Расчет стропов по грузоподъемности

Стропы — одни из популярных приспособлений для подъема грузов. Их используют при подъеме и перемещении разнообразных по форме и тяжести грузов, в различных температурных условиях. Рассмотрим основные вопросы выбора и эксплуатации двух типов грузоподъемных стропов: канатных и цепных.

Стальные канатные стропы активно используются в строительстве при грузоподъемных работах, благодаря универсальности, простоте и практичности, высокой степени надежности и износоустойчивости и безопасности. У стальных стропов прекрасные эксплуатационные качества, долгий срок эксплуатации и весьма демократичная цена по сравнению с цепными вариантами. Специалистов привлекает их прочность, а также легкая визуальная фиксация дефектов. Также стальные канаты выдерживают резкие и динамические нагрузки.

Недостатками стропов из стальных канатов являются:

возможность пораниться порванными проволоками внешних прядей;

при подъеме и перемещении твердых грузов смогут возникать деформации проволок, что приводит к выбраковке стропа.

ограниченные температурные режимы применения стропов: не выше 100 °С.

Основной альтернативой канатных являются цепные стропы, применение которых часто уместно в агрессивных средах, при больших нагрузках. Цепные стропы чаще всего используются в металлургии в высоких температурных режимах.

Преимущества цепных стропов:

долговечности (до 10 лет)

безопасность в работе

удобства хранения и транспортировки.

Грузоподъемность стропов

Актуальная допустимая масса груза зависит от ряда факторов:

диаметр цепи или троса;

класс прочности стали;

углы отклонения цепных ветвей от вертикали;

Таблица расчета коэффициента рабочей нагрузки при углах наклона

Также важно понимать, что коэффициент запаса прочности не означает возможность подъема груза в 7 тонн однотонным стропом. Данная цифра показывает возможность стропа выдержать и не оборваться при динамических нагрузках при резком подъеме или обрыве одной из ветви.

Эксплуатация стропов

Общие правила строповки грузов.

1.​ Зацеплять груз следует только в соответствии со схемой строповки.

2.​ Зацепление захватных приспособлений стропа за проушины груза. Если груз не имеет штатных проушин, то ввинчиванием или электросваркой к грузу можно присоединить съемные скобы для строповки.

3.​ Применение вспомогательных цепных элементов – обвязки, за которую цепляют грузозахватные элементы стропа.

4.​ Крюк должен свободно заходить в зев петли.

5.​ При строповке груза многоветвевым стропом, ветви стропа должны иметь одинаковое натяжение, и угол между ними не должен превышать 90 градусов.

6.​ Строп накладывается без узлов и перекруток.

7.​ Неиспользованные концы многоветвевого стропа закрепляют так, что бы они не задевали встречающиеся на пути предметы при перемещении груза.

8.​ Снимать стропы с груза или крюка можно только после того, как груз прочно установлен, а при необходимости и закреплен.

9.​ перемещение грузов со свободной укладкой их на петлевые стропы допускается только при наличии на грузе элементов, надежно предотвращающих его от смещения в продольном направлении

Схемы строповки

Технологические регламенты четко прописывают схемы строповки конкретных грузов для максимальной безопасности и надежного перемещения. В случаях отсутствия нужной схемы допускается транспортировка груза только в присутствии лица, ответственного за безопасное производство работ.

Эффективность и безопасность работы с многоветвевыми стропами напрямую зависит от умения грамотно распределить нагрузку между ветвями. Неискушенному в работе с такелажным оборудованием человеку может показаться, что решение этого вопроса лежит на поверхности: нужно просто разделить грузоподъемность на количество составляющих. А вот опытные стропальщики знают, насколько ошибочно это мнение, ведь успех зависит от ряда сопутствующих факторов. От каких же?

4 ключевых фактора, от которых зависит нагрузка на каждую ветвь

1. Количество мест зацепки.
2. Размер и масса грузового места.
3. Длина каждой составляющей.
4. Угол между ними.

Для расчета натяжения каждой единицы (S) предложено несколько способов. Один из них реализован в следующей формуле: S=Q/(n cos a), где Q – это масса объекта, n – количество ветвей, а – угол их наклона к вертикали (для подсчета берется его косинус).

Рассмотрим пример

Предположим, стоит задача перевезти 16-тоннажный объект при помощи четырехветвевого стропа при условии соблюдения 45°. Натяжение рассчитывается по такой формуле: 16 т/(4 х cos45) = 5,66 т. Таким образом, каждая часть выдерживает 5,66 т, а отнюдь не 4, как могло бы показаться с первого взгляда (если 16 тонн разделить на 4). На основе этой цифры и подбираются грузозахватывающие устройства, например крюки.

Почему так важно отслеживать угол между стропами?

Из формулы видно, что натяжение увеличивается не только с ростом массы, но и с расширением угла за счет растягивающих усилий. Законы физики указывают на то, что критичной может стать отметка в 120°, при достижении которой в случае в двухветвевым приспособлением нагрузка превысит допустимый показатель. Это справедливо для текстильных модификаций: к цепным и канатным требования еще более жесткие.

