(анкерные колодки и т. д.) закрываются металлическими кожухами.

В условиях эксплуатации шабот находится в сложном напряженном состоянии, претерпевая ударные нагрузки, повторяющиеся за время срока его службы несколько десятков миллионов раз.

Ударная нагрузка определяется из условий работы деформации металла при штамповке.

При расчете железобетонный шабот рассматривается как балка на упругом основании, нагруженная сосредоточенной силой Р = 8000 т, эквивалентной силе удара и приложенной посредине пролета. Для расчета принято сечение шабота по вертикали от точки приложения силы. Так как сечение шабота состоит из двух разнородных материалов (бетона и стальной арматуры), то определяют геометрические характеристики приведенного сечения.

Расчет на прочность заключается в определении несущей способности сечения железобетонного шабота и сравнении ее с максимальным усилием, возникающим в сечении от действия внешней нагрузки.

Момент от внешней нагрузки Р = 8000 т в сечении под силой равен 4133 тм, а перерезывающая сила Q = 4000 т.

После определения внутренних усилий, возникающих в сечении от внешней нагрузки, определяют потери предварительного напряжения. Суммарные потери после обжатия бетона составили 972 кГ/см. Напряжения в арматуре с учетом всех потерь равны 9450 кГ/см. Величина момента внутренних сил, соответствующая расчетному предельному состоянию по несущей способности, в данном случае равна 7200 тм, а величина максимального момента, вызванного внешней нагрузкой, - 4133 тм. Следовательно, несущая способность рассчитываемого сечения железобетонного шабота почти в 2 раза выше момента внешних сил.

Кроме расчета на прочность, производится также проверка шабота на трещиностойкость. Для этого определяют величину момента внутренних сил, которую может воспринять сечение в его расчетном предельном состоянии до начала образования трещин. Сечение железобетонного шабота до появления трещин выдерживает момент, равный 3640 тм, а величина действующего момента, за вычетом момента сил обжатия, бетона относительно ядровой точки составляет 1567 тм. Следовательно, появление трещин исключено даже при двухкратной перегрузке.

Шабот проверяют на выносливость, исходя из напряжений в арматуре, с учетом потерь от обжатия и нарастающих деформаций бетона в результате многократного приложения ударной нагрузки. Расчет на выносливость сводится к определению напряжений в сечении шабота и сравнению их с расчетным сопротивлением бетона на сжатие при изгибе. Растягивающие напряжения в сече-112

НИИ шабота отсутствуют, а сжимающие напряжения невелики. Однако расчетом на выносливость необходимо также учитывать контактную прочность бетона при действии ударной силы, повторяющейся много раз. В результате испытаний моделей железобетонного шабота было установлено следующее.

Величина максимальной динамической силы, прикладываемой к модели, равна 320 т. Модель, выполненная в масштабе 1 : 5 (рис. 69) по отношению к натурному образцу, изготовлена из

Рис. 69. Модель железобетонного шабота

бетона марки 500. В качестве предварительно напряженной арматуры взята горячекатаная сталь периодического профиля марки 30ХГ2С, которую натягивали электротермическим способом. Испытания производились с целью проверки работоспособности модели железобетонного шабота 10-тонного штамповочного молота при приложении расчетной ударной нагрузки 2-10" циклов. Модель была установлена на бетонный фундамент и испытывалась на ударной установке со свободным падением ударника. Скорость падения ударника к моменту соприкосновения с плитой модели = = 3,5 м/сек.

Модель выдержала 2-10" циклов приложения ударной нагрузки, при этом никаких нарушений целостности модели не наблюдалось. Эпюра распределения напряжений по высоте сечения при изгибе под силой в горизонтальных плоскостях показана на рис. 70, а.

Одновременно определены напряжения сжатия по высоте сечения под силой. Эпюра распределения напряжений сжатия показана на рис. 70, б.

При приложении 2 • 10" циклов ударной нагрузки сцепление металлической плиты с бетоном це нарушилось.

§ А. И. Дрыга 1138 ПЗ

Одновременно с испытанием предварительно напряженной модели шабота испытывали модель с ненапрягаемой арматурой. При приложении 700 тыс. циклов ударной нагрузки такой же

а) б)

Рис. 70. Эпюры напряжений в предварительно напряженной модели шабота

величины (Р = 8000 т) металлическая плита, по которой производились удары, начала отслаиваться и в месте контакта ее с массивом бетона появилось напыление. Следовательно, для данной

1,00-н

18 кГ/смг

г/, к Г/см-

-BOO-

3ltr/cn2

Рис. 71. Эпюры напряжений в модели шабота из обычного железобетона

величины силы удара анкеровка плиты ненапряженной арматурой является недостаточно жесткой и анкеровку металлических закладных частей, по которым непосредственно производится удар, необходимо выполнять с помощью предварительно напряженной арматуры.

На модели получено распределение напряжений по сечению под силой, при изгибе, величины которых приведены на рис. 71, а. 114

На рис. 71, б представлена расчетная эпюра распределения напряжений в том же сечении модели, из которой следует, что напряжения в бетоне, полученные экспериментально, близки к расчетным.

Испытаниями модели железобетонного шабота 10-тонного штамповочного молота установлена работоспособность ее при приложении 2- Ю* циклов расчетной ударной нагрузки.

