸扣选择P1= 160/si n60 =184KN副吊高强卸扣35T： 2只P2=160KN扁担连接滑轮卸扣35T： 4只畐呻扁担下钢丝绳内力：P3=23KN卸扣25T： 10只(6) 双机抬吊系数(K)整体验算王吊：N主吊=69.5T N索具=5T Q吊重=50TK 主吊=69.5/ (50+5) =1.261.15副吊：N副吊=43.5T N索具=5T Q吊重=32T K 主吊=43.

9、5/ (32+5) =1.181.15六钢筋笼桁架稳定性验算钢筋笼标准幅最大总重为50.0t,起吊时，钢筋笼受力沿纵向中轴线呈对称分布，故进行标准 幅的验算时可取其中一半进行分析。根据钢筋笼配筋量的不同，半幅钢筋笼沿纵向线性密度分布 可分成两部分：上端30.0m,总重20.2t,平均线性密度0.67t/m ;下端15.5m,总重4.8t,平均线性 密度 0.31t/m。下面将重点验算标准幅钢筋笼的起吊稳定问题。(1) 桁架筋的设置按设计要求，迎土面主筋直径为 25mm,开挖面主筋直径为28mm。除去混凝土保护层厚度， 则两排主筋之间的净间距约为820mm。考虑到钢筋笼的长度和重量，桁架筋暂按2

10、0计，若经验算刚度不够，则可再适当加粗。桁 架筋呈“ V”字型沿主筋方向布置，与主筋夹角按 60计，则相邻两节点间的主筋、桁架筋长度 均约为947mm,施工中按950mm计。(2) 计算方法 .水平吊起后，先以钢筋笼为一整体，计算其在主吊、副吊及其自重作用下内部产生的最大 弯矩，再验算在该位置处钢筋的稳定性。 将主筋、桁架筋组成的体系看成一桁架结构，先计算出该桁架结构在外力(主吊、畐呻) 及其自重作用下各杆件的内力，再进行稳定性验算。(3) 标准幅钢筋笼所受弯矩及稳定性验算取半幅钢筋笼，总长L = 45.5m,上半部分L产30m,重W产20.2t,线密度3尸0.67t/m ;下半 部分L2=

11、15.5m,重W2 = 4.8t,线密度心=0.31t/m。设主勾提供的拉力为 Ta，副勾提供的拉力为 Tb，主勾钢索上的力为Ta,副勾钢索上的力为 Tb,钢筋笼上各个吊点间距及钢索与主筋夹角见钢筋笼起吊计算结构简化图，为方便计算，以下力（矩）的计算暂以t或t m为单位。根据力(矩)的平衡可得：IY=02Mo=0即Ta+T b = 2Ta sin45o + (2Tb+2 2Tb sin63.4 +2Tb sin45o)= Wi+WW/ L/2+W2 (L2/2+L 1) - Ta 9/2 -TB (9+7+12)= 0 将上两式联立，可得主、副勾作用力分别为 Ta = 9.044, Tb= 1

12、6.004t主勾、副勾钢索内力分别为 Ta= 6.395t, Tb= 2.289。起吊过程中，当钢筋笼纵向水平时其内部产生的弯矩最大，故须验算水平起吊时钢筋笼所承 受的最大弯矩。现以钢筋笼顶部上侧为原点，以连接各吊点的主筋所在直线为X轴（见下页图），计算其弯矩值：当0WXV 9 （单位为m）时，MKX）=Ta X sin45- 1/2 X2=-0.350 X2 + 4.730 X当 X = 6.757时，1 Mi (X) max 1= 15.981 m (上部受压)；当 9X V 16 时，MI(X)=Ta X sin4S + Ta (X-9) sin4S 1/2 X2=-0.350 X2 +

13、 9.460 X - 42.570当 X = 13.514时，1 Mi (X) maxl= 21.353 m (上部受压)；当 16 X V 22 时，MI(X)=Ta X sin45 + Ta (X-9) sin45 + Tb (X-16) sin45 1/2 心 X2=-0.350 X2 + 11.153 X 69.658当X = 15.933时，M i (X)取极大值；当 X = 16.000时， Mi (X)= 19.189 m (上部受压);当 X = 22.000时， Mi (X)= 6.308 m (上部受压)；当 22 X V 28 时，MI(X)=TaXsin45o+Ta (

