СТАНИНА КЛЕТИ ПРОКАТНОГО СТАНА „НЛС-1700"
Монолитное выполнение узла станин клети стана Кварто-200 в железобетоне является преимуществом для малых клетей и не может быть общим решением для тяжелых клетей станов, где габарит по высоте станин может превышать 10 лі, а вес узла станины 200 т. Значительная длина валков в листовых станах требует установки двух нажимных винтов, а следовательно, двух отверстий в поперечинах каждой станины. Это значительно усложняет конструктивное решение узла станин тяжелых прокатных клетей в железобетоне. Параллельно с НИИЖБом и ВНИИМЕТМАШем в г. Краматорске НИИПТМАШем создана конструкция узла станин клети непрерывно-листового стана НЛС-1700 в железобетонном исполнении [2]. Для выполнения этой задачи потребовались совершенно новые технические решения. Непрерывно-ли - стовой стан НЛС-1700 предназначен для горячей прокатки слябов весом до 15,5 /пи длиной от 2000 до 6300 мм в полосы толщиной 1,2—10 мм, свернутые в рулоны. Рабочие клети чистовой группы служат для непрерывной прокатки полосы, придания ей окончательных размеров и надлежащей чистоты поверхности. Диаметр рабочих валков 700 мм, опорных валков 1400 мм, длина бочки валка 1700 мм. Скорость прокатки 6—15 м/сек. На стане прокатывают углеродистые стали, а также возможен прокат полос из леги-
Н
Рованных сталей с пределом прочности до 98-106
На пониженных режимах.
При конструировании железобетонных станин клетей исходят из конкретных условий. Так, при разработке конструкции железобетонной станины стана НЛС-1700 для Карагандинского завода исходили H3jy^OBHH, что примыкающие к станинам узлы клети были уже изготовлены, то в основу проекта было положено требование максимально сохранить габарит станины. Жесткие требования сохранения в железобетонной станине формы и размеров повлекли за собой повышенный расход металла и большие трудности в обеспечении необходимой жесткости станины. При проектировании новых прокатных станов можно создать конструкции железобетонных станин любой нужной жесткости и прочности со значительно меньшим расходом металла.
Конструкция узла станины клетей стана HJ1C-1700 изображена на рис. 48 и представляет'собой две раздельные станины, жестко связанные между собой внизу двумя стальными поперечными траверсами 8, а вверху двумя боковыми и одной центральной траверсами. Стойки станин 2, верхняя 1 и нижняя 5 поперечины облицованы стальным листом. Планки 4 и 7 на нижней поперечине выполняют роль салазок, по которым выдвигают комплект валков при их смене. Внутри проем облицован листом толщиной 50 мм, к которому прикреплены сменные планки 3. Станины крепят к фундаменту анкерными болтами, пропуская их через отверстия в стальных полых литых плитах 6.
Все элементы станин, которые при действии усилий прокатки испытывают растягивающие напряжения, подвергаются предварительному напряжению за счет натяжения арматуры. В таких элементах бетон всегда будет работать на сжатие, а арматура — на растяжение. Рассмотрим конструирование отдельных узлов железобетонных станин клети прокатного стана HJ1C-1700 (рис. 49).
Узлы и элементы железобетонной станины клети, в которых по условиям работы возможны растягивающие напряжения, армируют напрягаемой стержневой арматурой диаметром 40 мм из стали 30ХГ2С. Чтобы не ослаблять сечение напрягаемых стержней нарезкой резьбы, с обеих концов их наваривают контактной стыковой электросваркой коротыши с резьбой М42.
При конструировании станин предусматривалось, что бетонировать их будут на месте монтажа. Металлический каркас станин проектировался таким, чтобы была обеспечена необходимая его жесткость при механической обработке и транспортировании. Разработанная конструкция технологична, изготовление отдельных элементов металлического каркаса несложно.
