В строительных конструкциях канаты применяются в качестве затяжек, оттяжек, вант, элементов тросовых систем. Они воспринимают, как правило, растягивающие усилия и в отдельных случаях - поперечную нагрузку. По длине между концевыми закреплениями канаты могут иметь перегибы, радиусы которых нормируются рекомендациями. Наиболее распространёнными
15
для строительных конструкций являются: спиральные, круглые многопрядевые канаты, кабели, параллельные пучки из проволок диаметром от 5 до 7 мм, пучки из прядей. На рис. 1.9 показана схема установки для изготовления прядей и канатов.
Спиральные канаты
Спиральные канаты изготавливаются так же, как и пряди. На рис. 1.10 показаны три основные формы спиральных канатов: открытые, полузакрытые и закрытые. Открытые канаты состоят только из круглых проволок.
Открытые спиральные канаты нормируются по расположению проволок: 1*7, 1*19, 1*37.
Рис. 1.9.Схема установки для изготовления прядей и канатов
Рис. 1.10. Виды однопрядевых спиральных канатов:
а - открытый профиль; б - полузакрытый профиль; в - закрытый профиль.
Полузакрытые канаты состоят из круглых и приталенных проволок. Закрытый профиль каната образуется с помощью проволок специальной Z-образной формы, располагаемых в наружных рядах и создающие гладкую поверхность.
Преимуществом канатов полузакрытого и закрытого типов перед канатами открытого профиля является их лучшая защита от проникновения грязи во внутрь и вымывания смазки. Другим преимуществом канатов закрытого профиля является то, что при обрыве одной из внешних проволок она не раскручивается.
16
Открытые спиральные канаты используют в качестве оттяжек мачт и затяжек. Канаты закрытого профиля применяются в качестве оттяжек, вант в мостах, несущих конструкций покрытия.
Путём изменения направления и угла свивки в смежных рядах можно уменьшить крутящий момент от растягивающих усилий.
Круглые канаты из прядей
Круглые канаты состоят из сердечника и наружных прядей. В круглых канатах двойной свивки пряди свиваются из проволок, а из прядей -канаты. Как и в прядях проволоки в канатах могут иметь правую (Z) или левую (S) свивки. Если направления свивки прядей и канатов не совпадают, то такая свивка называется крестовой. При совпадении направлений свивки она называется одинаковой. На рис. 1.11 показаны возможные варианты свивок прядей и канатов.
Рис. 1.11. Возможные варианты свивок прядей и канатов:
а - одинаковой правой свивки; б - одинаковой левой свивки; в - крестовой правой свивки; г - крестовой левой свивки.
Пучки из проволок и прядей
Для передачи больших и очень больших усилий применяются пучки из проволок и прядей, расположенные параллельно (рис. 1.12).
Такие пучки изготавливаются, как правило, из круглых проволок (до 350 штук) диаметром 5-7 мм, форма пучка шестигранная (рис. 1.13).
Проволоки для повышения модуля упругости и предела текучести подвергаются термической обработке. Часто такие пучки могут быть скручены по винтовой линии (отношения длины шага свивки к диаметру к = 25-60). Такая свивка позволяет сохранять форму пучка при искривлении.
Обозначения канатов
Как отмечалось ранее, стальные канаты могут быть выполнены одинарной свивки (спиральные канаты), проволоки которых свивают однократно
17
в один или несколько концентрических слоев вокруг центральной проволоки, двойной и тройной. Последние получаются путём вторичного витья спиральных канатов (прядей) вокруг сердечника. Конструкция каната условно записывается в виде произведения числа прядей на число содержащихся в них проволок. Далее знаком "плюс" указывается наличие сердечника в центральной части каната, вокруг которого свиты пряди. В зависимости от материала сердечника они обозначаются: ОС - органический волокнистый сердечник; МС - металлический сердечник из канатной проволоки; МСМ - металлический сердечник из мягкой проволоки.
Рис. 1.12. Пучок из параллельных проволок
Рис. 1.13. Шестигранный пучок
Для канатов с одинаковыми углами свивки проволок по отдельным слоям получаются разные шаги свивки в смежных рядах и точечное касание проволок, обозначаемое ТК.
Для канатов с одинаковыми шагами свивки для всех слоев проволок прядей допускаются различные углы свивки каждого слоя в пряди. При соответствующем подборе диаметров отдельных проволок как по слоям, так и в самом слое обеспечивается линейное касание проволок, обозначаемое ЛК.
Для комбинированной конструкции, совмещающей указанные выше способы укладки в зависимости от вида касания, считая от центра пряди, получают канаты либо с точечно-линейным (типа ТЛК), либо с линейно-точечным (типа ЛТК) касанием.
Пряди в зависимости от диаметра входящих проволок бывают:
- Однослойные, состоящие из проволок одинакового диаметра -0).
- Двухслойные:
- а) Пряди с одинаковым числом проволок в каждом слое и резко отличными диаметрами проволок между слоями (ЛК - 0, за рубежом типа Сил (Scale)).
- б) Пряди с разным, но кратным числом проволок в каждом слое. Канаты, изготовленные из проволок разного числа по слоям и разного диаметра в слое, относятся к канатам типа ЛК - Р и ЛК - PP. За рубежом их называют канатами типа Уоррингтон (Варрингтон) (Warrington).
18
- Двухслойные линейного касания. Могут быть построены из близких по диаметру проволок в первом и во втором слоях с использованием дополнительных проволок, частично заполняющих пространство между проволоками первого и второго слоя. Канаты, изготовленные из таких прядей, носят название канатов с линейным касанием с заполняющими проволоками и относятся к типу ЛК - 3. За рубежом эти канаты носят название канатов типа Филлер (Filler).
Для многопрядевых канатов возможны и комбинации решений указанных выше, например, типа ЛК - ОР, ЛК - ОЗ, ЛК - ЗРО, ТЛК - О, ТЛК - Р и т.д.
Стальные канаты в зависимости от механических свойств проволоки бывают: марки В - высокого качества-1, нормального качества-2 и марки Б - бензельные канаты.
По виду покрытия поверхности проволок и каната - из светлой проволоки без покрытия, из оцинкованной проволоки трёх групп:
- ЛС - с тонким цинковым покрытием для лёгких условий работы;
- СС - со средней толщиной цинкового покрытия для средних условий работы;
- ЖС - с толстым цинковым покрытием для жёстких условий работы;
- П - с покрытием искусственными материалами каната или прядей;
- По назначению:
- ГЛ - грузо-людские для перевозки людей;
- Г - грузовые, служащие для транспортировки грузов и других целей;
- Б - бензельные, служащие для перевязок;
Пример обозначения каната:
- Канат грузовой диаметром 32,0 мм из оцинкованной проволоки марки 1, по группе СС, крестовой свивки, раскручивающийся, с маркировочной группой по временному сопротивлению разрыву 1700 МПа, конструкции 6*9+1 м.с., типа ЛК - Р запишется в виде: канат 32,0 - Г - 1 - СС - Р - 170 (ГОСТ 2688-69).
19
