摘要：施工中吊运各种零星材料、小型周转材料等所采用的料斗、吊笼,市场购置的或通用性能不强、或未针对起重机械的起重能力有的放矢地设计,从而造成资源浪费。本着安全、经济、适用的原则，本文作者据以往成熟的施工经验，在无计算案例的情况下查阅资料，结合塔吊的允许吊重、吊运材料的特点，论述如何设计计算、自制系列小型料斗、吊笼，拟将其过程形成计算格式模块，供大家在制作不同尺寸料斗器具时参考，从而达到：事前快捷制定专项方案；事中确保材料的吊装运的过程安全，事后各项检查有依据、有痕迹的目的。
关键词：铁皮小料斗；钢筋笼小料斗；料斗的材料要求；料斗应力计算；料斗吊环计算；焊缝计算；栓挂钢丝绳计算；料斗安全要求
1小型料斗设计制作的目标
小型料斗使用依靠塔吊配合，吊运楼层内外的周转材料。自制料斗设计、制作应综合考虑，同时达到安全、经济、适用的各项指标。
（1）自制料斗首先需要满足吊运要求。
（2）各项材质、焊接、工艺操作，必须满足相关的安全具体要求。
（3）自制料斗宜采用施工现场现有材料，最大程度节约资源。
（4）料斗的数量应根据工程计划设置，当采用流水施工时宜设两个料斗，满足料斗的一卸、一装周转要求。
2小型料斗设计制作流程
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2.1料斗制作流程
3小型料斗制作依据
3.1 小型料斗制作依据
（1）《钢筋焊接及验收规程》 JGJ18-2012
（2）《钢结构焊接规范》 GB50661-2011
（3）《建筑机械使用安全技术规程》 JGJ33—2012
（4）《施工现场临时用电安全技术规范》 JGJ 46-2005
（5）《建筑施工安全检查标准》 JGJ59-2011
（6）《建筑施工升降设备设施检验标准》 JGJ305-2013
（7）《钢丝绳夹》 GB/T5976-2006
（8）《钢结构工程施工质量验收规范》 GB50205-2011
3.2小型料斗计算依据
（1）建筑施工计算手册（第四版）江正荣编 中国建筑工业出版社2018
（2）《钢结构设计规范》 GB50017-2017
（3）《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》 GB/T 1499.2-2018
（4）《钢筋混凝土用热光圆钢筋》 GB/T 14499.1-2017
（5）《重要用途钢丝绳》 GB8918-2006
4小型料斗制作加工
自制料斗的型式繁多，以下就我项目在工程施工过程中，实际如何自制用于吊砂浆、水泥等散状材料的铁皮小料斗及吊钢筋箍筋、脚手架扣件等周转材料的钢筋笼小料斗为例进行介绍。
4.1小料斗的使用要求
4.1.1铁皮小料斗要求
铁皮小料斗主框架采用30*30*3角钢，周圈围护结构采用3mm厚Q235冷轧钢板，角钢及钢板应符合产品标准的要求。
（1）铁皮料斗宽为1150mm，上长1900mm，下长1500mm，高500mm。
（2）料斗自重和物料总重量设计值按下考虑：料斗的容许荷载设计时要求应不大于1.25吨以满足现场塔吊端头起重安全要求；均布荷载要求应不大于12.5/（1.5*1.15）=7.2KN/㎡。
（3）角钢框角钢与角钢连接应满焊；角钢与铁板连接的转角处焊缝≧100mm；其他处焊接间距400mm，焊长≧100mm；铁皮料斗底和两个受力侧边钢板，拼接处应满焊保证不漏水泥浆。
（4）料斗分别在每侧手工满焊2个吊环，吊环上栓挂吊索钢丝绳，钢丝绳与平台夹角为45-60度。
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图4.1.1 铁皮料斗吊环图
4.1.2钢筋笼小料斗要求
吊笼主框架、底座、吊笼周圈围护结构均采用钢筋，钢筋的性能、力学指标和钢筋的规格尺寸及允许偏差需符合《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》 GB/T 1499.2-2018、《钢筋混凝土用热光圆钢筋》GB/T 14499.1-2017标准的要求。
（1）钢筋笼料斗长1800mm，宽1200mm，高800mm。
（2）料斗自重和物料总重量设计值按下考虑：料斗的容许荷载设计时要求应不大于1.25吨以满足现场塔吊端头起重安全要求；均布荷载要求应不大于12.5/（1.8*1.2）=5.8KN/㎡。
