Рекомендации по выбору типов и расчету прочности стальных канатов, применяемых в строительных металлических конструкциях

ПРЕДИСЛОВИЕ

1. Общие положения

2. Монтаж и основныепараметры стальных канатов

3. Выбор типов канатов и ихпараметров

4. Рекомендуемый сортамент стальныхканатов для использования в металлических строительных конструкциях

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4

Таблица 5

Таблица 6

Таблица 7

Таблица 8

5. Рекомендации по расчету канатовна прочность.

Таблица 9

Таблица 10

Таблица 11

Таблица 12

ЛИТЕРАТУРА

ПРЕДИСЛОВИЕ

«Рекомендации по расчету прочности стальных канатов,применяемых в строительных металлических конструкциях» впервые былиразработаны и выпущены в ЦНИИпроектстальконструкция им. Мельникова в 1982г. применительно к СНиП II-23-81* «Стальные конструкции».

Основные положения рекомендаций были включены в «Пособиепо проектированию стальных конструкций (к СНиП II-23-81*)», М., ЦНИИСК им. Кучеренко, 1989г.

С момента разработки указанных выше рекомендаций многократновносились изменения в СНиП II-23-81*. Вышли новые СНиП 2.05.03-84 «Мосты итрубы», в которых содержатся полезные сведения по канатам для мостов иметодики их расчета. Накоплен опыт проектирования, строительства и эксплуатациисооружений с элементами из стальных канатов.

В связи с этим стала очевидной необходимость разработки ииздания новой, уточненной редакции рекомендаций, которая существенно дополненасведениями о типах и характеристиках стальных канатов применительно киспользованию в строительных металлических конструкциях.

В дальнейшем предполагается периодические издания поправок крекомендациям (или новых редакций) в связи с изменениями нормативныхдокументов.

Текст, таблицы 1,9, 10,11, 12 составлены М.М. Кравцовым, таблица 2- Б.В. Остроумовым и В.И. Кинахом, остальные таблицы — Е.Е. Артюховой.Оформление материала и подготовка к изданию выполнена Е.Е. Артюховой.

1.Общие положения

1.1. Канаты используют в элементах конструкций,воспринимающих исключительно растягивающие усилия. При этом не требуетсяразвитие сечений по условиям устойчивости и создается возможность эффективногоприменения сталей высокой прочности с полным использованием несущей способностиматериала, снижением расхода металла и уменьшением собственного весаконструкции. Вместе с тем, из-за малого диаметра элементов, образующих канат,особое внимание должно быть обращено на защиту от коррозии.

2.Монтаж и основные параметры стальных канатов

2.1. Канатная проволока

2.1.1. Канаты формируют из высокопрочной стальной проволокис размером сечения до 5-7 мм,получаемой из заготовок диаметром до 10-12мм путем прокатки и многократного волочения через фильеры(отверстия в пластинках из твердого сплава) с применением термическойобработки, В процессе изготовления проволоки предел прочности повышается в 2-4раза, однако пластические свойства существенно снижаются.

2.1.2. По форме поперечного сечения различают канатнуюпроволоку круглого и фасонного (зетобразного, иксобразного или трапециевидного)сечения.

2.1.3. По виду поверхности различают проволоку: светлую (безпокрытия), оцинкованную трех групп в зависимости от поверхностной плотностицинка: с толстым слоем цинка для особо жестких в коррозионном отношении условийработы (ОЖ), со слоем цинка средней толщины для жестких условий работы (Ж), сослоем цинка небольшой толщины для средних условий работы (С).

По специальным техническим условиям готовят проволоку спокрытием слоем алюминия или полимерных материалов.

2.1.4. Временное сопротивление разрыву проволокихарактеризуется маркировочной группой от 1078 до 2352 MПa (110-240 кгс/ мм2).

2.1.5. Механические свойства проволоки, преимущественно, пооднородности и пластическим свойством характеризуются марками ВК (высокогокачества), В и I, которые отличаются заданным разбегом временного сопротивленияпроволок (меньшим — для групп ВК и большим — для групп В и I) числом перегибови скручиваний проволоки до разрушения — наибольшими для группы ВК и меньшими -для групп В и I.

2.2. Классификация канатов

2.2.1. По конструкции различают канаты (пучки) изпараллельных проволок и витые канаты. Промышленностью в СССР изготовляютсятолько витые канаты; канаты из параллельных проволок готовят только пристроительстве отдельных крупных объектов (преимущественно, мостов)непосредственно на монтаже или на припостроечном полигоне.

2.2.2. По виду поперечного сечения различают круглые иплоские витые канаты.

2.2.3. По типу свивки круглые витые канаты подразделяются наследующие типы: канаты одинарной свивки (спиральные) с расположением проволок вконцентрических кольцевых слоях, двойной и тройной свивки (многопрядные).Канаты двойной свивки образованы из спиральных канатов (прядей): одна прядь(сердечник) располагается в центре, а остальные — в концентрических слоях поспиральным линиям. Канаты тройной свивки состоят из свитых канатов двойнойсвивки (стренг).

2.2.4. По точности изготовления различают канаты нормальной(без обозначения) и повышенной (Т) точности.

2.2.5. Спиральные канаты могут быть образованы только изкруглых проволок; закрытые спиральные канаты отличаются использованием в одном илинескольких внешних слоев фасонных проволок зетобразного, трапециевидного илииксобразного сечения.

2.2.6. По виду сердечника различают витые канаты сметаллическим (МС) и органическим (ос) сердечником, а также с сердечником изискусственных материалов (ис) и из металлической про волоки малой прочности(мсм).

