Расчет стропа по грузоподъемности. Самый простой способ.

Всем привет, на связи канал ВИТРУВИЙ, меня зовут Сергей, и сегодня коротко о том, как рассчитать усилие в ветвях стропов и как по этому параметру подобрать строп требуемой грузоподъемности.

1. Исходные данные

Предположим, вы, условно, столкнулись со следующей задачей: Необходимо подобрать двухветвевой строп, для подъема груза массой 6 т., представленного на рис.1.

Рис. 1. Пояснение к исходным данным.

2. Расчет стропа

Итак, исходные данные получены, переходим непосредственно к действием, которые нас приведут к решению поставленной задачи. А поставленная задача - это не что иное как:

• Определение длины стропа;
• Определение усилия в ветви стропа;
• Подбор стропа.

И начинаем мы конечно же с анализа исходных данных...

Анализ исходных данных

Смотрим, что мы имеем и что знаем исходя из условий...

Да собственно ничего, пока что, не знаем, кроме того, что строповочные петли находятся на расстоянии равном 2 м от осевой линии. Все как в жизни - ничего не известно, но что-то нужно придумать...

Анализируем далее, и вспоминаем нормативный документ под названием: РД 10-231-98 (РД-10-33-93 с изм. 1 1998) "Стропы грузовые общего назначения. Требования к устройству и безопасной эксплуатации".

В этом документе нас интересует конкретный пункт под номером 2.1.3., который гласит:

Определение усилий в канатах и цепях двух-, трех- и четырехветвевых стропов при отсутствии дополнительных требований производят исходя из условия, что углы между ветвями не превышают 90°.

Принимая во внимание данный пункт, определение угла α, превращается в примитивную математическую операцию, а именно: α=90°/2=45°.

Примечание: стоит отметить, что по РД 10-231-98 мы берём максимально допустимый угол, т.е. рассматриваем максимально неблагоприятный вариант. Тем самым, во все случаях, когда угол α меньше 90°, у нас появляется некий запас, т.к. чем меньше угол, тем меньше усилие в ветви стропа.

Плавненько переходим к определению длины стропа...

Определение длины стропа

Тут, опять же все проще простого... Всего лишь чуть-чуть нужно вспомнить элементарную геометрию. Пояснения к рассуждениям представлены на рис.2.

Рис.2. К определению длины стропа.

Во первых, мы замечаем, что треугольник, образованный центральной осью, ветвью стропа и расстоянием от центральной оси до строповочной петли - это прямоугольный треугольник. А мы твердо и уверенно знаем, что сумма углов треугольника - это 180°.

Следовательно, третий угол треугольника, образованный ветвью стропа и расстоянием от центральной оси до строповочной петли, равен так же 45°. А это, в свою очередь, нас подводит к тому, что рассматриваемый треугольник - равнобедренный. Таким образом, высота строповки А=2м.

Ну и далее достаточно вспомнить формулировку теоремы Пифагора, которая говорит о том, что в прямоугольном треугольнике квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов, и произвести необходимые расчеты.

Таким образом, длина стропа С, с учетом округления, равна:

Рис.3. Формула определения длины стропа С.

Округлим полученное значение до целых, т.е. С=3м., после чего, еще раз посмотрим на схему строповки, приведенную на рис.4., с уже нанесенными геометрическими параметрами, которые мы только что нашли... ну и перейдем уже к определению усилия в ветви стропа.

Рис.4. Схема строповки с обозначением найденных геометрических параметров.

Примечание: мы рассмотрели математический метод определения длины стропа, но гораздо проще и быстрее сделать это графически, например в программном комплексе AutoCAD. В этом случае достаточно схематически начертить схему строповки и в зависимости от требуемого угла α подобрать необходимую длину стропа.

Определение усилия в ветви стропа

Итак, вот мы и подошли к определению усилия, которое действует в ветви стропа, и с помощью которого, далее мы произведем подбор стропа. Данное усилие будем обозначать латинской буквой P. И определяется оно по следующей формуле:

Рис.5. Определение усилия P, действующего в ветви стропа

Примечание: вы конечно же заметили, что в формуле присутствует некий коэффициент k. Данный коэффициент вводят при количестве ветвей стропа больше 2-х, и он учитывает неравномерность распределения усилий в этих ветвях, в этом случае k=0,75. В случае, когда количество ветвей стропа 1 или 2 (т.е. в нашем случае) k=1.

Подбор стропа

Итак мы определили усилие P, и может показаться что на этом все и можно уже переходить к подбору стропа, но нет друзья. Строп должен иметь определенный запас прочности, который достигается вводом еще одного коэффициента, назовем его Kзап.

Коэффициент запаса прочности Kзап для разных типов стропов, в соответствии с РД 11-07-2007 "Инструкция по проектированию, изготовлению и безопасной эксплуатации стропов грузовых":

• Для канатных стропов - не менее 6;
• Для цепных стропов - не менее 4;
• Для текстильных стропов - не менее 7.

Примечание: Приведенные выше коэффициенты подходят для большинства рядовых ситуаций... Но! В РД 11-07-2007 есть некоторые исключения касательно того, как принимается та или иная величина коэффициента запаса Kзап, в зависимости от тонкостей и нюансов проектирования конкретного вида типа стропа. Но в рамках данной статьи мы не будем погружаться в эти глубины...

...Итак, требуемая величина, которая получается умножением усилия, действующего в ветви стропа P, на коэффициент запаса Kзап, носит название расчетное разрывное усилие, назовем его Rр. И вот уже по расчетному разрывному усилию Rр, мы произведем подбор стропа, но сначала, давайте определять необходимое значение Rр...

Пусть в нашем случае будет канатный строп, тогда расчетное разрывное усилие Rр, должно быть больше чем:

Рис.6. Определение расчетного разрывного усилия Rp.

Далее открываем каталог стропов, например у меня это каталог фирмы РОМЕК, (кстати очень информативный каталог) и по разрывному усилию сначала подбираем канатную ветвь, в нашем случае это ветвь канатная ВК-5,0 с расчетным разрывным усилием 294 кН:

Рис.7. Подбор канатной ветви по разрывному усилию.

А после того как подобрали канатную ветвь, подбираем и сам двухветвевой строп 2СК:

Рис.8. Подбор двухветвевого стропа.

Заключение

Вот и все друзья, мы определили длину стропа С, определили усилие в ветви P, посчитали требуемое расчетное разрывное усилие в ветви Rp, и по каталогу стропов, определили, что для нашей задачи нам подходит строп 2СК-6,30 с длиной ветви 3м. Результаты расчета наносим на схему строповки.

Рис.9. Схема строповки с указанием найденного стропа.

Друзья, если вам понравилась данная статья буду безгранично признателен за поддержку лайком и подпиской на канал! А если хотите поделиться мнением или в чем-то поправить меня, буду рад пообщаться в комментариях.

Так же рекомендую подписаться на мою группу ВК, там вы найдете очень много полезного, нужного и интересного материала по проектированию и строительству.

Благодарю за внимание! Всем добра, позитива и хорошего настроения!

С Уважением, Сергей Владимирович

ВИТРУВИЙ | ПРОЕКТИРОВАНИЕ И СТРОИТЕЛЬСТВО

Firmitas, Utilitas, Venustas...