Нагрузки на горизонтально натянутую веревку

Вид хорошо натянутой веревки при навеске типа "троллей" создает чувство большей безопасности при передвижении по ней. К сожалению, это чувство обманчиво, потому что, чем сильнее натянута веревка, тем легче ей порваться под нагрузкой. Если, например, угол провисания равен 10 градусам, нагрузка в точках А и В (рис. 21) возрастает втрое, в чем уже кроется большая опасность. Почему так получается?

Рис. 21. Силы, действующие на горизонтально натянутую веревку при нагружении

Посмотрим, к какому результату приведет статическое нагружение горизонтально натянутой веревки силой Р = 80 кгс, что примерно равно весу спелеолога со снаряжением. Самая простая формула для расчета усилия в точке А (или В) есть FA = РL/2h, если считать, что сила Р действует на середину веревки. Если L = 12 м и h = 2 м (при этом угол провисания примерно 10 градусов), то FA = 80*12/(2*2)=240 кгс. Таким же будет и усилие в точке В. Выходит так, как будто вес спелеолога вдруг увеличился втрое. При таком способе навески мы "насильственно" вынуждаем веревку нести нагрузку 240 кг вместо 80 кг.

При устройстве навески всегда надо иметь в виду, что, когда веревка натянута горизонтально, чем меньше угол ее провисания, тем больше будет нагрузка в точках А и В, если ее нагрузить, и наоборот. Величина ее будет равна Р, если угол провисания равен 30 градусам. При меньшем угле веревка всегда "перенапрягается" в местах крепления. Это относится и к нагрузкам на горизонтальные перила.

Запомните:

– при навеске "троллея" достаточно, чтобы веревка между креплениями была натянута силой руки.

Часть III.

Нагрузки на V–образные крепления

Все, что говорилось о нагрузках на крепления и веревку, навешенную горизонтально ("троллей"), относится и к V–образным креплениям. Однако при устройстве навески трудно заранее оценить угол провисания. В большинстве случаев опоры располагаются на различных горизонтальных поверхностях, плечи навески составляют с ними различные углы и бывают часто разной длины. Все это делает крепление более или менее асимметричным и затрудняет оценку нагрузок на каждую опору и веревку. Поэтому, не вдаваясь в подробности, в практической работе следует руководствоваться только величиной угла, который составляют между собой два плеча навески. Он не должен быть больше 120 градусов независимо от того, симметрична она или асимметрична. При таком угле и симметричном креплении нагрузка на плечи и опоры одинакова и равна P (рис. 22а).

Рис. 22. Нагрузка на V – образное крепление при различных углах между плечами

С увеличением угла свыше 120 градусов нагрузка на них очень быстро возрастает (рис. 22б). Асимметричное крепление всегда нагружается неравномерно. Плечо, фиксированное выше, обычно длиннее и больше нагружается. Если одно из плеч асимметричного крепления расположено горизонтально, перегрузка другого достигает 20% силы P. В подобных случаях более высоко расположенное плечо лучше делать в виде петли от узла (рис. 23), т.е. двойным, особенно если используется веревка d 9 мм.

Рис. 23. Уменьшение нагрузки на веревку путем ее сдваивания над местом оттяжки

V–образные крепления устраивают только на сравнительно близко расположенных стенах. При разрушении одной из опор фактор падения очень мал, но есть риск удара спелеолога об стену из–за "маятника". Его амплитуда пропорциональна длине соответствующего плеча крепления. Поэтому, если плечи получаются слишком длинными, надо поискать другой способ провески колодца.

При устройстве V–образных креплений надо учитывать и угол, под которым нагружаются ушки крюка. Профильные планки устойчивы только до 45 градусов (рис. 24а).

Рис. 24. а – профильная планка; б – потолочная планка

Если нагрузить планку под большим углом, она может согнуться, сломаться или вырвать болт, которым крепится. Поэтому угол между плечами крепления не должен превышать 90 градусов, если планки расположены на отвесных стенах (рис. 25).

Рис. 25. V–образное крепление между вертикальными стенами

Чтобы уменьшить нагрузку на них, надо умело использовать профиль стены (рис. 26) или применять другие виды ушек, которые можно нагружать радиально в любом направлении.

Рис. 26. V–образное крепление между стенами переменного профиля

При устройстве V–образного крепления используют узлы "восьмерка", "девятка", "булинь" или "бабочка". Наиболее надежны симметричные крепления, сделанные с тремя узлами "восьмерка" (рис.27).

Рис. 27. Схемы V–образных креплений с тремя узлами "восьмерка": а – сделанными на веревке, которой провешен отвес; б – сделанными на отдельном куске веревки

Запомните:

– чтобы надежность V–образного крепления была максимальной, угол между плечами крепления должен быть меньше 90 градусов.