Металлический каркас станин запроектирован из полых стоек прямоугольного сечения и литых верхних и нижних балок. Стойки каркаса выполняют сварными из листовой стали толщиной 18 мм, а со стороны направляющих планок — окна станины из листа толщиной 50 мм для получения необходимой жесткости каркаса при механической обработке окна станины. Верхние и нижние балки сделаны из стального литья и в соединении со стойками образуют общую жесткую конструкцию каркаса. Такая конструкция каркаса станин позволяет производить: полную механическую обработку, контрольную сборку клети на заводе-изготовителе, транспортирование каркасов станин по железной дороге и бетонирование
Рис. 48. 'Узел станин прокатного стана НЛС-1700 с железобетонными отъемными станинами: |
/ — верхняя поперечина; 2 — стойки станин; 3 — сменные планкн; 4 и 7 — планки на нижней поперечине; 5 — нижняя поперечина; 6 — стальная литая полая плита; 8 — нижние траверсы |
Станин на месте монтажа, не нарушая классов точности посадочных мест. Поскольку напрягаемую арматуру натягивают после бетонирования, для размещения ее и предотвращения сцепления бетона с арматурой последняя размещается в трубах диаметром 62 мм. Стойки железобетонной станины клети, подвергающиеся растяжению, армируют продольной напрягаемой арматурой 7. Располагают ее в стойках так, чтобы центр тяжести сечения стойки совпадал с центром тяжести суммарной эпюры изгиба и растяжения и центром затяжки. В местах передачи усилий от затяжки арматуры 7 на верхнюю поперечину предусмотрены планки 6 и 13 из листа толщиной 100 мм для предотвращения местного смятия бетона и распределения давления по площади.
Для восприятия растягивающих напряжений в верхней поперечине железобетонной станины от действия изгибающего момента и поперечной силы в поперечине располагают продольную напрягаемую арматуру 3 в виде сквозных шпилек длиной 4300 мм. Среднюю часть верхней поперечины в плоскости стоек армируют напрягаемой арматурой в виде коротких шпилек 12 длиной 1810 и 1410 мм. Один из концов шпилек в стальной отливке закрепляют на резьбе.
В местах передачи усилий от напряжения шпилек (арматуры) для равномерной передачи нагрузки на бетонные поверхности и защиты бетона от местного смятия на верхней поперечине предусмотрены планки 4 из листа толщиной 50 мм. Для связи поверху между обеими станинами клети предусмотрены стяжные шпильки 1 и 16 длиной соответственно 5000 и 6030 мм. Там, где они опираются на наружную поверхность бетона, ставят планки 2 и 15 из листа.
Верхняя траверса 8 соединена с верхней поперечиной станины болтами 9 (М64 X 280). В сжатой зоне верхней поперечины устанавливают ненапрягаемую арматуру 11 из стали класса А—I диаметром 24 мм, которая с помощью хомутов связана с напрягаемой араматурой в растянутой зоне поперечины. Для повышения жесткости станины, учитывая, что в стойках наблюдаются большие растягивающие усилия, верхняя и нижняя поперечины приняты несколько большей высоты.
За счет повышения жесткости поперечин удалось снизить величины напряжений от изгибающих моментов во внутренних входящих углах станины. В железобетонных рамах для смягчения перенапряжений входящие углы необходимо проектировать в виде закруглений или вутов. В станине НЛС-1700, конструктивно, по расположению узлов и механизмов, вуты выполнить нельзя, поэтому пришлось повысить жесткость поперечины. Верхние и нижние поперечины в железобетонных станинах можно выполнить в любых требуемых для железобетона сечениях.
Для повышения жесткости углов сопряжений поперечин со стойками устанавливают дополнительные наклонные стержни 10 82 диаметром 24 мм. Таким же образбм конструируй? НИЖНЮЮ поперечину станины. Напрягаемую арматуру (шпильки) располагают на таком расстоянии, чтобы обеспечить их нормальное натяжение с помощью гидравлических домкратов.
В станине НЛС-1700 расстояния между напрягаемой арматурой (шпильками) приняты от 160 до 200 мм. Арматуру верхних и нижних поперечин станин располагают таким образом, чтобы 'ее центры натяжения совпадали с центрами тяжести эпюр изгибающих моментов в зоне растягивающих напряжений. Наружный каркас станины, облицовка верхних и нижних поперечин листовой сталью запроектированы так, что они одновременно являются опалубкой при бетонировании.
При конструировании предусмотрена технологичность изготовления элементов и необходимая жесткость каркасов станин для транспортирования. Арматурные стержни в каркасе станины размещены так, что наконечники глубинных вибраторов могут свободно проходить между стержнями каркаса. В этом случае обеспечено качественное уплотнение бетона в конструкции. Для изготовления станин клетей следует предусматривать жесткие бетоны высоких марок (600 и более), так как в этом случае усадка бетона будет минимальной.
