Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Принципы расчета прочности и деформаций стальных форм

Основной расчет форм ведут по второму предельному состоянию — по деформациям (перемещениям), с проверкой принятой конструкции на устойчивость (первое предельное состояние).

Формы для изделий с обычной арматурой рассчитывают только по деформациям. Расчет отдельных узлов и деталей формы ведется по прочности; в случае необходимости их проверяют по деформациям. В качестве критерия пригодности формы устанавливаются ограничения по поперечной (в вертикальной и горизонтальной плоскостях) и продольной деформациям, а также по деформации при диагональном опирании (последнее ограничение не относится к неподвижным формам, если они установлены на выверенные по горизонтали опоры).

Ограничение деформаций обусловлено тем, что поперечная (вертикальная) деформация формы вызывает искривление железобетонных изделий в их плоскости (при изготовлении изделий в рабочем положении) или из плоскости (при изготовлении балок и ферм в горизонтальном положении); поперечная (горизонтальная) деформация формы также приводит к искривлению изделий при приложении силы натяжения арматуры с эксцентрицитетом относительно центральной вертикальной оси; продольная деформация вызывает потери предварительного напряжения в арматурных элементах (при неодновременном натяжении арматуры) и ухудшение на приопорных участках сцепления арматуры с бетоном при спуске натяжения.

В случае диагонального опирания формы (при разных отметках опорных площадок, разной длине строп, невыверенных рельсовых путях и т. п.) деформация ее приводит к выпуску изделий с заметной неплоскостностью граней.

Деформации формы при приложении расчетных нагрузок — поперечная и продольная, а также при диагональном опирании — не должны превышать допускаемых величин, устанавливаемых специальным расчетом точности (см. Руководство по расчету и проектированию стальных форм. М., Стройиздат, 1970) в зависимости от вида и размеров изделий, технологии их изготовления и конструкции формы. Разрешается (при выполнении предварительных расчетов) допускаемый прогиб формы принимать как часть допуска на искривление граней, записанного в ГОСТе или ТУ на железобетонное изделие, но не более половины величины этого допуска.

Допускаемое продольное перемещение формы, подсчитываемое на уровне оси напрягаемой арматуры 1x1 — 0,0004. При диагональном опирании формы допускаемый прогиб устанавливается в зависимости от вила и назначения изделия и характера его сопряжения со смежными элементами. Рекомендуется эту величину принимать не более допуска на изделие по неплоскостности.

Проверка формы на устойчивость производится в соответствии с указаниями СНиП II-23—81 «Стальные конструкции. Нормы проектирования» как для внецентренно сжатых элементов (см. § 14.1).

Расчетный эксцентрицитет с учетом отклонений арматурных элементов от проектного положения и разброса в силе их натяжения принимают равным (в см):

Знак минус перед у принимается, когда деформация формы приводит к уменьшению эксцентрицитета. При нечетном n средний ряд арматуры не учитывается.

В неподвижных формах, если продольная сила не вызывает вертикальной деформации, проверка на устойчивость в этой плоскости выполняется как для центрально сжатых элементов. Независимо от расположения опор расчетная длина формы при определении критической силы принимается равной расстоянию между наружными гранями упоров или между устройствами, с помощью которых арматура фиксируется в напряженном состоянии.

Для бортов формы допускаемая деформация устанавливается в зависимости от вида и размеров изделия, а также конструкции сопряжения бортов с поддоном. Разрешается (при выполнении предварительных расчетов) допускаемый прогиб борта на уровне его верха принимать равным половине допускаемого положительного отклонения по ширине железобетонного изделия в соответствии с ГОСТом или ТУ. Если на борт формы частично или полностью передается сила натяжения арматуры, то он проверяется на устойчивость. Размеры ячейки обшивки поддона и бортов принимаются такими, чтобы прогиб ячейки обшивки, ограниченной несущими элементами каркаса, или грани (прн пространственной конфигурации обшивки) не превышал допускаемой величины, определяемой требованиями к поверхности изделия. При отсутствии особых требований разрешается допускать прогиб, равный меньшей стороны ячейки или грани, но не более 1 мм.

