某一規(guī)格的鋼絲繩允許承受的最大拉力是有一定限度的,超過這個(gè)限度,鋼絲繩就會被破壞或拉斷,因此在工作中需對鋼絲繩的受力進(jìn)行計(jì)算。按鋼絲繩芯材料不同可分為麻芯、石棉芯和金屬繩芯三種,起重作業(yè)中常采用麻芯鋼絲繩,麻芯中浸有潤滑油,起減小繩股及鋼絲之間的摩擦和防腐蝕的作用。按鋼絲繩繩股及絲數(shù)不同可分為6×19、6×37和6×61三種,起重作業(yè)中最常用的是6×19和6×37鋼絲繩。

按鋼絲表面處理不同又可分為光面和鍍缽兩種,起重作業(yè)中常用光面鋼絲繩。

按鋼絲繩股結(jié)構(gòu)分類,又可分為點(diǎn)接觸繩、線接觸繩和面接觸繩。

點(diǎn)接觸繩的各層鋼絲直徑相同,但各層螺距不等,所以鋼絲互相交叉形成點(diǎn)接觸,在工作中接觸應(yīng)力很高,鋼絲易磨損折斷,但其制造工藝簡單。

線接觸繩的股內(nèi)鋼絲粗細(xì)不同,將細(xì)鋼絲置于粗鋼絲的溝槽內(nèi),粗細(xì)鋼絲間成線接觸狀態(tài)。由于線接觸鋼絲繩接觸應(yīng)力較小,繩壽命長,同時(shí)撓性增加。由于線接觸鋼絲繩較為密實(shí),所以相同直徑的鋼絲繩,線接觸繩破斷拉力大些。繩股內(nèi)鋼絲直徑相同的同向捻鋼絲繩也屬線接觸繩。

面接觸繩的股內(nèi)鋼絲形狀特殊,采用異形斷面鋼絲,鋼絲間呈面狀接觸。其優(yōu)點(diǎn)是外表光滑,抗腐蝕和耐磨性好,能承受較大的橫向力;但價(jià)格昂貴,故只能在特殊場合下使用。

1.鋼絲繩的破斷拉力

鋼絲繩的破斷拉力可由表中查出,考慮鋼絲繩捻制使每根鋼絲受力不均勻,整根鋼絲繩的破斷拉力應(yīng)按下式計(jì)算:

SP=ΨΣSi

式中SP——鋼絲繩的破斷拉力,kN;

ΣSi——鋼絲絲繩規(guī)格表中提供的鋼絲破斷拉力的總和,kN;

Ψ——鋼絲捻制不均折減系數(shù),對6×19繩,Ψ=0.85;對6×37繩,Ψ=0.82;對6×61繩,Ψ=0.80。

但在工作現(xiàn)場,一般缺少圖表資料,同時(shí)也不要求精確計(jì)算,此時(shí)可采用下式(僅為數(shù)據(jù)估算用,非規(guī)范公式)估算鋼絲繩的破斷拉力:

SP=500d2。（鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度1550Mpa）

式中SP——鋼絲繩的破斷拉力,N;

d——鋼絲繩的直徑,mm。

2.鋼絲繩的安全系數(shù)

為了保證起重作業(yè)的安全,鋼絲繩許用拉力只是其破斷拉力的幾分之一。破斷拉力與許用拉力之比為安全系數(shù)。

3.鋼絲繩的許用拉力

P=SP/K

式中P——鋼絲繩的許用拉力,N;

SP——鋼絲繩的破斷拉力,N;

K——鋼絲繩的安全系數(shù)。

4.鋼絲繩的實(shí)際受力

鋼絲繩的實(shí)際受力根據(jù)吊點(diǎn)位置、鋼絲繩數(shù)量以及鋼絲繩與構(gòu)件的夾角等因素進(jìn)行計(jì)算。

鋼絲繩的實(shí)際受力小于許用拉力則表示鋼絲繩安全。

某工程鋼桁架長31.5m，重約16.5噸，吊索采用4點(diǎn)綁扎，吊索重量按0.1噸考慮，吊索與桁架的夾角為a=35。,b=60。。為加強(qiáng)平面外剛度，用杉木桿通長加固，具體見下圖。

鋼絲繩選用6X37,φ30mm，公稱抗拉強(qiáng)度170kg/mm2，破斷拉力≥580500N，安全系數(shù)取10。

鋼絲繩的實(shí)際拉力F1、F2、F3、F4，因?yàn)镕1和F2是一根鋼絲繩，所以F1=F2，而且因?yàn)殍旒苁菍ΨQ吊裝，所以F1=F2=F3=F4，列力的平衡方程

F1×sina+F2×sinb+F3×sinb+F4×sina=G+g(設(shè)F=F1=F2=F3=F4)

2F×sina+2F×sinb=G+g（G為桁架重量，g為吊具重量）

則F=(G+g)/(2sina+2sinb)

=(165000+1000)/(2×0.574+2×0.866)

=57638N

P=SP/K=580500/10=58050N

F