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1、板孔式吊耳设计及应用板孔式吊耳设计及应用摘 要：本文结合应用实例，对吊装常用板孔式吊耳的设计与校核进行了归纳和总结，弥补了相关规范涵盖范围的不足，为类似板孔式吊耳的设计及应用提供了良好的借鉴。关键词：板孔式 吊耳 设计 应用前 言 在吊装工程中经常使用板孔式吊耳，而相应的规范或参考资料没有大于20t的板孔式吊耳的相关设计参数。通常板孔式吊耳的失效形式以吊耳板与设备本体的焊接强度不够及板孔撕裂为多，易造成不安全因素。所以吊耳板孔的强度和焊缝强度是板孔式吊耳设计的最重要环节。本文仅介绍单板孔吊耳的设计计算，双板孔吊耳的设计计算参照执行。1 吊耳板
2、孔的强度计算1.1 拉曼公式 图1 板孔式吊耳 图2孔壁承压应力分布 图3板孔失效形式图1为板孔式吊耳的基本形式，即单板孔吊耳。图2为板孔式吊耳在受外力作用下孔壁承压应力分布情况。图3为板孔式吊耳板孔强度不够吊耳板被撕裂的主要失效形式示意图。也就是说板孔失效是吊轴与板孔接触所形成的接触压应力过大，不是造成接触处压溃，而是吊耳在外力的作用下对吊耳板进行的剪切作用引起的。所以吊装工程中常用拉曼公式来对吊耳板孔进行抗剪强度校验。拉曼公式板孔校核表达式为：利用拉曼公式计算吊耳孔壁挤压应力，应同时注意其先决条件：Δ=d-d1≤0.02d式中:d为
3、轴孔即吊耳孔内径;d1为吊轴直径。因为在众多的钢结构中,吊轴基本一直安装在轴孔内,乃至与吊耳板固定,作为改变传力方式或改善传力状态的一个部件,因此能够而且最好做到Δ≤0.02d,以使吊轴与轴孔能全弧面接触,充分发挥材料的力学性能。而作为构件的吊耳板时,又往往是为起吊、运输时安装吊杆、卸扣所用,吊轴多次插入、拔出轴孔,而且作业环境较恶劣,如仍要求Δ≤0.02d,则操作相当困难,如果加工误差较大,往往造成吊轴无法插入轴孔,或因吊轴、轴孔变形,吊轴无法拔出。因此,实际应用中,经常是Δ≈0.2~0.4d>>0.02d,以方便吊轴的插拔。因接触情况发生了较大变化,以
4、上公式也就不能直接引用,必须切实考虑实际情况, （1）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； —吊耳板材料抗剪强度设计值，N/mm2；1.2 吊耳参数确定 从（1）式可以看出，当P、d、 一定时，取 适宜的值可最节省材料，显然 ，令 ，则 。从理论而言， 较为科学，但使用单板孔吊耳，还应考虑卸扣和绳扣连接时必须预留的间隙，显然R值不宜太大。笔者认为， 较适宜。通常设计时，应首先按负荷选定使用
5、的卸扣或受力轴的尺寸，则孔径 。因此，吊耳设计时应在R与 上进一步做文章。首先，确定板厚 ，使根部焊缝的强度与设备本体局部稳定性满足要求。必要时，可延长焊缝长度或增加筋板加以解决。 图4 吊耳板孔的加强其次，按 选定R值。再次，采取加补强板的措施增加板孔局部的强度。通常在吊耳孔处焊接单或双面补强板。参见图4。通过以上措施可以比较合理的利用材料。校核时需按照公式（1）中 ， 来替换，即补强圈的半径。2 吊耳板强度计算2.1 吊耳板材料选择吊耳板选择材料时，宜选择与母材的材质相同或相近为好。施工现场一般选择Q235、Q345等普
6、通材质的材料，且可焊性较好。按《钢结构设计规范》对应的钢材板厚取 值，只要（1）式成立，吊耳板的强度可满足要求。 2.2 吊耳板焊接与焊缝强度校核吊耳板焊接应有焊接工艺评定。焊缝应为连续焊，不应有夹渣、气孔、裂纹等缺陷。主受力焊缝应按JB4730-2005进行渗透检测，Ⅰ级合格。焊缝强度按《钢结构设计规范》GB50017-2003选定焊缝的 值,并进行校核。焊缝强度计算时，应具体分析。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： （2）式中： —垂直于焊缝方向的应力，MP
7、a；N—焊缝受力， N=kP=1.4P, 其中k=1.4为可变载荷分项系数，N; —角焊缝的计算厚度， ， 为焊角尺寸，mm； —角焊缝的计算长度，取角焊缝实际长度减去 ，mm； —角焊缝的强度设计增大系数，取 ； —角焊缝的强度设计值，N/mm2；b．当吊耳受拉伸作用，吊耳板采用双面 坡口满焊时，可按对接焊缝校核，即： （3）式中： k—动载系数，k=1.1； L—焊缝长度，mm；δ—吊耳板焊接处母材板厚，mm；其他符号意义同上。c．当焊缝在三向应力状态下受力时，按材料力学第四强度理论校核，即： （4）式中： —
8、焊缝所受轴向应力，MPa； —焊缝所受弯曲应力，MPa； —焊缝所