Для станины клети НЛС-1700 марка бетона принята 600. Чтобы предупредить возможность выпучивания боковых листов стоек при бетонировании, к листам приварены круглые стержни диаметром 10 мм в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Для надежности анкеровки боковых листов стоек к ним приварены анкеры в виде отрезков стержней того же диаметра, длиной 200 мм с шагом 250 мм по вертикали.
В процессе эксплуатации стана необходимо периодически контролировать арматуру с помощью гидродомкратов с манометрами. При ослаблении затяжки натяжение доводят до требуемого.
Преимущества конструкции узла станин рабочих клетей стана НЛС-1700 заключаются в следующем: экономия металла на изготовление станин рабочих клетей составляет на одну клеть 130 т; значительно уменьшается цикл изготовления; снижения стоимости изготовления; на заводе изготовляется только металлический каркас станины, а бетонируют его на месте монтажа, что облегчает транспортирование станин и их монтаж; станина не уступает по прочности, жесткости и долговечности в работе станинам из стали. Для очень крупных станов и в тех случаях, когда по условиям' прокатки от станины не требуется большой жесткости, целесообразно применять составные станины. При этом облегчается изготовление, обработка и транспортирование.
В тонколистовых станах горячей и холодной прокатки имеет значение не только прочность станин (определяемая величиной возникающих в них напряжений), но и жесткость, т. е. величина их деформации при прокатке. Если деформация станин при 6* 83
Прокатке будет значительной, то это отразится На величине допусков по толщине прокатываемых листов.
Станины рассчитывают на максимальное усилие, действующее при прокатке на шейку валка и передающееся на нее через подушки, нажимной винт и нажимную гайку. Горизонтальными усилиями, действующими на валки и станину в момент захвата и при прокатке с натяжением, обычно пренебрегают, так как по сравнению с вертикальным усилием они незначительны.
В станине прокатного стана 1700 наибольшее давление прокатки Рпр = f800 т, а момент прокатки Мпр = 30 ООО кГм. Для расчета станины принимается, что давление металла на валок Р направлено вертикально.
Таким образом, на ригель каждой станины от шеек верхнего и нижнего опорных валков через подушки и нажимной винт
Р
Будут действовать силы, равные - у - = 900 т.
В конструктивно принятых параметрах железобетонной станины находят сечения и волокна, которые испытывают растягивающие напряжения.
В центре тяжести эпюры растяжения прикладывается результирующая усилий предварительного натяжения арматуры. Ее величину определяют с таким расчетом, чтобы в условиях эксплуатации бетон элементов станины работал на сжатие, а арматура на растяжение.
При определении напряжений в расчет вводят приведенную площадь, т. е. площадь арматуры и металла, входящего в расчетное сечение, приводят к площади бетона посредством расчетного числа п.
Кроме условий прочности, станина также должна удовлетворять условиям жесткости.
При расчете станины на жесткость определяют суммарную деформацию, слагающуюся из деформации стоек и ригелей. Полученную суммарную деформацию всей станины сравнивают с допустимой деформацией для станин.
Пример. Расчет предварительно напряженной железобетонной станины непрерывно-листового прокатного стана НЛС-1700.
Исходные данные для расчета: наибольший момент прокатки Мпр = = 30 000 кГм; наибольшее давление прокатки Рпр = 1800 т; расстояние между осями нажимных винтов 2800 мм; продолжительность цикла прокатки 40—120 сек; число пропусков за цикл — 1; максимальная деформация станины допускается равной 1,08 мм *. Бетон принят марки 600 с £б = 0,41-10в кГ/см2; напрягаемая арматура из стали Ст. 30ХГ2С со, = 9000 кГ/см2.
1. Проверка прочности станины.
Построение нейтральной линии станины и подсчет моментов инерции сечений. Схема станины изображена на рис. 50.
А. Сечение А—А. Координата нейтральной плоскости (рис. 51)
2 (ріУІ + nFWi)
У 2(^ + 0 '
Где F-t н F. — площади участков сечений бетона и металла; 2 Ы0в
П = q = ^>^25 — отношение модулей упругости металла и бе
Тона;
(/,• н уі — расстояние от центра тяжести участков сечений до нижней кромки сечения.
