Пример расчета каната для стропа

 

Подобрать канат для изготовления стропа с четырьмя ветвями для подъема груза массой 5 т (50 000 Н). Угол наклона ветви стропа принять 45°.

Максимальное натяжение каната при подъеме груза:

, (9.3)

где G — масса поднимаемого груза, Н;

n — число ветвей стропа;

a — угол наклона ветви стропа (не больше 45°), рис. 9.7.

Рис. 9.7 Схема для расчета стропов.

1Определяем максимальное натяжение каната при подъеме груза:

Н.

2 Определяем необходимое разрывное усилие с учетом запаса прочности:

Н,

из ГОСТ 3077–80 (табл. 9.1) выбираем канат двойной свивки типа ЛК 6 ´ 19 = 114 диаметром 15 мм, имеющий при расчетном пределе прочности при растяжении, равном 1400 МПа, разрывное усилие P = 139 500 Н.

Таблица 9.1

Техническая характеристика стальных канатов

 

Диаметр каната, мм	Масса 100 м смазанного каната, кг	Маркировочная группа по временному сопротивлению разрыву, МПа

 

Продолжение табл. 9.1

Канат типа ТК 6 ´ 19 (1+6+12) + 1 о. с. (ГОСТ 3070—74)
	43,3	52 550	60 050	63 850	65 800
14,5	71,5	86 700	99 000	105 000	108 000
17,5		129 000	147 500	157 000	161 500
19,5	127,5	154 500	176 500	187 500	193 500
	149,5	181 000	207 000	220 000	227 000
22,5	173,5	210 000	240 000	255 000	263 000
		241 000	275 500	292 500	302 000
	255,5	309 500	354 000	376 000	387 500
		347 000	396 500	421 500	434 000
		428 000	489 500	520 000	536 000
		518 000	592 000	614 500	648 000
38,5		616 000	704 000	748 000	771 000
Канат типа ТК 6 ´ 37 (1+6+12+18) + 1 о. с. (ГОСТ 3071—74)
	27,35	—	36 850	39 150	41 450
11,5	42,7	—	57 500	61 050	62 550
13,5	61,35	—	82 400	87 700	89 600
	83,45	98 400	112 000	119 000	122 000
		128 000	146 500	155 500	159 500
		162 000	185 500	197 000	202 000
22,5	170,5	200 000	229 000	243 500	249 000
24,5		242 500	277 000	294 500	301 500
	245,5	289 000	330 500	351 000	360 000
		339 000	387 500	412 000	422 000
31,5		393 500	449 500	478 000	489 500
33,5	383,5	451 500	516 500	548 500	561 500
36,5		514 000	Б87 500	624 000	639 500
		580 000	662 500	704 000	721 500
39,5	551,5	650 000	743 000	789 500	808 500
Канат типа ЛКР 6 ´ 19 = 114 (ГОСТ 2688—80)
9,1		__	42 350	45 350	46 400
	461,6	__	64 150	68 150	70 250
		72 550	82 950	88 100	90 850
	844,5	102 500	117 000	124 500	128 500
		148 000	169 500	180 000	185 500
19,5		170 500	195 000	207 500	213 500
		198 500	227 000	241 000	248 500
22,5		224 500	256 500	272 500	281 000

Окончание табл. 9.1

		256 000	293 000	311 000	320 500
		354 000	404 500	430 000	433 000
30,5		610 000	485 000	515 000	531 000
		424 000	534 500	567 500	585 000
		467 500	697 000	740 500	763 500
39,5		698 000	797 500	847 500	873 500
Канат типа ЛК 6 ´ 19 = 114 (ГОСТ 3077—80)
11,5		—	67 500	71 750	73 950
	597,5	—	82 850	88 050	90 750
	852,5	139 500	118 000	125 500	129 500
17,5		—	159 500	169 500	175 000
19,5		1 666 000	189 500	201 500	208 000
		211 500	241 500	256 500	264 500
25,5		290 000	331 500	352 000	363 000
		349 000	399 000	424 000	437 000
32,5		484 000	553 000	587 500	605 000
Канат типа ТЛК 6´37 = 222 (ГОСТ 3079—80)
15,5	851,5	—	116 000	123 500	127 000
		—	145 000	154 500	159 000
19,5		161 000	184 000	195 500	201 500
21,5		199 000	227 500	242 000	249 500
		268 000	306 500	325 500	335 500
		360 500	412 000	437 500	451 000
30,5		407 000	465 000	494 000	509 500
		466 500	533 000	566 500	583 500
		530 000	605 500	643 500	653 500
		645 000	737 000	783 000	807 500

 

Расчет МОЛНИЕЗАЩИТЫ зданий и сооружений

Назначение, область применения, категории

И типы молниезащиты

Молниезащита включает комплекс мероприятий и устройств, предназначенных для обеспечения безопасности людей, предохранения зданий, сооружений, оборудования и материалов от взрывов, загораний и разрушений, возможных при воздействии молнии. Проектирование и изготовление молниезащиты должны выполняться с учетом норм и требований Руководящего документа РД 34.21.122-87 [22], который распространяется на новые, реконструируемые и расширяемые здания и сооружения. Нормы и требования не распространяются на проектирование и устройство молниезащиты линий электропередач, контактных сетей, а также зданий и сооружений, эксплуатация которых связана с применением, производством или хранением взрывчатых веществ.

