缆风绳计算

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可编辑 钢丝绳的受力计算与选用

钢丝绳按所受最大工作静拉力计算选用，要满足承载能力和寿命要求。

1．钢丝绳承载能力的计算

钢丝绳承载能力的计算有两种方法，可根据具体情况选择其中一种。

（1）公式法（ISO推荐）：式中:d--钢丝绳最小直径，mm；

S--钢丝绳最大工作静拉力；

c--选择系数，mm/ ；

n--安全系数，根据工作机构的工作级别确定；

k--钢丝绳捻制折减系数；

ω--钢丝绳充满系数；

--钢丝的公称抗拉强度，N/mm2。

（2）安全系数法 F0≥Sn∑

F0=k∑S丝

式中:FO--所选钢丝绳的破断拉力，N；

S--钢丝绳最大工作静拉力；

n--安全系数，根据工作机构的工作级别确定（见表6－3和表6－4）；

k--钢丝绳捻制折减系数；

∑S丝--钢丝破断拉力总和，根据钢丝绳的机构查钢丝绳性能手册。机构工作级别 M1，M2，M3 M4 M5

M6 M7 M8

安全系数（n） 4 4.5 5 6 7 9

表6－3 工作机构用钢丝绳的安全系数

用途支承动臂起重机械自身安装缆风绳吊挂和捆绑

安全系数（n） 4 2.5 3.5 6

表6－4 其他用途钢丝绳的安全系数

注:对于吊运危险物品的起升用钢丝绳一般应选用比设计工作级别高一级别的安全系数

2．钢丝绳的寿命

钢丝绳的使用寿命总是随着配套使用的滑轮和卷筒的卷绕直径的减小而降低的，所以，必须对影响其寿命的钢丝绳卷绕直径（即按钢丝绳中心计算的滑轮和卷筒的卷绕直径）作出限制，不得低于设计规范规定的值，即： D0min≥hd

式中:D0min--按钢丝绳中心计算的滑轮和卷筒允许的最小卷绕直径， mm；

d--钢丝绳直径， mm；

h--滑轮或卷筒直径与钢丝绳直径的比值（见表6-5）。机构工作级别 M1,M2,M3 M4 M5 M6 M7 M8

缆风绳钢丝绳直径要求

缆绳、风绳、钢丝绳是工程建设中常用的一种材料，在桥梁、建筑、机械等领域广泛使用。它的直径大小对于其承载能力、使用寿命以及安全性都有很大的影响。下面将从直径大小对其性能的影响、不同应用场景对直径要求的不同以及直径大小的选择等方面对缆绳、风绳、钢丝绳的直径要求进行详细阐述。

一、直径大小对承载能力、使用寿命、安全性的影响

1. 承载能力

缆绳、风绳、钢丝绳的承载能力与其直径大小成正比关系，直径越大，承载能力越强。但是需要注意的是，如果直径过大，会增加自重，导致悬挂高度下降，同时也会降低绳索的动态性能，从而减小其承载能力。

2. 使用寿命

缆绳、风绳、钢丝绳的使用寿命与其密切相关，直径大的钢丝绳灵活性差，容易受到应力集中作用，容易产生疲劳裂纹，导致损坏。直径小的钢丝绳强度不够，容易在受到过大的外力或振动时发生断裂现象。因此，需要在保证强度的同时，尽可能选择直径较小的缆绳、风绳、钢丝绳，以延长其使用寿命。

3. 安全性

缆绳、风绳、钢丝绳的安全性与其直径大小有很大的关系。直径过大，容易泄露出电场，产生火花，导致爆炸等事故。直径过小，就会增加绳索在使用过程中的振荡幅度，从而容易受到外部激励作用，引发振动，降低其安全性。

二、不同应用场景对直径要求的不同

1. 桥梁领域

在桥梁领域，缆绳、风绳、钢丝绳直径的要求主要涉及到两个方面，一是承载能力，二是对桥梁整体结构的影响。一般来说，桥梁的缆索、风绳、钢丝绳的直径都要经过科学计算，在满足承载能力的前提下，尽可能减少直径，以达到减小整个桥梁自重的效果。

2. 建筑领域

在建筑领域，缆绳、风绳、钢丝绳主要用于塔楼、大跨度结构的支撑，直径的大小与其承载能力直接相关。一般来说，直径要尽可能小，以便增加柱子的空间利用率，节约建筑材料，节约施工成本。