93,2.76,4-51,6— 28,3-2 (2-15 + 2,33 + 54 + 79 + 90) +
+ 5,125 [80.5.2,5 —80-1,8.99,1 +2.93,2-1,8.51,6 + 4.4,48.33 +
^______________ + 4-4,48-15 + 2-4,48 (54 + 79 + 90)]______________ =
Ja 93,2-76,4- 14-28,3 + 5,125.(80-5 + 80-1,8 + 2.93,2-1,8 +
+ 4.4,48+ 4.4,48 + 2.4,48 + 2.4,48 +2-4,48)
Приведенная площадь сечения F" = Fg + nFM. Площадь бетона Fq = 6724 см2. Площадь металла FM = 943 см2.
Fanp = 6724+ 5,125-943 = 11 561 см2. Приведенный момент инерции сечения А—А стоек станины
Janp = J6+
Где J б — момент ннерцни бетона; J іи — момент инерции металла.
= 5 047 681 см*. |
7б = ^6^ + 76 4.93i2.5>62_ [ 14 ЗЛ^ + 4 304^ (312 + 132) +
2 3>1*'6 (82 + ЗЗ2 + 442)
^=^ + 80.5.43,52 + i^ + l,8-80.53,P + 2-W + + 2• 1,8• 93,2• 5,62 + 14 —(б4 — 5,554) + 4 (б2 — 5,552) (ЗІ2 + 132) +
+ 2 (б2 — 5,552) (82 + ЗЗ2 + 442) = 1 460 074 см*.
Janp = 5 047 681 + 5,125-1 460 074 = 12 523 000 см*.
Б. Сечение Д—Д Координата нейтральной плоскости (см. рис. 51) уа = 48,4 см.
JM = 7 590 966 см*. J6 = 34 070 997 см*. Приведенный момент инерции сечения Д—Д нижнего ригеля.
Jdnp = 34 070 997-f 5,125-7 590 966= 6,28-107 см4. Площадь бетона Fq = 16 862 см%. Площадь металла FM = 4260 см2. Приведенная площадь сечения
100 000 см4. |
Fdnp = 16 862 + 5,125-4260 = 38 662 см2. В. Сечение В—В Координата нейтральной плоскости (см. рис. 51) ув = 71,5 см. J6 = 8 898 365 см*.
Jnp = 8 898 365 - г 5,125 13 895 729 = і
Площадь сечения бетона Fg = 9426 см2; площадь сечения металла FM = = 7680 еж2.
Приведенная площадь сечения
Fenp = 9426 + 5,125-7680 = 48776 см2. Определение деформаций в стаииие рабочей клети
Деформации (угловые и линейные) определяем исходя из упругой работы железобетонной рамы.
Г np Jnp
IS s |
К. |
А)
Рис. 52. Расчетные характеристики станины:
А — расчетная схема железобетонной станины; б — момент в стойках; в — эпюра моментов
Пр |
Исходные данные: Р = 900 000 кГ; 1= 251 см; Л = 709,9 см; J"np = : 80,1 • 10® см4; Jdnn = 62,8 • 10® см4; Janp = 12,523-106 см4; F°nn = 48 776 см2>
Пр
Кр 38 662 см2' Fnp = 11 561 см2> Еб = 0,41-10® кГ/см2; hx = 590 см. Расчетная схема станины дана на рис. 52, а. Моменты инерции и площади сечений приведены К бетону.
Удлинение стоек
0 = ГГ^ = о"ТГ. ГсТ - [3] кГ/см*.
0,0561 см.
И,-І І • і и"'
Прогиб верхнего ригеля
H /і + fi-fl Прогиб от изгибающего момента
F' РР 900 ООО • 2513 ПЛП0Л.
H = = 48-0,41.10«.80,1-Ю'" = °'°OSOb-
Прогиб от перерезывающей силы
Р1
Fi
2G6F°
- 1,2-— коэффициент формы прямоугольного сечения. Модуль упругости 2-го рода
^ Еб 1
°б= 2(1+]!)' при ^ = •
G6 = 0,42857£б = 0,42857-0,41.106 = 0,1755-106 кГ/см\
F,0 900 000-251 лП1СОс
= ^T^7^^T0®T48776 = 0,01585 см.
