Монолитных конструкций

В книге изложена оригинальная методика расчета и моделирования, которая может быть применена при расчете сборных и монолитных фундаментов турбогенераторов. Дается описание первого построенного сборного железобетонного фундамента и намечаются пути дальнейшего развития строительства фундаментов турбогенераторов.

7-2. Возведение монолитных фундаментов......... 302

Применение новых расчетных схем приобретает особое значение в связи с отказом от монолитных фундаментов и переходом на сборные железобетонные фундаменты.

Для всесторонней оценки прогрессивности и эффективности сборных конструкций фундаментов предварительно рассмотрим существующие в настоящее время конструкции монолитных и сборно-монолитных фундаментов. Их сопоставление и анализ помогут вскрыть основные преимущества и укажут конкретные пути дальнейшего их развития.

Фундаменты турбогенераторов небольшой мощности достаточно хорошо описаны в [Л. 21 и 29]. Нами же будут рассмотрены конструкции монолитных фундаментов турбогенераторов большой мощности.

Одним из первых шагов, направленных к уменьшению трудоемкости сооружения монолитных фундаментов и сокращению сроков строительства, явился переход от гибкой арматуры к жесткой, способной нести собственный вес конструкции фундамента до затвердения бетона и напружу от веса опалубки и монтажных приспособлений, в связи с чем резко уменьшился расход лесоматериалов на леса и опалубку. Переход от гибкой арматуры к жесткой совершался постепенно: сначала он был осуществлен в конструкции нижней плиты, а затем-— во всех частях фундамента. Но этот шаг имел и свою отрицательную сторону, заключающуюся в существенном увеличении расхода стали, так как арматурный самонесущий каркас 'приходилось проектировать достаточно мощным. В целях некоторого уменьшения расхода стали предусматривается также применение и гибкой арматуры, привариваемой к жесткому каркасу в "процессе его сборки, т. е. по существу каркас фундамента является смешанным. Гибкая арматура применяется также для армирования проемов, отверстий и каналов. Металлический каркас рассчитывается по двум стадиям работы: во-первых, на нагрузку от веса бетона, опалубки и монтажных приспособлений для производства работ и, во-вторых, как арматура железобетонного фундамента на нагрузки, действующие в процессе монтажа и эксплуатации турбогенератора.

строительными работами заготовлять конструкции несущих армокаркасов. Сложность и многодельность сооружения монолитных фундаментов с несущими каркасами будет проиллюстрирована при рассмотрении конкретных примеров этих конструкций.

На приведенном выше рис. 6-1 дана монтажная схема жесткого самонесущего каркаса, состоящего из армированных блоков для верхнего строения фундамента. Очевидна большая раздробленность каркаса на блоки совершенно различных типоразмеров; наряду с больше-размерными блоками значительное количество составляют малые блоки; много используется дополнительной гибкой арматуры; отсутствует единый план в рав'бввке каркаса фундамента. Конструкция армированного каркаса свидетельствует о ее большой трудоемкости. Для армирования фундамента используется большое количество профилей и диаметров стали. Например, употреблены швеллеры № 12; 16-а'и 20-а, уголки 150X10; 100X14; 100ХЮ; 90X12; 90X8; 75X10; 75X8; 75X6; 65Х6 и 50X6 мм и стержни диаметром 6; 8; 10; 12; 16; 20; 24; 27 и 30 мм. Обилие различных профилей и диаметров стали, присущее всем конструкциям монолитных фундаментов, резко усложняет вопросы снабжения, процессы сборки каркасов и приводит в конечном счете к удорожанию строительства и увеличению его сроков. Между тем нет технической необходимости такого разнообразия в армировании фундамента. Аналогичная картина возникает при использовании различных марок бетона, что также усложняет строительство.

Рассмотренный фундамент является яаиболее совершенным в практике проектирования монолитных фундаментов. Однако следует отметить, что значительное уменьшение числа пространственных арматурных блоков и упрощение разбивки каркаса, хотя и имели положительное влияние, все же не удалось устранить мно-годельности и сложности армирования фундамента.