Следить за величиной этого параметра необходимо еще и потому, что не только возрастает вероятность разрыва такелажа, но и увеличивается сжимающая сила, действующая на груз. А это может привести к его разрушению. Оптимальные показатели – 60-90°.

Не менее важно определиться и с длиной строп. Если они будут слишком короткими, велика вероятность не «вписаться» в положенные 90°. В противоположном случае груз нельзя будет поднять на достаточную высоту или он может закрутиться, спровоцировав опасную ситуацию на площадке.

О чем позаботились некоторые производители

В идеале после зацепления и запуска в работу все компоненты «паука» должны иметь одинаковую длину и натяжение, а также располагаться симметрично. На практике же добиться этого крайне сложно из-за неравномерного усилия. Труднее всего рассчитать нагрузку на трех- и четырехветвевые стропы: как это правильно сделать, знает не каждый стропальщик. Ситуацию упростили сами производители, которые решили обезопасить такелажные работы с участием этого сложного оборудования. Изготавливая модификации стандартного исполнения, многие из них исходят из того, что при обрыве одной ветви оставшиеся не подведут и не оборвутся, поскольку груз на самом деле удерживается не тремя или четырьмя, а двумя составляющими.

Это, конечно, не снимает ответственности с такелажников, скорее, даже наоборот. В случае с подъемом крупного груза расслабляться нельзя, и эксперты в этой отрасли никогда не посоветуют новичкам самостоятельно рассчитывать эти показатели, основываясь на теории из учебников. Гораздо правильнее – довериться профессионалам.

Качество и безопасность проведения грузоподъемных и погрузочно-разгрузочных работ зависит от правильной оценки возможностей грузоподъемных оборудований и съемных приспособлений.

Строповка, в том числе, требует определенных знаний и навыков. Для безопасного перемещения грузов с помощью стропов самым важным фактором является определение нужной грузоподъемности. Канатные, текстильные и цепные стропы могут иметь разные грузоподъемности, зависящие от их особенностей. На бирке стропа производитель, как правило, указывает допускаемую грузоподъемность, но этот показатель относится только к прямой строповке груза. По мере изменения схемы строповки грузоподъемность стропа меняется. В этой статье мы расскажем, как определить нужную грузоподъемность стропов и их ветвей, и от чего зависят грузоподъемности канатных, текстильных и цепных стропов.

Определение грузоподъемности стропа

Грузоподъемные работы со стропами должны проводиться квалифицированными стропальщиками. Это ответственная работа, требующая определенных знаний по расчету грузоподъемности и длины стропов. Для определения последних важно учитывать следующие показатели:

• вес груза;
• центр тяжести;
• число мест креплений и их расстояние;
• угол наклона ветвей к вертикали и их длина.

В зависимости от схемы строповки нагрузка на строп может снизиться. Поэтому для определения рабочей грузоподъемности используются определенные коэффициенты. Ниже представляем таблицу, в которой указаны коэффициенты и грузоподъемности при разных схемах строповки.

Из таблицы понятно, что, например, при параллельной схеме строповки рабочая грузоподъемность стропа с прямой грузоподъемностью в 500 кг составит 1000 кг и так далее.

Грузоподъемность стропов меняется также при разных количествах ветвей. Для выбора не только стропа, но и захватных приспособлений нужно оценить нагрузку на каждую ветвь. Для определения нагрузки используется следующая формула:

, где
S – нагрузка на ветвь;
G ‒ вес груза;
m ‒ число ветвей;
k – коэффициент распределения массы груза на ветви;
b – угол наклона ветвей к вертикали;
9.8 – ускорение свободного падения (g=9.8).

Коэффициент распределения массы груза на ветви (k) определяется по числу ветвей.

Расчет нагрузки на ветвь дает возможность рассчитать разрывное усилие стропа по следующей формуле:

, где kзап – это коэффициент запаса прочности.

Этот коэффициент показывает, во сколько раз натяжение на ветвь должно быть меньше разрывного усилия стропа, указанного в паспорте изделия. У стропов из разных материалов он может отличаться.

Канатные стропы изготавливаются из стальных проволок по техническим требованиям специальных ГОСТов. Грузоподъемность стропа определяется по большей части диаметром изделия. Чем больше толщина каната, тем выше его грузоподъемность. У канатных стропов запас прочности должен быть не менее 6:1.

Грузоподъемность цепных стропов отличается в зависимости от параметров звеньев. Чем больше диаметр и длина звеньев, тем выше грузоподъемность стропа. Разрывное усилие указывается на бирке. Запас прочности цепных стропов должен быть не менее 4:1.

Текстильные стропы изготавливаются из текстильных волокон в соответствии с правилами РД 24-СЗК-01-01. Грузоподъемность стропов зависит от ширины ленты. Чем шире лента, тем выше нагрузки может она выдержать. По требованиям безопасности текстильных стропов коэффициент запаса прочности у них должен быть не менее 7:1.

Текстильные стропы разных грузоподъемностей также красятся в разные цвета. Это помогает быстрее определиться с нужной грузоподъемностью и не перепутать изделия.