14、X-9) sin4S+Tb (X-16) sin45 +2Tb (X-22) sin63.43 1/2 gX2=-0.350 X2 + 15.436 X 163.879当 X = 22.051 时，Mi (X)= 6.314 m (上部受压)；当 X = 28.000时，Mi (X)= -6.071 m (下部受压)；当 28 X V 30 时，Mi(X)=TaXsin45o+Ta (X-9) sin45+Tb (X-16) sin45o +2Tb (X-22) sin63.43+ 2 Tb (X-28) -1/2 g X2=-0.350 X2 + 20.224 X 297.957当 X =

15、28.891 时，Mi (X)= -5.807 m (下部受压)；故当 X = 30.000时，Mi (X)= -6.237 m (下部受压)；当 30 X V 34 时，Mi(X)= TaXsin45+Ta (X-9) sin45+Tb (X-16) sin45 +2Tb (X-22) sin63.43 + 2 Tb (X-28) g 30(X-30/2) -1/2 g (X-30)2=-0.170 X2 + 9.424 X 135.957当X = 27.718时，Mi (X)取极大值；故当 X = 34.000时，Mi (X)= -12.061 tm (下部受压)；当 34 X V 40

16、时，Mi(X)=Ta X sin45+Ta (X-9) sin45+Tb (X-16) sin45 +2Tb (X-22) sin63.43 + 2 Tb (X-28)+2Tb (X-34) sin63.43 -g 30(X-30/2) -1/2 g (X-30)2=-0.170 X2 + 13.707 X 281.571当X = 40.314时，Mi (X)取极大值；故当 X = 34.000时，Mi (X)= -12.053 m (下部受压)；(该结果与3KXV34时得出的最大值12.061近似相等)当 40W X 45.5时，MI(X)=Ta X sin43+Ta (X-9) sin43

17、+Tb (X-16) sin4S +2Tb (X-22) sin63.43 + 2 Tb (X-28)+2Tb (X-34) sin63.43 + Tb (X-40) sin45-g 30(X-30/2) 1/2 型 (X-30)2=TA (X-9/2)+T B (X-28)-g 30(X-30/2) 1/2 g (X-30)2=-0.170 X2 + 15.458 X 349.29当X = 45.46長45.5时，M)取极大值；故当 X = 40.000时，Mi (X)= -2.970 m (下部受压)。综上所得，当 X = 13.514时，l Mi (X) maxl= 21.353 m (

18、上部受压)当 X = 34.000时，l Mi (X) maxl= 12.061 t m (下部受压)按设计，钢筋笼主筋均采用32尺寸；两排主筋中心间距为850伽计，水平筋间距为300伽， 故相邻接点间主筋长度取300伽。保守计算，假设吊装时钢筋笼内产生力矩均由主筋承受，即主筋承受最大内力为上部：N 开挖=21.353/0.85= 25.121t=246.188 kN下部：N 迎土 = 12.061/0.85= 14.189t=139.056 kN根据细长杆件受压稳定公式Per =兀丞Il 2得：(E 取 2.06X 105MPa, I =兀 d4/64 = 3.14X 32/64 = 514

19、46mm4，)当钢筋直径为32伽时，Per=2616.235 kN (仅按铰接)。Per远大于N，故主筋受压稳定性满足要求。(4) 标准幅桁架筋内力及稳定性验算现将主筋与桁架筋相接的节点依次编号，见钢筋笼起吊计算结构简化图，假设钢筋笼自重产生的力集中作用于各个节点上，则根据线密度的不同有：当 0 X V 30 时，ti = 0.635(t) (i=35,37,41 95),t97=0.635/2=0.318(t);当 30 X 45.5 时,ti=0.308(t) (i=3,5,7,33), =0.308/2=0.154(0。为简化计算，现将由主筋与桁架筋共同构成的吊装体系看成 一桁架结构体系

