ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения конструкторской разработки.

При подъеме дымовой трубы, в процессе монтажа, внутреннее напряжение возникающее в трубе, оказывается очень большим, что может привести к разрушению трубы и повреждению подъемных механизмов. В этом случае монтаж дымовой трубы, как цельной конструкции, становится довольно проблематичным.

Суть предлагаемого метода усиления, необходимого для монтажа, цельной конструкции дымовой трубы, заключается в создании предварительного напряжения. В этом случае достигается уменьшение деформативности конструкции, экономия металла, также появляется возможность для регулирования напряжений в конструкции. Создание предварительного напряжения достигается путем натяжения тросов, расположенных в растянутой зоне монтируемой конструкции (рис 1). В этом случае подъем и строповку, осуществляют в месте, совпадающем с центром тяжести трубы или чуть ниже (ближе к основанию). При таком способе строповки и подъеме трубы, верхняя часть тела трубы оказывается растянутой, поэтому элементы для создания предварительного напряжения располагаются в верхней зоне трубы, что создает дополнительные удобства при монтаже. Вследствие эксцентричного обжатия конструкции трубы в ней развиваются напряжения, обратные по знаку тем, которые должны возникнуть от монтажных нагрузок. При подъеме трубы (до момента отрыва от опор) сначала должны проработаться начальные напряжения, созданные предварительным напряжением, благодаря чему напряжения в теле трубы снизятся. В момент отрыва трубы от опор троса, расположенные в растянутой зоне, дополнительно самонапрягаются, однако вследствие высокой прочности тросов их сечение относительно мало. Для увеличения эксцентричности обжатия в верхней части трубы устанавливают стойку (рис1), опоры которой совпадают с центром тяжести трубы. С телом трубы опоры соединяются посредством двух полукольцевых листов, скрепленных болтами для удобства их демонтажа (рис 2). Создание предварительного натяжения необходимо осуществить в два этапа. На первом этапе создается предварительный прогиб конструкции трубы. Для этого, кранами тело трубы приподнимается на 0,5 - 1,0 м и устанавливаются натяжные тросы. На втором этапе, тросы стягиваются фаркопом, и труба опускается на опоры. При дальнейшем подъеме из точки строповки, совпадающей с центром тяжести трубы, сначала выбираются начальные напряжения, благодаря чему, напряжения, возникающие при подъеме, снижается до минимального.

При расчете предварительно напряженной трубы необходимо учитывать поэтапную последовательность работы. В начале при предварительном натяжении силойnn, труба подвергается внецентренному сжатию, которое вызывает в нижней части трубы растяжение. При этом в теле трубы возникают напряжения, определяемые: в нижнем, растянутом поясе трубы, по формуле:

,

а в верхнем, сжатом поясе трубы, по формуле

,

где коэффициент перегрузки силы предварительного натяжения:

- площадь кольца трубы;

- момент сопротивления.

При подъеме труба начинает работать как однажды статически неопределимая шпренгельная система. Примем за неизвестную величину дополнительное усилие в тросах, которое начинает развиваться под действием собственного веса трубы. Это усилие вызывает в трубе дополнительные напряжения. Суммарные напряжения в этом случае будут равны:

в нижнем поясе трубы

(3)

в верхнем поясе трубы

(4)

Неизвестное усилие самонапряжения определяется по общей формуле

где - момент в основной системе - трубе от собственного веса;

- момент силы ;

- жесткость трубы при изгибе;

- жесткость тросов;

- жесткость трубы при продольной деформации;

- длина участка трубы за натяжными тросами;

Площадь сечения тросов определяется из условия равенства нулю суммы проекций всех сил на горизонтальную ось по формуле

,(6)

где (7)

- коэффициент ассиметрии сечения.

Из уравнения (6) получаем необходимую величину предварительного натяжения тросов

(8)

откуда (9)

Таким образом, для монтажа металлической трубы, как цельной конструкции, необходимо создание предварительного напряжения и расчет вести в следующей последовательности:

1.определить монтажные нагрузки, действующие на дымовую трубу по уравнениям строительной механики

2.определить усилие самонапряжения в тросах после чего определить усилие предварительного натяжения по формуле (9)

3.проверить напряжение в трубе по формулам (3) и (4).

В процессе натяжения тросов усилие контролируют по формуле

(10)

где - величина податливости анкеров.