4.1.4.1. Фундаменты печей

Статическую нагрузку, слагающуюся из массы металлических деталей, футеровки, перерабатываемого материала и продуктов, воспринимает фундамент печи. Фундаменты выкладывают из бутового камня, бетона и железобетона.

Основные преимущества железобетона в сравнении с другими материалами: возможность укладки фундамента любой формы; хорошая работа железобетона на растяжение при изгибе, что позволяет при малой строительной высоте (без значительного углубления в грунт) получить большую площадь давления фундамента на основание.

1) на один и тот же фундаментный массив нельзя опирать части печи и других сооружений (борова, дымовую трубу, колонны зданий и т. д.); в этом случае может произойти различная осадка фундамента и могут появиться трещины и перекосы в сооружениях;

2) если конструкция печи располагается ниже уровня грунтовых и ключевых вод, то фундамент строят так, чтобы исключался доступ воды к футеровке путем:

а) устройства вокруг фундаментов глиняных стенок до 300 мм толщиной;

б) гидроизоляция фундамента рубероидом;

в) искусственного снижения горизонта грунтовых вод устройством дренажа с таким расчетом, чтобы уровень воды был на 0,5 м

ниже подошвы фундамента;

г) сооружение сварного кессона из мягкой стали (при отсутствии агрессивных вод, что очень существенно на предприятиях химической промышленности);

д) основание фундамента должно быть расположено ниже глубины промерзания грунта (обычно 1,8 м от уровня земли); в отапливаемых или горячих цехах, где нет промерзания грунта, углубление фундамента незначительно;

е) для предотвращения сильного нагревания фундамента от кладки устраиваются воздушные каналы между ними;

ж) в случае заделки стоек каркаса в фундамент, последний должен быть проверен на достаточную прочность от скалывающих усилий.

Обыкновенно давление на грунт даже самой большой печи не превышает 100 кПа, поэтому сооружение фундаментов не представляет больших трудностей. Размеры основания фундамента определяются нагрузкой и допустимым давлением на грунт. Допустимую нагрузку на фундамент рассчитывают по формуле:

где а — допустимое напряжение в нагруженной части фундамента, кПа; R — предел прочности кирпичной кладки при сжатии, кПа; F — полная площадь сечения верхней части фундамента, м2; F1 — нагруженная площадь верхней части опоры, м2.

Если фундамент заложен на меньшую, чем требуется глубину, он может опуститься, выпирая прилегающие слои грунта. Глубину заложения фундамента, при которой исключена возможность выпирания грунта, можно рассчитать по формуле:

где h — глубина заложения, м; Н — высота столба грунта, м; ее определяют по формуле: Н = P/Fv; Р — давление фундамента, Па; F — площадь фундамента, м2; v — объемная масса грунта, кг/м3; Ф — угол естественного откоса, градусы; Ъ — ширина фундамента, м.

Фундаменты печей рассчитывают и на динамическую нагрузку, возникающую при загрузке печей, вращения корпуса, деталей ее и перемещения шихты.