CC BY
0РОЗРОБКА КОРИСНИХ КОПАЛИН
УДК 622.28.042.4: 622.281.5: 622.283.5: 622.23.056
д.т.н. Литвинский Г. Г., к.т.н. Фесенко Э. В.
(ДонГТУ, г. Алчевск, Украина)
ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ПАРАМЕТРОВ РАМНОЙ КРЕПИ ИЗ КОРОБЧАТОГО ПРОФИЛЯ
Обоснована форма поперечного сечения для крепления горных выработок в условиях пологого и наклонного залегания пород. Исследована работа полигональной рамной крепи из коробчатого профиля, предложена методика расчета ее элементов с учетом взаимодействия с массивом пород. Обоснована оптимальная конструкция, в которой минимизированы изгибающие моменты, что экономит расход металлопроката в 3-5 раз. Доказано, что заполнение трубы бетоном повышает несущую способность крепи из коробчатого профиля еще более, чем в 2раза.
Ключевые слова: коробчатый профиль, рамная крепь, полигональная крепь, несущая способность, расчет устойчивости, эффективность, трубобетон.
Крепление горной выработки — один из самых трудоемких и продолжительных процессов проходческого цикла, более половины материальных затрат в себестоимости сооружения выработки приходится на стоимость крепи. Большинство подготовительных выработок шахт Украины (свыше 90%) закреплено стальной рамной крепью из специального взаимозаменяемого профиля СВП. В среднем расходуется около 300-350 т металлопроката на каждый километр выработки. При этом возведение крепи, как правило, производят вручную, что при значительных размерах выработки (более 11-12 м2) весьма трудоемко, поскольку масса элемента крепи (верхняка), который необходимо смонтировать на высоте 3,5-4 м может достигать 120-150 кг. Поэтому так актуальна проблема снижения стоимости и трудоемкости крепления для горнодобывающей промышленности.
Промышленный опыт использования рамной крепи позволил выявить следующие ее недостатки:
1. Используемый специальный профиль СВП неэффективен и дорог.
2. Требуется тщательная забутовка за-крепного пространства, что трудновыполнимо и без чего несущая способность крепи снижается в 5-7 раз.
3. Элементы крепи работают со значительными изгибающими моментами, что ведет к их деформации и поломке.
4. Узлы податливости крепи часто не совпадают с направлением смещений пород, их сложно монтировать, они имеют низкое неравномерное (скачкообразное) сопротивление и недостаточный запас податливости.
5. Крепь не отвечает принципу оптимальности, различные элементы загружены неодинаково.
6. Сложен монтаж крепи из-за узловых резьбовых соединений и большого веса элементов, требуется предохранительная крепь в забое.
Особо следует остановиться на выборе стального проката для элементов крепи. В работах [1, 2] выполнен анализ существующих серийных профилей металлопроката и показано, что наиболее технологичным и эффективным для рамной крепи является замкнутый тонкостенный профиль квадратного очертания. Его прочность (при условии равенства масс 1 п.м.) выше, чем у стандартных спецпрофилей типа СВП того же сечения в 1,5-2 раза, а при кручении — в 16-27 раз.
Поэтому пришло время отказаться от применения неэффективного спецпрофиля СВП, который в настоящее время доминирует в рамных крепях горной промышлен-
РОЗРОБКА КОРИСНИХ КОПАЛИН
ности, и заменить его коробчатым профилем квадратной формы. Однако это требует разработки конструктивных элементов новой крепи, обоснования ее оптимальной формы поперечного сечения и методики определения ее прочных параметров в разных горно-геологических условиях.
Цель исследований состоит в изучении особенностей работы замкнутого профиля квадратного очертания (квадратной трубы) в различных конструкциях крепей с учетом характера приложенной нагрузки и их взаимодействия с массивом горных пород. Объектом исследований является стальная рамная крепь из коробчатого профиля, а предмет исследований — конструкция и параметры этой крепи. Задачами исследований являются: обоснование рациональной конструкции крепи из коробчатого профиля и разработка метода определения ее параметров.
Основная идея исследований состоит в выборе параметров рамных крепей горных выработок из коробчатого профиля на основе расчета несущей способности сжато-изогнутого несущего элемента такой крепи по критерию потери его общей устойчивости.
На основании анализа опыта применения стальной рамной податливой крепи в различных условиях можно сформулировать ряд основных требований, которым она должна удовлетворять:
1. Высокая несущая способность, которая должна превышать ожидаемую нагрузку со стороны массива пород.