2.2.7. По типу свивки канатов одинарной свивки (в т.ч.прядей) различают канаты с точечным касанием проволоки между слоями (ТК) и олинейным касанием (ЛК), а также различные: модификации с одинаковым (ЛК-О) иразным (ЛК-Р) диаметром проволок по слоям, о проволоками заполнения (ЛК-3), ссочетанием слоев проволок одинаковых и разных диаметров (ЛК-ПО), скомбинированным точечно-линейным касанием (ТЛК).

2.2.8. По направлению свивки различают канаты правой (безобозначения) и левой (Л) свивки.

По сочетанию направлений свивки многопрядных канатов и ихэлементов различают: канаты крестовой свивки (без обозначения), в которыхнаправления свивки каната и составляющих его прядей и стренг противоположны;канаты односторонней свивки (О), в которых одинаковы направления свивки канатаи наружных слоев прядей; канаты комбинированной свивки (К) с чередующимисянаправлениями свивки прядей.

2.2.9. По способу свивки различают: канатынераскручивающиеся (Н), в которых пряди (для многопрядных канатов) илипроволоки (для спиральных канатов) сохраняют свое положение после снятияперевязок или заварки с конца каната; канаты раскручивающиеся (Р), необладающие указанными выше качествами.

2.2.10. По степени крутимости различают канаты крутящиеся(без обозначения) с одинаковым направлением всех прядей и стренг ималокрутящиеся (МК) — многослойные канаты с противоположным направлением свивкив слоях.

2.2.11. По временному сопротивлению разрыву (маркировочнойгруппе), механическим свойствам (групп ВК, В и I) и виду покрытия проволокканаты различают по соответствующим характеристикам канатной проволоки, изкоторой образован канат (см. выше.).

2.2.12. По назначению различают канаты грузолюдские (ГЛ)только марки В, а также грузовые.

2.2.13. Конструкция, основные Монтаж и диаметрыканатов приведены в соответствующих стандартах на сортамент канатов; имеютсястандарты — Профессиональный условия на канаты и на канатную проволоку.

Условное обозначение каната должно отвечать требованиям соответствующегосортаментного стандарта и включать: диаметр каната, назначение, марку, видпокрытия, направление свивки, сочетание направлений свивки, способ свивки,степень крутимости, маркировочную группу, номер стандарта на сортамент.

2.2.14. Стандартами — техническими условиями предусмотренавозможность предъявления потребителем некоторых дополнительных требований.

В процессе изготовления проволоки, пряди и канатыпокрываются смазкой, в определенной степени, способствующей антикоррозионнойзащите. Могут быть предъявлены требования по типу смазки, по поставке канатовсо смазанной или с несмазанной наружной поверхностью.

Может быть регламентирован шаг свивки проволок в прядях ипрядей в канате; шаг свивки численно характеризуется кратностью — отношением длинышага свивки проволоки (пряди) к диаметру пряди (каната).

Потребителем устанавливается и длина каната.

3. Выбор типов канатов и ихпараметров

3.1 При выборе типов и параметров канатов в первую очередьнеобходимо учитывать требования эксплуатации сооружения; должны быть учтенытакже условия возведения и экономические требования.

3.2. По условиям защиты от коррозии, в металлическихконструкциях постоянных сооружений не следует применять канаты с проволокойдиаметром менее 2,4 мм(в мостах — 2,6 мм),для менее ответственных сооружений, как исключение, не менее 2мм; это ограничение не относится к проволокам заполненияи сердечника. Во всех случаях следует использовать канаты из проволокимаксимально возможного диаметра.

3.3. В конструкциях следует применять только канаты спроволокой, имеющей металлическое (цинковое или алюминиевое) покрытие;применение светлой (неоцинкованной) проволоки для металлических конструкцийпостоянных сооружений не допускается.

Выбор типа металлического покрытия по толщине (ОЖ, Ж или С)производится в зависимости от степени агрессивного воздействия по СНиП2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии»,обязательное приложение II. При высокой степени агрессивности предусматриваютдополнительную защиту канатов лакокрасочными покрытиями или полимернымипленками, которые, как правило, наносят на монтаже.

3.4. В целях экономии металла следует использовать канатымаксимальных по прочности маркировочных групп сортаментного стандарта, но неболее 1764 МПа (180 кгс/мм2), поскольку оцинкованная проволокавысокой прочности при агрессивных воздействиях среды может проявлять склонностьк хрупкому коррозионному разрушению под напряжением («водороднаяхрупкость»).

3.5. Канаты из параллельных проволок отличаются высокойпрочностью, продольной жесткостью (модуль упругости каната близок к модулюупругости проволоки). Ползучесть при эксплуатации практически отсутствует,поэтому нет необходимости в предварительной вытяжке. К недостаткам этих канатовможно отнести повышенную изгибную жесткость, осложняющую перевозку, монтаж иустройство перегибов в опорных узлах.

Из-за отсутствия в стране налаженного промышленногопроизводства канаты из параллельных проволок могут быть рекомендованы лишь дляособо ответственных сооружений с большим объемом потребления (свыше 500-1000т), с получением по импорту или с изготовлением на месте монтажа.

3.6. В остальных случаях в строительных конструкцияхприменяют круглые витые канаты грузовые (Г) одинарной (спиральные) и двойнойсвивки нормальной точности. Канаты тройной свивки из-за повышеннойдеформативности мало пригодны для использования в качестве несущих элементов.

