吊装起重设备选用和稳定性计算

吊装起重设备选用和稳定性计算13.4吊装起重设备选用和稳定性计算起重机工作泰数选用计算结构吊装工程用起重机型号主要根据工程结构特点、构件的外型尺寸、重黄，吊装高度、起重(回转)半径以及设备和施工现场条件等确定6起掌量、起重高度和起重半楼为选择计算起重机型号的三个主要工作叁数。一、起直机起■量计算1.起重机电机吊装的起重量可按下式计算；QQi+Qi(13-67)式中Q—起重机的四藤宣(t)；Qt—构件的重量(t)；Qi——绑扎索豆、构件加固及临时脚手等的重量；K——起重机的降低系数，一般取0.机单机吊装的起直机在特殊情况下，当采取一定的有效技术措施(如按起磨机实际超载试验数据；在机尾增加配重,改善现场施工条件等)后.趣重量可提高1Q%左右.2,转椅吊装双机推吊的起重机起重量可按下式计算工(Q主+Qk)K^Qi+Qi(13-68)式中Q主一主机起重量(1);Q.——副机起重量(0;其他符号意义同前。双机抬吊构件选用起重机时，应尽量选用两台同类型的起电机，并进行合理的荷载分配口图1323起重机起重高发计算箭图二、配机起就高度计算起重机的起重高度，可由下式计算(图13-23):用》%+%+人3+卜*(13-69)式中H起重机的起重高度(mhhi——安装支座表面高度(m)；ha——安装间隙，.视具体情况而定，一般取回2~0.5nu捕一一绑扎点至构件吊起后底面的距离(m);储一吊索高度(m}・自绑扎点至吊钩面的距离，视实际情况而定(m)ft三、起・机起■:半径计算对一般中、小型构件，当场地条件较好，巳知起重量Q和吊装高度H后，即可根据起重机技术性能表和起重曲线选定起重机的型号和需用起重臂杆的长度。对某些安装就位条件差的中、重型构件，起重机不能开到构件吊装位置附近，吊装时还应计算起重半径R,根据Q、H、R三个参数选定起重机的型号。起重机的起重半径一般可按下式计算：R=F+Lcom（13-70）式中R—起重机的起重半径（mhF—起重机臂杆支点中心至起重机回转中心的距离（m）iL—所选择起重的臂杆长度（m）;a—所选择起重机的仰角C）,可按13.4.1一节计算求得或图解法量得。按计算出的L及R值，直起豆机的技术性能表或曲统表复核起置量Q及起重高度H,如能满足构件吊装要求，即町根据K值确定起重机吊装屋面板时的停机位置。13.4.2起重机臂杆长度计算一、柱吊装起值机胃杆长度计*：L柱吊装采用垂宜吊法时，起重机起重臂杆长度可按下式计算（图13-24），(13-71)(13-72)Lsinae+a+Zi+d+Aasina式中LH起重机的臂杆长度（m）;起升高度（m）,即从停机面算至吊钩底高度；起重臂头至起升高度的距离（m）;起重臂底较至停机面跖黑（高度）（m）;起重臂的仰角C）,即起重臂纵轴线与水平面的夹角，一般取70・~77%柱基杯口顶面至停机面的距离（m）,当。为负值时，杯口顶面应为停机面;柱杯口至柱底距离，一般取0.2m左右；Zx柱身长度（wi）:b・一平衡器底面至柱顶距寓（m）;■h——平衡器底面至吊钩底面的距离（m）。2.柱吊装采用斜吊法时，起重机起重臂杆长度可按下式计算（图13-25）：(13-73)H+3--bsma或，一点斜吊时e+«+4+.c+A."两点斜吊时sinac+h+h,sina(13-74)<13-75)式中八一柱底至绑扎点的长度（m）;c——柱绑扎点至吊钩底面的距离，不宜小于1m;其他符号意义同垂直吊法。S4图1)24在垂直吊法吊装起电机臂杆长度计算陆图1一柱壁,2一柱，3一吊索；4一常轮、平筋福或横吊梁；5一起改机吊物(13-76)(13-77)图13-25柱斜吊法吊装起重机看杆长度计算简图(a)一点斜吊1(5)二点斜吊1一柱基；2一柱：3一吊索;4一滑轮成平糖IBh5一起收机吊钝二、屋架吊装起就机胃杆长度计算屋架吊装起重机起承臂杆长度可按下式计算(图1±26)：H+3一如L•sina式中ht—地面到安装构件支座上表面高度(m);.h2——安装时需要的间隙，一般不得小于0・2g;心——绑扎点至构件的底面距离(m);h4—索具高度(m),绑扎点至吊钩底面的距离，视具体情况而定；其他符号意义同柱吊装起重机臂杆长度)十算。