технология возведения зданий и сооружений

4. УСТРОЙСТВО И РАСЧЕТ ГИБКИХ СТРОПОВ

Основными гибкими элементами в грузозахватных приспособлениях являются стальные канаты. Они обладают высокой статической прочностью, износостойкостью, хорошими деформирующими свойствами и гибкостью.

В соответствии с действующими ГОСТами такелажные стальные канаты (табл. 4…7 приложения I) состоят из отдельных проволок диаметром 0.4…2 мм, имеющих временное сопротивление

разрыву 1570…2160 Н/мм2 и свитых в отдельные пряди. Пряди свиваются вокруг центрального металлического или органического сердечника, образуя, таким образом, канат в виде бесконечной плети. По своей конструкции канаты приведенных ГОСТов состоят из шести прядей по 19 или 37 проволок в каждой. Канаты с числом проволок в пряди 19 являются жесткими и применяются для вант и оттяжек, а с числом проволок 37 используют для изготовления стропов. Большее число проволок в пряди обеспечивает повышенную гибкость каната.

По назначению канаты приведенных ГОСТов относятся к грузовым (Г). Для изготовления канатов применяют проволоку высшей (В) или первой (I) марок в зависимости от её механических свойств.

Для предупреждения образования коррозии и увеличения срока службы канатов их изготавливают из проволоки с различными покрытиями. По виду покрытия поверхности проволоки стальные канаты могут быть из проволоки без покрытия или из оцинкованной проволоки для жестких агрессивных условий работы (Ж) и условий работы средней агрессивности (С).

По роду свивки проволок в пряди стальные канаты типа ТК имеют точечное касание проволок по слоям пряди. Такое расположение проволок создает повышенное давление между ними и увеличивает их износ. Если в пряди проволоки последующего слоя не пересекаются с проволоками предыдущего, то между проволоками создается линейное касание. Такие канаты относятся к типу ЛК. При образовании в канате одновременно точечного и линейного касания проволок получают канат точечно-линейного касания – тип ТЛК.

Так, например, стальной канат двойной свивки с точечным касанием проволок в прядях, состоящий из металлического сердечника и шести прядей, имеющих по 37 проволок, обозначается

ТК 6х37(1+6+12+18)+1х37(1+6+12+18),

а канат с органическим сердечником ТК 6х37(1+6+12+18)+1о.с.

90

По взаимному направлению свивки проволок в прядях различают канаты односторонней, крестовой и комбинированной свивок, а по направлению свивки прядей – правого и левого направления. У канатов односторонней свивки (правой или левой) все проволоки в прядях и пряди в канате располагаются в одном и том же направлении. В канатах крестовой свивки проволоки в прядях и пряди в канате имеют разное направление. Канаты комбинированной свивки имеют различное направление свивок рядом лежащих прядей.

По способу свивки стальные канаты могут быть раскручивающиеся (Р) нераскручивающиеся (Н).

Канаты односторонней свивки более гибки, имеют меньший износ, но пряди и проволоки в них раскручиваются при резке каната и подвешивании груза на одной ветви. Нераскручивающиеся канаты изготавливают из предварительно деформированных проволок в соответствии с их изгибом в пряди и канате.

В зависимости от точности изготовления стальные канаты могут быть нормальной и повышенной (Т) точности.

Примеры условных обозначений канатов:

1. Канат диаметром 8.4 мм, грузового назначения, марки 1, из проволоки без покрытия, левой крестовой свивки, нераскручивающийся, нормальной точности, маркировочной группы

1770 Н/мм2 (180 кгс/мм2 ) обозначается :

Канат 8,4 – Г – 1 – Л – Н – 1770 ГОСТ 3067-88

2. Канат диаметром 7.2 мм, грузового назначения, марки В, оцинкованный по группе С, левой крестовой свивки, нераскручивающийся, повышенной точности, маркировочной группы

1960 Н/мм2 (200 кгс/мм2 ) обозначается :

Канат 7,2 – Г – В – С – Л – Н – Т – 1960 ГОСТ 3068-88

Диаметр каната и основные параметры его должны соответствовать характеристикам, приведенным в табл. 4…7 приложения I.

Стальные канаты, применяемые для изготовления грузозахватных приспособлений, должны отвечать действующим стандартам и иметь сертификат завода – изготовителя об испытании в

91

соответствии с ГОСТ 3241-80. При отсутствии сертификата канат должен быть испытан в соответствии с указанным стандартом.