Из-за неравномерного распределения усилий между проволокамии их взаимного проскальзывания, разрывное усилие витого каната в целом(определенное при испытаниях образцов каната на разрывной машине) нижесуммарного разрывного усилия проволок, составляющих канат; по той же причинемодуль упругости каната значительно ниже модуля упругости материала проволок.

Величина этого снижения для спиральных канатов невелика(порядка 5 % — по прочности и 15 % — по жесткости). Поэтому спиральные канатылучше отвечают условиям эксплуатации в строительных конструкциях. Необходимоучитывать, что диаметр спиральных оцинкованных канатов из круглых проволок,выпускаемых в стране, не превышает 18,5мм.

3.7. Закрытые спиральные канаты обладают повышеннойкоррозионной стойкостью благодаря наличию фасонных проволок во внешних слоях имогут быть рекомендованы для широкого применения в строительных конструкциях,особенно при необходимости формирования элементов с большими расчетнымиусилиями (50 т и более) и при отсутствии промежуточных перегибов по длинеканата. Необходимо учитывать, однако, повышенную по сравнению с многопряднымиканатами сложность выполнения работ по устройству концевых закреплений и помонтажу. Вопросы поставки закрытых канатов из оцинкованной проволоки должныбыть согласованы с изготовителем.

3.8. Канаты двойной свивки для элементов постоянныхсооружений следует применять только из круглых прядей с металлическимсердечником, поскольку наличие органического сердечника ведет к снижениюпродольной жесткости и коррозионной стойкости каната. Снижение разрывногоусилия каната в целом по сравнению с суммарным разрывным усилием всех проволокдостигает 15-20 %, а уменьшение модуля упругости каната по сравнению с модулемупругости проволок — 25-35 %.

3.9. Предпочтительно использование канатов с линейным касаниемпроволок (Ж) и их модификаций, в которых уменьшены контактные напряжения междупроволоками и деформации ползучести по сравнению с канатами, имеющими точечное(ТК) касание проволок.

3.10. Нераскручивающиеся канаты (Н) удобнее при изготовленииканатных элементов и монтаже, чем раскручивающиеся. Некоторые специалистыотмечают снижение агрегатной прочности нераскручивающихся канатов по сравнениюс раскручивающимися, однако это снижение не имеет практического значения, темболее что имеются данные о повышенной выносливости нераскручивающихся канатов.

В случае применения раскручивающихся канатов необходимопредусматривать удлиненные обвязки мягкой проволокой по концам канатов уанкеров.

3.11. Как правило, не имеют значения для канатов встроительных конструкциях направления свивки и их сочетания. В тех случаях,когда анкерные закрепления не могут воспринимать крутящие моменты, следуетиспользовать канаты крестовой или комбинированной (К) свивки, малокрутящиеся(Ж).

Элементы конструкций в виде пучков или групп канатов следуетформировать из равного числа канатов правой и левой свивки.

3.12. Для элементов конструкций, воспринимающих вибрационныеи динамические воздействия, а также для статически нагруженных элементов особоответственных сооружений следует применять канаты марок ВК и В по механическимсвойствам; в остальных случаях могут быть использованы канаты марки I.

3.13. Для повышения продольной жесткости и уменьшения деформаций ползучести следует предусматривать канаты с максимальными величинамикратности свивки, что должно быть согласовано с изготовителем. НекоторыеПрофессиональный условия на канаты, специально предназначенные для строительныхконструкций, содержат прямые указания об изготовлении канатов с увеличеннойкратностью свивки.

3.14. При эксплуатации сооружений в районах с низкимирасчетными температурами (ниже минус 40°), либо в районах с высокими летнимирасчетными температурами следует предусматривать по согласованию с поставщикомприменение, соответственно, морозостойких и тугоплавких канатных смазок.

3.15. Требования к канатам для оттяжек антенных сооружений иэлементов антенных полотен регламентированы п. 16.3 СНиП II-23-81* «Стальные конструкции». При назначении групппокрытий необходимо учитывать новые обозначения групп покрытия — ОЖ вместо ЖС,Ж вместо СС. Требования к канатам для стальных конструкций мостоврегламентированы п. 4.4 СНиП 2.05.03-84″Мосты и трубы».

3.16. При выборе типов канатов необходимо учитыватьэкономические показатели, поскольку дополнительные требования связаны сприплатами к стоимости. Так, стоимость нераскручивающихся канатов попрейскуранту в ценах 1984 г.на 5 % выше раскручивающихся, канатов марки В — на 8-15 % выше, чем марки I, социнковкой по группам Ж и ОЖ — соответственно на 20 и 27 % выше, чем по группеС; стоимость грузолюдских канатов на 3 % выше стоимости грузовых канатов маркиВ.

При использовании в конструкциях небольших количеств канатов(до 15-20 т) необходимо учитывать возможность варьирования типов канатов потребованиям заказчика и изготовителя. Требования к канатам для особоответственных сооружений при большом объеме применения должны бытьпредварительно согласованы с изготовителем.

3.17. В некоторых случаях целесообразна разработкаспециальных технических условий для канатов конкретных объектов с учетомспецифических условий эксплуатации и строительства; такие Профессиональный условиябыли составлены, например, для канатов Останкинской телебашни, мостов через р.Амударью у Сазакино и Келифа, Шексну в Череповце, Южного моста через Днепр вКиеве и др.

При этом могут быть предъявлены требования к канатам,выходящие за рамки указаний соответствующих стандартов.