（3）钢筋笼钢筋连接处采用四周焊焊接，焊高大于5mm。
（4）钢筋笼小料斗底及四周采用14mm厚胶合板满拼接，应保证运转时不掉漏材料。
（5）料斗分别在每侧手工焊2个吊环，吊环必须兜住底部框120mm以上，吊环上栓挂吊索钢丝绳，钢筋绳与吊钩夹角为45-60度。
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图4.1.2 钢筋笼料斗吊环图
4.2小料斗的材料要求
4.2.1铁皮小料斗
（1）铁皮小料斗主框采用30*30*3角钢。
（2）铁皮料斗围护采用Q235冷轧钢板，3.0mm厚。
（3）铁皮料斗两侧各满焊两只HPB300直径φ16吊环。
（4）采用J422（E4303）焊条焊接，焊高大于5mm。
（5）所使用的钢材、焊条在使用前必须有质保书、出厂合格证及材料复试报告，严格按设计的高度、长度及焊接等级进行施焊。
4.2.2钢筋笼小料斗
（1）钢筋笼料斗采用现场HRB400的普通钢筋，周围的主框架直径为20mm，框内隔档筋直径为12mm，笼斗底筋采用直径为12mm钢筋，钢筋笼料斗两侧各焊两只HPB300直径φ16吊环。
（2）采用J422（E4303）焊条焊接，焊高大于5mm。
（3）所使用的钢材、焊条在使用前必须有质保书、出厂合格证及材料复试报告，严格按设计的高度、长度及焊接等级进行施焊。
4.3栓挂钢丝绳要求
栓挂钢丝绳采用6*19直径φ16钢丝绳，绳头连接方法见下图
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图4.3 钢丝绳绳卡做法
5料斗受力计算
5.1铁皮料斗计算
设计小料斗吊重1.25T，铁板厚3mm,吊索与小料斗夹角受力简图见下：
5.1.1受力分析
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图5.1.1 铁皮料斗受力分析图
5.1.2铁皮料斗应力计算
（1）单根钢丝绳吊索一端拉力P1按公式计算（绳角度按最不利45°计算）
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小料斗的水平分力为:
P2=P1*cos45。=0.88*0.71=0.62t
小料斗选用钢板制作，其几何图：（计算时，不考虑30*30角铁边框参与受力，按最不利算）
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图5.1.2(1) 铁皮料斗几何图
（2）铁皮料斗形心计算：
图5.1.2(2) 铁皮料斗形心计算图
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A3=1150*3=3450mm2,
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细长比
（3）查建筑施工计算手册（第四）江正荣编，附表2-57得：
取不均衡系数Kp=1.2，则小料斗的水平分力为:
取安全系数K=2.5，小料斗的应力为:
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所以安全。
5.1.3铁皮料斗吊环计算
(1)方法: 吊环容许荷载参照建筑施工计算手册（第四版）江正荣编公式（14-10）[FK]=（35~40）d2计算
式中[FK]—卡环的容许荷载（N）
d—卡环销子直径（mm）
(2)已知条件：构造要求小料斗吊环直径为16mm，设计承受1.25t。
(3)计算过程：卡环的容许荷载为
（4）计算结论：满足要求。
5.1.4焊缝计算
（1）已知条件：设现场施工中吊环承受力12.5/2=6.15KN，节点板厚
t=3.0mm,钢材为Q235钢，采用手工焊接，采用焊条为E43系列型，实际计算焊缝长度按：。
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图5.1.4 铁皮料斗焊接图
（2）方法: 对接焊缝的强度参照建筑施工计算手册（第四版）江正荣编公式（15-48）
式中：
（3）计算过程：由建筑施工计算手册附录二附表2-45，查的对接焊缝的设计强度为，则轴心拉力为：
（4）计算结果：满足要求。
5.1.5挠度计算
按设置的四只吊环中最大的两个吊环间距计算
