ПРИМЕНЕНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОНА МАШИНОСТРОЕНИИ

О методах расчета железобетонных конструкций для машиностроения

Расчет строительных конструкций, в том числе железобетон­ных, в соответствии с действующими нормативными документами производится по трем расчетным предельным состояниям:.

1) несущей способности (по прочности, устойчивости и вынос­ливости);

2) деформациям (в основном лимитируются прогибы изгибаемых элементов);

3) местным повреждениям (образование или раскрытие трещин и др.).

Специфические эксплуатационные требования, предъявляемые к железобетонным элементам машин, выражаются в том, что рас­чет по несущей способности, как правило, должен строиться исходя из возможности усталостного разрушения конструкций.

В машиностроении предельное состояние по деформациям является основным — ограничивающим нормальную эксплуата­цию элементов машин. Для многих несущих элементов машин до сих пор. еще не установлены и не нормированы деформации, до - 40

Стижение которых следует рассматривать как предельное состоя­ние. Нормирование деформаций определяется эксплуатационными требованиями и не зависит от материала. Установление обоснован­ных норм упругих и остаточных деформаций является актуальной задачей для всех видов конструкций машин.

В качестве значений предельных деформаций железобетонных конструкций в случае, когда они не ограничиваются специаль­ными эксплуатационными требованиями, может быть принят предел их упругой работы.

Предельным состоянием по местным повреждениям для строительных железобетонных конструкций считается появление или раскрытие трещин. В железобетонных конструкциях машино­строения образование трещин должно рассматриваться как пре­дельное состояние также исходя из их влияния на выносливость, упругую работу и деформативность железобетонных базовых деталей машин.

Сами по себе они, как правило, не могут ограничить эксплуа­тацию машин. Так, например, железобетонные цилиндры гидрав­лических прессов, спиральные камеры высоконапорных гидро­турбин и другие элементы, работоспособность которых зависит от герметичности, имеют металлические тонколистовые внутрен­ние слои, обеспечивающие водонепроницаемость при высоких рабочих давлениях, поэтому образование в них трещин не приво­дит к потере напора.

В качестве предельных состояний по местным повреждениям в машиностроении могут быть и нарушение анкеровки закладных деталей, смятие или выработка в зоне контакта и др.

Разработка методики расчета железобетонных конструкций для машиностроения усложняется следующими обстоятельст­вами.

. 1. Многие элементы станков, и в первую очередь их станины, проектируются без расчета, так как отсутствуют данные о вели­чинах. действующих нагрузок. Отсутствуют также многие нор­мативные документы по расчету и конструированию базовых деталей.

Расчет производится только для наиболее напряженных дета­лей, причем сечения подбираются по допускаемым напряжениям.

В машиностроении в основном приняты эмпирический и инди­видуальный подходы к проектированию.

2. Для многих элементов конструкций, даже в тех случаях, когда внешние нагрузки могут быть известны, весьма затрудни­тельно определение возникающих в опасных сечениях внутренних усилий, в связи со сложностью формы и статической неопредели­мостью системы.

3. В машиностроении не известны схемы действительных предельных состояний для большого числа конструкций: коэф­фициенты перегрузки, коэффициенты условий работы и др.

4. Характерным для машиностроения является также приня­тие больших коэффициентов запаса, что объясняется неопределен­ностью нагрузок и расчетной схемы.

Следует отметить, что для одних и тех же материалов в различ­ных элементах машин, в зависимости от их значения и степени ответственности, даются дифференцированные допускаемые на­пряжения.

Лаборатория поставила своей конечной задачей разработать для железобетонных элементов машин такую же методику расчета, которая принята для расчета строительных элементов железо­бетонных конструкций, т. е. по предельным состояниям.

В связи с указанными отличительными особенностями проек­тирования базовых деталей машин очевидно, что разработка унифицированной, единой методики расчета — задача сложная, но в то же время и вполне разрешимая.

Для проектирования многих железобетонных элементов машин могут быть целиком использованы положения СН и П (строитель­ные нормы и правила) с уточнениями в отношении предельных состояний.

Для сложных же по форме и напряженному состоянию железо­бетонных элементов машин должны быть определены расчетные характеристики и разработана методика расчета.

Кроме того, для многих элементов должна быть дана методика статического расчета, как, например, толстостенных цилиндров пространственных станин, шаботов тяжелых молотов, матриц для штампования, спиральных камер гидротурбин и многих других сложных элементов.

Вопросы, относящиеся к нормированию нагрузок и деформа­ций, установлению коэффициентов перегрузок, должны ре­шаться независимо от материала.

Вопросы, касающиеся характеристик материалов и железо­бетонных конструкций, в целом должны решаться совместно машиностроителями и строителями.

Канд. техн. наук КАРАНФИЛОВ Т. С.

Инж. ВОЛКОВ Ю. С.