3.18. При составлении заказа на канаты следует учитыватьвозможность раскроя на элементы требуемой длины с запасом по 1-3м на каждый конец элемента и 5-10м на полную длину отрезка каната на каждом транспортномбарабане. Необходимо учитывать ограничения длины каната на транспортномбарабане, приведенные в соответствующих стандартах, а также приплаты замерность, предусмотренные в прейскурантах.

3.19. Ори изготовлении канатных элементов из витых канатовобязательно выполнение предварительной вытяжки в соответствии с п.п. 4.43 и4.44, а также испытаний готовых канатных элементов в соответствии с п.4.122 СНиП 3.03.01-87″Несущие и ограждающие конструкции».

4.Рекомендуемый сортамент стальных канатов для использования в металлическихстроительных конструкциях

В таблице1 приведен перечень государственных стандартов и технических условий настальные канаты и канатную проволоку, рекомендуемых для использования вметаллических строительных конструкциях в соответствии с положениями раздела 3.

В таблице2 дан сокращенный сортамент стальных канатов для мачтовых сооруженийобъектов связи.

В таблицах 3÷8 приведенсортамент свальных канатов, рекомендуемых для использования в строительныхметаллических конструкциях, таблицы 3÷5 — канаты двойной свивки, таблицы 6÷8- закрытые несущие канаты.

Таблица 1

Стандарты и Профессиональный условия на стальные канаты,рекомендуемые для применения в металлических строительных конструкциях

Номер стандарта, ТУ

Наименование стандарта или ТУ

Диаметры канатов, мм

Примечание

1

2

3

4

ГОСТ 3241-80

Канаты стальные. Профессиональный условия

 

ТУ на канаты всех типовиз круглой проволоки

ГОСТ7372-79

Проволока стальная канатная. Профессиональный условия

 

ТУ на круглую канатнуюпроволоку

ГОСТ3062-80

Канат одинарной свивки типа ЛК-О конструкции 1×7 (1+6). Сортамент

6,2-9,8

 

ГОСТ3063-80

Канат одинарной свивки типа ТК конструкции 1×19 (1+6+12). Сортамент

10,0-19,0

 

ГОСТ 3064-80

Канат одинарной свивки типа ТК конструкции 1×37 (1+6+12+18). Сортамент

14,0-27,0

 

ГОСТ 3066-80

Канат двойной свивки типа ЛК-О конструкции 6×7 (1+6)+1×7 (1+6). Сортамен

18,5-27,5

 

ГОСТ 7667-80

Канат двойной свивки типа ЛК-3 конструкции 6×25 (1+6; 6+12)+7×7×(16). Сортамент

31-47

 

ГОСТ7669-80

Канат стальной двойной свивки типа ЛК-РО конструкции6×36 (1+7+7/7+14)+7×7 (1+6). Сортамент

35,5-52,0

 

ГОСТ14954-80

Канат двойной свивки типа ЛК-Р конструкции 6×19 (1+6+6/6)+7×7(1+6). Сортамент

27,0-46,5

 

ГОСТ18899-73

Канаты стальные. Канаты закрытые несущие.Профессиональный условия

 

ТУ назакрытые канаты

ГОСТ3090-73

Канаты стальные. Канат закрытый несущий с однимслоем зетобразной проволоки и сердечником типа ТК. Сортамент

30,5-35,5

 

ГОСТ7675-73

Канаты стальные. Канат закрытый несущий с одним слоемклиновидной и одним слоем зетобразной проволоки и сердечником типа ТК.Сортамент

38,5-51,0

 

ГОСТ7676-73

Канаты стальные. Канат закрытый несущий с двумяслоями клиновидной и одним слоем зетобразной проволоки и сердечником типа ТК.Сортамент

50,0-70,0

 

ГОСТ18901-73

Канаты стальные. Канат закрытый несущий с двумяслоями зетобразной проволоки и сердечником типа ТК. Сортамент

38,5-54,0

 

ТУ14-4-902-78

Канаты стальные. Канат двойной свивки типа ЛК-РОконструкции 6×36(1+7+7/7+14)+1×36 (1+7+7/7+14)

40,0-52,0

Канатыдля несущих элементов строительных конструкций, с увеличенным шагом свивки

ТУ14-4-1216-82

Канаты стальные оцинкованные спиральные закрытойконструкции

32,0-72

То же

Таблица 2

Сокращенный сортамент стальных оцинкованных канатов длямачтовых сооружений объектов связи

Диаметр каната, мм

Расчетная площадь сечения всех проволок, мм2

Ориентировочная масса 1000м смазанного каната, кг

Маркировочная группа (временное сопротивление проволок) Н/мм2(кгс/мм2)

1180
(120)

1370
(140)

1570
(160)

1670
(170)

Разрывное усилие каната в целом, Н, не менее

1

2

3

4

5

6

7

 

 

ГОСТ14954-80

 

 

 

8,0

29,68

272,5

 

 

39450

41950

9,7

42,30

388,0

 

 

56350

59850

11,0

53,58

491,5

 

 

71350

75800

12,0

61,92

568,0

 

 

82500

87650

14,0

86,36

792,0

 

 

114500

122000

16,5

121,24

1115,0

 

 

161000

171500

18,0

143,99

1320,0

 

167500

191500

203500

20,5

192,11

1765,0

 

223500

255500

271500

22,0

217,06

1990,0

 

252500

289000

307000

25,0

279,27

2560,0

 

325000

371500

395000

27,0

337,27

3090,0

 

392500

449000

477000

33,0

497,70

4565,0

 