Исключительно большие задачи по вводу новых мощностей, стоящие перед энергетиками, потребовали широкого внедрения заводских методов изготовления и монтажа железобетонных сооружений тепловых электростанций. Арматурные пространственные блоки внесли существенный вклад в решение ряда важных вопросов проектирования и строительства фундаментов турбогенераторов. Однако они не отвечали требуемым темпам развития энергетического строительства. Поэтому одним из дальнейших шагов в области строите л ьстаа фундаментов явилось применение сборно-монолитных фундаментов, у которых все конструкции, кроме колонн, выполняются из монолитного железобетона и только колонны — из сборного. По мере накопления опыта в области проектирования, строительства и эксплуатации стали применять в основном чисто рамные фундаменты, способствовавшие более правильному (распределению материала в конструкции и эффективному иопользова-

Но применение сборно-монолитных фундаментов все же не способствовало кардинальному решению пробле-

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ РАБОТЫ — возведение монолитных ж.-б. сооружений и конструкций и монолитных частей сборно-монолитных конструкций.

Значительная работа в десятой пятилетке выполнена в части индустриализации строительства АЭС. В этих целях были разработаны и внедрены новые сборно-монолитные железобетонные конструкции для главных корпусов и вспомогательных о'бъектов АЭС. Основой этих конструкций послужили разработанные институтами Минэнерго СССР армоопалубочные ребристые панели, арматурные пространственные каркасы, обетонированные с двух сторон, и стальные ячейки. Применение сборно-монолитных конструкций в стенах и перекрытиях сооружений АЭС позволило значительно улучшить качество бетонных поверхностей, что в свою очередь дало возможность полностью отказаться от производства штукатуркых работ, сократило расход дефицитных эпоксидных красителей на 10% 'И снизило трудоемкость при строительстве этих объектов на 20%. Внедрение сборно-монолитных конструкций позволило е десятой пятилетке отказаться от выполнения 1200 тыс.м2 штукатурных работ, 1500 тыс. м2 опалубочных работ, значительно повысило культуру производства. В указанных выше конструкциях было, например, сооружено за 10,5 мес реакторное отделение главного корпуса второго энергоблока мощностью 1 млн. кВт на Курской АЭС (рис. 11.1), т. е. вдвое быстрее, чем на первом энергоблоке.

1.1. Применение сборно-монолитных конструкций при строительстве второго энергоблока Курской АЭС.

Легкие бетоны. Объемный вес 500—1800 кг/м3. Они изготавливаются из цемента и легких пористых естественных и искусственных заполнителей (пемза, туф, пористые отвальные доменные шлаки, топливные шлаки, керамзит, аглопориты и др.). В соответствии с типом заполнителя легкие бетоны называются: пемзобетон, туфобетон, шлакобетон, керамзитобетон и т. п. Состав бетона подбирается опытным путем. Легкие бетоны имеют следующие марки: 15, 25, 35, 50, 75, 100, 150 и 200. Бетон низких марок (25—50) используют для изготовления монолитных конструкций, марок 50—100 — пустотелых камней и крупных блоков, марок 50—200 — железобетонных изделий и конструкций. Морозостойкость легких бетонов того же порядка, что и обычных.

Поставка машиностроительным заводам профилей переменного и периодического сечения позволяет повысить коэффициент использования металла на 15—20%. Применение горячей штамповки с последующей раскаткой дает возможность, например, при изготовлении колес и бандажей увеличить коэффициент использования металла до 75%. Существенно улучшает использование металла также изготовление монолитных конструкций элементов машин взамен собираемых из

менять их в качестве отсеков корпусов двигателей, самолетов и других машин. В последнее десять лет количество деталей в единице веса конструкции самолетов сократилось в несколько раз и этому не мало способствовало развитие прессования металлов, что дало возможность изготовлять монолитные детали больших размеров (панели, лонжероны, отсеки корпусов и др.) взамен клепаных конструкций. Применение монолитных конструкций значительно упростило технологию изготовления герметичных емкостей для горючего, являющихся непосредственными частями конструкции планера, заливных отсеков крыльев и фюзеляжей.

Достоинства монолитных конструкций. Большой выигрыш в весе получают при применении монолитных конструкций (в два и более раза по отношению к заклепочному или болтовому соединению) для компенсации больших вырезов и для включения тонкостенных конструкций в работу по передаче больших сосредоточенных усилий. Практика показывает, что применение монолитных кон-

7. Способы изготовления монолитных конструкций и их механические характеристики

При изготовлении монолитных конструкций применяются следующие технологические процессы: литье, механическая обработка, горячая штамповка, прессование, травление (химическое фрезерование).

7. Способы изготовления монолитных конструкций и их механические характеристики ................ 140

Следует также упомянуть ранние эксперименты с керамикометаллическими материалами и серию разработок этого "керамического" периода, начиная с 1950 г. И те, и другие привели к созданию интересных монолитных конструкций. Однако на практике ни одна из приемлемых конструкпий этого рода не могла конкурировать с суперсплавом, аустенитные суперсплавы сохраняли свое превосходство.