От древних времен до современности один шаг

Подкрановые конструкции работают в условиях, намного отли­чающихся от работы обычных балочных конструкций покрытий и перекрытий.
Подвижный, динамический характер воздействий, высокий уровень местных напряжений в стенке под катком крана, наличие не только вертикальных, но и горизонтальных нагрузок, а также многократность их приложения определяют особенности расчета и конструирования усиления подкрановых балок.
Как показано в гл, 1, при кранах тяжелого и весьма тяжелого режимов работы в подкрановых конструкциях уже через три, четыре года эксплуатации появляются трещины в верхней зоне стенки и расстраиваются узлы крепления. Усиление и заварка тре­щин в большинстве случаев не дают желательного эффекта и спустя непродолжительное время трещины образуются вновь. Это объяс­няется тем, что качество сварных соединений при выполнении их в вертикальном и потолочном положении не может быть обеспе­чено, и дефекты швов (непровары, подрезы и т.д.) создают пред­посылки для их ускоренного усталостного разрушения. Поэтому усиление балок под краны тяжелого и весьма тяжелого режимов работы, имеющих повреждения, без демонтажа следует рассматри­вать только как временную меру, вызванную невозможностью остановки технологического процесса для проведения замены ба­лок.
При кранах легкого и среднего режимов работы повреждения подкрановых балок незначительны и легко устранимы и их уси­ление и дальнейшая эксплуатация целесообразны и экономически оправданы.
Напряжения в подкрановых конструкциях от собственного ве­са невелики, поэтому их усиление выполняется практически при полной разгрузке. Для повышения качества работы целесообразно, если это позволяет технологический процесс, демонтировать балки поочередно и усиливать их внизу на специальном стенде.
Динамический характер нагрузки и возможность усталостного разрушения не позволяют учитывать при расчете усиления под­крановых балок упругопластическую работу материала, поэтому при усилении методом увеличения сечения нецелесообразно приме­нение стали с более высоким расчетным сопротивлением, чем в основном сечении. При конструировании усиления необходимо предусмотреть мероприятия по снижению концентрации напряже­ний и обеспечению усталостной прочности, в частности, не до­пускается использование прерывистых швов и электрозаклепок. В отличие от обычных балок, усиление которых связано чаще всего с необходимостью повышения общей несущей способности, при усилении подкрановых балок в некоторых случаях при увеличе­нии давления колес крана возникает задача повышения также местной прочности и устойчивости стенки. В общем случае повы­шение крановой нагрузки приводит к увеличению давления ко­леса крана, изгибающих моментов и поперечных сил в балках.Поскольку, как показано в гл. 2, подкрановые конструкции, запроектированные по ранее действующим нормам, имеют опре­деленные резервы, необходимая степень повышения их несущей способности зависит не только от новой крановой нагрузки, но и от имеющихся запасов и определяется следующими коэффициен­тами: Км = Мтах / [М] — необходимое увеличение несущей способ­ности по моменту; Kq = Qmax / Ю1 — необходимое увеличение несущей способности по поперечной силе Кр = FK max / [FK] — необходимое увеличение несущей способности по давлению колеса крана, где Mmax, Отах< Fk max ~ максимальный момент, попе­речная сила и давление колес от вновь устанавливаемых кранов; [М], [Q], [FK1 — предельные значения момента, поперечной силы и давления катков, определяемых несущей способностью балки.