580000

 

 

36,0

589,81

5410,0

 

687000

 

 

 

 

ГОСТ7669-80

 

 

 

61,5*

1782,25

16250,0

1670000

1955000

 

 

64,0*

1880,27

17148,0

1760000

2055000

 

 

68,0*

2058,71

18775,0

1935000

2250000

 

 

 

 

ТУ14-4902-78

 

 

 

30,0

420,57

3679,0

 

519400
(53000)

 

 

38,0

704,60

6164,0

 

870270
(88800)

 

 

40,0

788,09

6894,0

 

975100
(99500)

 

 

42,0

856,48

7493,0

 

1058400
(108000)

 

 

45,0

988,85

8651,0

 

220100
124500)

 

 

48,5

1162,85

10170,0

 

1435700
(146500)

 

 

52,0

1347,99

11790,0

 

1651300
(168500)

 

 

Примечание: 1.*Поставка канатов данных типоразмеров в оцинкованном исполнении производитсятолько по предварительному согласованию с изготовителем

2. В пределах настоящего сортаментапо согласованию с проектной организацией допустимы замены на ГОСТ3063-80, ГОСТ 3064-80, ГОСТ3068-88, ГОСТ3081-80, ГОСТ7669-80, ГОСТ14954-80.

6. Сортамент оцинкованных стальных канатов, рекомендуемыхдля применения в металлических строительных конструкциях

Таблица 3

Диаметр, мм

Расчетная площадь сечения всех про волок, мм2

Ориентировочная масса 1000м смазанного каната, кг

Маркировочная группа (временное сопротивлениепроволок), Н/мм2 (кгс/мм2)

каната

проволоки в наружном слое

1180
(120)

1270
(130)

1370
(140)

1470
(150)

Разрывное усилие каната в целом, Н, не менее

1

2

3

4

5

6

 

8

ГОСТ3062-80

6,2

2,00

22,65

197,0

 

 

28550

30600

6,8

2,20

27,33

238,0

 

 

34400

36900

7,4

2,40

32,45

282,6

 

 

40850

43900

8,0

2,60

38,01

330,5

 

 

47950

51400

8,6

2,80

44,01

382,1

 

 

55500

 

9,2

3,00

50,45

438,5

 

 

63650

 

9,8

3,20

57,33

498,5

 

 

72300

 

ГОСТ3063-80

10,0

2,00

60,35

519,0

 

69220

74450

79800

11,0

2,20

72,95

627,4

77150

83550

89950

96100

12,0

2,40

86,74

746,0

91700

98950

106000

114500

13,0

2,60

101,72

873,0

107000

116000

124500

134000

14,0

2,80

117,90

1050,0

123500

134500

145500

 

15,0

3,00

135,28

1160,0

142500

151000

166500

 

16,0

3,20

153,84

1320,0

162000

175500

189500

 

17,0

3,40

173,60

1490,0

183000

 

 

 

19,0

3,80

216,70

1855,0

220000

 

 

 

ГОСТ 3064-80

14,0

2,0

116,89

993,6

 

125500

135500

145500

15,5

2,20

141,37

1200,0

141000

152000

164000

176000

17,0

2,40

168,17

1425,0

167500

181500

195500

209500

18,5

2,60

197,29

1685,0

196500

213000

229500

245500

20,0

2,80

228,74

1955,0

227500

246500

266500

 

21,0

3,00

262,51

2240,0

262000

283500

305500

 

22,5

3,20

298,52

2550,0

297500

322500

347000

 

24,0

3,40

337,03

2875,0

336000

 

 

 

27,0

3,80

420,84

3590,0

420000

 

 

 

ГОСТ 3066-80

18,5

2,00

158,55

1441,0

 

 

184000

197000

20,0

2,20

191,32

1739,0

 

 

222000

238500

22,0

2,40

227,17

2065,0

 

 

264500

283000

24,0

2,60

266,09

2420,0

 

 

310000

332000

26,0

2,80

308,10

2800,0

 

 

358500

 

27,5

3,00

353,18

3210,0

 

 

411000

 

ГОСТ 7667-80

31,0

2,00

439,31

4030,0

 

 

512000

548000

34,0

2,20

529,72

4860,0

 

 

617000

661500

37,0

2,40

625,74

5740,0

 

 

729500

781500

41,0

2,60

744,88

6835,0

 

 

866000

928500

44,0

2,80

864,16

7930,0

 

 

999500

 

47,0

3,00

989,23

9080,0

 

 

1145000

 

ГОСТ7669-80

35,5

2,00

580,11

5290,0

 

 

636500

682000

36,5

2,10

646,37

5895,0

 

 

709000

759500

39,0

2,20

716,29

6530,0

 

 

785500

842000

41,0

2,30

796,83

7265,0

 

 

874000

936500

42,0

2,40

843,90

7965,0

 

 

925000

989500

45,5

2,60

991,84

9045,0

 

 

1080000

 

49,0

2,80

1163,04

10600,0

 

 

1270000

 

52,0

3,00

1304,05

11850,0

 

 

1430000

 

Таблица 4

Диаметр, мм

Расчетная площадь сечения всех про волок, мм2

Ориентировочная масса 1000м смазанного каната, кг

Маркировочная группа (временное сопротивлениепроволок), Н/мм2 (кгс/мм2)

каната

проволоки в наружном слое

1370
(140)

1470
(150)

1570
(160)

1670
(170)

Разрывное усилие каната в целом, Н, не менее

1

2

3

4

5

6

 

8

ГОСТ14954-80

27,0

2,00

337,27

3090,0

392500

420500

449000

477000

29,5

2,20

404,55

3705,0

471000

505000

 

 

31,0

2,30

449,85

4125,0

524000

561500

 

 

33,0

2,40

497,70

4565,0

580000

621500

 

 

36,0

2,60

589,81

5410,0

687000

736000

 

 

38,5

2,80

674,88

6190,0

786000

841000

 

 

41,0

3,00

768,45

7050,0

899500

 

 

 

46,5

3,40

988,71

9065,0

1150000

 

 

 

Примечание: канаты,данные о которых приведены над сплошной чертой (для каждого ГОСТа), не следует применитьдля ответственных сооружений из-за малого диаметра проволоки.

