21. Конструктивные решения и методика расчета прямоугольных, цилиндрических резервуаров, железобетонных труб.

Резервуары

Круглые резервуары

Круглый Железобетонный резервуар состоит из днища, цилиндрической стенки и покрытия. Покрытия железобетонных резервуаров могут выполняться в виде пространственных тонкостенных оболочек. При этом по­крытие опирается по всему контуру непосредственно на стенку. В каче­стве покрытия применяют также ребристые или безбалочные конструк­ции, опертые на стенку и промежуточные стойки.

Стенки резервуаров небольшого диаметра выполняют постоянной толщины по высоте. В больших резервуарах стенка принимается трапециедального сечения. При этом для удобства эксплуатации внутрен­нюю поверхность делают вертикальной. Однако если вода в резервуаре может подвергнуться замерзанию, то для предохранения резервуара от разрушения внутреннюю сторону стенки целесообразно проектировать с уклоном.

. Если покрытием круглого резервуара является купол, то днище выпол­няется в виде сплошной железобетонной плиты. При этом изгибающие моменты возникают только по периметру днища в местах примыкания плиты днища к стенкам. Такая конструкция днища наиболее экономична.

Если покрытие плоское безбалочное с промежуточными опорами, то днище выполняется в виде перевернутой безбалочной плиты.

Стенка круглого резервуара армируется горизонтальными и верти­кальными стержнями. Горизонтальные стержни образуют замкнутые кольца и воспринимают кольцевые растягивающие усилия. Эти усилия в нижней трети стенки, при жесткой связи с днищем, книзу постепенно уменьшаются. Однако площадь сечения кольцевой арматуры, вычислен­ная по наибольшему усилию, принимается постоянной до самого низа стенки. В верхней части стенки сечение кольцевой арматуры в соответ­ствии с падением кольцевых усилий уменьшается.

Вертикальная арматура ставится для восприятия изгибающих момен­тов, действующих в вертикальном направлении. Кроме того, вертикаль­ные стержни служат монтажными стержнями для кольцевой арматуры. Шаг вертикальных стержней принимается равным 10—20 см.

Учитывая быстрое затухание эпюры изгибающих моментов в верти­кальном направлении, примерно половина вертикальных стержней не доводится до самого верха стенки и обрывается ниже середины высоты.

Стенка больших резервуаров армируется по всей высоте двойной сим­метричной арматурой. В узлах сопряжения стенки с днищем, а также с покрытием устраиваются вуты и ставится дополнительная арматура.

Для обеспечения трещиностойкости стенки круглых железобетонных резервуаров предусматривается создание предварительного напряжения в кольцевой арматуре.Для уменьшения радиальных изгибающих моментов в сопряжении стенки с днищем устраивают шов, препятствующий радиальным смещениям стенки. В целях обеспечения непроницаемости шов заполня­ется резиной, пастической мастикой и др.

Прямоугольные резервуары

В ысота прямоугольных резервуаров принимается не более 6 м, а раз­меры в плане не ограничиваются.

В отличие от круглых резервуаров стенки прямоугольных испытыва­ют изгиб как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях. Кроме того, стенки в горизонтальном направлении работают на растя­жение. Поэтому толщина стенки получается несколько большей, чем в круглых резервуарах.

В зависимости от назначения прямоугольные резервуары бывают от­крытыми и закрытыми. В закрытых резервуарах покрытие принимается ребристым, с плитами, опертыми по контуру, или в виде безбалочного перекрытия.

В резервуарах больших размеров для облегчения работы стенок уст­раивают вертикальные ребра жесткости, располагаемые обычно с наруж­ной стороны. В узлах сопряжения стенок с днищем с целью увеличения жесткости соединения предусматривается устройство вутов с установкой дополнительной арматуры.

Прямоугольные резервуары делают иногда очень большой вмести­мостью — до 100 000 м^ъ и более (для воды). Унифицированные резерву­ары для воды могут быть вместимостью до 40 000 л*³. Прямоугольные резервуары для мазута значительно меньше — от 100 до 3000 м^ъ.

При наличии грунтовых вод конструкцию днища резервуара следует рассчитать на подпор воды снизу, а сам резервуар в опорожненном со­стоянии проверить на всплывание.

Расчет покрытия (а также и днища) не имеет никаких особенностей.

Расчет стенок прямоугольных резервуаров зависит в первую очередь от отношения высоты стенки к ее размеру в плане.

Железобетонные трубы

Ж елезобетонные трубы выполняют круглого, овоидального, прямо­угольного и других сечений

Трубы круглого сечения являются наиболее экономичными и нашли применение в строительстве.

Железобетонные безнапорные трубы выполняются из бетона класса не ниже В20. Трубы малых диаметров при действии только внутреннего давления имеют одиночную арматуру. При этом арматура ставится в се­редине толщины стенок трубы. Рабочая арматура располагается в коль­цевом, а монтажная — в продольном направлении

При действии внешней вертикальной нагрузки кольцевая рабочая арма­тура в соответствии в эпюрой изгибающих моментов должна быть вверху и внизу сечения расположена ближе к внутренней, а с боков — ближе к внеш­ней поверхности стенки. Ввиду сложности такого армирования наиболее удобным является двойное армирование. Такое же армирование применяется в трубах толщиной стенки более 7 см.

Безнапорные железобетонные трубы малых диаметров (Р < 1,5 м) и небольшой длины бетонируются в виброформах, а длинные изготовля­ются центрифугированием. Безнапорные трубы больших диаметров(D=1,5—3,5 м) и напорные трубы

целесообразно армировать непрерыв­ной спиралью с предварительным напряжением.

Стыки безнапорных труб выполняются при помощи железобетон­ных муфт шириной около 25 см. Зазор между трубой и муфтой наполня­ется цементным раствором.

Безнапорные трубы изготавливают с внутренним диаметром от 300 до 1500 мм.

Для безнапорных канализационных коллекторов большого диаметра применяются железобетонные трубы овоидального сечения.

Предварительное напряжение железобетонных труб в значительной степени повышает их трещиностойкость. В напорных трубах для обеспе­чения полной водонепроницаемости внутренняя поверхность покрывает­ся плотной облицовкой. В высокопрочных трубах водонепроницаемость может быть обеспечена применением наружного или внутреннего тон­кого металлического кожуха.

Железобетонные предварительно напряженные трубы дешевле и дол­говечнее металлических труб, и применение их взамен металлических дает большую экономию стали.

Предварительно напряженные трубы выполняются из бетона класса ВЗО. Они изготовляются центробежным способом. При этом вначале изготовляется сердечник, армированный конструктивной спиральной и продольной арматурой. Далее на специальном станке производится на­вивка на сердечник напрягаемой спиральной арматуры из высокопроч­ной проволоки диаметром 3—5 мм. После навивки спирали на поверхность трубы торкретированием наносится защитный слой, для которого целесообразно применение расширяющего цемента.

Соединение напорных предварительно напряженных труб произво­дится при помощи гибких или жестких непроницаемых стыков.

Гибкие стыки осуществляются при помощи чугунных муфт и рези­новых прокладок и допускают взаимное смещение соединяемых труб на 3—5 мм без нарушения водонепроницаемости.

Жесткие стыки выполняются на железобетонных муфтах с уплотне­нием зазоров смоленой прядью и цементным раствором.