В целях упрощения расчета допускается учитывать искривление от сварки при проверке устой­чивости сжатых и внецентренно сжатых элементов введением до­полнительного коэффициента условий работы у = 0,8.
Расчет на прочность изгибаемых элементов, усиленных под нагрузкой способом увеличения сечения, и, если расчетное сопро­тивление металла существующей конструкции и металла усиления отличаются не более чем на 15%, допускается выполнять на полное расчетное усилие без учета напряжений, существовавших до уси­ления. Расчет следует выполнять для упругой стадии работы, при этом геометрические характеристики принимаются как для еди­ного сечения. Таким образом, формально расчет производится как бы в упругой стадии (для упрощения), а по существу пред­полагает некоторое развитие пластических деформаций в метал­ле существующей балки, не допуская образования пластического шарнира (рис. 6.1).
В соответствии с эпюрами напряжений, приведенными на рис. 6.1, можно отметить несколько стадий работы усиленного элемента:
— до приложения нагрузки после усиления (напряжения в элементах усиления равны нулю);
— к усиленной балке приложена нагрузка; напряжения в существующей балке достигли *7Т (предельное состояние для упругой стадии работы);
— нагрузка возрастает; напряжения в элементе усиления достигают предела текучести (критерий, принятый в расчете);
4 — эпюра напряжений, принятая для расчета.
Так как в стенке балки появляются пластические деформа­ции, то в ее средней четверти следует под каждым сосредоточен­ным грузом установить ребра жесткости, а проверку устойчи­вости в этой зоне проводить с учетом коэффициента условий ра­боты у = 0,8 [по формуле (74) СНиП 11-23-81].
При усилении креплений элементов конструкций допускается применять и рассчитывать как работающие совместно соедине­ния, которые обладают одинаковой податливостью (например, на заклепках и болтах повышенной точности). Если при усиле­нии заклепочных соединений применена сварка, то, учитывая разную податливость соединений этих видов, можно считать, что усилие, возникающее в соединении после усиления, полностью воспринимается сварными швами. После выполнения усиления конструкций целесообразно провести испытания усиленных конст­рукций на пробную нагрузку.
Балки широко применяются в промышленных зданиях в конст­рукциях рабочих площадок, покрытий и перекрытий. Усиление балок можно выполнить как увеличением сечения, так и измене­нием конструктивной схемы, а также совместным применением обоих методов.
Увеличение сечений балок — традиционный и наиболее отра­ботанный способ усиления. Некоторые варианты усиления этим способом показаны на рис. 6,2. Для эффективного использования металла усиления целесообразно располагать элементы усиления по возможности дальше от центра тяжести сечения балки. Приме­нение того или иного варианта усиления в значительной степени определяется местом опирания элементов перекрытия или покры­тия.

Иначе обстоит дело с жесткими смесями, при формовании которых решающую роль играет вторая стадия (сближения со­ставляющих); она наиболее эффективно протекает при прило­жении к формуемому изделию дополнительного пригруза. Назначение пригруза состоит, с одной стороны, в обеспечении оп­тимального режима работы площадки, а с другой — в передаче смеси дополнительного уплотняющего давления. Первая из этих функций особенно важна для жестких смесей, что видно из рис. ll.l, где изображен график зависимости времени уплотне­ния смеси от величины пригруза. Из него явствует, что чем жестче смесь, тем более отчетливо определяется оптимум пригру­за, обеспечивающий максимальную энергию соударения смеси и площадки, и тем самым достигается наиболее быстрое уплот­нение. Для смесей меньшей жесткости оптимум пригруза выра­жен менее четко и возрастает его роль как уплотняющего фак­тора. По условию обеспечения максимальной эффективности работы виброплощадки величина пригруза определяется (10.10) и (10.17).
Длительность протекания второй фазы уплотнения с пригрузом зависит от жесткости смеси, режима работы площадки, типа изделия и колеблется в достаточно широких пределах — от 40—60 с до 3—5 мин. В конце второй стадии структура бе­тона в основном сложилась. В дальнейшем происходит уже перераспределение влаги в изделии, выжимание ее из контакт­ных зон, что требует больших, чем на предыдущих стадиях, ста­тических давлений. Величина пригруза на последней стадии формования должна превышать оптимальную примерно в 2,5 раза, чем достигается некоторое дополнительное уплотне­ние и улучшение качества поверхностей изделия.
Отметим, что наиболее полно вопрос о влиянии статического давления на эффект уплотнения бетонной смеси — как вибра­ционного, так и безвибрационного — был исследован Г. К- Ар­хангельским [4].

