VI. Такелажные приспособления и оборудование

Безопасность подъема и временного закрепления строитель­ных конструкций и изделий во многом зависит от способов за­хвата и крепления груза, предназначенного для подъема и установки. Правильно сконструированная подъемная и крепежная оснастка должна обеспечивать удобство захвата и освобожде­ния конструкций, их сохранность при перемещениях и полную безопасность подъемно-транспортных и монтажных работ.

Расчет и конструирование элементов монтажной оснастки особенно необходимы, когда отсутствуют инвентарные приспо­собления и устройства или когда существующие типы уст­ройств не обеспечивают безопасность подъема и установки строительных конструкций.

1. Подбор канатов и стропов

Правильный выбор конструкции канатов для определенных условий работы (в полиспастах, стропах, расчалках и пр.) обе­спечивает их продолжительную и безопасную эксплуатацию.

На строительно-монтажных работах применяют в основном стальные проволочные канаты.

Пеньковые канаты используют для перемещения легких де­талей вручную и устройства различного рода оттяжек.

Стальные проволочные канаты применяют для оснастки гру­зоподъемных машин всех видов, а также в качестве вант (рас­чалок), стропов, оттяжек и т.д. Для стропов и полиспастов применяют гибкие канаты (ГОСТ 3079—55 и 3071—66), а для расчалок и тяг — канаты по ГОСТ 2688—55, 3077—55 и 3070—66.

Для уменьшения веса и удобства работы предпочтительно по возможности применять канаты с высоким расчетным преде­лом прочности проволоки при растяжении.

Промышленностью выпускаются стандартные стальные ка­наты диаметром от 3,7 до 65 мм, длиной 250, 500 и 1000 м. Для монтажа строительных конструкций применяют стропы из сталь­ных канатов диаметром от 11 мм.

Канаты рассчитывают на прочность в соответствии с требо­ваниями Госгортехнадзора. Расчет сводится к определению се­чения каната по допускаемому усилию с учетом требуемого за­паса прочности по формуле

где S — допускаемое усилие в канате в кГ;

Р— разрывное усилие каната по заводскому паспорту или определяемое путем испытания в кГ;

К — коэффициент запаса прочности.

Коэффициент запаса прочности стального каната принимает­ся в зависимости от его назначения (табл. 42).

Грузоподъемность стропов определяется разрывным усилием каната с учетом количества ветвей и коэффициента запаса прочности.

Таблица 42

Назначение каната	Коэффициент запаса
Стропы огибающие для подъема груза весом до 50 т То же, более 50 т Стропы, прикрепляемые к грузу при помощи крюков, серег или колец без его огибания Ванты, расчалки, оттяжки с учетом нагрузки от ветра Полиспаст с ручной лебедкой То же, с электрической лебедкой	8 6 6 3,5 4,5 5

При вертикальном положении стропов допускаемое усилие в каждой ветви определяется по формуле

где S_B — допускаемое усилие в ветви стропа в кГ,

Q — вес поднимаемого груза в кг;

т — число ветвей стропов;

К — коэффициент запаса прочности каната.

При наклонном положении стропа его грузоподъемность снижается, так как с увеличением угла наклона стропа увели­чивается усилие в его ветвях, а также сжимающее усилие в поднимаемом элементе. В этих случаях усилие S в каждой вет­ви стропа (рис. 62) можно определить по формуле

где Q — вес поднимаемого груза;

К — коэффициент, зависящий от угла наклона стропа.

Угол наклона стропа в град 0 30 45 60

Коэффициент К 1 1,15 1,42 2

При четырех и более ветвях в стропах важное значение име­ет одинаковая их длина, так как при этом обеспечивается рав­номерное распределение нагрузки на все ветви стропа. Несоб­людение этого условия может привести к неравномерному загружению и перегрузке отдельных ветвей, что сокращает срок службы стропов, ухудшает их эксплуатационные качества, а в отдельных случаях может привести к неприятным последствиям. Длину ветви стропа определяют в соответствии с расчетной схе­мой (рис. 63) по формуле

где С—длина ветви стропа в м.

h — высота треугольника, образуемого ветвями стропа, в м;

b— расстояние между точками крепления стропа по диагонали в м.

При применении стальных канатов в подъемных устройст­вах существенное значение для безопасной работы каната име­ет диаметр барабана или бло­ка, вокруг которого огибается канат. Наименьший допускае­мый диаметр барабана или блока, при котором обеспечи­вается длительная и безопас­ная работа каната в подъем-' : ном устройстве, определяют по формуле

D = d(e—1),

где D — диаметр барабана или блока грузо­подъемного меха­низма в мм; d—диаметр стального каната в мм;

е— коэффициент, зависящий от типа подъемного устройства и режима его работы (табл.43).

Рис. 62. Схема усилий в ветвях стропа

Таблица 43

Тип грузоподъемной машины	Привод машины
	ручной	машинный при режиме работы
		лег­ком	сред­нем	тяже­лом
Краны всех типов, за исключением стреловых. Краны стреловые Электрические тали Ручные лебедки	18 16 - 16	20 16 - -	25 18 20 -	30 20 - -

Режим работы грузоподъемных машин определяется сте­пенью их использования в течение суток, относительной продол­жительностью включений, а также -температурой окружающей среды. Монтажные краны относятся к машинам с легким ре­жимом работы, а непрерывно работающие перегрузочные кра­ны—к машинам со средним режимом работы.