井架载荷设计计算书

井架的截面轮廓尺寸为1.60X 2.00米。主肢角钢用/ 75X 8;缀 条腹杆用/ 60 X 6。

一、 荷载计算： 为简化计算，假定在荷载作用下只考虑顶端一道缆风绳起作用， 只有在风荷载作用下才考虑上下两道缆风绳同时起作用。

⑴、 吊篮起重量及自重：

KQ2=1.20X1000=1200kg

⑵、 井架自重：

参考表2-67, q2=0.10t/m, 28米以上部分的总自重为：

Nq2=（40-28）X 100=1200kg

20 米以上部分的总自重为：

Nq1=20X 100=2000kg。

⑶、 风荷载：

W二W0K2K B A （kg/m2） 式中，基本风压 W°=25kg/m2。

风压高度变化系数 KZ= 1 .35 （风压沿高度是变化的，现按均 布计算，风压高度变化系数取平均值） ;

风载体型系数K，根据《工业与民用建筑结构荷载规范》表

12, K=Kp （1+n） =1.3 （1+n ）,挡风系数 © 二艺A/AF （A为杆件

投影面积；AF为轮廓面积）。当风向与井架平行时，井架受风的投 影面积艺A二［0.075 X 1.40（肢杆长度）X 2 （肢杆数量）+0.06 X 2

（横腹杆长度） +0.06X 2.45 (斜腹杆长度)]X 29 (井架为29节)X 1.1 (由节点引起的面积增

值)=15.13mf，井架受风轮廓面积 AF二Hh=40.6X 2.0=81.2m2 (H为井 架高度，h为井架厚度)。所以， 3 =艺AC/AF=15.3/81.2=0.19 , h/b=2/1.6=1.25,由表 2-68 查得 n =0.88。

风振系数B,按自振周期T查出，T=0.01H=0.01 X 40.6=0.406秒， 由表2-71查得B =1.37。

所以，当风向与井架平行时，风荷载：

W=WKZ.1.3 3 (1 + n ). B .AF=25X 1.35 X 1.3 X 0.19 X (1+0.88)

钢丝绳按所受最大工作静拉力计算选用，要满足承载能力和寿命要求。

1．钢丝绳承载能力的计算

钢丝绳承载能力的计算有两种方法，可根据具体情况选择其中一种。

（1）公式法（ISO推荐）： 式中:d--钢丝绳最小直径，mm；

S--钢丝绳最大工作静拉力；

c--选择系数，mm/ ；

n--安全系数，根据工作机构的工作级别确定；

k--钢丝绳捻制折减系数；

ω--钢丝绳充满系数；

--钢丝的公称抗拉强度，N/mm2。

（2）安全系数法 F0≥Sn∑

F0=k∑S丝

式中:FO--所选钢丝绳的破断拉力，N；

S--钢丝绳最大工作静拉力；

n--安全系数，根据工作机构的工作级别确定（见表6－3和表6－4）；

k--钢丝绳捻制折减系数；

∑S丝--钢丝破断拉力总和，根据钢丝绳的机构查钢丝绳性能手册。 机构工作级别 M1，M2，M3 M4 M5 M6 M7 M8

安全系数（n） 4 4.5 5 6 7 9

表6－3 工作机构用钢丝绳的安全系数

用途 支承动臂 起重机械自身安装 缆风绳 吊挂和捆绑

安全系数（n） 4 2.5 3.5 6

表6－4 其他用途钢丝绳的安全系数

注:对于吊运危险物品的起升用钢丝绳一般应选用比设计工作级别高一级别的安全系数

2．钢丝绳的寿命

钢丝绳的使用寿命总是随着配套使用的滑轮和卷筒的卷绕直径的减小而降低的，所以，必须对影响其寿命的钢丝绳卷绕直径（即按钢丝绳中心计算的滑轮和卷筒的卷绕直径）作出限制，不得低于设计规范规定的值，即： D0min≥hd

式中:D0min--按钢丝绳中心计算的滑轮和卷筒允许的最小卷绕直径， mm；

d--钢丝绳直径， mm；

h--滑轮或卷筒直径与钢丝绳直径的比值（见表6-5）。 机构工作级别 M1,M2,M3 M4 M5 M6 M7 M8