Таблица 5

Диаметр каната, мм

Расчетная площадь сечения всех проволок, мм2

Ориентировочная масса 1000м смазанного каната, кг

Маркировочная группа (временное сопротивление проволок),Н/мм2 (кгс/мм2)

1370 (140)

1570 (160)

Разрывное усилие каната в целом, Н (кгс), не менее

1

2

3

4

5

ТУ 14-4-902-78

30,0

420,57

3679,0

519400
(53000)

593390
(60550)

38,0

704,60

6164,0

870240
(88800)

 

40,0

788,09

6894,0

975100
(99500)

 

42,0

856,48

7493,0

1058400
(108000)

 

45,0

988,85

8651,0

1220I00
(124500)

 

48,5

1162,85

10170,0

1435700
(146500)

 

52,0

1347,99

11790,0

1651300
(168500)

 

Таблица 6

Диаметр каната, мм

Расчетная площадь сечения всех проволок, мм2

Расчетная масса 100м смазанного каната, кг

Расчетное разрывное усилие, кН(кГс), не менее, длямаркировочных групп (временного сопротивления проволок), Н/мм2,(кгс/мм2)

1180 (120)

1270 (130)

1370 (140)

1470 (150)

1570 (160)

1670 (170)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

ГОСТ3090-73

30,5

616,59

524,98

724,5
(73950)

785
(80150)

845,5
(86300)

906
(92450)

966,5
(98650)

1020
(104500)

32,0

673,90

573,71

792

858

924

989,5

1050

1120

 

 

 

(80850)

(87600)

(93400)

(101000)

(107500)

(114500)

34,0

740,18

630,06

870

942,5

1010

1085

1155

1225

 

 

 

(88800)

(96200)

(103500)

(111000)

(118000)

(125500)

35,5

800,12

681,03

940,5
(96000)

1015
(104000)

1095
(112000)

1175
(120000)

1250
(128000)

1330
(136000)

ГОСТ7675-73

33,5

1015,90

869,80

1190

1290

1390

1485

1590

1690

 

 

 

(121500)

(132000)

(142000)

(152000)

(162500)

(172500)

40,5

1127,69

964,81

1320

1435

1540

1655

1760

1875

 

 

 

(135000)

(146500)

(157500)

(169000)

(180000)

(191500)

42,5

1223,84

1046,84

1435

1555

1675

1795

1915

2035

 

 

 

(146500)

(159000)

(171000)

(183500)

(195500)

(208000)

45,0

1358,76

1162,01

1595

1725

1860

1990

2125

2255

 

 

 

(163000)

(176500)

(190000)

(203500)

(217000)

(230500)

47,0

1476,62

1262,58

1730

1875

2020

2165

2310

2455

 

 

 

(177000)

(191500)

(206500)

(221000)

(236000)

(251000)

51,0

1702,89

1455,70

1995

2165

2330

2495

2665

2830

 

 

 

(204000)

(221000)

(238000)

(255000)

(272000)

(289000)

ГОСТ7676-73

50,0

1713,80

1469,51

2010
(205500)

2180
(222500)

2345
(239500)

2515
(257000)

2685
(274000)

2850
(291000)

52,0

1846,16

1582,83

2170
(221500)

2350
(240000)

2525
(258000)

2705
(276500)

2890
(295000)

3070
(313500)

54,0

1988,10

1704,37

2335
(238500)

2525
(258000)

2720
(278000)

2920
(298000)

3115
(318000)

3305
(337500)

55,0

2016,33

1728,06

2365
(241500)

2565
(262000)

2760
(282000)

2955
(302000)

3160
(322500)

3355
(342500)

60,0

2408,69

2063,60

2830
(289000)

3065
(313000)

3300
(337000)

3535
(361000)

3770
(385000)

4005
(409000)

65,0

2763,97

2367,31

3245
(331500)

3515
(359000)

3785
(386500)

4060
(414500)

4330
(442000)

4600
(469500)

70,0

3231,84

2767,12

3795
(387500)

4115
(420000)

4425
(452000)

4745
(484500)

5065
(517000)

5380
(549000)

 

 

Таблица 7

Диаметр каната, мм

Расчетная площадь сечения всех проволок, мм2

Расчетная масса 100м смазанного каната, кг

Расчетное разрывное усилие, кН (кгс), не менее, длямаркировочных групп (временного сопротивления проволок) Н/мм2 (кгс/мм2)

1180 (120)

1270 (130)

1370 (140)

1470 (150)

1570 (160)

1

2

3

4

5

6

7

8

ГОСТ18901-73

38,5

1003,01

858,1

1175

1270

1370

1470

1565

 

 

 

(120000)

(130000)

(140000)

(150000)

(160000)

40,5

1089,44

931,89

1275

1385

1490

1595

1705

 

 

 