2. Взаимодействие с массивом в режиме податливости, причем сопротивление податливости должно быть постоянным и не менее 70-80% предельной несущей способности крепи.
3. Величина конструктивной податливости крепи должна соответствовать по величине и направлению прогнозируемым смещениям пород в выработку.
4. Крепь в целом и отдельные ее элементы должны отвечать принципу равно-прочности [3], что гарантирует минимальную ее массу при заданной несущей спо-
собности, а также должна обеспечивать минимальные изгибающие усилия в ее элементах.
5. Конструкция не должна иметь резьбовых податливых узлов и обеспечивать простоту и удобство монтажа за счет простого соединения элементов.
6. Высокая технологическая готовность к установке за счет крупноузловой сборки и использования элементов верх-няка как временной призабойной крепи.
Проанализируем несколько возможных форм очертаний крепи горной выработки — полигональных и арочных (рис. 1).
\
а)
-г-
в)
-г
г)
Рисунок 1 — Возможные формы очертаний горных выработок
Преимущества использования полигональных крепей (рис. 1 а, б, в) по сравнению с арочными (рис. 1 г) при тех же размерах выработки состоят в следующем:
1) они не требуют сложных и дорогих изогнутых конструктивных элементов;
2) масса отдельных элементов полигональной крепи (особенно при увеличении количества сегментов — рис. 1 б, в) как правило, меньше массы элементов трех-звенной арочной крепи;
3) возможность простой установки шарнирных соединений, которые значительно снижают изгибающие моменты в конструкции, тогда как в арочной это сопряжено с существенными конструктивными сложностями;
Розробка корисних копалин
4) полигональные крепи проще приспособить к наклонному и крутому залеганию пластов.
Сравнивая возможные формы полигональной крепи, можно видеть, что в полигональной крепи из 4-х элементов (рис. 1, а) верхняки имеют повышенную длину, что заметно снижает их общую устойчивость. Вариант крепи из 6-ти конструктивных элементов (рис. 1, в), требует большого числа узлов сопряжений, что усложняет технологию изготовления крепи и трудоемкость ее возведения.
Поэтому из рассмотренных вариантов наиболее целесообразным, особенно при пологом и наклонном залегании пород, следует считать полигональную крепь из 5-ти конструктивных элементов (рис. 1, б).
Оценим прочностные показатели такой конструкции крепи. Для этого выполним расчет данной конструкции с использованием метода конечных элементов с помощью программы Лира, что позволит обосновать параметры крепи.
Особенностью выполненных расчетов является учет взаимодействия крепи с окружающим массивом в виде так называемого пассивного (реактивного) отпора пород, для моделирования которого использовали нелинейные конечные элементы (КЭ 264) в виде односторонней упругой связи заданной жёсткости R с массивом. Расчетная схема крепи представлена на рисунке 2.
2 м
Размеры поперечного сечения выработки выбраны из условия рационального использования сечения. Высота стоек с запасом на осадку принята равной 2 м, поскольку зазоры, регламентируемые ПБ, должны соблюдаться на высоте 1,8 м. Площадь поперечного сечения такой крепи составляет 8 = 11 м2.
Нижние узлы 1,2 стоек опираются на почву выработки как неподвижные шарниры. Жесткость забутовки задаем коэффициентом постели с, МПа/м. При неплотной забутовке жесткость принята с = 25.. .100 МПа/м, а при плотной качественной забутовке с > 100 МПа/м, тампонаж закрепного пространства дает жесткость с = 500 МПа/м.
Рассмотрим случай пологого залегания пород, когда верхняк крепи установлен «под плоскую кровлю», а нагрузка на крепь задается смещениями пород кровли. Следовательно, крепь загружена заданными равномерными смещениями верхняка крепи Ли (рис. 2).
Расчет сводится к определению внутренних силовых факторов в элементах крепи, выявлению опасных сечений и подбору сечений элементов. Суммарное напряжение в опасном сечении зависит от соотношения изгибающих моментов М и продольных сжимающих сил N и не должно превышать расчетного сопротивления Rу (предела текучести стали) [4]:
М N а =-+-< Rv,
W• Уо1 Ге2
(1)
Рисунок 2 — Расчетная схема полигональной крепи из 5-ти элементов
где Ж — момент сопротивления сечения, м3; Ry — расчётное сопротивление
стали, (Ry = 240 МПа); р — коэффициент
продольного изгиба, принятый в соответствии со СНиП 11-23-81 [5]; А — площадь поперечного сечения профиля, м ; ус1, ус2 — соответственно коэффициент условий работы для изгибаемых и центрально сжатых элементов (^=0,8, /с2=1,1).