Из стальных канатов (табл. 4…7 приложения I) изготавливают гибкие стропы. Их применяют для подъема фундаментных блоков, легких колонн, балок, ригелей плит перекрытий и покрытий, стеновых панелей и других элементов. Стропы могут быть универсальными и облегченными. По технологическому назначению их выполняют одно-, двух-, четырех - и шестиветвевыми.

Универсальные полуавтоматические стропы (кольцевые или замкнутые петли длиной 8…15 м) захватывают конструкции путем обвязки. Облегченные стропы изготавливают из каната с закрепленными на концах петлями с коушами, крюками с предохранительной скобой, поворотным козырьком или предохранительной пружиной, а также карабинами, которые исключают самопроизвольное снятие крюков с монтажных петель.

Для подъема малогабаритных конструкций за монтажные петли применяют двухветвевые стропы, а для подъема плит и крупноразмерных конструкций – четырёх- и шестиветвевые стропы. Двухветвевой строп состоит из одной скобы и двух гибких ветвей, имеющих на концах крюки или карабины, четырехветвевой – из трёх скоб и четырех гибких ветвей, шестиветвевой имеет пять скоб и шесть ветвей. Крупноразмерные плиты и панели перекрытий поднимают специальными монтажными приспособлениями с универсальными уравновешивающими стропами.

Безопасность работы и срок службы гибких стропов зависят от правильного определения диаметра каната и допустимой на него нагрузки. При подборе каната особое значение имеет его разрывное усилие, т. е. предельная нагрузка, при которой наступает разрыв каната. Разрывное усилие каната зависит от прочности проволок, составляющих его: чем выше прочность отдельных проволок, тем прочнее канат в целом. Разрывное усилие каната определяется двумя способами: разрывом каната или разрывом каждой проволоки в канате и суммированием разрывных усилий всех проволок. Суммарное разрывное усилие всех проволок каната всегда больше разрывного усилия целого каната того же диаметра из-за неравномерности работы проволок в канате. Для расчета принимается разрывное усилие каната в целом.

Расчет технических параметров гибких стропов выполняют, исходя из весовых и габаритных характеристик монтируемого элемента.

92

2α = 90°- расчетный угол

Схема к расчету гибких стропов

2α

α	S S	α

q

h

lc lý

h – высота строповочного приспособления, м; lс- расстояние между точками строповки, м; lэ- длина элемента, м; α - угол наклона

стропа; S – усилие в ветви стропа, кН; между ветвями стропа.

Усилие (натяжение) S в отдельной ветви стропа определяют по формуле

	S =	q	=	q K	, где
		n cosα		n

S – расчетное усилие в ветви стропа, кН; q – вес поднимаемого элемента, кН; n – число ветвей в стропе; α – угол наклона ветви стропа к вертикали, град; К – коэффициент, зависящий от угла наклона α.

Значение коэффициента К

α, град	0	15	20	30	35	45	50	60
К=1/cosα	1	1,03	1,06	1,15	1,22	1,42	1,56	2
tg α	0	0,27	0,36	0,58	0,7	1	1,19	1,73

После определения расчетного усилия S определяют разрывное усилие в ветви стропа по формуле

Рр = Кз S , где

93

Рр - разрывное усилие, кН; Кз - коэффициент запаса прочности

для стропа в зависимости от характера и режима его работы. Наименьший допускаемый коэффициент запаса прочности

канатов ( Кз )

Для стропов с обвязкой или зацепкой крюками или серьгами…...6 Для грузовых канатов с машинным приводом:

при легком режиме работы………………………………………5

при среднем режиме работы…………………………………...5.5 при тяжелом режиме работы…………………………………….6

Легкий режим характеризуется работой каната на малых скоростях без рывков с числом изгибов на роликах не более 4-х; тяжелый – работой каната на больших скоростях, с рывками и числом изгибов на роликах более 4-х.

По найденному разрывному

усилию Рр , принимая

определенную группу каната по временному сопротивлению разрыву проволоки, подбирают канат согласно ГОСТу (табл. 4…7 приложения I) и определяют его технические данные: тип каната и номер ГОСТа, диаметр каната, маркировочную группу по временному сопротивлению разрыву, временное сопротивление разрыва каната (по табл. ГОСТ ближайшее к расчетному).

Одной из основных характеристик грузозахватного приспособления является расчетная высота строповки h, то есть расстояние от верха монтируемой конструкции до крюка крана.

