Стропування металоконструкцій і опор: схеми, кути стропів, точки захоплення й типові помилки

Чому точки стропування вказують у КМД

Елемент піднімають за місця, які витримують його вагу, і цих місць краще не вибирати вже на майданчику. Якщо креслення мовчить, беруть те, що зручніше: фланець, ребро, перший-ліпший отвір. Фланець чи ребро, не розраховані на підйом, можуть продавитися чи дати тріщину, а цинк у місці захоплення потерпає в будь-якому разі.

Правила охорони праці вимагають стропувати великогабаритні металеві конструкції за спеціальні пристрої, стропувальні вузли або позначені місця, залежно від положення центра ваги й маси. Позначені місця дає проєкт: провушини, відмітки на аркуші, схема. Підйом на об’єкті виконує партнерська будівельна компанія за своїм проєктом виконання робіт, але вихідні дані для нього беруться з КМД: маса марки, центр ваги, місця, розраховані на підйом.

Тому стропування стосується і проєктувальника, і виробника. Проєктувальник перевіряє, чи витримає елемент підйом у всіх положеннях: лежачи, у русі, під час повороту у вертикаль. Виробник виготовляє провушини й підсилення, а ще заздалегідь знає, що виступи входять у габарит під цинкування.

Види стропів і що підходить для оцинкованого металу

Усі стропи, траверси й захвати належать до знімних вантажозахоплювальних пристроїв. Кожен має бирку з номером, датою випробування й вантажопідйомністю, а підбирає їх стропальник за масою вантажу, кількістю гілок і кутом нахилу (у правилах гілка називається віткою). Коефіцієнти запасу нижче взято з правил охорони праці.

Запаси подано за НПАОП 0.00-1.80-18, розділ VIII, глава 22. Строп підбирають за паспортом і биркою, а не за цією таблицею; текстильні й канатні стропи в правилах мають окремі критерії бракування (порізи, обриви дротів, пошкодження біля кінцевих закріплень).

Кут стропа й зусилля в гілці

Вантаж масою Q висить на n гілках. Якщо гілки натягнуті рівно й кожна відхилена від вертикалі на кут β, зусилля в одній гілці дорівнює F = Q / (n · cos β). Це елементарна механіка: вертикальна складова зусилля гілки має нести 1/n ваги, а чим сильніше гілка відхилена, тим більше треба тягнути вздовж неї.

Є й горизонтальна складова. Гілки тягнуть точки захоплення одна до одної, і в елементі між ними виникає стиск H = (Q / n) · tg β. Масивному блоку це байдуже, а довгій балці чи фермі з малою жорсткістю з площини саме стиск і загрожує втратою стійкості.

Приклад. Секція опори масою 4,0 т разом із цинком висить на двогілковому стропі, n = 2. Вантаж той самий, змінюється лише кут.

Q = 4,0 т, n = 2, натяг гілок рівний; 1 тс ≈ 9,81 кН. Арифметика ілюстративна: підйом розраховує і планує той, хто його виконує, а строп добирають за паспортом.

Що правила кажуть про кут і запас

Допустиме робоче навантаження на строп правила визначають за розрахункового кута 45° між гілкою й вертикаллю (це 90° між гілками). Додаткове навантаження допускають для кута 60° (120° між гілками). Для стропа з трьома й більше гілками, що несуть навантаження, у розрахунку враховують не більше трьох, бо як розподіляється вага між чотирма гілками жорсткого вантажу, наперед не відомо. Стропальник добирає строп так, щоб кут нахилу гілок до вертикалі не перевищував указаного в паспорті чи на бирці.

У паспортах трапляються обидва способи вказувати кут: до вертикалі й між гілками. Сплутаєш їх, і кут помилково подвоєно або зменшено вдвічі.

Для нашого прикладу при 45° гілка тримає 2,83 тс. Канат мусить мати розривне зусилля не менше 6 × 2,83 ≈ 17,0 тс (близько 166 кН), ланцюг 4 × 2,83 ≈ 11,3 тс (111 кН), синтетична стрічка 7 × 2,83 ≈ 19,8 тс (194 кН). Паспортна вантажопідйомність стропа вже містить ці запаси; числа наведено, щоб показати порядок величин.

Точки захоплення й центр ваги

Строп чіпляють так, щоб елемент висів рівно й не перевертався, а для цього треба знати центр ваги, і він рідко посередині. У стійки з масивним опорним фланцем із одного боку центр ваги зміщено до фланця, у конічної багатогранної стійки до товстішого кінця, а консолі, кронштейни й траверси відтягують його вбік.