При подборе сечений элементов крепи принято, что рама должна обеспечить
РОЗРОБКА КОРИСНИХ КОПАЛИН
несущую способность [Р] = 300 кН, а профиль элементов крепи — квадратная труба.
На первом этапе выполнены расчеты полигональной крепи при жесткости забутовки закрепного пространства с = 25...500 МПа/м. Характер эпюры изгибающих моментов представлен на рисунке 3.
Рисунок 3 — Эпюра изгибающих моментов при жесткости забутовки с = 25.500 МПа/м
Как видно из рисунка 3, максимальные изгибающие моменты возникают в местах соединения наклонных элементов крепи (раскосов) с верхняком и стойками. В стойках эпюра моментов обусловлена пассивным отпором пород в виде забутовки.
Результаты подбора несущих элементов крепи даны в таблице 1.
Расчеты показали, что отсутствие забутовки или ее плохое качество (с < 25 МПа/м) приводит к появлению в полигональной крепи высоких изгибающих моментов, что требует применения мощных несущих элементов 180х180х6 мм весом от 45,2 кг (раскосы) до 64,1 кг (верхняк и стойки). Масса всей рамы крепи составила 283 кг.
Наличие забутовки закрепного пространства с жесткостью с > 100 МПа/м резко снижает изгибающие моменты в крепи (в 1,7-2 и более раз) и позволяет использовать несущие элементы меньших типоразмеров (см. табл. 1).
Таблица 1 — Подбор сечений элементов полигональной крепи из коробчатого профиля при жесткости забутовки закрепного пространства 25.500 МПа/м
Типоразмер элемента крепи, мм Жесткость забутовки с, МПа/м Момент сопротивления Wх, см3 Площадь сечения стержня А, см2 Расчетная длина 4/, м Момент в опасном сечении М, кНм Продольная сила в опасном сечении N кН Гибкость стерж ня X Масса элемента крепи, кг
верхняк
180х180х6 25 226,28 40,83 2,0 37,1 77,7 28,3 64,1
160х160х4 100 123,4 24,55 2,0 19,9 107 31,5 38,5
160х160х4 200 123,4 24,55 2,0 16,3 116 31,5 38,5
160х160х4 500 123,4 24,55 2,0 14,6 138 31,5 38,5
раскос
180х180х6 25 226,28 40,83 1,41 34,6 158 20,0 45,2
160х160х6 100 175,69 36,03 1,41 23,8 173 22,6 39,9
160х160х5 200 150,3 30,36 1,41 20,8 182 22,2 33,6
160х160х5 500 150,3 30,36 1,41 19,2 211 22,2 33,6
стойка
180х180х6 25 226,28 40,83 2,0 33,6 152 28,3 64,1
160х160х5 100 150,3 30,36 2,0 23,8 158 31,7 47,7
160х160х5 200 150,3 30,36 2,0 20,8 161 31,5 47,7
160х160х5 500 150,3 30,36 2,0 19,2 179 31,5 47,7
РОЗРОБКА КОРИСНИХ КОПАЛИН
Однако необходимо обратить внимание на то, что дальнейшее увеличение жесткости забутовки до с = 200 МПа/м и даже выполнение тампонажа закрепного пространства (с = 500 МПа/м) уменьшает изгибающие моменты не столь существенно. Так, масса крепи из коробчатого профиля для с = 100 МПа/м составила 214 кг, а повышение жесткости забутовки до с = 200 МПа/м или выполнение тампонажа позволило снизить массу рамы до 201 кг (на 6%). Таким образом, для данной расчетной схемы повышение жесткости забутовки выше с = 100 МПа/м нецелесообразно, однако и ее отсутствие (с < 25-50 МПа/м) недопустимо.
Масса арочной крепи из СВП-33, имеющей сходные параметры (площадь поперечного сечения и несущую способность) составляет 294 кг, а масса отдельных ее элементов находится в пределах 100110 кг (верхняк) и 90-100 кг (стойка).
Применять профиль СВП для полигональных крепей не представляется возможным, поскольку, во-первых, не существует конструкций соединения элементов таких крепей, а, во-вторых, даже самый мощный спецпрофиль СВП-33 не обеспечивает достаточной прочности конструкции при с < 200 МПа/м, так как расчетные напряжения в опасных сечения крепи превышают предел текучести стали Ry . В полигональной крепи с верхняком из СВП-33 и забутовке жесткостью с = 25 МПа/м, расчетные напряжения о = 366 МПа, что существенно выше допустимых Ry = 240 МПа.
