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起重吊裝、鋼絲繩受力的基本計算

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起重吊裝、鋼絲繩受力的基本計算

發布日期:2019-03-29 作者: 點擊:

某一規格的鋼絲繩允許承受的最大拉力是有一定限度的,超過這個限度,鋼絲繩就會被破壞或拉斷,因此在工作中需對鋼絲繩的受力進行計算。按鋼絲繩芯材料不同可分為麻芯、石棉芯和金屬繩芯三種,起重作業中常采用麻芯鋼絲繩,麻芯中浸有潤滑油,起減小繩股及鋼絲之間的摩擦和防腐蝕的作用。廣西特種鋼絲繩按鋼絲繩繩股及絲數不同可分為6×19、6×37和6×61三種,起重作業中最常用的是6×19和6×37鋼絲繩。


按鋼絲表面處理不同又可分為光面和鍍缽兩種,起重作業中常用光面鋼絲繩。按鋼絲繩股結構分類,又可分為點接觸繩、線接觸繩和面接觸繩。


點接觸繩的各層鋼絲直徑相同,但各層螺距不等,所以鋼絲互相交叉形成點接觸,在工作中接觸應力很高,鋼絲易磨損折斷,但其制造工藝簡單。


線接觸繩的股內鋼絲粗細不同,將細鋼絲置于粗鋼絲的溝槽內,粗細鋼絲間成線接觸狀態。由于線接觸鋼絲繩接觸應力較小,繩壽命長,同時撓性增加。由于線接觸鋼絲繩較為密實,所以相同直徑的鋼絲繩,線接觸繩破斷拉力大些。繩股內鋼絲直徑相同的同向捻鋼絲繩也屬線接觸繩。

廣西特種鋼絲繩

面接觸繩的股內鋼絲形狀特殊,采用異形斷面鋼絲,鋼絲間呈面狀接觸。其優點是外表光滑,抗腐蝕和耐磨性好,能承受較大的橫向力;但價格昂貴,故只能在特殊場合下使用。


1.鋼絲繩的破斷拉力


鋼絲繩的破斷拉力可由表中查出,考慮鋼絲繩捻制使每根鋼絲受力不均勻,整根鋼絲繩的破斷拉力應按下式計算:


SP=ΨΣSi


式中SP——鋼絲繩的破斷拉力,kN;


ΣSi——鋼絲絲繩規格表中提供的鋼絲破斷拉力的總和,kN;


Ψ——鋼絲捻制不均折減系數,對6×19繩,Ψ=0.85;對6×37繩,Ψ=0.82;對6×61繩,Ψ=0.80。


但在工作現場,一般缺少圖表資料,同時也不要求精確計算,此時可采用下式(僅為數據估算用,非規范公式)估算鋼絲繩的破斷拉力:


SP=500d2。(鋼絲繩公稱抗拉強度1550Mpa)


式中SP——鋼絲繩的破斷拉力,N;


d——鋼絲繩的直徑,mm。


2.鋼絲繩的安全系數


為了保證起重作業的安全,鋼絲繩許用拉力只是其破斷拉力的幾分之一。破斷拉力與許用拉力之比為安全系數。


3.鋼絲繩的許用拉力


P=SP/K


式中P——鋼絲繩的許用拉力,N;


SP——鋼絲繩的破斷拉力,N;


K——鋼絲繩的安全系數。


4.鋼絲繩的實際受力


鋼絲繩的實際受力根據吊點位置、鋼絲繩數量以及鋼絲繩與構件的夾角等因素進行計算。


鋼絲繩的實際受力小于許用拉力則表示鋼絲繩安全。


某工程鋼桁架長31.5m,重約16.5噸,吊索采用4點綁扎,吊索重量按0.1噸考慮,吊索與桁架的夾角為a=35。,b=60。。為加強平面外剛度,用杉木桿通長加固,具體見下圖。


鋼絲繩選用6X37,φ30mm,公稱抗拉強度170kg/mm2,破斷拉力≥580500N,安全系數取10。


鋼絲繩的實際拉力F1、F2、F3、F4,因為F1和F2是一根鋼絲繩,所以F1=F2,而且因為桁架是對稱吊裝,所以F1=F2=F3=F4,列力的平衡方程


F1×sina+F2×sinb+F3×sinb+F4×sina=G+g(設F=F1=F2=F3=F4)


2F×sina+2F×sinb=G+g(G為桁架重量,g為吊具重量)


則F=(G+g)/(2sina+2sinb)


=(165000+1000)/(2×0.574+2×0.866)


=57638N


P=SP/K=580500/10=58050N


F


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