Главным требованием, которому должно быть подчинено управление процессом формования изделий на площадках с вертикальным возбуждением, является учет стадийности уплот­нения и соблюдение условий для обеспечения режимов работы, оптимальных применительно к каждой стадии уплотнения.
На первой стадии (начального сближения и переукладки ча­стиц) максимальный эффект достигается при сообщении смеси вибровоздействий без приложения статического давления. Опы­ты, проведенные О. В. Кунцевичем при отработке технологии изготовления железобетонных тюбингов метрополитена, показа­ли, что наилучшие результаты достигаются при включении при-груза через 10—15 с после начала вибрирования, т. е. после за­вершения первой стадии уплотнения. Это следует иметь в виду и при формовании высоких изделий, давление которых на ни­жележащие слои может оказать недопустимое защемляющее влияние на смесь и помешать успешному протеканию первой стадии уплотнения. Поэтому при формовании на площадках всех типов высоких изделий надо послойно загружать бетонную смесь в виброформу, чтобы начальное сближение и переуклад­ка частиц всегда проходили в «виброкипящем» слое. По дан­ным Ю. Г. Мельника, средняя скорость засыпки смеси не долж­на превышать 0,5—1 м/мин (по высоте).
Необходимость послойной укладки диктуется также требо­ванием удаления воздуха из уплотняемой смеси в процессе ви­брирования. Кроме того, с изменением высоты уплотняемого столба изменяется и положение нулевых точек, являющихся следствием образования стоячих волн, в результате чего на протяжении времени формования каждая точка изделия будет подвергаться интенсивному вибрированию; это положение впер­вые было проверено в исследованиях работы вибропоршневых установок [92].
К концу первой стадии уплотнения малоподвижные смеси почти полностью уплотняются и пригрузочные устройства могут лишь немного (на стадии компрессионного уплотнения) повы­сить прочность изделий: при реальных сроках вибрирования —
на 10-15%.

Если при подборе параметров формовочных площадок или поверхностных уплотнителей определяющим является учет уплотняемости бетонных смесей, а необходимость в учете фор­муемое™ может возникать лишь в отдельных случаях (когда пустоты или выемки в изделии образуются путем вдавливания пустотообразователей), то параметры виброштампов, как пра­вило, должны подбираться с учетом обеих указанных характе­ристик удобоукладываемости смеси.
Виброштамп должен обеспечивать как заданную плотность смеси принятого состава, так и ее распределение по форме из­делия в заданное время. При виброштамповании уплотнение и формообразование сопутствуют друг другу. Перемещаясь по от­ношению к форме или матрице, в которую уложена правильно отдозированная порция смеси, пуансон на первом этапе выпол­няет функцию виброуплотнителя. Чтобы формование происхо­ди по эффективно, виброштамп, действуя как уплотнитель, дол­жен в короткий срок довести уплотнение смеси до такой степе­ни чтобы она полностью разжижалась. После этого процесс уплотнения еще не прекращается, но одновременно начинается формообразование-истечение смеси из-под пуансона и пере­распределение ее по форме изделия; на последнем этапе, когда перераспределение смеси закончилось, требуется еще некото­рое время для завершения уплотнения.
Строгий учет особенностей протекания процессов уплотне­ния и формообразования в их взаимодействии на каждом из указанных этапов невозможен. Поэтому будем исходить из раз­дельного рассмотрения уплотнения и формообразования. Пра­вильность такого подхода к построению методики подбора параметров виброштампов подтвердили опыты, связавшие пока­затели интенсивности силового воздействия виброштампа на бетонную смесь (находящиеся в прямой зависимости от харак­теристик его движения) и эффект работы, оцениваемый по плотности и прочности бетона в отштампованном изделии. Опы­ты производились при формовании высоких блоков с круглыми пустотами, ребристых образцов-кубов и плит различных разМеРов. ЭФФективность уплотнения оценивалась по прочности и плотности отформованных изделий. Плотность определялась испытанием кубов на сжатие в направлении, параллельном штампованию. Основная серия опытов имела целью изучение зависимости эффекта виброштампования от параметра Qo/Po, виброштампа. Как показано в § 3.2, эффективность силового воз­действия вибратора на ограничитель существенно зависит от этого параметра, причем 'интервал оптимальных значений срав­нительно узок (0,3—0,5). Для проверки предположения о том,, что эти значения оптимальны, и для достижения наибольшей прочности и плотности штампуемых изделий было произведено опытное формование образцов-кубов, плит и блоков из смесей-разных составов.