Спецпрофиль СВП-33 может быть теоретически использован лишь для крепи с жесткой качественной забутовкой с > 200 МПа/м. Однако и тогда перерасход металла по сравнению с такой же крепью из коробчатого профиля составит 32%.
Из расчетов следует, что взаимодействие полигональной конструкции крепи с забутовкой происходит только в районе соединения стоек с раскосами. Поэтому интересно рассмотреть работу полигональной крепи без забутовки закрепного пространства, но с различной жесткости расклинкой узлов соединений стоек с рас-
косами. С этой целью определили прочные размеры крепи: несущая способность рамы задана равной [Р] = 300 кН, а жесткость расклинки менялась в пределах от R = 2 МН/м до R = 50 МН/м, что соответствует жесткости деформирования расклинки соответственно от 0,2 т/мм до 5 т/мм.
На завершающем этапе исследований моделировалась шарнирная крепь полигональной формы, т.е. места сопряжений раскосов со стойками и верхняком в расчетной схеме крепи были шарнирными, при этом остальные параметры модели — несущая способность [Р] и жесткость расклинки R оставались прежними.
Результаты расчетов полигональной крепи представлены в таблице 2.
С увеличением жесткости расклинки R уменьшаются изгибающие моменты в полигональной крепи с нешарнирным соединением элементов, что позволяет использовать несущий профиль меньшего типоразмера. При увеличении R с 2 МН/м до 50 МН/м масса крепи уменьшилась с 225 кг до 96 кг (в 2,35 раза), а по сравнению с арочной крепью из СВП-33 в 3,06 раза. Следовательно, при использовании полигональной крепи с нешарнирным соединением элементов для уменьшения изгибающих моментов в опасных сечениях необходимо в районе сопряжений раскосов со стойками применять расклинку как можно большей жесткости.
При шарнирном соединении элементов полигональной крепи изгибающие моменты в них отсутствуют. Для учета возможных случайных эксцентриситетов в реальных шарнирных соединениях при расчете элементов крепи моменты в опасных сечениях приняты равными М = 0,1 кНм. Все элементы шарнирной крепи оказываются центрально сжатыми, что позволяет резко уменьшить типоразмеры несущих профилей. Как видно из таблицы 2, площадь поперечного сечения элементов крепи находится в пределах 7,74.10,6 см2, а их масса составляет: верхняк и стойки — 12,2 кг, раскосы — 10,6.11,7 кг.
РОЗРОБКА КОРИСНИХ КОПАЛИН
Таблица 2 — Подбор сечений элементов полигональной крепи из коробчатого профиля при жесткости расклинки 2.50 МН/м
Типоразмер стержня Соединение элементов крепи Жесткость расклинки R, МПа/м Момент сопротивления Жх, см3 Площадь сечения стержня А, см2 Расчетная длина 1е/, м Момент в опасном сечении М, кНм Продольная сила в опасном сечении N кН Гибкость стержня X Масса элемента крепи, кг
верхняк
180х180х5 жестк 2 193,0 34,36 2,0 31,3 99,3 28,1 53,9
120х120х5 жестк 10 80,91 22,36 2,0 10,1 137,2 42,9 35,1
100х100х4 жестк 50 45,27 14,95 2,0 3,3 163,3 51,4 23,5
100х100х2 шарн 2 24,6 7,74 2,0 0,1 150,8 50,1 12,2
100х100х2 шарн 10 24,6 7,74 2,0 0,1 153 50,1 12,2
100х100х2 шарн 50 24,6 7,74 2,0 0,1 169 50,1 12,2
раскос
180х180х5 жестк 2 193,0 34,36 1,41 29,5 177 19,8 38,0
140х140х4 жестк 10 93,09 21,35 1,41 9,5 206 25,5 23,6
110х110х4 жестк 50 55,62 16,55 1,41 3,1 235 32,8 18,3
100х100х2,5 шарн 2 30,13 9,59 1,41 0,1 213 35,6 10,6
100х100х2,5 шарн 10 30,13 9,59 1,41 0,1 217 35,6 10,6
110х110х2,5 шарн 50 36,8 10,59 1,41 0,1 239 35,6 11,7
стойка
160х160х5 жестк 2 150,3 30,36 2,0 20,2 150 31,8 47,7
110х110х4 жестк 10 55,62 16,55 2,0 6,4 150 46,5 26,0
100х100х3 жестк 50 35,41 11,41 2,0 2,0 150 50,8 17,9
100х100х2 шарн 2 24,6 7,74 2,0 0,1 150 50,1 12,2
100х100х2 шарн 10 24,6 7,74 2,0 0,1 150 50,1 12,2
100х100х2 шарн 50 24,6 7,74 2,0 0,1 150 50,1 12,2
Жесткость расклинки почти не влияет на напряженное состояние элементов крепи, т.е. при любом R сечения элементов крепи не меняются (табл. 2). Это снижает требования к качеству расклинки при установке крепи, однако не упраздняет необходимость ее установки, поскольку расклинка должна обеспечить геометрическую неизменяемость шарнирной конструкции и ее устойчивость.