В соответствии с назначением зданий и сооружений необходимость выполнения молниезащиты, ее категория, а при использовании стержневых и тросовых молниеотводов – тип зоны защиты определяются по табл. 10.1 [3] в зависимости от среднегодовой продолжительности гроз, а также от ожидаемого количества поражений здания или сооружения молнией в год.

Таблица 10.1

Категории молниезащиты и типы зон защиты

 

Здания и сооружения (класс)	Местоположение	Типы зон защиты при использовании стержневых и тросовых молниеотводов	Катего- рия молние-защиты
Здания и сооружения или их части, которые согласно Правилам устройства электро-установок (ПУЭ) относятся к зонам классов В-I и B-II Здания и сооружения или их части, которые согласно ПУЭ относятся к зонам классов В-Iа, В-Iб, В-IIа Наружные установки, создающие согласно ПУЭ зону класса В-Iг Здания и сооружения или их части, которые согласно ПУЭ относятся к зонам классов П-I, П-II, П-IIа   Наружные установки, открытые склады, создающие согласно ПУЭ зону класса П-III Здания и сооружения III, IV, V степени огнестойкости (в том числе здания из легких металлоконструкций с покрытием, имеющим сгораемый утеплитель), в которых отсутствуют помещения, относимые по ПУЭ к зонам взрыво- и пожароопасных классов Здания вычислительных центров	На всей территории РФ   В местностях со средней продолжительностью гроз 10 ч/год и более   На всей территории РФ В местностях со средней продолжительностью гроз 20 ч/год и более     То же     То же   То же	Зона А     При ожидаемом количестве поражений молнией в год здания или сооружения: при N > 1 – зона А; при N 1 – зона Б Зона Б Для зданий и сооружений I и II степени огнестойкости при 0,1 < и для III, IV, V степени огнестойкости при 0,02 < − зона Б; при N>2 – зона А   При 0,1 < − зона Б При N > 2 – зона А   При 0,1 < − зона Б При N > 2 – зона А   Зона Б	I     II   II
III     III   III     II

Примечания: 1 Зона защиты типа А обладает надежностью 99,5 % и выше, типа Б – 95 % и выше.

2 Устройства молниезащиты обязательны при одновременном выполнении условий, указанных в таблице.

Ожидаемое количество поражений молнией в год зданий и сооружений прямоугольной формы определяется по формуле

. (10.1)

Для сосредоточенных зданий и сооружений (башен, вышек, дымовых труб)

, (10.2)

где S, L – соответственно ширина и длина зданий, м; для зданий и сооружений сложной конфигурации в плане при расчете N в качестве S и L принимаются ширина и длина наименьшего описанного прямоугольника;

− наибольшая высота здания или сооружения, м;

n – среднегодовое число ударов молнии в 1 км² земной поверхности (удельная плотность ударов молнии в землю) в месте расположения здания или сооружения.

Значения n в зависимости от среднегодовой продолжительности гроз приведены в табл. 10.2.

Таблица 10.2

Удельная плотность ударов молнии в землю

 

Среднегодовая продолжительность гроз, ч	10−20	20−40	40−60	60−80	80−100	и более
n				5,5		8,5

 

Средняя за год продолжительность гроз в отдельных регионах и промышленных центрах РФ определяется либо по карте (см. РД 34.21.122-87) [22], либо по утвержденным для некоторых областей региональным картам продолжительности гроз, либо по средним многолетним (порядка 10 лет) данным метеостанций, ближайших от места нахождения здания или сооружения.

Укрупненные данные о среднегодовой продолжительности гроз приведены ниже:

Анадырь, Верхоянск, Магадан, Мурманск, Норильск, Петропавловск-Камчатский, Хатанга, Южно-Сахалинск – менее 10;

Архангельск, Астрахань, Игарка – от 10 до 20;

Иркутск, Казань, Калининград, Киров, Комсомольск-на-Амуре, Красноярск, Ленинград, Москва, Петрозаводск, Ульяновск, Хабаровск – от 20 до 40;

Барнаул, Волгоград, Горький, Кемерово, Куйбышев, Минск, Новгород, Новосибирск, Омск, Псков, Ростов-на-Дону, Свердловск, Симферополь, Тула, Уфа, Челябинск, Чита – от 40 до 60;

Краснодар, Курск, Орел, Смоленск – от 60 до 80;

Майкоп – более 100.