Величина её зависит от расстояния между точками строповки lс и угла наклона стропа к вертикали α. Эту высоту при монтаже конструкций, имеющих монтажные петли в верхней плоскости элемента, определяют по следующей методике. Из схемы к расчету гибких стропов

cosα =

h

=

1

lc 2

lc

2

h

2

+

1 +

2 h

2

1

= K

=

1

lc

2

K

2

−1 =

lc

;

cosα

+

2 h

;

2 h

94

h =	lc	=	2	lc
2	K 2 −1			tgα

Пример расчета

Подобрать канат четырехветвевого стропа для подъёма плиты покрытия массой 2.3 т. Угол отклонения стропа от вертикали α = 45º.

Решение: 1) Определяем усилие, действующее на одну ветвь стропа

S = q nK =1.42 23 / 4 = 8.17кН

при α = 45º К=1.42

2)Находим разрывное усилие ветви стропа, изготовленного из стального каната, при Кз = 6

Рр = Кз S = 6 8.17 = 48.99кН

3)Принимаем канат типа ТК 6х37(1+6+12+18)+1о.с.

(ГОСТ 3071-88) диаметром 8.5 мм с временным сопротивлением

разрыву проволоки 1960 Н/мм2 , имеющий общее разрывное усилие

49450 Н или 49.45 кН.

4)	Определяем		расчетную	высоту	гибкого
четырехветвевого стропа при lc = 5.96 - 1.5 = 4.46 м:
h =	lc	=	4.46	= 2.21 м.
	2 K 2 −1		2 1.422 −1

95

ЛИТЕРАТУРА

1.Канаты стальные. ГОСТ 3067-88, ГОСТ 3068-88, ГОСТ 307088, ГОСТ 3071-88. - М.: Изд-во стандартов, 1992. – 20 с.

2.СНиП 12-04-2002 «Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство»

3.Ипатов П.П., Финнель А.Ф. Монтажные подъемнотранспортные механизмы и такелажные работы. – М.: Стройиздат, 1985. – 343 с.

4.Сухачев В.П., Каграманов Р.А. Средства малой механизации и вспомогательное оборудование для производства строительно-монтажных работ.–М.: Стройиздат, 1985.–279 с.

5.Технология строительных процессов/ Под ред. Данилова Н.Н. – М.: Высш.шк., 2000. – 464 с.

6.Технология возведения зданий и сооружений / Под ред. Теличенко В.И. – М. : Высш.шк., 2001.- 320 с.

96

ПРИЛОЖЕНИЕ I.

Техническая характеристика канатов Канат стальной двойной свивки типа ТК конструкции 6×19 (1+6+12)+1×19(1+6+12) ГОСТ 3067-88

Таблица 4

	Диаметр, мм				Расчетная	Ориентир		Маркировочная				группа Н/мм2 (кгс/мм2)
кана-		проволоки			площадь	овочная	1570	1670		1770		1860	1960	2060	2160
та					сечения	масса	(160)	(170)		(180)		(190)	(200)	(210)	(220)
					всех	1000 м
		центра		в слоях				Расчетное разрывное усилие, Н, не менее
		льной			проволок	смазанно
					в канате,	го каната,				суммарное всех проволок в канате
		7		126
		провол		провол	мм2	кг			------------------------------------------------
		ок		ок						(каната в целом)
										8
1		2		3	4	5	6	7				9	10	11	12
										7440
3,1		0,22		0,20	4,22	37,8	-	-				7855	8270	8680	9095
										(5950)		(6280)	(6615)	(6940)	(7275)
										8995
3,4		0,24		0,22	5,10	45,7	-	-				9495	9995	10450	10950
										(7195)		(7595)	(7995)	(8360)	(8760)
										10700
3,7		0,26		0,24	6,07	54,4	-	-				11300	11850	12450	13050
										(8560)		(9040)	(9480)	(9960)	(10400)
										12550
4,0		0,28		0,26	7,12	63,9	-	-				13250	13950	14650	15350
										(10000)		(10600)	(11150)	(11700)	(12250)
4,3		0,30		0,28	8,26	74,1	-	-		14550		15350	16150	16950	17800
										(11600)		(12250)	(12900)	(13500)	(14200)
										16700
4,6		0,32		0,30	9,47	85,0	14800	15750				17600	18550	19450	20400
							(11800)	(12600)		(13350)		(14050)	(14800)	(15550)	(16300)
										21400
5,2		0,36		0,34	12,15	109,0	19050	20200				22600	23800	25000	26150
							(15200)	(16150)		(17100)		(18050)	(19000)	(20000)	(20900)
5,8		0,40		0,38	15,17	136,5	23750	25250		26750		28200	29700	31200	32700
							(19000)	(20200)		(21400)		(22550)	(23750)	(24950)	(26150)
										29850
6,2		0,45		0,40	16,95	152,0	26550	28200				31550	33200	34850	36500
							(21200)	(22550)		(23850)		(25200)	(26550)	(27850)	(29200)