Общая деформация определяется по силовой части формы — поддону. При вычислении продольной деформации не учитываются борта, крепящиеся к поддону на шарнирах; при таком креплении обычно не включаются в расчетное сечение низкие борта форм для плитных изделий. Не учитываются борта с шарнирным прикреплением и при определении вертикальной деформации. В формах с высокими бортами и в узких формах прогиб (выгиб) рекомендуется вычислять по приведенной жесткости, включающей сечение бортов.

Опиранне форм обычно происходит на четыре точки (опорные площадки, подъемные скобы, кронштейны стоек в камере пропаривания и т. п.). В узких формах при расчете точечное опирание заменяется линейным по ширине и форма рассчитывается по балочной схеме; широкая форма рассматривается как упругая пластина, опертая в четырех точках. В случае диагонального опирания при любом отношении длины формы к ее ширине принимаются точечные опоры; такими же они принимаются при опирании формы на три опоры, расположенные в вершинах равнобедренного треугольника.

Расчет по деформациям ведется по нормативным нагрузкам. Расчетные значения нагрузок принимаются только при проверке форм на устойчивость и отдельных ее элементов и деталей по прочности. Собственный вес формы подсчитывается в соответствии с «Руководством по расчет и проектированию стальных форм» (ДА., Стройиздат. 1970) или же принимается по аналогии с известными конструкциями форм такого же типа. Неравномерность веса формы по длине, связанная с ее очертанием и конструктивным решением, обычно не учитывается. Вес продольных и торцовых бортов приводится к сплошной равномерной нагрузке. Вес бетонной смеси принимают по объему бетона, показанному на чертеже изделия. К нему добавляется вес арматуры, указанный там же.

Динамические нагрузки, возникающие при перемещении формы краном или по конвейеру (в результате ударов и неровностей пути), учитываются коэффициентом 1,5. вводимым к собственному весу формы и весу бетонной смеси, если их сумма меньше 25 кН, и коэффициентом 1,3 при большем суммарном весе. Этот коэффициент учитывается только при расчете отдельных деталей формы (подъемных петель, осей колес и т. п.).

Величина силы натяжения арматурного элемента (стержня, пряди, проволоки) принимается по контролируемому значению, указываемому на чертеже. Равнодействующая силы натяжения и эксцентрицитет ее приложения подсчитываются по всей арматуре (нижней и верхней).При расчете деталей, непосредстственно воспринимающих силу натяжения арматурного элемента (элементов), расчетное значение этой силы принимают с учетом возможного перенапряжения арматуры при неодновременном ее натяжении, при тепловой обработке бетона, а также при последовательной передаче напряжения арматурных элементов на бетон.

В форме с паровыми полостями наружная обшивка бортов (поддона) рассчитывается на избыточное давление 0,02...0,07 МПа (в зависимости от возможного превышения давления в паровой сети). Величина давления от бетонной смеси зависит от способа возбуждения колебаний бетонной смеси и применяемости оборудования. При расчете деталей, непосредственно воспринимающих эго давление, коэффициент принимается равным единице.

Зайцев Ю. В., Строительные конструкции заводского изготовления: Учеб. для вузов по спец. «Пр-во строит. изделий и конструкций». — М., 1987

Литература

Голышев А.Б., Бачинский В.Я., Полищук В.П., Железобетонные конструкции

Зайцев Ю.В., Строительные конструкции заводского изготовления

Е.Ф. Лысенко, Армоцементные конструкции

С.В. Поляков, Каменная кладка из пильных известняков

В. Ермолов, Пневматические строительные конструкции

Журавлев А.А., Вержбовский Г.Б., Еременко Н.Н., Пространственные деревянные конструкции

А.В. Калугин, Деревянные конструкции

Е.К. Карапузов, Г. Лутц, X. Герольд, Сухие строительные смеси

А.А. Пащенко, Теория цемента

Волков В.А., Сантехника: как все устроено и как все починить

А. Грассник, Бездефектное строительство многоэтажных зданий

Д.С. Щавелев, Гидроэнергетические установки

Д.С. Щавелев, Экономика гидротехнического и водохозяйственного строительства

Гидротехнические сооружения. Ч. I. Глухие плотины

Гидротехнические сооружения. Ч. II. Водосливные плотины

Производство гидротехнических работ

Н.П. Розанов, Гидротехнические сооружения

А. П. Юфин, Гидромеханизация

Термоэлектрические преобразователи энергии

Использование возобновляемой энергии

Бетон и железобетон, избранные статьи

Современное состояние и перспективы развития энергетики