Иногда для стропов в грузозахватных устройствах вместо канатов применяют цепи. Выбор грузовых и тяговых цепей про­изводится по допускаемому усилию в цепи, которое можно оп­ределить по той же формуле, которая применяется при выборе канатов:

где Р— разрушающая нагрузка в кГ, которая принимается в зависимости от диаметра звена цепи по ГОСТ 2319—55;

К — коэффициент запаса прочности; для ручных кранов и подъемных механизмов К = 3, для кранов и меха­низмов с машинным приводом К = 6; при работе це­пей на звездочке для ручных талей К = 3, для машин­ного привода К = 8; для стропов при обвязке К = 6; при захватах К = 5.

Рис. 63. Схема строповки плиты перекрытия

При строительно-монтажных работах широко применяют различного рода растяжки для временного раскрепления колонн, стоек, опор, ферм и других конструкций до момента их окон­чательной выверки и закрепления в проектном положении, а также в качестве тяг для подъема конструкций и т.п.

Растяжки располагают равномерно вокруг конструкции. Чис­ло растяжек должно быть не менее трех; на практике обычно применяют не менее четырех.

Угол заложения растяжек к горизонту принимают 45—60⁰; при углах заложения менее 45° увеличивается расчетная дли­на растяжки что неудобно, особенно в стесненных условиях. При углах заложения более 60° в растяжках возникают значительные напряжения, что требует резкого увеличения их диа­метра.

На рис. 64 приведена расчетная схема для определения уси­лий в растяжках при временном креплении колонны с помощью растяжек.

При условии равенства удерживающего и опрокидывающего моментов усилие в растяжках от действия момента, создавае­мого весом колонны относительно ребра опрокидывания Л, без уче­та разгружающего влияния со­седних растяжек определяется по формуле

где —усилие в растяжках в кГ;

М₀ — опрокидывающий мо­мент от собственного веса колонны относи­тельно ребра опрокиды­вания в кГ· м;

а — плечо усилия в ра­стяжке в м;

b— расстояние от точки оп­рокидывания до места крепления растяжки к якорю в м;

α —угол заложения растяжки к горизонту,

Q — собственный вес конструкции в кг;

h — расстояние от основания колонны до места крепле­ния растяжки в м;

е — расстояние от центра тяжести конструкции до реб­ра опрокидывания.

Рис. 64. Расчетная схема крепления колонны растяжками

Усилие в одной растяжке при этом будет

где β — угол между растяжкой и осью колонны в плане. При временном раскреплении растяжками колонн, ферм и других конструкций необходимо учитывать ветровую нагрузку, которая при сильном ветре может достигать значительных величин. С учетом ветровой нагрузки на конструкцию

где — момент, создаваемый ветровой нагрузкой, в кГм.

Момент от действия ветра на конструкцию

М_в = Wh,

где W—давление ветра на наветренную плоскость конструк­ции в кГ;

h— расстояние от плоскости, проходящей через точку опорного контура, до центра приложения ветровой на­грузки в м.

Давление ветра на конструкцию определяется по формуле

W = К₁qF,

где К₁—коэффициент аэродинамического сопротивления; для сплошных балок и ферм прямоугольного сечения К₁ = 1,49; для конструкций из труб диаметром 170 мм К₁ = 0,7, а для конструкций из труб диаметром 140— 170 мм К₁ = 0,5;

q — расчетный напор ветра, определяемый по ГОСТ 1451—65, в кГ /м²;

F — наветренная поверхность конструкции.

Наветренная поверхность конструкции определяется пло­щадью, ограниченной контуром конструкции и степенью запол­нения этой площади элементами решетки:

F = αF',

где F'— площадь, ограниченная контуром конструкции, в м²

α — коэффициент заполнения; для сплошных конструкций

α = 1, для решетчатых конструкций α = 0,3 - 0,4. При подъеме конструкций способом поворота с применением вспомогательной мачты усилие в рабочей растяжке вспомога­тельной мачты определяется из условия отсутствия момента в опорной точке конструкции при ее подъеме. Согласно расчетной схеме (рис. 65) это усилие равно:

где Q—собственный вес конструкции в кг;

l — расстояние от опорного шарнира до центра тяжести конструкции в м;

h— высота вспомогательной мачты в м;

α — угол заложения рабочей растяжки вспомогательной мачты;

β — угол заложения растяжки к поднимаемой конструкции.

По полученным усилиям в растяжках подбирают тип каната и его диаметр с учетом коэффициента запаса прочности, рав­ного 3,5.

Пример. Подобрать канаты для временного раскрепления колонны при помощи четырех растяжек. Высота колонны H = 10,5 м, сечение 50X60 см, вес Q = 7,9 т.

Принимаем: угол заложения растяжек к горизонту α = 60°, высоту креп­ления растяжек Н = 8 м, расчетный напор ветра по ГОСТ 1451—65 q = 70 кГ/м².

Определяем расстояние от точки опрокидывания до места крепления растяжки к якорю

м

Определяем опрокидывающий момент от собственного веса колонны от­носительно ребра опрокидывания

М₀ = Qe = 7,9 · 0,25 = 1,975 Т·м. Определяем давление ветра на наветренную плоскость колонны

Т.

Момент от действия ветра на колонну

М_в = WH' = 0,55·8 = 4,4 Т·м.

Усилие в четырех растяжках

Т

Рис. 65. Расчетная схема усилий при подъеме конструкций способом поворота

Усилие в одной растяжке при β = 45°

Т

Расчетное усилие в растяжке с учетом коэффициента запаса прочности составит

Т

По ГОСТ 3071—66 принимаем стальной канат типа ТК 6X37=222 диа­метром 8,7 мм. Разрывное усилие каната при расчетном пределе прочности 150 кГ/мм² составляет 3,43 Т > 2,8 Т,