(130500)

(141500)

(152500)

(163000)

(174000)

42,5

1213,89

1038,40

1425

1540

1660

1780

1900

 

 

 

(145500)

(157500)

(169500)

(182000)

(194000)

45,0

1336,46

1142,72

1565

1700

1830

1960

2090

 

 

 

(160000)

(173500)

(187000)

(200000)

(213500)

47,0

1478,89

1264,56

1730
(177000)

1880
(192000)

2025
(207000)

2170
(221500)

2315
(236500)

51,0

1711,89

1463,53

2005

2180

2345

2510

2680

 

 

 

(205000)

(222500)

(239500)

(256500)

(273500)

54,0

1950,11

1667,91

2290

2480

2675

2865

3055

 

 

 

(234000)

(253500)

(273000)

(292500)

(312000)

Примечания ктаблице 4 и 5. Расчетное разрывное усилие соответствует суммарномуразрывному усилию всех проволок каната

Таблица 8

Диаметр каната, мм

Расчетная площадь сечения всех проволок, мм2

Ориентировочная масса 1000м смазанного каната, кг

Суммарное разрывное усилие всех проволок в канате, Н(кгс), не менее

1

2

3

4

ТУ 14-4-1216-82

32,0

688,9

6057,0

981969
(100200)

42,0

1227,9

10862,0

1667960
(170200)

52,0

1902,4

16848,0

2527420
(257900)

62,0

2703,5

23850,0

3548580
(362100)

72,0

3631,0

32088,0

4729480
(482600)

5.Рекомендации по расчету канатов на прочность.

5.1. Расчет по прочности стальных канатов, применяемых, вкачестве гибких несущих элементов, а также напрягаемых элементов предварительнонапряженных конструкций следует выполнять по формуле:

                                                                                                                                     (1)

где Rdh — расчетное сопротивление каната, определяемое поп.п. 5.2,5.3;

γс -коэффициент общих условий работы канатного элемента, принимаемый по табл.9;

γв -коэффициент условий работы, учитывающий влияние на прочность каната концевыханкерных закреплений и промежуточных концентраторов напряжений, принимаемый по табл.10;

γп -коэффициент надежности по назначению, учитывающий степень ответственности икапитальности сооружения, принимаемый в соответствии с действующиминормативными документами, заданиями и специальными техническими условиями дляконкретных сооружений.

5.2. Расчетное сопротивление Rdh для канатов изпараллельных проволок следует определять по формуле

                                                                                                                                      (2)

где Run — наименьшее временное сопротивление проволокиразрыву по государственным стандартам или техническим условиям.

5.3. Расчетное сопротивление Rdh для витых спиральных (вт.ч. закрытых) канатов и канатов двойной свивки с металлическим сердечником определяетсяпо формулам

                                                                                                     (3)

или

                                                                                                   (4)

где  — значениеразрывного усилия каната в целом указанное в государственном стандартеили технических условиях, либо полученное на основании статически обоснованныхрезультатов испытаний образцов;

γm=1,6 — коэффициент надежности по материалу в соответствии с п.3.9 СНиП II-23-81*;

— сумма разрывных усилий всех проволок в канате,указанная в государственном стандарте или технических условиях;

К — коэффициентагрегатной прочности витого каната по табл.11.

Расчет по формуле (4)следует выполнять в тех случаях, когда в стандарте или технических условияхотсутствует значение разрывного усилия каната в целом //.

Таблица 9

 

Элементы конструкций

Коэффициенты условий работы γс

1.

Кабели, ванты, шпренгели идругие канатные элементы линейно-протяженных конструкций, кроме указанных впоз. 3

0,85

2.

Канатные элементы пространственныхвисячих и вантовых покрытий, кроме указанных в поз. 3

0,95

3.

Затяжки, оттяжки, обратныекабели и другие канатные элементы предварительно напряженных конструкций.Предварительно напрягаемые усилиями, превышающими усилия от внешних нагрузок

1,0

4.

Оттяжки мачт и несущиеэлементы канатных полотен антенно-мачтовых

0,8…0,95 по табл. 46

СНиП II-23-81*

 

Таблица 10

 

Узлы и детали канатных конструкций

Коэффициенты условий работы γв

1.

Концевые крепления с заливкой сплавом ЦАМ9-1,5 надлине не менее 5 диаметров каната

 

а) закрытых канатов

0,95

б) спиральных канатов иканатов двойной свивки с металлическим сердечником

1,0

2.

 Концевыекрепления:

 

— с заливкой в коническойполости корпуса эпоксидным компаундом на длине не менее 4 диаметров каната;

 

— при клиновых анкерах салюминиевыми прокладками и заполнением пустот эпоксидным компаундом;

 

— со сплющиванием иливысадкой концов круглых параллельных проволок, закреплением их в анкернойплите и заполнением пустот эпоксидным компаундом со стальной дробью

1,0

3.

3. Концевые крепления гильзоклинового типа

0,95

4.

 Перегибы илиотклонения каната вокруг жесткого основания по круговой кривой

 

а) при отношении r/d (где r — радиус конвой, d -диаметр каната) не менее: 25 — для спиральных (в т.ч. закрытых) канатов, 20 -для канатов двойной свивки с металлическим сердечником

1,0

б) при отношении r/d не менее:20 — для закрытыхканатов, 15 — для спиральных канатов из круглых проволок,12 — для канатовдвойной свивки с металлическим сердечником

0,9

5.

