Строповка металлоконструкций и опор: схемы, углы стропов, точки захвата и типичные ошибки

Почему точки строповки указывают в КМД

Элемент поднимают за места, которые выдерживают его вес, и эти места лучше не выбирать уже на площадке. Если чертёж молчит, берут то, что удобнее: фланец, ребро, первое попавшееся отверстие. Фланец или ребро, не рассчитанные на подъём, могут продавиться или дать трещину, а цинк в месте захвата страдает в любом случае.

Правила охраны труда требуют стропить крупногабаритные металлические конструкции за специальные устройства, строповочные узлы или обозначенные места, в зависимости от положения центра тяжести и массы. Обозначенные места даёт проект: проушины, отметки на листе, схема. Подъём на объекте выполняет партнёрская строительная компания по своему проекту производства работ, но исходные данные для него берутся из КМД: масса марки, центр тяжести, места, рассчитанные на подъём.

Поэтому строповка касается и проектировщика, и изготовителя. Проектировщик проверяет, выдержит ли элемент подъём во всех положениях: лёжа, в движении, при повороте в вертикаль. Изготовитель делает проушины и усиления, а ещё заранее знает, что выступы входят в габарит под цинкование.

Виды стропов и что подходит для оцинкованного металла

Все стропы, траверсы и захваты относятся к съёмным грузозахватным приспособлениям. У каждого есть бирка с номером, датой испытания и грузоподъёмностью, а подбирает их стропальщик по массе груза, числу ветвей и углу наклона. Коэффициенты запаса ниже взяты из правил охраны труда.

Запасы приведены по НПАОП 0.00-1.80-18, раздел VIII, глава 22. Строп подбирают по паспорту и бирке, а не по этой таблице; у текстильных и канатных стропов в правилах есть отдельные критерии браковки (порезы, обрывы проволок, повреждения у концевых заделок).

Угол стропа и усилие в ветви

Груз массой Q висит на n ветвях. Если ветви натянуты ровно и каждая отклонена от вертикали на угол β, усилие в одной ветви равно F = Q / (n · cos β). Это элементарная механика: вертикальная составляющая усилия ветви должна нести 1/n веса, а чем сильнее ветвь отклонена, тем больше надо тянуть вдоль неё.

Есть и горизонтальная составляющая. Ветви тянут точки захвата друг к другу, и в элементе между ними возникает сжатие H = (Q / n) · tg β. Массивному блоку это безразлично, а длинной балке или ферме с малой жёсткостью из плоскости именно сжатие грозит потерей устойчивости.

Пример. Секция опоры массой 4,0 т вместе с цинком висит на двухветвевом стропе, n = 2. Груз тот же, меняется только угол.

Q = 4,0 т, n = 2, натяжение ветвей равное; 1 тс ≈ 9,81 кН. Арифметика иллюстративная: подъём рассчитывает и планирует тот, кто его выполняет, а строп подбирают по паспорту.

Что правила говорят об угле и запасе

Допустимую рабочую нагрузку на строп правила определяют при расчётном угле 45° между ветвью и вертикалью (это 90° между ветвями). Дополнительную нагрузку допускают для угла 60° (120° между ветвями). Для стропа с тремя и более ветвями, несущими нагрузку, в расчёте учитывают не более трёх, потому что как распределяется вес между четырьмя ветвями жёсткого груза, заранее не известно. Стропальщик подбирает строп так, чтобы угол наклона ветвей к вертикали не превышал указанного в паспорте или на бирке.

В паспортах встречаются оба способа указывать угол: к вертикали и между ветвями. Спутаешь их, и угол ошибочно удвоен или уменьшен вдвое.

Для нашего примера при 45° ветвь держит 2,83 тс. Канат должен иметь разрывное усилие не менее 6 × 2,83 ≈ 17,0 тс (около 166 кН), цепь 4 × 2,83 ≈ 11,3 тс (111 кН), синтетическая лента 7 × 2,83 ≈ 19,8 тс (194 кН). Паспортная грузоподъёмность стропа уже содержит эти запасы; числа приведены, чтобы показать порядок величин.

Точки захвата и центр тяжести

Строп цепляют так, чтобы элемент висел ровно и не переворачивался, а для этого надо знать центр тяжести, и он редко посередине. У стойки с массивным опорным фланцем с одной стороны центр тяжести смещён к фланцу, у конической многогранной стойки к более толстому концу, а консоли, кронштейны и траверсы оттягивают его в сторону.