7,6	0,55	0,50	26,41	237,0	41400	43950	46550	49150	51750	54350	-
					(33100)	(35150)	(37200)	(39300)	(41400)	(43450)
							56300
8,4	0,60	0,55	31,92	286,5	50050	53150		59400	62550	65650	-
					(40000)	(42500)	(45000)	(47500)	(50000)	(52500)
9,2	0,65	0,60	37,94	340,5	59450	63200	66900	70600	74350	78050	-
					(47550)	(50550)	(53500)	(56450)	(59450)	(62400)
							78450
9,9	0,70	0,65	44,50	399,5	69750	74100		82850	87200	-	-
					(55800)	(59250)	(62750)	(66250)	(69750)
							91350
10,5	0,75	0,70	51,80	465,0	81200	86250		96450	101500	-	-
					(64950)	(69000)	(73050)	(77150)	(81200)
							118500
12,0	0,85	0,80	67,31	604,0	105500	112000		125000	131500	-	-
					(84400)	(89600)	(94800)	(100000)	(105000)
13,5	0,95	0,90	85,12	763,5	133000	141500	150000	158000	166500	-	-
					(106500)	(113000)	(120000)	(126500)	(133000)
							185000
15,0	1,05	1,00	105,02	942,0	164500	174500		195500	205500	-	-
					(131500)	(139500)	(148000)	(156000)	(164500)
							224000
16,5	1,15	1,10	127,01	1140,0	199000	211500		236000	248500	-	-
					(159000)	(169000)	(179000)	(189000)	(199000)
							267500
18,5	1,30	1,20	151,80	1365,0	238000	252500		282500	297500	-	-
					(190000)	(202000)	(214000)	(226000)	(238000)

Канат стальной двойной свивки типа ТК конструкции 6×37 (1+6+12+18)+1×37(1+6+12+18)															ГОСТ 3068-88
							Ориентир								Таблица 5
	Диаметр, мм				Расчетная				Маркировочная				группа Н/мм2 (кгс/мм2)
кана-		проволоки			площадь		овочная	1570	1670		1770		1860	1960	2060	2160
та					сечения		масса	(160)	(170)		(180)		(190)	(200)	(210)	(220)
					всех		1000 м
		центра		в слоях					Расчетное разрывное усилие, Н, не менее
		льной			проволок		смазанно
					в канате,		го каната,				суммарное всех проволок в канате
		7		126
		провол		провол	мм2		кг			------------------------------------------------
		ок		ок							(каната в целом)
											8
1		2		3	4		5	6	7				9	10	11	12
											17400
4,7		0,24		0,22	9,89		87,7	-	-				18400	19350	20350	21300
											(13350)		(14150)	(14850)	(15650)	(16400)
											20700
5,1		0,26		0,24	11,76		104,5	-	-				21850	23000	24200	25350
											(15900)		(16800)	(17770)	(18600)	(19500)
5,5		0,28		0,26	13,81		122,5	-	-		24350		25700	27050	28400	29750
											(18700)		(19750)	(20800)	(21850)	(22900)
											28250
5,9		0,30		0,28	16,02		142,5	-	-				29800	31350	32950	34500
											(21750)		(22900)	(24100)	(25350)	(26550)
											32400
6,4		0,32		0,30	18,38		163,0	28800	30600				34200	36000	37800	39600
								(22150)	(23550)		(24900)		(26300)	(27800)	(29100)	(30450)
											41600
7,2		0,36		0,34	23,59		209,5	36950	39300				43900	46200	48500	50850
								(28450)	(30250)		(32000)		(33800)	(35550)	(37300)	(39150)
8,0		0,40		0,38	29,46		261,5	46150	49050		51950		54850	57700	60600	63500
								(35500)	(37750)		(40000)		(42200)	(44400)	(46650)	(48850)
											57800
8,6		0,45		0,40	32,79		291,0	51400	54600				61050	64250	67450	70650
								(39550)	(42000)		(44500)		(47000)	(49450)	(51900)	(54400)
											90200
10,5		0,55		0,50	51,16		454,0	80200	85200				95250	100000	105000	-
								(61750)	(65500)		(69450)		(73300)	(77000)	(80850)
13,0		0,65		0,60	73,56		652,5	115000	122500		129500		136500	144000	151000	-
								(88550)	(94300)		(99700)		(105000)	(110500)	(116000)