Грузоподъёмность стропа — это не разрывная нагрузка. Между разрывной нагрузкой и допустимой рабочей нагрузкой существует коэффициент запаса прочности — нормируемый множитель, обеспечивающий безопасность при нагрузках, ударах, перегибах и износе. Понимание этого коэффициента необходимо и при выборе стропа, и при оценке его пригодности к дальнейшей эксплуатации.
Все канатные стропы маркируются с указанием грузоподъёмности — это уже результат деления разрывной нагрузки на коэффициент запаса. При правильном применении запас сохраняется. При нарушении условий — уменьшается.
Что такое коэффициент запаса прочности
Коэффициент запаса прочности (КЗП) — это отношение разрывной нагрузки несущего элемента к допустимой рабочей нагрузке:
КЗП = F_разр / F_доп
Разрывная нагрузка — это нагрузка, при которой канат, цепь или лента разрушается. Допустимая рабочая нагрузка — это грузоподъёмность, указанная в паспорте стропа и на бирке.
Нормативные значения по ГОСТ 25573
ГОСТ 25573 «Стропы грузовые канатные для строительства» и смежные нормативные документы устанавливают следующие минимальные коэффициенты запаса прочности:
- Для канатных стропов — не менее 6 по разрывному усилию каната.
- Для звеньев, крюков, скоб, коушей — не менее 4 по разрушающей нагрузке.
- Для текстильных стропов — не менее 7 по разрывному усилию ленты.
- Для цепных стропов — не менее 4 по разрушающей нагрузке цепи.
Это означает: если строп рассчитан на 1 т, его канат выдержит не менее 6 т, прежде чем разорвётся. Концевые элементы выдержат не менее 4 т.
Как угол строповки снижает фактический запас
При отклонении ветвей от вертикали нагрузка в каждой ветви возрастает. Формула для нагрузки в ветви при угле α к вертикали:
F_ветвь = (Q / n) / cos α
Где Q — масса груза, n — число ветвей.
При угле 45° нагрузка в ветви составит Q/(n × 0,707) = 1,41 × Q/n. Если строп нагружен на 80% допустимой нагрузки в вертикальном положении и угол стропы 45° — фактическая нагрузка в ветви составит уже 0,80 × 1,41 = 1,13 от допустимой. Запас прочности сократился с 6-кратного до примерно 5,3-кратного. При угле 60° — уже до 3-кратного.
Поэтому для многоветвевых стропов нормируется максимальный угол между ветвями — не более 120° (что соответствует углу каждой ветви к вертикали не более 60°).
Динамический коэффициент нагрузки
При подъёме груза с ускорением, рывке при натяжке стропа, раскачке груза — нагрузка в стропе динамически возрастает. Для кранового подъёма динамический коэффициент нагрузки принимается 1,1–1,3 в зависимости от типа крана и режима работы. Этот коэффициент уже заложен в коэффициент запаса прочности стропа — при условии плавной работы.
Рывки при подъёме (срывной старт) многократно превышают расчётный динамический коэффициент и за короткое время значительно снижают остаточный ресурс стропа.
Как износ снижает запас прочности
В процессе эксплуатации запас прочности необратимо снижается:
- Обрывы проволок в канате уменьшают фактическое сечение несущего элемента.
- Коррозия разъедает проволоки, создавая концентраторы напряжений.
- Деформация коушей и крюков изменяет характер нагружения узла.
- Перегибы через острые кромки вызывают усталостное разрушение проволок.
Выбраковка по нормируемым признакам
Выбраковка стропов регламентируется РД 10-33 (для канатных стропов). Основные признаки выбраковки:
- Число обрывов проволок: более 5% на длине шага свивки (для 6-прядных канатов — примерно 6 × диаметр каната).
- Поверхностный износ или коррозия: уменьшение диаметра проволок более чем на 7%.
- Деформация: изломы, «фонарики», перекрученность.
- Повреждения коуша: трещины, деформация паза.
- Повреждения концевых элементов: трещины, изгибы, износ зёва крюка более 10% от высоты сечения.
Выбракованный строп немедленно изымается из работы и уничтожается или маркируется как непригодный — чтобы случайно не был снова использован.
Маркировка и прослеживаемость
Каждый строп должен иметь бирку с указанием: грузоподъёмности при различном числе ветвей, угла строповки, даты изготовления, обозначения нормативного документа. Бирка без этих данных или отсутствие бирки — основание для немедленного изъятия стропа из работы и проведения идентификации.