三、屋面板、支撑等构件吊装起直机臂杆长度计售屋面板及屋面支撑等构件吊装，起重机臂杆长度计算有数解法和图解法两种方法，或用两种方法互相校核。(~)数解法屋面板及屋面支撑等构件吊装时，起重臂杆筋跨越已安装好的屋架、天窗架，起重臂图13-26度架吊装起履机劈杆长度计算简明I一起富机s2一起重机臂杆j3一吊内j4一吊Uh5一屋梁।6一柱杆长度，可按F式计算（图13-27）：解之得:L=L\+Li="7^"+smaccsadL_&QCO8gSsina_ndasin2aco52a泅区Ha=4石;弓三arctg•Js(13-78a)(13-786)求得明代入式（13-78°）即可求得L其中.d/2+fco3a,求人Q2可近似取°d/2+f人02〜/3r(13-78。)式中L—起重机的骨杆长度（m）;L—巳安装屋架垂直轴线与起重臂杆轴线交点至起重臂杆校座的距离l2——已安装屋架垂直轴线与起重臂杆轴线交点至起重臂杆顶端的距离S—起重机吊钩的伸距（m）：(m);(m);ho—起重骨L1部分在垂直轴上的投影，ffl13-27厘面板系统构件吊装起重机曹杆长度计算筒图一起建机I2一起重机胃杯,3一吊饨,4一吊flh5一鹿面板।6一屋架】7一柱人0=801+A02-八3A01—屋面板的吊装高度（m）;A02—起重臂杆中心至安装构件顶面的距离（m）;d—起重臂宽度，一般取0.6〜1.0m；/——起重臂杆与安装构件的间隙，一般取U.3~0.5m;其他符号意义同柱吊装起重机臂杆长度计算。（二）用解法屋面板、屋面支撑等构件吊装用图解法求起重机起重臂杆最小长度的步骤和方法如下（图13-28）-1,按比例绘出欲吊装厂房的一个最高节间的纵剖面图及中心线C-C;.根据初步选定的起重机，选定起重机精杆长度，查出起重臂杆支点高度G.并通过支点划一水平线H-H;.自屋架顶向起重机的水平方向量出一水平跑离g=1.0m可得A点；.过A点作若干条直线,被C-C、H-H两线所载得线段SKi、S2K2、S3K3……等；.取以上Sdi线中锻短的一根，即为吊装屋面板时的起重臂的最小长度，量出。角,即为所求的起重臂如角。亦可通过A点作一条直线与水平线呈a角的斜线交C-C于K,交H-H于S,则KS长度，即为起鬣臂杆需用的最小长度；.再复核能否满足吊装最边缘一块屋面板的要求，若不能满足时，则需改用较长的起重臂杆及起重仰角或使起重机由直线退着行走改为折线行走如图13・29所示。图13-2S图集法求起版机，杆最小长度1一柱；2一厘架,3—屋囱板图13・29起・机折蝮行走吊装屋闻板示意图①、②……⑫•行走踣线和顺序◎【例13・19】厂房大型屋面板安装，巳知入。=15m,S=3m,采用W-100起重机,其起重臂宽度d=0.8m,Ab=1.7m,试计算安装屋面板时需要的最小起重机臂杆长度。【解】由式（1>78。）、式（13-786）得：~59.68・259.40’a、arctff&_。.8/2+。・4_[«hQ2=coa59.68-=lt58moi=15+1.58-1.7=14.8Bm(如用a=59・36‘友求A(a=鼠=l.58m)j-_14.883_24ioL-sin59・36'+8s59・36‘一""8m故知安装屋面板需要的最小的起重臂杆长度为23.18m。起重机需用数量计算起重机需用数量根据工程量、工期要求及起重机的台班产量定额而定，可用下式计算：(13-79)式中N一起重机需用台数(台);T—要求工期(d);加一每天工作班数；K—时间利用系数，取0.8〜0.9;Q,——每种构件的吊装工程量(件或t)；Pi——起重机相应的台班产量定额(件/台班或t/台班)。除此，还应考虑构件装卸、拼装和就位的需要。如起重机数量N已定，亦可用式(13-79)来计算所需工期或每天应工作的班数。【例13•加】钢筋混凝土袋配式单层工业厂房共三第r,计有基础梁84根，柱142根(单重12t),连系梁、过梁、吊车梁等构件384根，24m跨屋架93榴，大型屋面板1620块，要求吊装工期为30d,试求需用起重机台数。