Підйом за одну точку, коли стійку ставлять з горизонталі у вертикаль: точка над центром ваги. У наших рекомендаціях зі встановлення опор і порталів строп накидають не менше ніж на 500 мм вище центра ваги; нижче нього елемент перевернеться. Довга стійка при повороті у вертикаль згинається від власної ваги, і це перевіряє розрахунок, а за потреби її тимчасово підсилюють.

Підйом лежачи, за дві точки: для прямого рівномірного елемента найменший згин від власної ваги дає відстань між точкою і кінцем близько 0,207 довжини. Для балки завдовжки 12 м це приблизно 2,5 м від кожного торця. У справжніх елементів маса нерівномірна, тож точки зсувають до центра ваги, і остаточне положення дає розрахунок, а не ця формула.

Центр ваги й масу марки (з провушинами, фланцями та цинком) подають на аркуші КМД. Маса в специфікації рахується для чорної сталі, цинк додає її окремо, і при підборі стропів беруть повну масу; докладніше про це в статті про аркуш КМД і специфікацію.

Довгі елементи й траверси

Довгомірні вантажі стропують не менше ніж у двох місцях, а на вантажно-розвантажувальних роботах правила вимагають для них траверсу й два стропи. Один строп на довгу стійку чи балку дає згин на ділянці, яку ніхто не розраховував, а елемент гойдається й ковзає по стропу.

Траверса — балка чи ферма на гаку, від якої стропи йдуть до елемента вертикально. Тоді β = 0, стиск між точками не виникає, а зусилля в гілці дорівнює Q / n. Для довгих тонкостінних стійок і ферм з малою жорсткістю з площини це зазвичай єдиний спосіб підняти елемент, не навантаживши його поперек.

Траверсу розраховують як балку, на неї є паспорт, її випробовують, а оглядають щомісяця; стропи оглядають кожні 10 днів. Якщо центр ваги зміщений, беруть траверсу з балансиром, а для великих габаритів просторову. Оцинкований елемент траверса тримає на м’яких стропах або на захопленнях з м’якими вкладками.

Що стропують і як

Схеми нижче типові, а остаточну схему кожного підйому дає проєкт виконання робіт. Таблиця показує, на що зазвичай звертають увагу в КМД.

Провушини й отвори під стропування: що вказати в КМД

Провушина — пластина з отвором, приварена до елемента. Креслення має давати її положення від бази, товщину й форму пластини, діаметр отвору, катет шва й напрямок навантаження. Провушина працює в площині пластини: бічне зусилля її вигинає й розкриває шов. Тому її розвертають по лінії стропа, а напрямок показують на схемі стрілкою.

Корисно записати й масу, на яку провушини розраховано: «розраховано на підйом елемента масою не більше N т за схемою на аркуші». Тоді монтажники не піднімуть за них зібраний пакет з двох марок.

Стінку там, де приварено провушину, проєктувальник перевіряє окремо. У тонкостінній трубі чи багатограннику без підсилення вона може продавитися, і тоді під провушину ставлять накладку або ребро. Шви провушин контролюють, обсяг контролю задає проєкт.

Болтові отвори фланців не є точками підйому. Вони розраховані на інше навантаження, мають зазор під болт, і строп через такий отвір — типова помилка, про яку нижче.

Під цинкування провушина збільшує габарит, тож її виступ входить у перевірку на ванну: див. габарити виробів для преса, ванни й печі. Отвір після цинкування звужується на товщину покриття, і діаметр під скобу беруть із запасом на нього; у статті про проєктування під цинкування як орієнтир для плоских поверхонь названо припуск не менше 1 мм. Провушини годяться й під підвіс у ванні, але точки підвісу узгоджують із заводом, що цинкує.

Якщо провушину після монтажу зрізають, на місці зрізу лишається голий метал. Ділянки до 10 см² і загалом до 0,5 % поверхні ремонтують цинконаповненою фарбою чи напиленням, як описано в статті про товщину цинкового покриття. Тому в проєкті одразу позначають, яку провушину лишають, а яку знімають.

Стропи, цинк і гострі кути

Тут загроза з обох боків. Жорсткий строп дряпає цинк, а м’який ріжеться об гостру кромку. Звідси кілька простих правил.

• сталевий трос тільки в гумово-тканинному рукаві, голий не допускається;
• під гострі кромки (торці фланців, зрізи, ребра, кути профілів) підкладають спеціальні накладки, і цього вимагають правила;
• строп накладають на основний масив елемента, без вузлів і петель, і не чіпляють за виступи, які для підйому не призначені;
• у місці кріплення стропа ставлять прокладку, що зберігає цинкове покриття;
• елементи складають на дерев’яні підкладки, а між пакетами в штабелі кладуть прокладки завтовшки не менше ніж 40 мм, щоб строп можна було витягти;
• подряпини від стропів ремонтують так само, як сколи: ділянки до 10 см², разом до 0,5 % поверхні, цинконаповненою фарбою чи напиленням.

