混凝土柱子吊裝驗算

1．確定吊點位置
鋼筋混凝土柱子是按軸心受壓或偏心受壓構(gòu)件設(shè)計的，一般均為對稱配筋。在運輸和吊裝過程中，柱子處于受彎狀態(tài)，為此，需確定合理的吊點位置，即柱子在此吊點吊裝時，由自重力產(chǎn)生的最大正彎矩等于最大負(fù)彎矩。對整根柱子說來，這種情況下產(chǎn)生的彎矩絕對值最小。
對等截面柱，經(jīng)過推導(dǎo)知道，在一點起吊時，當(dāng)?shù)觞c至柱頂距離為0.293l（l為柱子長度）時，柱身的最大正彎矩等于最大負(fù)彎矩，即柱子的起吊彎矩最小。當(dāng)兩點起吊或平移時，此距離為0.207l（圖14-92）。

圖14-92柱子吊裝由自重產(chǎn)生的彎矩
（a）一點起吊時；（b）兩點起吊或平移時
對非等截面柱，此結(jié)論需修正。如按彎矩相等原則用數(shù)學(xué)方法推導(dǎo)較繁雜，用換算長度方法雖有一定誤差但簡便易行。換算方法如下（圖14-93）：

圖14-93柱子的長度換算
（a）柱子原有長度；（b）柱子換算后長度

式中a——柱子換算斷面的截面積（m²）；
A——柱子標(biāo)準(zhǔn)斷面的截面積（m²）；
l1——柱子標(biāo)準(zhǔn)斷面的長度（m）；
l2——柱子換算斷面的長度（m）；
l‘2——柱子換算斷面的換算長度（m）；
K——考慮換算后力臂變化的系數(shù)：
當(dāng)a/A＜1時，K取1.10~1.30，當(dāng)a/A＞1時，K取0.90~0.70，a/A比值大時取小值。
2．吊裝驗算
（1）強度驗算
吊點確定后，用力學(xué)方法計算柱子的吊裝彎矩。荷載即柱子自重力，但應(yīng)考慮吊裝動力系數(shù)（一般取1.5。必要時根據(jù)吊裝實際情況酌減）。彎矩算出后，按受彎構(gòu)件的計算方法驗算各控制截面的強度，控制截面取彎矩最大及柱子斷面改變處的截面。
強度驗算近似按下列公式進行：

式中Mk——吊裝時柱子承受的彎矩（N•mm）；
M——彎矩設(shè)計值（N•mm）；
α1——系數(shù)，當(dāng)混凝土強度等級不超過C50時，α1＝1.0，當(dāng)混凝土強度等級為C80時，α1＝0.94，其間按線性內(nèi)插法確定；
fc——混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值（N/mm²）；
b——柱子截面寬度（mm）；
x——混凝土受壓區(qū)高度，近似取x＝2a‘s；
h0——柱子截面有效高度（mm）；
f‘y——鋼筋的抗壓強度設(shè)計值（N/mm²）；
A‘s——受壓區(qū)縱向鋼筋截面面積（mm²）；
a‘s——受壓區(qū)縱向鋼筋合力點至截面受壓邊緣的距離（mm）。
應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)柱子從預(yù)制時的平臥位置不經(jīng)翻身而直接吊裝，則平臥柱子的截面及寬面內(nèi)的配筋均應(yīng)滿足吊裝要求。
（2）裂縫寬度驗算
柱子吊裝中的裂縫寬度應(yīng)控制在0.2mm內(nèi)。
柱子吊裝時裂縫寬度的驗算，可用下述公式計算柱內(nèi)縱向受拉鋼筋的應(yīng)力σsk，并由此近似判斷其是否滿足要求：

式中As——受拉區(qū)鋼筋的截面面積（mm²）。
按上述公式計算的鋼筋應(yīng)力σsk如果小于或等于160N/mm²（光面鋼筋）或200N/mm²（變形鋼筋）時，可認(rèn)為滿足裂縫寬度要求。否則，可按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010-2002）第8.1節(jié)詳細(xì)計算裂縫寬度，或采取措施，如改變吊點、增加吊點數(shù)量等，以減小吊裝時柱子承受的彎矩（Mk）。