Основными параметрами любой формовочной машины яв­ляются:
частота вращения валов и момент дебалансов вибратора (или каждого вибратора, если их несколько);
характеристики жесткости и поглощения упругих элементов (опор, внутренних упругих связей и прижимных пружин);
массы вибрирующих, ударных или инерционных элементов (если они имеются) включая массы форм (или матриц) и пусто-тообразователей;
статическое давление пригрузочных устройств на бетонную смесь и статические усилия в прижимных пружинах;
рабочие скорости движения рабочих органов по отношению к изделию (для тех машин, у которых такие движения совер­шаются,— например, пуансонов виброштампов или пустотообразователей);
мощность электродвигателей.
Перечисленные параметры должны быть подобраны так, чтобы формование изделий из смесей заданной удобоуклады-ваемости проходило в требуемое время. При этом подбор па­раметров машины должен обеспечивать наиболее выгодный вид движения ее рабочих органов и гарантировать его устойчи­вость. Для жестких смесей необходимо достижение оптималь­ных режимов работы машины на каждой из основных стадий процесса формования: переукладки составляющих бетонной смеси и их сближения (динамического уплотнения), образова­ния формы и окончательного (компрессионного) уплотнения.
Для подвижных смесей, где протекание всех трех стадий практически сливается во времени, параметры работы машины в течение всего цикла работы сохраняются постоянными. Выше (см. § 3.6) указывалось, что в общем случае управление про­цессом формования может осуществляться путем изменения параметров вибрирования и режима работы пригрузочных устройств. Однако наиболее рационально и технически просто иметь возможность регулирования давления на изделие или на рабочие органы машин при неизменяемых в процессе фор­мования параметрах вибрирования. Поэтому машины для изго­товления изделий из жестких смесей должны иметь регулиру­емые устройства для пригруза самой смеси (например, при станковом вибрировании) или вибрирующих органов машины (для виброштампов, ударно-вибрационных наружных устройств и др.).
Для расчета параметров формовочной машины должны быть заданы:
характеристика формуемых изделий: габаритные размеры, масса;
показатели формовочных свойств бетонных смесей: удель­ная работа уплотнения W, в необходимых случаях — коэффи­циент истинной вязкости;
продолжительность вибрирования tH, соответствующая за­данной производительности.

Оценка качества уплотнения и влияния на прочность сцеп­ления повторного вибрирования проводилась по результатам выдергивания контрольных стержней в возрасте 28 суток. Ре­зультаты опытов приведены в табл. 9.5. Данные таблицы по­казывают, что прочность сцепления арматуры с бетоном марки 200 для вертикальных стержней находится в пределах 4,2— 5,2 МПа, т. е. составляет 21—20 % от Rem, что свидетельст­вует о достаточном уплотнении бетона по всей длине блока. Меньшие из указанных величин получены для стержней, наи­более удаленных от вибратора и передающих бетону сравни­тельно небольшие ускорения. Прочность сцепления горизон­тальных стержней во всех случаях оказалась меньше, чем вертикальных, что подтверждает полученный ранее вывод о влиянии седиментации на прочность сцепления. По длине блока закономерность распределения прочностей для горизонталь­ных стержней оказалась аналогичной полученной для верти­кальных (с увеличением расстояния от вибратора прочность сцепления уменьшается).
При повторном вибрировании арматуры через 1 и через 2 ч после укладки прочность сцепления не только не понизи-
лась, но даже несколько выравнялась по длине изделия благо­даря повышению ее в отдаленных зонах, недостаточно уплот­ненных при первоначальном вибрировании.
Таким образом, опыты данной серии подтвердили предыду­щие результаты и показали возможность вибрирования арма­туры для уплотнения бетонных смесей в густоармированных конструкциях.