Выгиб
,„ ^ MtP. 1 8E6J°np ■
Момент в стойке (рис. 52, б)
I h, I
М _ Pl М _ pi Pl 4J"p ' J*P <Р
Р |
900 000 |
2Fa |
2-11561 |
Пр |
|
Cf/Zx |
39.590 |
Еб |
0,41 • I06 |
М, _ _ _ М, _ _-------------- - ----- ---------- ---------------
9 Iа Iа 9 Iа " пр J пр " пр
РР Ji+Jz 9-105 - 2512
TOC \o "1-3" \h \z — X
16 , je Ja h 16
1 < Iе 4- Id \ 4- "Р "р
~2 V пР + Jnp) + ~~Та-------
Пр
(80,1 + 62,8) 106 , с, г
|
Эпюра моментов показана на рис. 52, в.
Г 1,67-106-2512 ПППЛ,
Fi = ОТГГО^™ = °'0004
Тогда
Fl = 0,00905 + 0,01585 — 0,0004 = 0,0245 см.
0,9-106.251 |
Прогиб нижнего ригеЛЯ
H = f2 + r3-n.
Прогиб от изгибающего момента
__ Р13 __ 900 ООО-2513 _ п п,, 2 ~ 48 E6Jdnp ~~ 48-0,41.106-62,8.106
Прогиб от перерезывающей силы
Г" и Pl 900 000-251
/2 = = ' 2-0,1755-106-38662 = °'01"
Выгиб
,» _ М, Р _ 1,67-106-2513 _ 2 ~ 8E6Jdn ~~ 8.0,41.10».62,8.10» ~ ,0° ' СМ'
Пр
/2 = 0,01155 + 0,0199 — 0,00051 = 0,03094 см. Общая деформация станины
/ = /і + /а + /з = 0,0245 + 0,03094 + 0,0561 = 0,11154 см.
Если вместо /з = 0,0561 см подставить величину Д2 = 0,0524 см (полученную из графика рис. 55), то получим
/ = /і + /а + д2 = 0,0245 + 0,03094 + 0,0524 = 0,10784 см <1,08,
Т. е. общая деформация станины находится в пределах допустимой величины. Построение нейтральной лииии станины и расчетной схемы нагружений.
I = 159 + 2 уа = 159 + 2-46 = 251 см.
H = 590 + ув + yd = 590 + 71,5 + 48,4 = 709,9 см.
Защемляющий момент в месте соединения поперечин со стойками.
Тогда
II. Определение напряжений в станине.
Напряжения в верхней поперечине (сеч. рис. 51) Растяжение в верхних волокнах бетона
(~-мЛ (135 — ув— 19)
; — 30,5 кГ/см2. |
АР = ---------------- L-------------------- =
Iе "Р
0 Q.10е.9S1 ' " - (1,6/. 10") (135-71,5—19)
Напряжения в нижней поперечине (сеч. рис. 51). Растяжение
54,83-10"-88,6 62,8.10» |
— 77,5 кГ/см2. |
F^-M.) (137-й)
Сжатие
54,83-31,4-10" 62,8-] О6 |
27,4 кГ/см2. |
Jdd ■ |
("T^O (w-17)
Пр
Напряжения в стойках
Во внешних волокнах — растяжение
Р Afa (100— — 1.8) _ 900 000 оса га — 2-11561
= 32 кГ/см2. |
Zrnp пр
1,67-106 -52,2 12,523-106
1,67-10е.41 |
44,47 кГ/см2. |
+ |
12,523-106 |
Iа пр |
2F" |
Во внутренних волокнах — растяжение р, М2(Уа — Ь) 900 000
,рв _.
2-11561
III. Определение усилий обжатия в стаииие рабочей клети
Верхняя поперечина (рис. 53, а).
Запас по напряжениям сжатия от предварительного натяжения принимаем 20% с учетом получения напряжения в арматуре в допускаемых пределах. Тогда напряжение сжатия от предварительного натяжения в верхних волокнах будет
1.2-30,5 =
J2T ,v J |
Нейтральная |
Т |
Fflcn |
ВД If! m ПЛЩ илл I ^ I ' |
А,'58, Sen N |
FZ ГНейтральная |
= 36,6 кГ/см2.