如配备起重机3台，试求其需用吊装工期。【解】查起重机台班产量表知，基础梁匕=70根，柱P2=14根，过梁和吊车梁〜=35根，屋架P4=10棉，大型屋面板匕=100块(1)起重机需要台数由式(13-79)得，ML_x(841429330x1x0.8170143510100)=0.0417x47.8=1.99台取2台(2)配备3台起重机共吊装工期由式(13・79)得："大"2x47.8=19.9台班取20台班起重机稳定性跄算一、履带式起■机稳定性物茸1.起重机臂杆不接长稳定性脸算履带式起重机采用原起重臂杆稳定性的最不利情况如用13-30所示。为保证机身稳舀应使履带中点。的稳定力矩大于倾覆力矩Mw并按下述两种状态验算(1)当考虑吊装荷载以及所有附加荷载时的稳定性安全系数Kt按下式计算_M,_G/i+G2Z2+G“o—(G'h1+Gzh?$一Mg=(Q+q)(R-20Rffi13-30稳定性验算筒图M-构件最低位置时的重心力度GMo*G3A3)如6_G3〃+Afp+Mg>Me、1<(Q+g)(R-Z2)"15(13-80a)(2)只考虑吊装荷载，不考虑附加荷载时的稳定性安全系数Kz按下式计算？(13-806)__G/i+GM+G%―G313、=亚=(Q+q)(H-%)-式中G,—起重机机身可转动部分的重力(kN)；G2——起重机机身不转动部分的重力(kN);Go—平衡重的重力(kN);G3—起重臂重力(kN);Q—吊装荷载(包括构件重力和索具重力)(kN)；q——起重滑车组的重力(kN);八一G】重心至0点的距离(地面倾斜影响忽略不计，下同)(m);，2—G2重心至。点的距离(m);I3G3重心至0点的距离(ni);10——Go重心至0点的距离(m);hi——Gi重心至地面的距离(m);h2—G?重心至地面的距离(m)j五3G?重心至地面的距离(m);ho——Go重心至地面的距离(m);B—地面何［斜角度，应限制在3•以内,R——起重半径（即工作幅度）（m）;Mp——风联引起的倾费力矩（kN-m）,起友曾长度小于25m时，可以不计;Mg-重物下降时突然刹车的惯性力矩所引起的倾覆力矩（kN-m）：Mg=Pg(R-4)=叱产(R-6)(13-81)13-31起重臂接长计算简甥其中Pg—惯性力（kN）;.V—吊钩F降速度（m/s）,取为吊钩起重速度的L5倍；g—重力加速度（9.8m/J）;/——从吊钩下降速度V变到。所需的制动时间，取1S；Ml—起重机回转时的离心力所引起的倾覆力矩，为：（Q+q）Rn2=PlH不•H匕900-n2h（13版）其中PL一离心力（侬）；、一起重机回转速度（r/min）;h一所吊构件于最低位置时，其重心至起重杆顶端的距离（m）;H——起重机顶端至地面的距离（m）。2.起重机臂杆接长稔定性验算当起重机允许的起重东度（或起重半径）小于要求的超重高度（或起重半程）时，可接长起重臂。履带式起重机接长起重臂后，所能具有的最大起重力Q',可从起重机原有性能表（或性能曲线）查出最大臂杆长时的被大起重量，然后可近似地按力矩等量换算原则求得，如图13-31。由£Ma=0可得出：q'（r，_叱,好/-Q,-中）化简后，得:Q'43=匕「z〔Q（2R-M+N）-G'（R'+R-M+N）］（13-83）LK.1W十N式中R'一接长起重臂后的最小起重半径（m）;R一起重机原有最大臂长的最小起重半径（m）；G'一起重臂在中部接长后，端部所增长部分的重力（图示虚线部分）（kN）;Q—起重机原有性能表（或性能曲线）查出最大臂长时的最大起直力（kN）；M——起重机履带外边獴宽度（m）；N―起重机履带的宽度（m）。当计算出的Q'大于所吊构件的重力时，即可满足吊装要求，否则应采取相应稳定措施（如在起重臂顶端系缆风绳等）以保证稳定和安全。.二、轮胎式起意机稳定性验u;轮胎式起重机计算筒图如图13-32所示，则考虑吊装荷载及附加荷载时的稳定安全系图13・32轮胎式起篁机稳定性验算简附数K可按下式计算：K=—G3（l3-l2）-（G^+G2A2++Go^o）Jsina-^2,H-岁（R-6）900-nhgti-Wiht-W2h2>1.15（13-84）式中ht—风力Wi作用合力点高度（m）;hiWj的重心高度（m）;A；——Gi的重心高度（m）;hiG?