Узлы с перегибом и поперечным обжатием закрытыхканатов усилием q, не превышающим25 кН/см (2500 кг/см):

 

 

где N -расчетное усилие растяжения каната; — суммарное усилие предварительного натяжения всехприжимных болтов в узле, отнесены к одному канату; l — длина контакта каната с основанием.

 

6.

Концевые крепления канатов на коуше зажимами,оплеткой или точечным опрессованием во втулке

По табл. 46 СНиП II-23-81* только для оттяжек и элементов антенных полотенантенно-мачтовых сооружений

Примечания: 1. Впостоянных сооружениях (кроме антенно-мачтовых) следует использовать концевые креплениянесущих элементов только в соответствии с пп. 1-3 данной таблицы. Применениеанкеровки с болтовыми сжимами или с оплеткой не допускается.

2. При наличии по длине канатного элемента несколькихконцентраторов напряжений, в расчет вводится минимальное значение γв.

Таблица 11

Тип каната

Коэффициент К

1. Канаты из параллельных проволок

1,0

2. Спиральные закрытые и из круглых проволок прикратности свивки: до 6

0,87

8

0,91

10

0,94

12

0,95

14

0,96

При отсутствии сведений о кратности свивки

0,9

3. Канаты двойной свивки с металлическим сердечником

0,85

Примечание: Длясооружений, в которых используются большие объемы канатов ограниченного количестватипоразмеров, следует производить уточнение коэффициента К по статистически обоснованным результатам испытаний образцовканатов или канатных элементов до разрушения.

5.4. Расчет канатов на ползучесть ина выносливость следует выполнять с учетом рекомендаций СНиП 2.05.03-84 «Мосты и трубы».

5.5. Модули упругости Е дляканатов (пучков) из параллельных проволок и для канатов спиральных и двойнойсвивки рекомендуется принимать по табл.12.

При этом данные о модулях упругости при расчетах напостоянные нагрузки следует использовать также для назначения разметочных длинканатных элементов, а данные о модулях упругости при расчетах на временныенагрузки — также и для динамических расчетов.

Таблица 12

Конструкция стальных канатов

Е, МПа (кгс/см2), при расчете на нагрузки

временные

постоянные

Канаты (пучки) из параллельных проволок

2,01·105 (2,05·106)

2,01·105(2,05·106)

Витые канаты: спиральные (закрытые и из круглыхпроволок) при кратности свивки:

 

 

а) 7-10 (и при отсутствии данных о кратности свивки)

1,53·105 (1,5·106)

1,22·105 (1,2·106)

б) 12=14

1,73·105 (1,7·106)

1,53·105 (1,5·106)

Многопрядные с металлическим сердечником прикратности свивки

 

 

а) прядей и канатов менее 7,5 (и при отсутствииданных о кратности свивки)

1,33·105 (1,3·106)

1,02·105 (1,0·106)

б) прядей 14-16 и канатов 10-12

1,53·105 (1,5·106)

1,22·105 (1,2·106)

Примечание: Для витых канатовзначения Е даны после предварительнойвытяжки.

5.6. При расчете систем с канатными элементами,рекомендуется учитывать влияние провеса элементов между концевыми закреплениямипутем введения эффективного модуля Еlf . Для статических расчетовэффективный модуль определяется по формуле:

где E — модульупругости каната по п.5.5;

ρ — плотностьматериала каната;

g- ускорение силы тяжести;

l —  горизонтальная проекция канатного элемента;

A — площадь поперечного сеченияканатного элемента;

S1 и S2 — соответственно,начальное и конечное значения усилия в канатном элементе — до и послеприложения нагрузки, на которую производится расчет.

Усилие S2следует определять методом последовательных приближений.

Для динамических расчетов при определениипараметров собственных колебаний системы эффективный модуль определяется поформуле

где S — усилие в канатном элементе в состоянии, для которогопроизводится динамический расчет.

ЛИТЕРАТУРА

1. СНиП II-23-81*. Стальныеконструкции. Нормы проектирования.

2. СНиП 2.05.03-84.Мосты и трубы. Нормы проектирования.

3. СНиП 3.03.01-87. Несущие иограждающие конструкции.

4. СНиП III-18-75. Правилапроизводства и приемки работ. Механические конструкции.

5. Государственные стандарты и Профессиональный условия на канатыи стальную проволоку.

6. И.И. Мархель. Крановые канаты. Москва, Машиностроение,1983 г.

7. Байтовые мосты. Под редакцией А.А. Петропавловского.Москва, Транспорт, 1985 г.

8. Рекомендации по расчету прочности стальных канатов,применяемых в строительных металлических конструкциях.ЦНИИпроектстальконструкция им. Мельникова, Москва, 1982 г.

9. Пособие попроектированию стальных конструкций (к СНиП II-23-81*), ЦНИИСК им. Кучеренко, Москва, 1989г.

 

Кроме быстрого и качественного ремонта труб отопления, оказываем профессиональный монтаж систем отопления под ключ. На нашей странице по тематике отопления > resant.ru/otoplenie-doma.html < можно посмотреть и ознакомиться с примерами наших работ. Но более точно, по стоимости работ и оборудования лучше уточнить у инженера.

Для связи используйте контактный телефон ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ 8(495) 744-67-74, на который можно звонить круглосуточно.

Обратите внимание

Наша компания ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ входит в состав некоммерческой организации АНО МЕЖРЕГИОНАЛЬНАЯ КОЛЛЕГИЯ СУДЕБНЫХ ЭКСПЕРТОВ. Мы так же оказываем услуги по независимой строительной технической эесаертизе.