Усилие обжатия ■ +
Рв ' пр
Рис. 53. Схемы обжатий верхней н нижней поперечины
П° Iе F*
Vе = |
1000 000 кГ. |
Св пр пр
36,6-80,1-106-48776 80,1-10» + 48776-28,5-63,5
Vee (135 — ув — 19) |
+ |
Пр |
Нижняя поперечина (рис. 53, б).
Запас по напряжениям сжатия от предварительного натяжения также принимаем 20%. Тогда
Avcd = 1,2apdd = 1,2-77,5 = 93 кГ/см2.
Vа |
; 864 ООО кГ. |
Усилие обжатия
П° ld Fd cd пр пр
Jdnp + Kpe0(W-yd)
93-62,8-106-38662
62,8-106 38662-58,6 (137 — 48,4)
Стойки стаиииы.
Растягивающее усилие на одной стойке
Р0= ^=^ = 450000 кГ.
Предварительное натяжение арматуры стойки с запасом по напряжениям сжатия принимаем
Vа = 1,3-Р0 = 600 000 кГ.
180 | 150 |
Рис. 54. Схемы расположения напрягаемой арматуры в сечении стойки и затяжки арматуры в станине |
4> |
Т - ф- |
-Н ПО I 250 I 2 |
Определяем координату центра тяжести напрягаемой арматуры (рис. 54).
45,571 см. |
Уо = |
4f-15 + 4f (15+ 18) + 2F(15 + 18 + 21) + + 2F (15 + 18 + 21 + 25) + IF-90 1AF
IV. Напряжения от предварительного иатяжения арматуры.
Верхняя поперечина:
Сжатие в верхних волокнах бетона
= 36,6 кГ/с. и2,
Сжатие в нижних волокнах бетона
Vа _ Уе0(13В-&— 19)
С
F" Iе
Гпр J пр
1000000 1000000-28,5.44,5 , ,
■ = 5 кГ/см2.
48776 80,1-106
Нижняя поперечина:
Сжатие в нижних волокнах бетона
= 93 кГ/см2,
Растяжение в верхних волокнах бетона
О _ Vі Vde0(yd~ 17) 864000 864000-58,6.31,4 _ _ 2
V - - fd Jd = "38662" ЩЛ05 ~ _ 2,9 Kl 'См ■
Пр пр
Стойки станины:
Максимальное сжатие в приведенном сечении
А Vа 600000
СС =------- = -,,-„. = 52 кГ см2.
С ра 11561 »Р
Максимальные напряжения сжатия в бетоне и металле стоек. Усилию V противодействуют усилие упругости бетона Vg и усилие упругости металла VaM, т.
Приняв деформации бетона и металла от силы Vа равными, получим
Л 1/0 л л V*
Д= . д = . д = ,
С-пр ^м
Где жесткость приведенного сечения
„ Ебрапр 0,41-10®• 11561 я п, ... _
= --------- 592------- =8-03-10' кГ/см.
Жесткость сечения бетона
„ E6F6 0,41 • 10®-6724 Г1 6 = - ТГ 592 = 4'67"10 кГ/СМ■
Жесткость сечения металла
= = 3,36.10е
. 1,а 600000
Тогда |
Ск> = "рзЛов" = ' '
Vg = АСб = 0,0747.4,67- 10е = 348 000 кГ. АСм = 0,0747 • 3,36 • 10е = 252 000 кГ.
В бетоне
Л П |
348000 6724 252000 943 |
А6 = "сж |
51,8 кГ/см2; |
В металле |
Vа У м ' м |
ГИ1 Сж ' |
: 268 кГ/см2. |
V. Напряжения в напрягаемой арматуре. Стойки станины.
Диаметр стержня 40 мм\ ст. 30ХГ2С. Количество п = 14 шт. Напряжения от силы натяжения
OaJ> = |
3420 кГ/см2. |
Vа _ 600000 nFa ~ 14.0,785-16
Напряжения от силы прокатки.
Приведенная жесткость сечения стойки
Спр = 8,03-106 кГ/см.
Жесткость арматуры на расчетной длине стойки hl = 590 см, EnFa _ 2,0-106-14-0,785.16
Са 590
Определим коэффициент нагрузки
Са + С, |
Пр |
Са 0,596-106
= 0,596 106 кГ/см.