Руководство этой деятельностью возлагается на предприятии (объединении) на главного инженера. Он осуществляет также ру­ководство производственными цехами, лабораториями и экспери­ментальными цехами, в которых разрабатываются и испытываются новые виды продукции, возглавляет научно-исследовательскую работу на предприятии. Главный инженер решает не только текущие, но и перспективные вопросы развития производства. Он руководит деятельностью органов, занимающихся подготовкой новых кадров и повышением квалификации работников пред. приятия, принимает действенные меры по повышению качества продукции и ликвидации брака, следит за состоянием технического нормирования.
Одна из важных задач главного инженера — всемерно способ­ствовать развитию рационализаторской мысли. С этой целью он выносит на широкое обсуждение варианты улучшения проектов изделий, доводит до коллектива сведения о недостатках, сообщен­ных потребителями или замеченных в процессе производства. Он выносит также на обсуждение проекты технологических процессов и предложения об их изменениях.
Служба главного инженера организует помощь рационализа­торам в оформлении и техническом обосновании предложений, а в ряде случаев способствует созданию комплексных бригад ра­ционализаторов.
На некоторых предприятиях наметилась тенденция освобождать главного инженера от работ, связанных с оперативным руковод­ством производством, для чего производственный отдел на этих предприятиях преобразован в аппарат начальника производства, действующего на правах заместителя директора предприятия и подчиненного непосредственно директору, минуя главного инже­нера. Тем самым главный инженер получает возможность сосредо­точить свое внимание на серьезных проблемах технического руко­водства.

К четвертой группе показателей относится изменение социаль­ного уровня трудящихся и их социального обслуживания. Эта группа базируется на результатах плана социального развития коллектива трудящихся. В нее включается: рост средней заработ­ной платы и общей суммы денежных доходов, приходящихся на одного работника; размер жилой площади, приходящейся на ра­ботника и члена его семьи и др.
Остальные частные показатели включаются в план социального развития коллектива и в данном разделе не предусматриваются.
К последней обобщающей группе показателей относятся рост объема выпуска и реализации продукции, прибыли и рентабель­ности производства.
Еще раз напоминаем, что в данной системе показателей отра­жается только влияние мер, направленных на осуществление науч­но-технического прогресса и социального обслуживания трудя­щихся на обобщающие результаты эффективности производства.
Структура органов технического руководства.
Большое влияние на темпы и эффективность осуществления научно-технического прогресса оказывает структура и организация работы органов технического руководства.
Перечень работ, включаемых в систему руководства техникой и технологией производства, охватывает широкую область дея­тельности — от проектирования новой продукции и новой техники Д° руководства проведением ремонта оборудования и энергоси­стемы и изготовлением инструмента.

Развитие техники и организации производства — не самоцель, а средство повышения эффективности производства. Поэтому обобщенные результаты мер, включенных в план развития техники и организации производства, находят свое отражение в системе показателей эффективности этих мер.
Все обобщающие показатели, характеризующие повышение эф­фективности производства, объединяются в следующие группы: повышение эффективности использования трудовых ресурсов, ос­новных фондов и капитальных вложений, материально-энергети­ческих ресурсов, рост социального уровня коллектива и его обслу­живания, обобщающие показатели повышения эффективности про­изводства.
К первой группе относятся: темпы роста производительности труда; доля прироста объема производства за счет роста производительности труда; экономия затрат живого труда по сравнени с базовым периодом. Эти показатели характеризуют-влияние научно-технического прогресса на использование трудовых ресурсов.
Во вторую группу включаются показатели: фондоотдачи или фондоемкости продукции; удельные капиталовложения на 1 руб. прироста производственной мощности и на 1 руб. прироста товар­ной продукции; коэффициент эффективности капитальных вложе­ний и соотношение между стоимостью объектов, вводимых в дей­ствие, и суммой капитальных вложений.
Эти показатели характеризуют степень использования основных производственных фондов и результативность капитальных затрат, производимых на предприятии (объединении).
Третью группу составляют показатели материалоемкости про­дукции, измеряемой долей затрат на сырье в общей стоимости товарной продукции; коэффициентом полезного использования ма­териалов; энергоемкостью продукции и энерговооруженностью труда. В этой группе раскрывается эффективность использования материалов и энергии.