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图5.1.5 铁皮料斗分布荷载图
查表附录2-48得，
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满足要求。
5.1.6底部弯曲应力计算
（1）方法：公式，通过计算
式中：
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查建筑施工计算手册附表2-13得，面荷载弯矩
式中：
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图5.1.6 钢筋笼底部面荷载受力图
（2）计算过程：底部设置3mm厚的铁板与四周焊接
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（3）计算结果：满足要求。
5.2钢筋笼料斗计算
5.2.1钢筋笼受力分析
设计小料斗吊重1.25T，吊索与小料斗夹角受力简图见下：
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图5.2.1 钢筋笼料斗受力分析图
通过查建筑施工计算手册附表2-35表得。
5.2.2拉应力、剪应力计算（绳角度按最不利45。计算）
公式
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拉应力:
剪应力：
5.2.3底部弯曲应力计算
（1）方法：公式，通过计算
式中：
查建筑施工计算手册附表2-13得，面荷载弯矩
式中：
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图5.2.3 钢筋笼底部面荷载受力图
（2）计算过程：底部设置10根直径12mm的钢筋和一块14mm厚木板
，
（3）计算结果：满足要求。
5.3吊环上钢丝绳栓挂吊索计算
(1)已知条件：吊环上钢丝绳构造要求采用6x19φ16钢丝绳，其连接方法见下图要求。
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图5.3 钢丝绳绳卡做法
(2)方法: 钢丝绳验算
根据5.1.2铁皮料斗应力计算中，已得到P1=0.88t=8.8KN。
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表5.3 钢丝绳规格、荷重性能及系数值
（3）计算过程：钢丝绳的容许拉力：
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（4）计算结论：钢丝绳强度满足要求。
6安全要求
6.1制作阶段
（1）所用材料包括钢材、钢丝绳、安全卡环等，应有合格证和质保书。
（2）料斗制作前项目技术部必须进行安全技术书面交底。
（3）使用前在料斗显著位置悬挂限重牌，标明极限载重1.25t。
（4）料斗制作完成后，必须由工程部组织安全部、技术部、质量部进行荷载试验，经过联合验收合格后方可投入使用。
6.2使用阶段
（1）在使用过程中不允许拆除料斗的任何构件。
（2）使用之前均需对所有部件进行检查，特别是钢丝绳卡环是否有松动，若有松动应及时紧固或调换卡环，确认无误后方可使用。
（3）料斗使用过程中，安全部应定期对料斗进行例行检查：发现问题时及时敦促整改
a.发现钢丝绳锈蚀损坏应及时调换。
b.焊缝脱焊应及时修复。
c.底板或侧护板是否损害，限重牌是否丢失。
7结论
自制料斗首先要与当地市场的租、购对比成本，其次要根据施工现场现有材料、焊接水平，以及料斗的特殊要求进行筹划，确定是否自制。
本文例举的自制料斗计算步骤按：已知条件、方法、计算过程、计算结论进行排列，是因目前土建施工采用的《品茗建筑安全计算软件》未深入涉及，故计算步骤中的“方法”也仅仅一已陋见，权属抛砖引玉之举，尚待广大工程建筑同仁提出批评，重新研究设想，已利改进，为今后自制料斗方案计算形成拿来即可套用的模块。
参考文献：
[1]材料力学 孙训方编 高等教育出版社2009年7月第5版
[2]建筑施工计算手册 江正荣编 中国建筑工业出版社2018第四版
[3]建筑施工手册 建筑施工手册编委会 中国建筑工业出版社2012第五版