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玉掛索にかかる荷重

 玉掛作業は、1本つりで行うことは少なく、2本つり以上がほとんどです。このときロープ1本当たりに働く張力の基本となるのは,つり荷の重さ/つり本数ですが、次に示すように荷の形状や重心位置あるいはつり方によって、各ロープに対して均一な引張力が働くとは限りません。
  1. 等辺山形鋼(アングル)にかけたロープの強度低下(ロープ2本つり)

      図5のように,玉掛索をアングル(型鋼)にかけて強度試験を行った結果は図6のとおりで、ロープとアングルが色々な状態で静荷重または衝撃荷重を受けた場合のロープの強度低下を示しています。この図からアングルに掛けたときのロープの破断荷重は,静的試験では約60%に、衝撃試験では約50%に低下することが分かります。

    図5 アイ部の強度試験
    図5 アイ部の強度試験

    図6 静荷重又は衝撃荷重を受けたロープの強度低下
    図6 静荷重又は衝撃荷重を受けたロープの強度低下

  2. つり角度の影響

      2本つりにした場合は、図7のように角度(θ)が生じます。同一荷重の荷をつった場合でも、θが大きくなるに従ってロープに働く張力は大きくなります。
      θ=0°すなわち2本の玉掛索が平行になるときのロープ張力を1としたときのθとロープ張力との関係は、表9のようになります。

    表9 つり角度による張力増加係数
    つり角度(θ ロープ張力の
    増加係数(K)
    0 1.00
    10 1.005
    20 1.022
    30 1.04
    40 1.07
    50 1.10
    60 1.16
    70 1.22
    80 1.31
    90 1.41
    100 1.56
    110 1.74
    120 2.00
    130 2.37
    140 2.93
    150 3.86

     (注) 張力増加係数= (値は切り上げ)

      実作業においては、荷が不安定にならない限り、つり角度は原則として60°以下にします。
    つり荷重(W)は、次式によって求めます。

       N{kgf}

    ここで、K: ロープ張力増加係数 (表9参照)
    T: ロープの破断荷重 N{kgf}
    n: つり本数
    F: 安全係数 (=6)

     また,荷を安全につるために必要なロープの破断荷重は、F=6とすれば

     N{kgf}

      図8のように奇数本でつる場合やロープの長さが異なる場合は、それぞれのロープに加わる張力のうち、最も大きいもので計算します。

    図8 つり方の一例

      玉掛索を3本以上の多本数掛けにしたときは、それぞれのロープに均等に張力がかからない場合も出てきます。特殊なつり方をする場合は,お問い合わせ下さい。
      玉掛索がつり荷の鋭利な角と強く接したり、小さく曲げられたりして使われる場合は、計算上の値よりも実際の安全率が低くなっていることを念頭において作業して下さい。

  3. 玉掛索の安全荷重決定の例

    ロープの曲げによる強度低下は、図9のようになります。

    図9 ロープの曲げ比率と強度効率
    図9 ロープの曲げ比率と強度効率
      なお、この曲げによる強度低下と、つり角度による張力増加を考慮した安全荷重の計算式を、表10に示します。

    表10 つり方による安全荷重の計算
    (a)1本つり玉掛索の安全荷重例
    つり方 直つり くくりつり かご手つり(イ)
    実例図
    安全荷重
    つり方 かご手つり(ロ) かご手つり(ハ) かご手つり(ニ)
    実例図
    安全荷重
    つり方 くくりつり かご手つり(イ) かご手つり(ロ)
    実例図
    安全荷重
    つり方 かご手つり(ハ) かご手つり(ニ)  
    実例図  
    安全荷重  
    (注)1. 矢印@はこの部分の曲げによる強度低下を見込んでいます。矢印Aはこの部分のつり角度による張力増加分を見込んでいまう。矢印Bは@、Aの両方を見込んでいます。
    2. その他詳細については、当社パンフレット「玉掛け」をご参照下さい。
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『力・重量』換算
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参考文献
ワイヤロープハンドブック:ロープ用語、日刊工業新聞社
ワイヤロープ、東京製綱
ワイヤロープのすべて(上)(下)、製綱活性化研究会
移動式クレ〜ン倶楽部
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