20、，各个节点之间采用铰接相连的方式。下面将逐 一计算各杆件的内力，当杆件受压时内力为负值，受拉时内力为正值当i=1时，ti=0.154，根据力的平衡有，1桁架筋i + * J1, 1、1*1 1:电1 iT桁架筋桁架筋 /桁架计算结构单元a仁一t1/sin60o, b仁一a1*cos60, c仁一a1, d1= c1*cos60 +a1*cos60即 a仁0.133,b1=0.067,c1=0.133,d10.133当i为大于1小于97的奇数且杆件仅受自重作用时，有ai= (ti+ci-2*s in 60o)/si n60o = ti/si n60o ci-2, bi=bi-2+ci-2*cos

21、60o ai*cos60 =bi-2+(ci-2 ai)/2,ci= ai,di=di-2+ai*cos60o ci*cos60 =di-2+ai当i为大于1小于97的奇数且节点除受杆件自重作用还受钢索作用时，内力计算公式与仅受 自重作用时相似，但节点上应考虑附加的作用力。具体方法为：将外力沿轴向和法向分解，再根 据力矩平衡，把由法向分力引起的作用于杆件两端节点的附加力求出，再进行杆件内力计算。(如钢索作用点靠近节点，则直接将钢索作用力计入节点平衡条件，并计算出各杆件内力。)现将计算结果列表如下:节点 编号(i)自重 何载附加何载(t)节点i-i+1间杆件内力ai(t)节点i-i+2间杆件内力

22、bi(t)外力作用后附加力t节点 i+1-i+2间杆件内力ci(t)节点 i+1-i+3间杆件内力di(t)10.154-0.1330.0670.133-0.13330.308-0.4890.3780.489-0.62250.308-0.8441.0440.844-1.46670.308-1.2002.0661.200-2.666.90.308-1.5563.4441.556-4.221110.308-1.9115.1781.911-6.133Tb=2.289, =135 a13=(Tb sin45 -t13-c11 sin60 )/sin60 b13=b11+c11 cos60 -a13 c

23、os60 -Tb cos45130.308-0.3984.7140.398-6.531150.308-0.7545.2890.754-7.284170.308-1.1096.2211.109-8.393190.308-1.4657.5081.465-9.858210.308-1.8219.1501.821-11.679230.308-2.17611.1492.176-13.8552Tb=4.577,=116.57a25=(2Tbsin63.43 -t25-c23 sin60 )/sin60 b25=b23+c23 cos60 -a25 cos60 -2Tb cos63.43250.3082.1

24、959.092-2.195-11.660270.3081.8407.075-1.840-9.820290.3081.4845.413-1.484-8.336310.3081.1284.107-1.128-7.208330.3080.7733.157-0.773-6.436350.6350.0392.751-0.039-6.396370.6351.9491.7562.394-1.949-4.4472Tb=4.577, =90 a37=(Tb-t37-c35 sin60 )/sin60 a39=(Tb-t39-c37 sin60 )/sin60 390.6353.859-1.1482.394-3.

25、859-0.588410.6353.126-4.640-3.1262.538430.6352.393-7.399-2.3934.930450.6351.659-9.425-1.6596.590470.6350.926-10.718-0.9267.516490.6350.193-11.278-0.1937.7092Tb=4.577, =63.43 a51=(2Tbsin63.43 -t51-c49 sin60 )/sin60 b5仁b49+c49 cos60 -a51 cos60 +2Tb cos63.43510.6354.187-11.420-4.18711.895530.6353.453-1

26、5.240-3.45315.349550.6352.720-18.327-2.72018.069570.6351.987-20.680-1.98720.056590.6351.254-22.301-1.25421.309610.6350.520-23.188-0.52021.830Tb=2.289, =45 a63=(Tb sin45 -t63-c61 sin60 )/sin60 b63=b61+c61 cos60 -a63 cos60 +Tb cos45630.6351.656-22.658-1.65623.486650.6350.923-23.947-0.92324.409670.6350.190-24.503-0.19024.599690.635-0.544-24.3260.54424.055710.635-1.277-23.4161.27722.778730.635-2.010-21.7732.01020.768750.635-2.743-19.3962.74318.025770.635-3.476-16.2873.47614.549Ta=6.395,a1