Модернизация производства керамического кирпича (стр. 9 из 20)
Момент сопротивления приведённого сечения по растянутой зоне:
(2.32)Упругопластический момент сопротивления приведённого сечения по растянутой зоне определяется по формуле:
(2.33)где, γI – коэффициент, учитывающий влияние неупругих деформаций бетона растянутой зоны в зависимости от формы сечения (для прямоугольных γI = 1,75).
При расчёте по образованию трещин, нормальных к продольной оси, принимаем изгибающий момент, действующий при эксплуатации здания от нормативной полной нагрузки МН = 29,3 кН×м. Рассчитаем момент образования трещин по формуле:
(2.34)где, R bt, ser – нормативное сопротивление бетона при растяжении, кПа.
Трещины в растянутой зоне образуются. Надо выполнить расчёт по раскрытию.
Напряжение в растянутой арматуре от действия постоянной и длительной нагрузки определяется по формуле:
(2.35)где, МU,l – изгибающий момент от действия нормативной постоянной и длительной нагрузок, кН×м;
WS – момент сопротивления сечения по растянутой арматуре, м3.
(2.36)где, z1 –плечо внутренней пары сил, м;
(2.37) 
Напряжение в растянутой арматуре от действия полной нагрузки:
(2.38)где, МU – изгибающий момент от действия полной нормативной нагрузки, кН×м;
Формула ширины раскрытия трещин:
(2.39)где, μ – коэффициент армирования сечения;
δ – коэффициент, учитывающий работу элемента (для изгибаемых δ =1);
η – коэффициент профиля продольной арматуры (для периодического η=1);
φl – коэффициент, учитывающий длительность воздействия нагрузки;
d– диаметр арматуры, мм.
(2.40)Принимаем φl = 1, в силу непродолжительного воздействия полной, постоянной и длительной нагрузок. Тогда:
(2.41)Ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия полной нагрузки:
Ширина раскрытия трещин от непродолжительного действия постоянной и длительной нагрузок:
Ширина раскрытия трещин от продолжительного действия постоянной и длительной нагрузок:
Непродолжительная ширина раскрытия трещин:
(2.42)Непродолжительная ширина раскрытия трещин:
(2.43)Предельно допустимая ширина раскрытия трещин: аcrc = 0,4 мм; аcrc,l = 0,3 мм. Вывод: ширина раскрытия трещин лежит в пределах допустимых величин.
Прогиб изгибаемых элементов без предварительного натяжения от равномерно распределённой нагрузки находим по формуле /Байков c 231/:
(2.44)где, q – постоянная и длительная нормативные нагрузки, кН/м;
l –длина изделия, м;
В– жёсткость приведённого сечения, кН×м2.
Жёсткость приведённого сечения для тяжёло бетона, с учётом коэффициента 0,85, учитывающего снижение жёсткости под влиянием неупругих деформаций бетона растянутой зоны /Байков c 226/:
(2.45) 
Предельно допустимый прогиб значительно превышает данный параметр и, следовательно, перемычка удовлетворяет всем эксплуатационным условиям, то есть будет нормально работать в конструкции.
2.5.3 Расчет железобетонной перемычки на усилия, возникающие при изготовлении, транспортировании и монтаже
В качестве расчётного сечения принимаем плоскость, расположенную на расстоянии lП = 0,7 м от торца перемычки – месторасположение петель. Необходимо произвести расчёт на действие изгибающего момента, возникающего от собственной массы перемычки, которая определяется по формуле:
(2.46)где, q – равномерно распределённая нагрузка на 1 м2 длины, Н/м.
(2.47)где, А – площадь поперечного сечения перемычки, м2;
ρ – плотность железобетонной перемычки, кг/м3;
kg = 1,5 – коэффициент динамичности /Байков с 89/;
γf = 1,1 – коэффициент динамичности /Байков с 89/;
g = 10 – сила тяжести, Н/кг.
Для данного расчёта перемычки требуется составить схему нагрузок и усилий, действующих на элемент в рассматриваемых стадиях.