Масса рамы шарнирной полигональной крепи из коробчатого профиля с несущей способностью [Р] = 300 кН составляет 5860 кг, что в 1,6 раза меньше массы наиболее эффективной крепи с нешарнирным соединением элементов (96 кг) и в 4,9 раза меньше массы арочной крепи той же несущей способности из СВП-33.
Для обеспечения шарнирного соединения элементов предложенной крепи и возможности ее применения в зоне интенсивного горного давления нами разработаны конструкции и поданы заявки на изобретения узлов податливости и шарнирных узлов соединения крепи из коробчатого профиля.
Одним из условий эффективной работы шарнирной конструкции крепи является отсутствие сосредоточенных нагрузок на отдельные ее элементы. Поэтому при эксплуатации такой крепи необходимо предусмотреть управление формированием нагрузок на крепь за счет определенных конструктивных решений. Такие решения нами разработаны и отражены в поданных
РОЗРОБКА КОРИСНИХ КОПАЛИН
заявках на изобретения по данной конструкции крепи.
Эффективность предложенной конструкции крепи можно повысить, заполнив несущий коробчатый профиль бетоном. Такой материал, известный как трубобе-тон, как показали многочисленные исследования [6-8 и др.] особенно эффективен для центрально сжатых или сжатых с небольшими эксцентриситетами элементов.
Произведем расчет центрально сжатой стойки полигональной крепи из коробчатого профиля, заполненной бетоном, согласно [9].
Обойма — стальная труба 100х100х2 мм, заполненная бетоном с кубиковой прочностью 20 МПа. Расчётный предел текучести стали Ry = 240 МПа, площадь поперечного сечения стальной трубы Ас = 7,74 см2, площадь бетонного ядра Аб = 92,2 см2. Модуль упругости бетона Еб = 2,3 104 МПа, стали — Ес = 2,1105 МПа, коэффициент продольного изгиба р =0,84.
Согласно [9], предельная сжимающая сила трубобетонного элемента определяется по формуле:
[N1 = Ry • Ас р
Е А
1 + Еб_ Аб е' А.
(2)
с У
тогда:
[N] = 24040
-1
(
2,3 • 104 92,2
1 +
7,74^0,84 х
Л
2,1 • 105 7,74
У
[N] = 359,6 кН.
Как видим, стойка, рассчитанная на продольную силу N = 150 кН при заполнении бетоном выдержит усилие ~ 360 кН,
т.е. в 2,4 раза больше, чем без бетона. Таким образом, если все элементы шарнирной полигональной крепи из коробчатого профиля заполнить бетоном, ее несущая способность возрастет в 2,4 раза и составит [Р] = 720 кН. Это весьма существенно увеличит устойчивость выработки даже в сложных горно-геологических условиях.
Выводы
1. Спецпрофиль СВП для рамных крепей ввиду его малой эффективности целесообразно заменить квадратной тонкостенной трубой.
2. Для крепления выработок наиболее рациональна полигональная крепь из 5-ти элементов, что позволяет наиболее полно использовать сечение выработки в свету, снизить массу отдельных элементов крепи, отказаться от использования сложных в изготовлении и более дорогих гнутых элементов.
3. Наиболее эффективной конструкцией для крепления горных выработок является шарнирная полигональная крепь из коробчатого профиля, использование которой сокращает потребление металлопроката в 4,9 раза по сравнению с арочной крепью из СВП-33 такой же несущей способности и площади поперечного сечения. Масса каждого элемента новой крепи не превышает 15 кг.
4. Предложенная конструкция крепи устраняет необходимость в забутовке, а требует лишь расклинки узла смыкания стоек с раскосами.
5. Заполнение коробчатого профиля крепи бетоном превращает его в трубобе-тон, что позволяет повысить несущую способность крепи еще в 2-2,5 раза.