СТАНИНА ПРЕССА ПЖБ-600

Железобетонная предварительно напряженная станина пресса ПЖБ-800, разработанная НИИЖБом совместно с ВНИИМЕТМАШем, представляет собой конструкцию, состоящую из четырех монтажных элементов: двух архитравов - верхнего и нижнего и двух стоек (рис. 72).

Эти элементы при помощи продольной стержневой арматуры объединяются в пространственную конструкцию. Для повышения прочности и жесткости архитравов станины они выполняются в виде толстых железобетонных плит предварительно напряженных в двух направлениях. Предварительное напряжение бетона архитравов осуществляется навивкой по боковой поверхности элементов обоймы из высокопрочной арматурной проволоки диаметром 4 мм. Обойма состоит из трех сплошных рядов проволоки. Бетон для станины принят марки 500. В станине для крепления механических узлов пресса, распределения передаваемых на бетон сосредоточенных усилий и в местах сопряжения элементов предусмотрены металлические закладные части.

Принятая форма цилиндрической станины обеспечивает достаточную жесткость конструкции при действии продольных и поперечных усилий.

Железобетонные станины прессов цилиндрической формы при эксплуатации находятся в условиях сложного напряженного состояния. Схема нагрузок, действующих на цилиндрическую станину пресса, приведена на рис. 73.

При эксплуатации стенки станины работают на внецентренное растяжение. Сечение стенок определяется в основном возможностью расстановки продольной рабочей напрягаемой арматуры станины, которая должна воспринимать усилия прессования. Для расчета стенок могут быть использованы положения СНиП [37]. 8* 115

Рис. 72. Железобетонная станина пресса ПЖБ-800

Архитравы станин являются наиболее нагруженными элементами. Их прочность и жесткость должны быть достаточны, чтобы передать рабочее усилие пресса на несущие растянутые стенки станины. Эксплуатационные усилия передаются на нагружаемую часть архитрава через ~j пирамиду штампов, распределяющих давле-а; ние до величины, безопасной для железо-I бетона. Величина рабочего усилия такова, что давление Р на бетон архитрава, распределенное под плитой, может достигать вели- чин, значительно превышающих кубиковую -1 прочность бетона. С противоположной сто- роны на опорной плоскости архитрава возникает реактивное давление анкеров продольной напряженной арматуры, передаваемое на бетон через толстые металлические шайбы, распределяющие давление.

Реактивные усилия вызваны натяжением арматуры и действуют на бетон конструкции постоянно, увеличиваясь в момент работы пресса до максимального значения. Определение напряжений и деформаций в железобетонном архитраве с напрягаемой арматурой может быть выполнено как для объемного пространственного тела из упруго работающего материала по методике расчета, разработанной инж. Гохбаумом Ф. А.

Для расчета цилиндрических архитравов железобетонных станин прессов Браилов-ским М. И., Астровой Т. И. предложена формула [28]

кРпспл < тО,15лйоДК (Rnp + 4ао), (52)

Рис. 73 Схема нагрузок, действующих на станину пресса ПЖБ-800

k - коэффициент перегрузки, принимаемый по техническому заданию на пресс; Рзкспл ~ эксплуатационная нагрузка;

т - коэффициент условий работы конструкции;

do - диаметр штампа, передающего нагрузку на архитрав, в см;

Д - диаметр архитрава в см;

Оо - давление на боковую поверхность архитрава предварительно напряженной сплошной обоймы в кГ/см\ К - коэффициент, вычисляемый по формуле

где /- рабочий пролет архитрава;

а - угол наклона внутреннего усилия к оси, перпендикулярной направлению этого усилия. При выборе величины обжатия необходимо соблюдать условие

д < ОМпр- (54)

Из этого условия подбирают сечение проволочной обоймы по формуле

9 = ,

(55)

где п - число слоев обоймы;

Р - усилие в проволоке при навивке ее на бетонный сердечник

архитрава, при этом должно соблюдаться условие

Р<-

Д - диаметр архитрава; d„p - диаметр проволоки; f„p - сечение проволоки,

<?! = <? + А?.

(56)

(57)

где Ао - возможные потери предварительного обжатия в бетоне [37].

Опытами, проведенными в НИИЖБе Браиловским М. И. и Астровой Т. И. [28], установлено, что конструкция архитрава станины пресса в виде толстой железобетонной предварительно напряженной круглой плиты обеспечивает необходимую прочность станины. Плита из бетона марок 500-600 диаметром 52 см и высотой 40 см при диаметре нагружающего штампа 22,5 см, армированная предварительно напряженной проволокой, составляющей 2,5% от объема бетона, выдерживает усилие 800-1000 т. При таком же соотношении размеров, а внешнем диаметре в 2,5 раза большем плита выдерживала усилие примерно в 2,5 раза выше (до 2300 т).

Экспериментальные исследования показали, что прочность круглой толстой плиты пропорциональна высоте плиты, марке бетона, величине предварительного обжатия и в значительной степени зависит от диаметра штампа, передающего нагрузку. Боковое обжатие плиты рекомендуется принимать равным или не более 0,2-0,3 кубиковой прочности бетона. Диаметр штампа do, передающего нагрузку, наиболее выгодно принимать из условия

где Д - диаметр архитрава.