钢构件吊装时重心位置的确定

时间:2022-07-29 07:58:14

摘要:为保证钢构件能平稳安全吊装,在起吊前应先确定好钢构件的重心位置,即保证吊点或吊索的合力方向(多吊点时)处在钢构件重心的铅直线上。

关键词:钢构件吊装重心位置

中图分类号:TU319文献标识码: A 文章编号:

1.前言 建筑物主体为钢框架时,其钢结构安装将决定整个工程的安装精度,因此其构件的安装将影响全局。为保证钢构件的安装精度首先要确保构件能平稳起吊、并能顺利就位,在起吊前将钢构件的重心位置确定好是非常关键的。找好重心,可以保证构件平稳起吊并能顺利就位,从而避免歪斜、扭转、倾翻等现象的出现,有效的提高安装精度,并保证工期。

2.重心的确定方式

所谓重心即构件各部分所受重力的合力的作用点,构件重量是围绕重心均衡分布的。

2.1坐标法

对于均质构件可采用以下公式计算:

以图1异形板进行说明:

图1异形板

计算方法:

S1=100*400=40000

x1=1/2*100=50

y1=1/2*400=200

S2=500*200=100000

x2=1/2*500=250

y2=1/2*200=100

S3=200*140/2=14000

x3=100+(170-100)*2/3= 146.67

y3=300+(300-200)*2/3=366.67

根据公式得出=188.66

=150.22

通过坐标法得出该均质异形板的重心坐标为(188.66,150.22),图1中显示的(Xc,Yc)即为重心。

2.2推理法

轴对称、面对称、中心对称的形状规则的等密度构件,其中心与其几何图形的对称点重合。以钢梁(H500*200*10*16)的吊装为例:

图2重心布置图

图3钢梁吊装图

H500*200*10*16钢梁,翼板腹板均为轴对称、中心对称,其重心分别为A、B、C,因三重心点在同一直线上,则该构件的重心点也在ABC的直线上。吊装时吊索合力方向沿BA方向,且吊环的设置沿AB线对称,如图3钢梁吊装图所示。

2.3 AutoCAD法

随着科技发展,复杂形体的设计越来越多,构件也相应复杂化,而吊装时重心的确定是必须的。较传统的繁琐且容易出错的重心计算法,我们目前比较常用的为CAD实体模型,可以通过三维图形的特性查询功能,可以查出重心。以下面异型构件(图4、图5)说明。此构件为均质体,尺寸如图所示,高度为10m ,利用UCS将原点定义到A点,建立新的视图。输入“massprop”命令,就会弹出以下实体模型的数据,如下:

------- 实体-------

质量: 2.0284E+11

体积: 2.0284E+11

质心: X: 1713.6300

Y: 2814.4019

Z: -5000.0000

惯性矩: X: 9.0828E+18

Y: 7.5866E+18

Z: 3.1465E+18

惯性积:XY: 8.6455E+17

YZ: -2.8544E+18

ZX: -1.7380E+18

旋转半径:X: 6691.6008

Y: 6115.6493

Z: 3938.5303

主力矩与质心的 X-Y-Z 方向:

I: 2.4304E+18 沿 [0.9761 0.2174 0.0000]

J: 1.8945E+18 沿 [-0.2174 0.9761 0.0000]

K: 9.4416E+17 沿 [0.0000 0.0000 1.0000]

图4

图5

2.4 Tekla Structures法

我公司采用钢结构深化建模软件Tekla Structures,不管材料或结构的复杂性如何,均可直观的显现其真实构造,其操作性能、实用性、可观性清晰可见。在制作前用该软件画图,可直接出零件图、构件图,重心也可在画图时标出。首先将构件进行组合,即作为整体吊装的零件组合成钢构件,通过工具-查询重心可将重心标出,并可从三维视图中直观显示,出图时将重心位置标出,有利于吊装。此方法在以后的施工中将会逐渐推广。

3.结论

吊装过程中重心的查找至关重要,尤其是复杂构件重心的选取。在实际操作中采取最简洁的方法确定重心,设计好吊装方案,将有效的提高安装精度,缩短工期,节约成本。

参考文献

[1] 邓学才:《建筑工人》,2000年10期

[2] 薛治平:《山西建筑》,2009年20期

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