Здания и сооружения, отнесенные к I и II категориям молниезащиты, должны быть защищены от прямых ударов молнии, вторичных появлений молнии и заноса высокого потенциала через наземные, надземные и подземные металлические коммуникации. Здания и сооружения, отнесенные к III категории молниезащиты, должны быть защищены от прямых ударов молнии и заноса высокого потенциала через наземные и надземные металлические коммуникации.

Для зданий и сооружений, совмещающих в себе помещения I и II или I и III категории молниезащиты, необходимо, как правило, выполнять молниезащиту по I категории. Если площадь помещений I категории молниезащиты составляет менее 30 % площади всех помещений здания, то молниезащиту всего здания допускается выполнять по II категории независимо от категории остальных помещений. При этом на вводе в помещения I категории должна быть предусмотрена соответствующая этой категории защита от заноса высокого потенциала по надземным и подземным металлическим коммуникациям.

Для зданий и сооружений, совмещающих помещения II и III категории молниезащиты, необходимо, как правило, выполнять молниезащиту по II категории. Если площадь помещений II категории менее 30 % площади всех помещений здания, то молниезащиту всего здания допускается выполнять по III категории, предусмотрев при этом защиту от заноса высокого потенциала в помещения II категории по всем коммуникациям в соответствии с требованиями, установленными для II категории зданий и сооружений.

Для зданий и сооружений, более 70 % площади которых составляют помещения, не подлежащие молниезащите, а остальную часть составляют помещения I, II или III категории молниезащиты, должна быть предусмотрена защита только от заноса высоких потенциалов по металлическим коммуникациям, устройство которой необходимо выполнять с учетом категории молниезащиты.

Наружные установки, отнесенные ко II категории молниезащиты, должны быть защищены от прямых ударов и вторичных проявлений молний, а наружные установки III категории молниезащиты – от прямых ударов молнии.

При определении размеров и формы зоны защиты необходимо учитывать высоту и форму в плане защищаемого здания или сооружения.

При наличии на зданиях и сооружениях I категории молниезащиты прямых газоотводящих или дыхательных труб для свободного отвода в атмосферу газов, паров и взвесей взрывоопасной концентрации в зону защиты молниеотводов должно входить пространство над обрезом труб, ограниченное радиусом 5 м. Для газоотводных и дыхательных труб, оборудованных колпаками, в зону защиты молниеотводов должно входить пространство над обрезом труб, ограниченное цилиндром высотой H и радиусом R:

- для газов тяжелее воздуха при избыточном давлении внутри установки менее 5 кПа Н = 1 м; R = 2 м;

- для газов тяжелее воздуха при избыточном давлении внутри установки от 5 до 25 кПа и для газов легче воздуха при избыточном давлении внутри установки до 25 кПа Н = 2,5 и R = 5 м;

- при избыточном давлении внутри установки свыше 25 кПа Н = 5 м; R = 5 м.

Указанные требования к размерам зон защиты распространяются и на наружные установки или резервуары II категории молниезащиты, имеющие газоотводные или дыхательные трубы.

Защите от прямых ударов молнии подлежат также дыхательные клапаны и пространство над ними, ограниченное цилиндром высотой 2,5 м и радиусом 5 м. Для резервуаров с плавающими крышками или понтонами в зону защиты молниеотвода должно входить пространство, ограниченное поверхностью, любая точка которого удалена на 5 м от легковоспламеняющейся жидкости (ЛВЖ) в кольцевом зазоре.

Для защиты от вторичных проявлений молний:

- металлические корпуса всего оборудования и аппаратов, установленных в здании или сооружении, должны быть присоединены к заземляющему устройству электроустановок, выполненному в соответствии с ПУЭ, или к железобетонному фундаменту зданий, используемому в качестве заземлителя молниеотвода;

- внутри здания между трубопроводами и другими протяженными металлическими конструкциями в местах их взаимного сближения на расстоянии менее 100 мм через каждые 20 м должны быть установлены перемычки из стальной проволоки;

- во фланцевых соединениях трубопроводов внутри здания должна быть обеспечена нормальная затяжка − не менее четырех болтов на каждый фланец.

Защита от заноса высокого потенциала по подземным коммуникациям достигается за счет их присоединения на вводе в здание или сооружение к заземлителю защиты от прямых ударов молнии.

Защита от заноса высокого потенциала по внешним надземным или наземным коммуникациям обеспечивается путем их присоединения на вводе в здание или сооружение к заземлителю защиты от прямых ударов молнии, на ближайшей к вводу опоре коммуникации – к ее железобетонному фундаменту, а при невозможности использования фундамента – к искусственному заземлителю, состоящему из одного вертикального или горизонтального электрода длиной не менее 5 м.

Защита от заноса высокого потенциала по воздушным линиям электропередач, сетям телефона, радио и сигнализации выполняется так же, как и в зданиях и сооружениях I категории молниезащиты.