Подъём за одну точку, когда стойку ставят из горизонтали в вертикаль: точка над центром тяжести. В наших рекомендациях по установке опор и порталов строп накидывают не менее чем на 500 мм выше центра тяжести; ниже него элемент перевернётся. Длинная стойка при повороте в вертикаль изгибается от собственного веса, и это проверяет расчёт, а при необходимости её временно усиливают.

Подъём лёжа, за две точки: для прямого равномерного элемента наименьший изгиб от собственного веса даёт расстояние между точкой и концом около 0,207 длины. Для балки длиной 12 м это примерно 2,5 м от каждого торца. У настоящих элементов масса неравномерна, поэтому точки смещают к центру тяжести, и окончательное положение даёт расчёт, а не эта формула.

Центр тяжести и массу марки (с проушинами, фланцами и цинком) приводят на листе КМД. Масса в спецификации считается для чёрной стали, цинк добавляет её отдельно, и при подборе стропов берут полную массу; подробнее об этом в статье про лист КМД и спецификацию.

Длинные элементы и траверсы

Длинномерные грузы стропуют не менее чем в двух местах, а на погрузочно-разгрузочных работах правила требуют для них траверсу и два стропа. Один строп на длинную стойку или балку даёт изгиб на участке, который никто не рассчитывал, а элемент раскачивается и скользит по стропу.

Траверса — балка или ферма на крюке, от которой стропы идут к элементу вертикально. Тогда β = 0, сжатие между точками не возникает, а усилие в ветви равно Q / n. Для длинных тонкостенных стоек и ферм с малой жёсткостью из плоскости это обычно единственный способ поднять элемент, не нагрузив его поперёк.

Траверсу рассчитывают как балку, на неё есть паспорт, её испытывают, а осматривают ежемесячно; стропы осматривают каждые 10 дней. Если центр тяжести смещён, берут траверсу с балансиром, а для больших габаритов пространственную. Оцинкованный элемент траверса держит на мягких стропах или на захватах с мягкими вкладышами.

Что стропуют и как

Схемы ниже типовые, а окончательную схему каждого подъёма даёт проект производства работ. Таблица показывает, на что обычно обращают внимание в КМД.

Проушины и отверстия под строповку: что указать в КМД

Проушина — пластина с отверстием, приваренная к элементу. Чертёж должен давать её положение от базы, толщину и форму пластины, диаметр отверстия, катет шва и направление нагрузки. Проушина работает в плоскости пластины: боковое усилие её изгибает и раскрывает шов. Поэтому её разворачивают по линии стропа, а направление показывают на схеме стрелкой.

Полезно записать и массу, на которую проушины рассчитаны: «рассчитано на подъём элемента массой не более N т по схеме на листе». Тогда монтажники не поднимут за них собранный пакет из двух марок.

Стенку там, где приварена проушина, проектировщик проверяет отдельно. В тонкостенной трубе или многограннике без усиления она может продавиться, и тогда под проушину ставят накладку или ребро. Швы проушин контролируют, объём контроля задаёт проект.

Болтовые отверстия фланцев не служат точками подъёма. Они рассчитаны на другую нагрузку, имеют зазор под болт, и строп через такое отверстие — типичная ошибка, о которой ниже.

Под цинкование проушина увеличивает габарит, поэтому её выступ входит в проверку на ванну: см. габариты изделий для пресса, ванны и печи. Отверстие после цинкования сужается на толщину покрытия, и диаметр под скобу берут с запасом на него; в статье о проектировании под цинкование как ориентир для плоских поверхностей назван припуск не менее 1 мм. Проушины годятся и под подвес в ванне, но места подвеса согласуют с заводом, который цинкует.

Если проушину после монтажа срезают, на месте среза остаётся голый металл. Участки до 10 см² и в сумме до 0,5 % поверхности ремонтируют цинконаполненной краской или напылением, как описано в статье о толщине цинкового покрытия. Поэтому в проекте сразу обозначают, какую проушину оставляют, а какую снимают.

Стропы, цинк и острые углы

Здесь угроза с обеих сторон. Жёсткий строп царапает цинк, а мягкий режется об острую кромку. Отсюда несколько простых правил.

• стальной трос только в резинотканевом рукаве, голый не допускается;
• под острые кромки (торцы фланцев, срезы, рёбра, углы профилей) подкладывают специальные накладки, и этого требуют правила;
• строп накладывают на основной массив элемента, без узлов и петель, и не цепляют за выступы, не предназначенные для подъёма;
• в месте крепления стропа ставят прокладку, сохраняющую цинковое покрытие;
• элементы складывают на деревянные подкладки, а между пакетами в штабеле кладут прокладки толщиной не менее 40 мм, чтобы строп можно было вытянуть;
• царапины от стропов ремонтируют так же, как сколы: участки до 10 см², в сумме до 0,5 % поверхности, цинконаполненной краской или напылением.