Рис.4. Схема распределения нагрузок и усилий на предварительных стадиях
Следующим шагом определим А0 по формуле:
(2.26)При минимальном А0 принимаем 2Ø3 Вр-I c ASф = 0,14×10-4 м2.
Для расчёта монтажных петель, количество которых – 2 штуки, принимаем условие, что каждая из них должна выдержать массу перемычки, тогда при использовании арматуры A-I с расчётным сопротивлением R SSS = 225 МПа:
Принимаем Ø5 А-I c ASф = 0,196×10-4 м2.
3. Технологическая часть
3.1 Состав и свойства глины, добавок, сырьевая шихта
Основным сырьём для производства эффективного кирпича является глина средней пластичности Энемского месторождения, расположенного на расстоянии двух километров от завода. Общая площадь карьера – 20 гектаров, а средняя глубина горизонтальных слоёв – 2,5 метра. Глина – полидисперсная, хорошо размокающая в воде, с небольшим количеством примесей известняка, соединений железа и кварца. Состав и основные свойства приведёны в таблицах 20, 21 и 22.
Таблица 16 – Гранулометрический состав глинистого сырья /4/
| Наименованиепородместорождения | Гранулометрический состав в процентах | ||||
| Диаметр зерен в миллиметрах | Низко дисперсные | ||||
| 1,0 – 0,06 | 0,06 – 0,01 | 0,01 – 0,006 | 0,006 – 0 | ||
| Суглинки | 1,07 | 41,63 | 10,7 | 16,8 | 29,8 |
Таблица 17 – Керамико-технологические свойства глинистого сырья /4/
| Наименование показателя | Единица измерения | Показатели |
| Температура плавления | оС | 1050 |
| Температура спекания | оС | 980 |
| Оптимальная температура обжига | оС | 960 |
| Показатель пластичности | – | 20 – 22 |
| Формовочная влажность | % | 18 – 24 |
| Воздушная усадка | % | 5 |
| Огневая усадка | % | 2 |
| Общая усадка | % | 7 |
| Водопоглощение керамического черепка, не более | % | 13,8 |
Таблица 18 – Химический состав глинистого сырья /4/
| Содержание компонентов в процентах | |||||||||
| Al2O3 | SiO2 | Fe2O3 | CaO | MgO | SO3 | K2O | Na2O | ППП | Гидрослюда |
| 12,99 | 67,84 | 5,29 | 2,14 | 1,29 | 0,29 | 1,1 | 1,33 | 5,64 | 2,09 |
| ±2,1 | ±5,7 | ±1,02 | ±0,22 | ±0,1 | ±0,03 | ±0,11 | ±0,2 | ±1,8 | ±0,19 |
В проекте применяются следующие добавки: отощающие - песок и шамот, выгорающие - каменный уголь и лузга, модифицирующий реагент с каталитическим эффектом «ЮНС», и в качестве объёмно-окрашивающих для лицевых изделий - марганцевая руда и известняк.
Таблица 19 – Принятый состав шихты.
| Наименование | Содержание, % |
| Обычный эффективный кирпич и камень | |
| Глина | 87 |
| Песок и брак из сушки | 5 |
| Уголь (каменный) | 5 |
| Лузга | 3 |
| Лицевой эффективный кирпич и камень темно-коричневой окраски | |
| Глина | 87 |
| Шамот (измельчённый брак от обжига) | 5 |
| Марганцевая руда | 8 |
| Лицевой эффективный кирпич и камень светло-кремовой окраски | |
| Глина | 82 |
| Шамот (измельчённый брак от обжига) | 5 |
| МР “ЮНС” | 3 |
| Известняк | 10 |
Шамот – является эффективным по технологическим свойствам отощителем, и одновременно улучшает сушильные и обжиговые, а иногда и формовочные свойства глины. Предельная крупность зерен шамота не должна превышать 2 мм. На заводах глиняного кирпича в качестве шамота можно использовать порошок, получаемый дроблением брака, получаемого при обжиге и сушке. Количество таких отходов составляет от двух до пяти процентов. Переработку отходов обожженного кирпича и возврат его в производство также следует рассматривать как операцию, предназначенную для создания «замкнутого цикла производства», при котором исключается накопление отходов на заводе.