Повышение долговечности железобетонных перекрытий обогатительных фабрик угольной промышленности

Повышение долговечности железобетонных перекрытий обогатительных фабрик  угольной промышленности

Наличие больших динамических нагрузок и агрессивной среды, сопутствующей технологии обогащения углей, создает тяжелые условия работы строительных конструкций. Мокрый способ производства создает препятствия своевременной очистке и окраске стальных конструкций, чем способствует интенсивному развитию их коррозии. Это является одной из основных причин, способствующих широкому применению железобетонных конструкций при  строительстве  обогатительных  фабрик.

Данные обследования обогатительных фабрик Донбасса, проведенного в 1964-65 гг. Донецким Промстройниипроектом под руководством кандидата технических наук И. В. Вольфа, показали, что долговечность основных железобетонных конструкций в условиях ОФ составляет 30-35 лет, а в отдельных случаях не превышает 15 лет.

При этом было выявлено, что сборные железобетонные конструкции с обычным армированием значительно долговечнее монолитных, благодаря их высокой плотности и однородности бетона, получаемых при индустриальном способе изготовления. Однако, узлы сопряжений сборных железобетонных конструкций под действием вибрации легко растрескиваются и затем поражаются агрессивными воздействиями.

С целью повышения долговечности железобетонных конструкций в условиях обогатительных фабрик и снижения их себестоимости Гипрошахтом совместно с Донецким Промстройниипроектом разработана, испытана в натурных условиях и внедрена при строительстве главного корпуса обогатительной фабрики шахты № 8 треста «Эстонсланец» новая экономичная сборно-монолитная преднапряженная железобетонная конструкция перекрытия, включающая в себя преимущества, свойственные конструкциям из преднапряженного, сборного и монолитного железобетона.

Перекрытие состоит из сборных преднапряженных железобетонных коробов, уложенных на консоли колонн, на вертикальные стенки которых устанавливаются корытообразные преднапряженные железобетонные настилы или второстепенные сборно-монолитные преднапряженные железобетонные балки. В образовавшееся пространство между торцами настилов и коробом ригеля устанавливается арматурный каркас, верхние стержни которого, являющиеся, опорной арматурой сборно-монолитного ригеля, привариваются к выпускам арматуры из колонн при помощи ванной сварки, после чего замоноличиваются бетоном.

В данной конструкции бетон настилов, второстепенных балок и короба ригеля является более плотным по сравнению с бетоном сборных конструкций с обычным армированием благодаря обжатию его арматурой, а плотность и однородность монолитного бетона такие же, как и у сборных конструкций с обычным армированием. Это достигается за счет применения жесткого и однородного бетона, приготовленного в заводских условиях, укладки его в прочную плотную и жесткую «опалубку» в объеме, позволяющем применять для уплотнения мощные вибраторы. Конструкции для испытаний и строительства обогатительной фабрики изготовлялись на Кохтла-Ярвенском заводе железобетонных изделий. Испытания производились на испытательном стенде завода и непосредственно в смонтированном каркасе.

Целью экспериментального исследования работы сборно-монолитного преднапряженного  железобетонного  перекрытия в натурных условиях являлось определения его несущей способности, жесткости, трещиностойкости, степени участия работы опорной арматуры в работе ригеля, влияния преднапряженной арматуры в сжатой зоне (на опоре) на растянутую зону бетона, совместной работы монолитного и сборного бетона, а также определение параметров собственных и вынужденных колебаний конструкций и каркаса.

Параллельно намечается провести работы по определению собственных и вынужденных параметров колебаний отдельных конструкций и каркаса главного корпуса обогатительной фабрики шахты № 7 треста «Эстонсланец», запроектированного и построенного в сборном железобетоне с обычным армированием при полной аналогии объемно-планировочного решения и технологической части проекта, идентичности конструктивной и технологической схем главного корпуса исследуемой шахты № 8 того же треста. Полученные данные исследования работы конструкций на динамические нагрузки двух идентичных фабрик, отличающихся только конструкциями перекрытия, можно будет сравнить и таким образом определить степень эффективности работы новых конструкций.

В течение 1964-65 гг. проведено изучение работы конструкции перекрытия на статическую нагрузку и определены параметры собственных колебаний каркаса.

Преднапряженный настил испытывался по схеме свободно лежащей балки на двух опорах, загруженной равномерно распределенной нагрузкой.

Второстепенные сборно-монолитные преднапряженные железобетонные балки испытывались по схеме свободно лежащей балки на двух опорах, нагруженной двумя сосредоточенными силами в четвертях пролетов.

Испытания показали необходимость усиления второстепенных балок у подрезок опор отогнутыми стержнями.

Для испытания сборно-монолитного ригеля был изготовлен фрагмент рамы, состоящий из двух колонн, установленных на стенде и раскрепленных поверху между собой, сборно-монолитного преднапряженного ригеля, состоящего из преднапряжен-ного короба, торцов настилов, арматурного каркаса и монолитного бетона.

В процессе испытаний установлено, что сборно-монолитный преднапряженный ригель удовлетворяет требования прочности, жесткости.и трещиностойкости.

Проверка условий совместной работы элементов короба и настила, замоноличенных в общий ригель показала, что деформации сжатого монолитного и сборного бетона по мере нагружения примерно одинаковы до нагрузки, составляющей 0,7. балочной разрушающей, то есть до раскрытия трещин. Можно считать, что составное сечение сборно-монолитного преднапряженного ригеля работает как единое целое. Однако необходимо учесть, что арматура короба и сердечника непосредственно между собой не связана, и при случайном появлении факторов, способных нарушить совместную работу сборного и монолитного бетона, что возможно только при несоблюдении ТУ на изготовление и монтаже данной конструкции, можно ожидать резкого понижения несущей способности ригеля. Для предотвращения этого предлагается соединить два этих каркаса при помощи запуска половины хомутов арматурного каркаса сердечника за преднапряженную арматуру короба.

Применение преднапряженной сборно-монолитной конструкции перекрытия при строительстве ОФ шахты № 8 треста «Эстонсланец» позволило сэкономить по 3 руб. 28 коп. на одном квадратном метре перекрытия или по 73 коп. на одном кубическом метре строительного объема здания.

Читайте так же:

Комментарии запрещены.