книги из ГПНТБ / Моносзон А.И. Конвейерные галереи из сборного предварительно напряженного железобетона опыт треста № 19 Главленинградстроя и института Гипростекло
.pdfАКАДЕМИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ СССР
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОРГАНИЗАЦИИ, МЕХАНИЗАЦИИ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОМОЩИ СТРОИТЕЛЬСТВУ
БЮРО ТЕХНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
КОНВЕЙЕРНЫЕ ГАЛЕРЕИ ИЗ СБОРНОГО
ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННОГО
ЖЕЛЕЗОБЕТОНА
Опыт треста № 19 Главленинградстроя
и института «Гипростекло»
ГОССТРОЙИЗДАТ
Москва — 1960
Автор брошюры — канд. техн, наук А. И. МОНОСЗОН, руководитель группы строительного отдела института «Гипростекло».
В брошюре освещен опыт применения сборного предварительно на пряженного железобетона. при строительстве -большепролетных кон вейерных галерей на заводе железобетонных изделий имени 40-легия Ленинского комсомола в Ленинграде.
Приведены сравнительные технико-экономические показатели кон струкций галерей и намечены пути дальнейшего внедрения сборного
предварительно напряженного железобетона в строительство подоб
ных сооружений.
ГОС. ПУБЛИЧНАЯ НАУЧН-ТЕХНИЧЕСКАЯ
Конвейерные галереи — распространенные инженерные соо
ружения, возводимые на площадках промышленных предприя
тий различных отраслей народного хозяйства. Назначение этих
галерей — нести нагрузку от конвейера и транспортируемого
груза, защищать их от атмосферных воздействий и обеспечи
вать удобства эксплуатации конвейера.
Указанные галереи называют по разному — конвейерными
мостами, транспортерными галереями, транспортерными эста кадами. Однако учитывая назначение таких сооружений, будет
наиболее правильно |
именовать их конвейерными |
|
галереями. |
|||||
|
Размеры поперечного сечения галерей обуславливаются: по |
|||||||
ширине — размером |
конвейера и шириной проходов, |
по высо |
||||||
те— |
|
работы обслуживающего персонала. |
|
В соответ |
||||
|
мудобством |
|
|
м |
|
обычно 2— |
||
ствии с этим внутренние размеры их составляют |
||||||||
4,5 |
|
по ширине и 2—2,5 |
|
по высоте. |
|
|
Общее компоновочное решение, а также высота и протя
женность галерей, определяются характером и мощностью про мышленного предприятия, а также топографическими условия
ми площадки. Высота сооружения достигает иногда нескольких
десятков метров, а протяженность — нескольких километров.
Известно, что при проектировании мостов высота опор влия ет на выбор величины пролета. Назначая пролеты конвейер ных галерей, также следует исходить из оптимального соот ношения между величиной пролета и высотой, на которой рас
полагается горизонтальная галерея, или на которую поднимает
ся наклонная.
Конструктивные решения галерей схожи с решениями мо
стовых сооружений. Они предусматривают устройство опор и пролетных строений. Крайними опорами иногда служат стены зданий, к которым примыкает галерея, а промежуточными — конструкции из металла или железобетона. Пролетным строе нием является основная конструкция галереи, причем, в зави
симости от применяемых материалов, |
все ее части (стены, дни |
|||
ще и крыша) |
или только некоторые |
из нйхм |
могут использо |
|
ваться в качестве несущих элементов пролетного строения. |
||||
Конвейерные, галереи с пролетами |
до 30 |
строили до по |
||
следнего временим, |
, как правило, из металла. Железобетон при |
|||
менялся только в |
отдельных случаях для сооружений с проле |
|||
тами до 18 |
причем большинство галерей строилось с про- |
|||
2-1499 |
|
|
|
3 |
летами 7,9 и 12 м. В качестве несущих конструкций пролетных строений использовались железобетонные балки, все же осталь ные элементы служили лишь ограждающими конструкциями. Днище и покрытие галерей, правда, делали из железобетонных плит, но эти конструкции работали только на местную нагруз ку и в общей работе пролетного строения не участвовали.
В последние годы появились различные решения железобе
тонных галерей, у которых главные несущие конструкции про
летных строений—'балки или фермы — используются также
как стены, однако элементы днища и покрытия все же не уча ствуют в совместной работе с основными элементами пролет ного строения.