的重心高度（m）;后—G3吊臂重量的重心高度（m）;h——吊臂顶至重物重心高度（m）;H—吊臂顶至地面高度（tn）;h—回转中心至倾覆点的距离（m）;h—回转中心至吊臂重心距离（m）;Q——吊装重物重量（包括吊具、索具）（kN）;Go—平衡重（即配重）重量（kN）;G1—起重机回转部分重量（kN）;G2—起重机底盘部分重量（kN）;G3—吊臂重量（kN）;R回转半径（m）,，一起重机倾斜度，用支腿找平，一般控制在不用支腌时为3-n回转速度（m/s）;12——吊钩F降制动时间（S）；R——重力加速度（9.8m/s2）?驾一重物起升速度（m/s）;一作用在起重机的风力合力点；卬2—作用在起吊重物上风力合力点；M,稳定力矩（kN,m）o三.汽车式起■机稔定性睢算汽车起重机的稳定性（图1333）按下式验算：图1333汽车式起重机的稳定性验算简图L装支部作业时Gi(1]+01)+G2。]+5(幺+°i>、1(Qi+Qa)(2?-Qi)+。3力.3A(13-85)2.不芸支胭作业时G](Z[+a)+G2a+93(〃+々)(Qi+Qz)(K-a)+Qjxz(13-86)在计算中，如及3=〃3-Q出现负值时，则力矩Q3了和Q31'应按稳定力矩验算，即：K_G1(，1+。1)+G2A±63(/3+£12十、1as/m(Qi+Q2)i.5(13-88)Vwi+Q2八K-a)式中Qi—吊装荷载(包括构件重力和索具重力”Q2—吊钩重力,Qi——起重臂重力;G1—起重机机身可转动部分的重力(不包括起重臂、吊钩、配值)；G2—起重机底盘重力；g3—平衡重力；a—旋转中心全轮胎仅翻支点的距离；••人—旋转中心至支般做翻支点的距离；。2—旋转中心至超重臂下校点的距离；。3—旋转中心至起重臂重心的距离；，1、八——顺序为G］、G3至旋转中心的距阍；工、W—顺序为支腿便翻支点和轮胎倾翻支点至起重臂重心的距离；.R—额定起重量时的幅度。四、塔式起重机稳定性臆算塔式起重机的稳定性验算可分为有荷载时和无荷载时两种状态。1,塔式起重机有荷载时稳定性验算塔式起重机有荷载时，稳定安全系数可按下式验算(图13-34g)：图13~34塔式起重机机定性验算他图(a)有荷・时；储)无荷或时Ki=Q（/-切卜--Aosina+b）--.出-啊「2-懈寄卜1.15（13-89）式中Ki—塔式起重机有荷载时的稳定安全系数，取1.15;G——起重机自重力（包括配重、压重）（kN）;c—起重机重心至旋转中心的距离（m）;ho——起重机重心至支承平面距离（m）;b起重机旋转中心至倾覆边缘的距离（m）;Q——最大工作荷载（kN）;g—重力加速度（m/J）.取9.81;v——起升速度，当可以自由降落重物时，计算速度值取1.55t—制动时间（s）;a—起重机旋转中心至悬挂吊物重心的水平里闷（m）;Wi——作用在起重机上的风力（kN）;W2——作用在荷载上的风力（kN）;Pi——自作用线至倾覆点的垂直距离（m）;P2—自Wz作用线至倾覆点的垂直距离（m）;h—吊杆端部至支承平面的垂直距离（m）;n—起重机的旋转速度（r/min）;H—吊杆端部至重物最低位置时的重心距离（m）;a—起重机的倾斜角（轨道或道路的坡度）一段取a=2）2.塔式起重机无荷载时稳定性验算塔式起重机无荷载时稳定系数可按下式验算（图13346）：>1.15(13-90)Gi(6+J二Aisina)。式"一b+Azsina)+W3P3式中K2—塔式起重机无荷载时的稳定性安全系数，取L15;Gt—后倾覆点前面起重机各部分的重力（kN）,一般按吊杆例（角最大时的位置考虑；c,—Gi至旋转中心的距离（m）;hi——Gz至支承平面的距离（m）;G2—使起重机倾覆部分的重力（kN）;C2G2至旋转中心的距离（m）;h2——Gz至支承平面的距离（m）;W3——作用在起重机上的风力（kN）;P3—W3至帧覆点的距离（mb其他符号意义同前。