常用起重索具、吊具計算

一、鋼絲繩計算
1.鋼絲繩實際受力計算
當被起吊物體重量一定時,，鋼絲繩與鉛垂線的夾角a愈大，吊索所受的拉力愈大,；或者說，吊索所受的拉力一定時,，起重量隨著a角的增大而降低,。
（1-1）
P——每根鋼絲繩所受的拉力（N）；
Q——起重設備的重力（N）,；
n——使用鋼絲繩的根數(shù),；
a——鋼絲繩與鉛垂線的夾角。

2.鋼絲繩繩徑選擇
選擇鋼絲繩直徑時,，一般可根據(jù)鋼絲繩受到的拉力（即許用拉力P）,，求出鋼絲破斷拉力總和ΣS0,，再查表找出相應的鋼絲繩直徑。如所用的是舊鋼絲繩,，則以上所求得的許用拉力P應根據(jù)繩的新舊程度,，乘以0.4～0.7的系數(shù)。詳見下表1,。
鋼絲繩的容許拉力可按下式計算：
（1-2）
式中P——鋼絲繩的容許拉力（kN）,；
ΣS0——鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和（kN）；
a ——考慮鋼絲繩之間荷載不均勻系數(shù),，對6×19,、6×37、6×61鋼絲繩,，a分別取0.85,、0.82、0.80,；
K——鋼絲繩使用安全系數(shù),。見下表2
表1鋼絲繩合用程度判斷表
類 別 判 斷 方 法 合用程度 使用場合
Ⅰ 新鋼絲繩和曾使用過的鋼絲繩，但各股鋼絲繩的位置未有變動,，無繩股凹凸現(xiàn)象，磨損輕微 100% 重要場合
Ⅱ ①各股鋼絲已有變位,、壓扁及凹凸現(xiàn)象,，但未露繩芯②鋼絲繩個別部位有輕微銹蝕③鋼絲繩表面有尖刺現(xiàn)象（即斷絲），每米長度內(nèi)尖刺數(shù)目不多于總絲數(shù)的3% 70% 重要場合
Ⅲ ①鋼絲繩表面有尖刺現(xiàn)象,，每米長度內(nèi)尖刺數(shù)目不多于總絲數(shù)的10%②個別部位有明顯的銹痕③繩股凹凸不太嚴重,，繩芯未露出 50% 次要場合
Ⅳ ①繩股有明顯的扭曲，繩股和鋼絲有部分變位,，有明顯的凹凸現(xiàn)象②鋼絲繩有銹痕,，將銹痕刮去后，鋼絲繩留有凹痕③鋼絲繩表面上的尖刺現(xiàn)象,，每米長度內(nèi)尖刺數(shù)目不多于總絲數(shù)的25% 40% 次要場合
表2 鋼絲繩的安全系數(shù)
使 用 情 況 安全系數(shù)K 使 用 情 況 安全系數(shù)K
纜風繩用 3.5 用作吊索,，無彎曲 6～7
用于手動起重設備 4.5 用作綁扎吊索 8～10
用于機動起重設備 5～6 用于載人的升降機 14
3.鋼絲繩的選用
鋼絲繩在相同直徑時，股內(nèi)鋼絲越多,，鋼絲直徑越細,，則繩的撓性也就愈好，易于彎曲,；但細鋼絲捻制的繩不如粗鋼絲捻制的繩耐磨損,。因此，不同型號的鋼絲繩,，其使用范圍也有所不同,。6×19+1鋼絲繩一般用作纜風繩、拉索，即用于鋼繩不受彎曲或可能遭受磨損的地方,；6×37+1鋼絲繩一般用于繩子承受彎曲場合,，常用于滑輪組中，作為穿繞滑輪組起重繩等,；6×61+1鋼絲繩用于滑輪組和制作千斤繩（吊索）以及綁扎吊起重物等,。
4.鋼絲繩選取中的經(jīng)驗公式
（1）.在施工現(xiàn)場缺少鋼絲破斷拉力數(shù)據(jù)時，也可用經(jīng)驗公式近似估算的方法：
當公稱抗拉強度為1400 Mpa時,，ΣS0=428d2
當公稱抗拉強度為1550 Mpa時,，ΣS0=474d2
當公稱抗拉強度為1700 Mpa時，ΣS0=520d2
當公稱抗拉強度為1850 Mpa時,，ΣS0=566d2
當公稱抗拉強度為2000 Mpa時,，ΣS0=612d2
式中ΣS0——鋼絲繩的破斷拉力，N,；
d——鋼絲繩的直徑,，mm。
目前市場上有的鋼絲繩公稱抗拉強度為1470,、1570,、1670、1770,、1870等型號,，可按其抗拉強度數(shù)值進行修正。如抗拉強度為1470Mpa的鋼絲繩,，其破斷拉力總和的經(jīng)驗公式為
（2）. 在已知鋼絲繩實際拉力P0時,，則可按下式估算鋼絲繩直徑：
式中 d——鋼絲繩直徑（mm）
P0——鋼絲繩實際承受的最大拉力（N）
5.鋼絲繩曲率半徑對吊索安全起重量的影響
上面是一般鋼絲繩強度計算方法，用作綁扎吊索的安全起重量不僅與繩索的夾角有關,，而且與綁扎時鋼絲繩的曲率半徑有關,，如下圖，一般曲率半徑大于繩徑6倍以上時,，起重能力不受影響,；當曲率半徑為繩徑的5倍時，起重能力降低到原起重能力的85%,，4倍時降低到80%,；3倍時降低到75%；2倍時降低到65%,；1倍時降低到50%,。
6.綁扎方式對安全起重量的影響
綁扎吊索的綁扎方式也影響吊索安全起重量，因此在進行綁扎吊索的強度計算時,，其安全系數(shù)應取得大些,。在估算鋼絲繩直徑時,，應按此進行折算。