Учитывая размеры и простоту очертания поперечного сече ния галерей, а также опыт изготовления тонкостенных предва рительно напряженных железобетонных конструкттий. накоп
ленный предприятиями строительной индустрии СССР, еле чует
считать, что наиболее рациональным решением пролетного стро ения конвейерных галерей является предварительно напряжен
ная железобетонная коробчатая конструкция, у которой все элементы совместно работают под нагрузкой вдоль и поперек пролета. Пролеты галерей такой конструкции могут быть в не
сколько раз больше пролетов, принимающихся при проектиро вании других конструкций галерей.
Предложения по таким конструкциям были внесены в 1954 г.
инж. П. Л. Банлоном (Харьковское отделение ГПИ «Промстрой-
ппоект»), а в 1957 г. инж. А. М. ГелыЬандбейном (институт
«Южгипоошахт»). Эти предложения предусматривали располо
жение пучков в теле бетона конструкций.
В 1955 г. в институте «Гипростекло» группой проектиров щиков под руководством автора данной брошюры были пред
ложены и разработаны в рабочих чертежах конструкции про
летных строений галерей коробчатой формы, выполняемые из предварительно напряженного железобетона. Арматурные пуч
ки располагаются вне стен галереи, ©бетонирование их произ
водят после натяжения.
Тонкостенная коробчатая конструкция работает на сжатие
и |
изгиб в двух направлениях — вдоль и поперек пролета. |
Все |
ее |
элементы — стены, днище и покрытие участвуют в простран |
|
ственной работе пролетного строения. |
на |
|
|
В простых плитах днища и покрытия, укладываемых |
плоскостные главные несущие конструкции, железобетон ис
пользуется недостаточно рационально. Наиболее эффективно он применяется в коробчатой конструкции, ибо все ее элементы
работают как упруго защемленные плиты. Пои этом изгибаю
щие моменты от местных нагрузок для стен днища и покрытия
значительно уменьшаются, что приводит к снижению их толщи
ны. а следовательно, к сокращению расхода бетона и особенно арматурной стали,
4
Решение галерей в виде тонкостенных коробчатых балок из бетона высоких марок, сжатых по всей площади попереч ного сечения, и шпренгелей из высокопрочной проволоки, при
нимающих на себя растяжение, позволяет наиболее эффективно использовать эти материалы. Оптимальные величины пролетов
для таких конструкций могут быть в несколько раз больше,
чем в прежних решениях, что приводит к сокращению количе ства промежуточных опор. При возведении конвейерных гале рей на значительной высоте это дает возможность резко умень шить расход материалов, затраты, труда на монтаж, а также
их стоимость, отнесенные на единицу длины сооружений.
Такие конструкции пролетами 37 и 87 м построены в 1957 г.
на заводе железобетонных изделий имени 40-летия Ленинского
комсомола в Ленинграде. Они явились пионерными в этой обла
сти строительства.
Галереи с пролетными строениями данного, типа оказались
более экономичными по расходу материалов, чем сооружения
из обычно применяемых конструкций. В сравнении же с гале
реями, имеющими металлические несущие конструкции, они
требуют металла в несколько раз меньше.
РАСЧЕТНЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ, ПРИНЯТЫЕ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ
Пролетное строение обоих пролетов — 37 и 87 м — пред ставляет собой комбинированную систему в виде однопролет
ной железобетонной балки, свободно опирающейся на опоры и усиленной многошарнирной гибкой цепью — шпренгелем.
Балка — коробчатая, прямоугольного сечения, образуемая тон
кими железобетонными стенами, днищем и покрытием галереи.
По длине балка состоит из сборных блоков. Шпренгель ее при
нят в виде арматурных пучков из высокопрочной проволоки,
располагаемых вне стенок балки и напрягаемых на бетон кон
струкции.
Шпренгельные системы широко распространены в промыш ленном и транспортном строительстве. Их особенно выгодно применять в предварительно напряженных железобетонных конструкциях.
Изгибающий момент и поперечная сила, возникающие при
предварительном напряжении шпренгеля. по знаку обратны этим возлействиям от собственного веса конструкции и эксплу атационной нагрузки.
Расчетной схемой балки (рис. Г) предусмотрено такое рас положение шпренгеля, при котором она в любом сечении по длине, под действием как постоянной, так и временной нагруз ки испытывает только сжимающие напряжения, а растяжение полностью воспринимается шпренгелем.
5
Рис. 1. Расчетная схема пролетных строений кон вейерных галерей из сбор ного предварительно напря женного железобетона
Шпренгель расположен по параболической кривой, опреде
ляемой уравнением:
где f — стрела гибкой цепи (шпренгеля), а I — расчетный
пролет балки.