: 0,0694.
106 (0,596 + 8,03)
Представим работу бетона арматуры в стойках станины в виде графика (рис. 55).
Да - деформация арматуры йбм - деформация стойки &i - деформация от силы Р |
Тогда |
Дополнительное усилие к натяжению согласно рис. 55.
1 = 0,0694-450 000 = 31 200 кГ, Va + Pz 600000 + 31200
«Р,
NFa 176
0,423, ре |
Д,= |
0,0524 см. |
Рнс. 55. График работы бетона и арматуры^в стойках станины |
== 1,006 см. |
= 35S0 кГ/см2, 3590
Что составит отношение
8500
Комендуется 0,4—0,9. • Деформация стойки станины будет
Pz _ 31200 Са ~ 0,596-106
Деформация арматуры на длине стойки
Vа _ -600000 Са ~ 0,596.106
Деформация стойки от сжатия
Vа
600000 8,03-10е |
= 0,0748 см. |
&бм = - р— = ^пр
Из графика (рис. 55) определим силу Р0, характеризующую предельную нагрузку на стойки клети по напряжениям сжатия
Р0 в и(д:«+о
Vа
; 650 000 кГ, |
11561•12 = 650000 или П = |
= = 650000 5ьь-~30.5кГ/см* Z7A кГ/сп* |
Рис. 56. Эпюры напряжений |
А?
600000(1,006 -і - 0,0748) 1,006
Что будет соответствовать перегрузу в 1,44 раза при напряжениях в стойках, равных нулю. При растягивающих напряжениях в стойках станины, равных 12 кГ/см2, максимальный перегруз может быть допущен.
- 139000 = 789 000 кГ, Ртах 789000
Р 450000 = 1,75 раза.
Напряжение в арматуре достигнет
_а ____ Р Max _
°ртах - nFa
789000
4500 кГ/см2.
14-0,785.42 Верхняя поперечина.
Напряжения от силы натяжения
= 4430 кГ/см2,
Vе 1000000
A 18-0,785-42
Где п1= 18 — число стержней арматуры.
Определим дополнительные напряжения в арматуре от приложения усилия прокатки
Еб °Р-«'
А о"
Где. о |
Р. 6 |
-напряжения от усилия прокатки по линии действия равнодействующей; арматуры (рис. 56)
~ М.) 28,5 Iе
V» = 0,9-106.251 |
J пр
80,1-106 2,0-108 0,41-10° |
Дет® |
— 1,67-10®^ 28,5
19,5 кГ/см2.
19,5 = 100 кГ/см2,
Максимальные напряжения 6 арматуре
Оарв + Да8 = 4430 + 100 = 4530 кГ/см2 < 6000 кГ/см1,
Т. е. максимальные напряжения в арматуре меньше браковочного минимума для стали 30ХГ2С; предела текучести 6000 кГ/см2 и предела прочности при растяжении 900G кГ/сма.
Нижняя поперечина. Напряжения от силы затяжки
І Vа 864000 . . ,
4 = -^Га = 15^785-4,2 = 4580
Где «2 — 15 — число стержней арматуры.
Тогда |
Напряжения в станине рабочей клети HJIC-I700 в кГ/см2 |
Дополнительные напряжения в арматуре от приложения усилия прокатки
И..
Mi) 58,6 _ 54,83-106-58,6
V =------------- 75--------------------- ЩЛог— - 51-2 кГ'см*'
Пр
Л 2 0-10®
= 0 41 10«"51'2 = 250 КГ, СМ2>
С^ + Дс/ = 4580 + 250 = 4830 кГ/см2 < 6000 кГіслґ.
Напряжения от усилий предварительного натяжения арматуры и прокатки приведены в табл. 10.
Таблица 10
|
Эпюры напряжений железобетонной станины (стоек й ригелей) представлены на рис. 57, а и б-
Из эпюр видно, что суммарные напряжения в элементах станины (состоящие из установившихся напряжений предварительного обжатия бетона и напряжений, возникающих от действия эксплуатационных нагрузок) меньше допустимых.
Рис. 57. Напряжения в станинах: а — от предварительной затяжки; б— от усилия прокатки |