Как хранить оцинкованные элементы, чтобы не появилась белая ржавчина, разобрано в статье Как хранить оцинкованные конструкции и что такое белая ржавчина.

Подъём и расстроповка

• перед подъёмом сверяют массу с бирками и перечнем, проверяют бирки стропов и то, что груз ничем не закреплён, не зажат и не примёрз;
• груз поднимают на 200–300 мм и проверяют строповку и действие тормоза, а уже потом продолжают;
• груз не поддерживают и не поворачивают руками, для разворота есть отводные крюки и оттяжки;
• не подвешивают за один рог двурогого крюка и не поправляют стропы ударами;
• зажатый строп не освобождают краном;
• расстроповывают только после того, как элемент надёжно закреплён. На опоре это полная затяжка всех гаек на фундаменте, и так записано в наших статьях о монтаже портала ОРУ и установке многогранных опор.

Под элемент заранее кладут прокладки, чтобы строп выходил без рывка и задира покрытия. Приёмку опоры после подъёма, в том числе проверку вертикальности до снятия стропов, описывает статья о приёмочных проверках многогранной опоры.

Типичные ошибки

• строповка за фланец или болтовые отверстия без расчёта: фланец рассчитан на ветер, а не на подъём;
• один строп на длинную стойку или балку: элемент прогибается и скользит;
• короткие ветви стропа и большой угол между ними: усилие в ветвях растёт, а элемент сжимается между точками;
• строп «на удав» на конической стойке без ограничителя: при подъёме петля сползает к тонкому концу;
• голый трос или цепь по цинку и отсутствие накладок на острых углах;
• скрученные ветви, узлы на ленте, зацеп за один рог крюка;
• подбор стропа по массе чёрной стали: масса цинка и узлов не учтена;
• расстроповка до окончательного закрепления на фундаменте.

Что указать в КМД и в запросе

• массу каждой марки: чёрной стали и с цинком отдельно;
• положение центра тяжести, а для неоднородных элементов (с консолями, с тяжёлым фланцем) и порядок его расчёта;
• положение, размеры и расчётную массу проушин, а также что с ними делать после монтажа;
• схему строповки: длины ветвей, углы, траверсу, направление нагрузки на проушины;
• поднимают ли элементы по одному или пакетом, и какова масса пакета;
• требования к защите покрытия: мягкие стропы, накладки на кромки, место складирования.

Металлоконструкции по чертежам заказчика изготавливаем в цехе, чертежи КМ и КМД разрабатываем сами: проектирование КМ и КМД, изготовление металлоконструкций. Монтаж, в том числе подъём, выполняет партнёрская строительная компания, а схему каждого подъёма даёт её проект производства работ. Что ещё передать изготовителю вместе с КМД, разобрано в статье о пакете документов для изготовителя. Расчётную массу на проушинах в КМД по умолчанию мы не ставим, но при необходимости ставим.

Нормативы и действительность

Требования к стропам, стропальщикам и погрузочно-разгрузочным работам содержатся в НПАОП 0.00-1.80-18 «Правила охраны труда при эксплуатации грузоподъёмных кранов, подъёмных устройств и соответствующего оборудования» (приказ Минсоцполитики от 19.01.2018 № 62, зарегистрирован в Министерстве юстиции 27.02.2018 за № 244/31696, действуют с 10.04.2018, изменений в текущую редакцию не внесено). Из них взяты расчётный угол 45° и 60° и запасы 6, 4, 7 (раздел VIII, глава 22), обязанности стропальщика (раздел VI, глава 6, п. 17, 19, 20), требования к погрузочно-разгрузочным работам (раздел VII, глава 3, п. 4, 7, 18–20, 22, 25) и периодичность осмотра стропов и траверс (раздел VI, глава 3, п. 39).

Расчёт стальных конструкций и рекомендация делить их на отправочные элементы с учётом транспорта и подъёмного оборудования монтажников — это ДБН В.2.6-198:2014 «Стальные конструкции. Нормы проектирования» (действующий, редакция с Изменением № 1 2022 года, п. 5.2.1). Горячее цинкование металлоконструкций описывает ДСТУ EN ISO 1461:2024.

Сами стропы, траверсы и захваты имеют паспорт изготовителя; какой действующий ДСТУ соответствует каждому типу стропов, сверяют перед ссылкой в проекте производства работ. Формулы и числа в этой статье — элементарная механика и требования правил, схему и расчёт конкретного подъёма выполняет организация, которая его осуществляет.