Расчетные значения изгибающих моментов и поперечных сил от постоянной и временной нагрузок для железобетонной балки определены по формулам'
М=Мй~Ну\ Q=Q°—Htga,
где АГ и Q° — соответственно изгибающий момент и по перечная сила от рассматриваемой нагрузки в любом сечении
простой |
двухопорной балки; |
в шпренгеле |
||
у |
— |
горизонтальная |
составляющая усилия |
|
Н |
|
|
|
|
|
— |
|
|
|
(распор); |
|
тяжести рас |
||
а |
|
расстояние от оси шпренгеля до центра |
сматриваемого сечения балки;.
— угол, образуемый касательной к оси шпренгеля и осью
балки.
Из формул видно, что для уменьшения расчетных величин
изгибающего момента и поперечной силы необходимо увели
чивать Н и у. Но при увеличении Н за счет натяжения в шпрен геле возрастает расход стали, а при увеличении у требуется значительный вынос шпренгеля ниже балки. Проведение этой
операции связано с устройством высоких временных опор при
сборке конструкций, на что возможно придется расходовать значительное количество материалов. Следует искать опти мальные решения в каждом отдельном случае.
По4 существу всякий криволинейный или прямолинейный
арматурный пучок, отстоящий на известном расстоянии от ли
нии центров тяжести сечений балки, представляет собой рас
тянутый пояс шпренгельной системы.
Так как величина Н в шпренгельной предварительно напря женной балке весьма значительна, то даже при небольших
углах а (3—7°) расчетная поперечная сила в балке резко
уменьшается (до 50%), Это приводит к значительному умень-
6
шёнию скалывающик и главных растягйВЙющйх напряжений
в стенках коробчатой балки.
Шпренгель пролетного строения Z = 37 м располагается в пре
делах высоты стенок коробчатой балки и опирается на сталь
ные шарниры, приваренные к закладным деталям балки в ме
стах швов между блоками с шагом 6 м.
Шпренгель пролетного строения 1=31 м в крайних частях пролета также располагается в пределах высоты балки, а в средней части пролета вынесен за ее пределы и опирается на
железобетонные поперечные рамы, установленные по длине балки с шагом 12 л в местах сопряжения ее блоков.
Вертикальные нагрузки, принятые при расчете пролетных строений, подсчитаны исходя из заданных размеров и материа
лов конструкций, а также веса конвейеров и транспортируемых
грузов на единицу длины галереи.
Расчетные значения |
вертикальных нагрузок |
|
|
для пролетного строения 1=37 м |
|
||
постоянная |
нагрузка |
■— 2,5 т/м |
|
временная |
» |
— 0,5 |
» |
для пролетного строения 1=87 м |
|
||
постоянная |
нагрузка |
— 3,5 т/м |
|
временная |
» |
— 0,5 |
» |
* ГАЛЕРЕЯ |
С ПРОЛЕТНЫМ СТРОЕНИЕМ 1=87 м |
|
Пролетное строение 1=31 м является наклонным участком
галереи № 5 (рис. 2), предназначенной для установки ленточ ного конвейера, подающего заполнители бетона из подготови тельного отделения в бункера подогрева. Общая длина галереи
№ 5 — 48 |
м, |
из которых 37 |
м |
занимает наклонный участок. |
|
|
|
» Концы наклонного пролетного строения расположены на отмет
ках + 2,45 |
и + 14,95. |
Галерея не отапливается. |
||||||
|
Наклонное пролетное строение представляет собой сборную |
|||||||
железобетонную |
коробчатую конструкцию сечением 2560 X |
|||||||
Х2160 |
мм. |
Ее промежуточные блоки имеют швеллерное сече |
||||||
ние |
размерами 2160X1240X6000 мм* . |
|
толщина стенки и полок |
|||||
|
мм, |
|
|
|
мм-, |
|
|
|
80 |
в местах |
стыков—110—130 |
мм; |
в углах швеллера уст |
||||
роены вуты размерами |
100X200 |
|
В стенках швеллеров сде |
|||||
ланы оконные проемы, |
которые при |
сборке пролетного строе- |
■ния заполнили стеклоблоками. Крайние блоки-порталы имеют
коробчатое сечение с утолщенными стенками для создания упо
ров под анкеры арматурных пучков* Галерея собрана из шести
спаренных (двенадцати швеллерных) тонкостенных блоков и
двух утолщенных коробчатых блоков-порталов. «
ромАрматура4—6 мм. |
блоков (рис. |
3) выполнена в |
виде сварных сеток |
и отдельных |
стержней из |
холоднотянутой |
проволоки диамет |
7
тН |
Узел f |
Рис. 2. Конвейерная галерея № 5 с пролетным строением /=37 л
Рис. 3. Арматура про межуточного блока про летного строения
I = 37 м
8