Библиографический список
1. Литеинский Г. Г. Исследование эффективности прокатных профилей для рамной крепи горных выработок / Г. Г. Литвинский, Э. В. Фесенко // Уголь Украины. — 2012. — №11. — С. 11-14.
2. Литвинский Г. Г. Оптимальный прокатный профиль для рамной крепи / Г. Г. Литвинский, Э. В. Фесенко // В1ст1 Донецького г1рничого ¡нституту. — Донецьк: ДВНЗ «ДонНТУ», 2013. — Вып. 1(32). — С. 198-203.
х
_РОЗРОБКА КОРИСНИХ КОПАЛИН_
3. Литеинский Г. Г. Исследование предельных состояний рамной крепи / Г. Г. Литвинский, Э. В. Фесенко //Наукоеий е1сник НГУ. — Днтропетроеськ, 2013. — №3. — С. 26-33.
4. Маилян Р. Л. Строительные конструкции: учебное пособие / Р. Л. Маилян, Д. Р. Маилян, Ю. А. Веселее. — [ 2-е. изд.]. — Ростов н/Д: Феникс, 2005. — 880 с.
5. СП 16.13330.2011 Стальные конструкции. Актуализироеанная редакция СНиП II-23-81*. — М., 2011. — 172 с.
6. Стороженко Л. И. Расчёт трубобетонных конструкций / Л. И. Стороженко, П. И. Пла-хотный, А. Я. Черный. — К.: Будиеэльнык, 1991. — 120 с.
7. Кришан А. Л. Определение разрушающей нагрузки сжатых трубобетонных элементое / А. Л. Кришан, А. И. Заикин, М. С. Купфер //Бетон и железобетон. — 2008. — № 2. — С. 22-25.
8. Стельник О. П. 1нженерний метод розрахунку трубобетонних конструкцт при центральному заеантажент/ О. П. Стельник // В1сник Донбаськог нащональног академИ' буд1еництеа i архтектури. — МакИ'ека, 2011. — Вып. 4. — С. 47-52.
9. Литеинский Г. Г. Теория расчета центрально-сжатых трубобетонных конструкций крепи / Г. Г. Литеинский, Э. В. Фесенко // Сб. науч. тр. — Алчееск: ДонГТУ, 2012. — Вып. 38. — С. 10-16.
Рекомендована к печати д.т.н., проф. ДонГТУ Фрумкиным Р. А.,
д.т.н., проф. ДонНТУБорщевским С. В.
Статья поступила ередакцию 27.02.14.
д.т.н. Литвинський Г. Г., к.т.н. Фесенко Е. В. (ДонДТУ, м. Алчееськ, Украгна) ОБГРУНТУВАННЯ КОНСТРУКЦП I ПАРАМЕТР1В РАМНОГО КР1ПЛЕННЯ З КОРОБЧАСТОГО ПРОФ1ЛЮ
Обгрунтоеано форму поперечного перерiзу для кртлення еиробок е умоеах пологого та похи-лого залягання порiд. До^джено роботу полiгонального кртлення з коробчастого профыю, за-пропоноеано методику розрахунку його елементiе з урахуеанням езаемодИ' з масиеом порiд. Обгрунтоеано оптимальну конструкцт, у якш мiнiмiзоеано згинальт моменти, що економить еитрати металопрокату у 3-5 разiе. Доеедено, що запоенення труби бетоном тдеищуе несучу спроможтсть кртлення з коробчастого профiлю ще бтьш, тжу 2рази.
Ключовi слова: коробчастий профть, рамне кртлення, полiгональне кртлення, несуча спроможтсть, розрахунок ^m^^i, ефектиетсть, трубобетон.
Lytvynskyi H. G. Doctor of Engineering Sciences, Fesenko E. V. Candidate of Engineering Sciences (DonSTU, Alchevsk, Ukraine)
REASONS FOR DESIGN AND PARAMETERS OF BOX PROFILE FRAME SUPPORT
The form of cross-section for excavation support under the conditions of hollow and angled bedding of rocks has been grounded. The work of polygonal box profile frame support has been investigated. The method of calculating their element with account for contacting with massive of rock has been proposed. Optimal design with the minimized deflection moments decreasing the usage of metal-roll in 22.5 times has been grounded. Filling the tube with cement increases supporting strength of box profile frame support more than in twofold.
Key words: box profile , frame support, polygonal support, bearing capacity, calculation of stability , efficiency, tube confined concrete.