Як зберігати оцинковані елементи, щоб не з’явилася біла іржа, розібрано в статті Як зберігати оцинковані конструкції і що таке біла іржа.

Підйом і розстропування

• перед підйомом звіряють масу з бирками й переліком, перевіряють бирки стропів і те, що вантаж нічим не закріплений, не затиснений і не примерз;
• вантаж піднімають на 200–300 мм і перевіряють стропування та дію гальма, а вже потім продовжують;
• вантаж не підтримують і не повертають руками, для розвороту є відвідні гаки й відтяжки;
• не підвішують за один ріг дворогого гака і не поправляють стропи ударами;
• затиснений строп не вивільняють краном;
• розстроповують тільки після того, як елемент надійно закріплений. На опорі це повне затягування всіх гайок на фундаменті, і так записано в наших статтях про монтаж порталу ВРП і встановлення багатогранних опор.

Під елемент заздалегідь кладуть прокладки, щоб строп виходив без ривка й задирання покриття. Приймання опори після підйому, зокрема перевірку вертикальності до зняття стропів, описано в статті про приймальні перевірки багатогранної опори.

Типові помилки

• стропування за фланець чи болтові отвори без розрахунку: фланець розрахований на вітер, а не на підйом;
• один строп на довгу стійку чи балку: елемент прогинається й ковзає;
• короткі гілки стропа і великий кут між ними: зусилля в гілках зростає, а елемент стискається між точками;
• строп «на удав» на конічній стійці без обмежувача: при підйомі петля сповзає до тонкого кінця;
• голий трос чи ланцюг по цинку і відсутність накладок на гострих кутах;
• перекручені гілки, вузли на стрічці, зачеплення за один ріг гака;
• підбір стропа за масою чорної сталі: масу цинку й вузлів не враховано;
• розстропування до остаточного закріплення на фундаменті.

Що вказати в КМД і в запиті

• масу кожної марки: чорної сталі та з цинком окремо;
• положення центра ваги, а для неоднорідних елементів (з консолями, з важким фланцем) і порядок його розрахунку;
• положення, розміри й розрахункову масу провушин, а також що з ними робити після монтажу;
• схему стропування: довжини гілок, кути, траверсу, напрям навантаження на провушини;
• чи піднімають елементи по одному, чи пакетом, і яка маса пакета;
• вимоги до захисту покриття: м’які стропи, накладки на кромки, місце складування.

Металоконструкції за кресленнями замовника виготовляємо в цеху, креслення КМ і КМД розробляємо самі: проєктування КМ і КМД, виготовлення металоконструкцій. Монтаж, зокрема підйом, виконує партнерська будівельна компанія, а схему кожного підйому дає її проєкт виконання робіт. Що ще передати виробнику разом із КМД, розібрано в статті про пакет документів для виробника. Розрахункову масу на провушинах у КМД за замовчуванням ми не ставимо, але за потреби ставимо.

Нормативи й чинність

Вимоги до стропів, до стропальників і до навантажувально-розвантажувальних робіт містяться в НПАОП 0.00-1.80-18 «Правила охорони праці під час експлуатації вантажопідіймальних кранів, підіймальних пристроїв і відповідного обладнання» (наказ Мінсоцполітики від 19.01.2018 № 62, зареєстровано в Міністерстві юстиції 27.02.2018 за № 244/31696, чинні з 10.04.2018, зміни до поточної редакції не внесено). З них узято розрахунковий кут 45° і 60° та запаси 6, 4, 7 (розділ VIII, глава 22), обов’язки стропальника (розділ VI, глава 6, п. 17, 19, 20), вимоги до навантажувально-розвантажувальних робіт (розділ VII, глава 3, п. 4, 7, 18–20, 22, 25) і періодичність огляду стропів та траверс (розділ VI, глава 3, п. 39).

Розрахунок сталевих конструкцій і рекомендація ділити їх на відправні елементи з урахуванням транспорту й підйомного обладнання монтажників — це ДБН В.2.6-198:2014 «Сталеві конструкції. Норми проектування» (чинний, редакція зі Зміною № 1 2022 року, п. 5.2.1). Гаряче цинкування металоконструкцій описує ДСТУ EN ISO 1461:2024.

Самі стропи, траверси й захвати мають паспорт виробника; який чинний ДСТУ відповідає кожному типу стропів, звіряють перед посиланням у проєкті виконання робіт. Формули й числа в цій статті — елементарна механіка та вимоги правил, схему й розрахунок конкретного підйому виконує організація, яка його здійснює.