книги / Строительные конструкции

Рис. XI.35. Детали узлов сопряжения стеновых панелей прямоуголь*

ных сооружений (см. рис. XI.26, XI.27, XI.28)

Рис. XI.36. «Гибкий» стык стеновых пане­ лей в углах сооружения

1 —стеновые панели; 2 —тиоколовый герметик; ' 3 —гернит 0 40 мм; 4 —цементный раствор

менты также и в горизонтальной плоскости, поэтому здесь требуется усиленная горизонтальная арматура. Длину этцх участков принимают равной высоте панели

.(для балочного типа) и полуторной высоте панели

251

Лотки — элементы конструкций многих емкостных сооружений. Их располагают либо вдоль стенок (в от­ стойниках, осветлителях, илоуплртнителях), либо над стенками (в аэротенках), либо на грунте (в бункерных песколовках). Унифицированные прямоугольные лотки имеют номинальную длину 3 и 6 м, ширину (в свету) 20—60 см и высоту 30—90 см при толщине стенок по­ низу 8— И см. Их укладывают в железобетонные сты­ ковые муфты, которые устанавливают на железобетон­ ные поперечные балочки, охватывающие стеновые (или перегородочные) панели (рис. XI.37,а). Балочки за­ крепляют стальными клиньями. Все элементы соединя­ ют между собой путем сварки стальных закладных де­ талей.

В качестве служебных мостиков (для прохода об­ служивающего персонала) используют ребристые пли­ ты покрытий промышленных зданий. Такие плиты уста­ навливают на поперечные железобетонные балочки. (рис. XI.37, б) или на муфты, в которых стыкуются эле­ менты лотка (рис. X I.37, а).

§XI.5. РАСЧЕТ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ЕМКОСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Характер работы под нагрузкой и методы расчета стенок прямоугольных сооружений зависят от их конст­ руктивного решения и соотношения размеров сторон.

Стены открытых сооружений, высота которых значи­ тельно меньше, чем длина (аэротенки, нефтеловушки, отстойники и т. д.), представляют собой консоли, за­ щемленные в днище.

Крайние стены рассчитывают на два случая их ра­ боты:

1)гидростатическое давление жидкости при отсут­ ствии обсыпки (рис. X I.38, а);

2)боковое давление грунта при опорожненном со­ оружении (рис. XI. 38, б, в). Временную нагрузку на по­ верхности грунта вокруг сооружения принимают рав­ ной 1 тс/м2 (10 кН/м2).

Формулы для определения нормативного давления

жидкости и обсыпки и соответствующие коэффициенты перегрузки приведены в § XI.3.

Определив расчетные изгибающие моменты при ука­ занных загружениях (на 1 пог. м по длине стены), нахо­ дят необходимую площадь вертикальной арматуры как

253

в прямоугольном сечении с рабочей высокой Л0= б —2 см и шириной ft = 100 см. От давления жидкости находят площадь сечения арматуры, устанавливаемой с внутрен­ ней стороны, ^а.внутр; от давления грунта — площадь се­ чения арматуры, устанавливаемой с внешней стороны

Га.внешн> Причем /?а.внешн<С^'а.внутр.

Промежуточные стенки, которые могут испытывать давление жидкости то с одной, то с другой стороны (при опорожнении соседней секции), имеют с двух сто­ рон арматуру с площадью сечения /^.впутр.

В сборных панелях консольного типа для сокраще­ ния количества типоразмеров также принимают одина­ ковую арматуру Га.внутр по обеим сторонам. Принятую вертикальную арматуру сборных панелей следует про­ верить на монтажный случай, когда панель от собствен­ ного веса работает на изгиб.

После того как установят требуемое армирование стен, проверяют ширину раскрытия трещин: ат^ 0 ,2 мм. Этот расчет следует выполнять по методике, приведен­ ной в гл. VI (§ VI. 7), считая, что вся нагрузка являет­ ся длительно действующей.

Горизонтальная арматура стен рассмотренной конст­ рукции является конструктивной. На крайних участках стен длиной по 1,5 Я ст (при жестком соединении с тор­ цовыми стенами) площадь сечения этой арматуры сле­ дует увеличить, так чтобы, Fa.rор^Цмнн bh0. Это обус­ ловлено, как отмечалось в § XI. 4, действием небольших изгибающих моментов и в горизонтальной плоскости.

254

Промежуточные стенки сооружений, испытывающие во всех случаях уравновешенное давление жидкости с двух сторон (мёждукоридорные стенки аэротенков, цир­ куляционные перегородки в отстойниках и т. д.), рас­ считывают на действие вертикальной нагрузки от уста­ новленных на них лотков (заполненных жидкостью), мостиков, технологических трубопроводов и от ветро­ вой нагрузки, действующей на эту стенку в опорожнен­ ном сооружении.

Площадь вертикальной арматуры определяют по формулам расчета внецентренно-сжатых элементов (см. гл. VII). Горизонтальную арматуру устанавливают по такому же принципу, как в предыдущем случае. Если стенку возводят из сборных панелей, то принятое арми­ рование проверяют из условия обеспечения прочности панели в процессе транспортирования и монтажа, ког­ да она работает на изгиб от собственного веса.

Стены открытых и закрытых сооружений с отноше­

Характер опирания верхнего края зависит от конструк­ ции сооружения. В открытом сооружении он свободный (см. рис. XI.39,а), при опирании сборного покрытия — шарнирно опертый (рис. XI.39,б), при монолитной свя­ зи с покрытием — защемлен (см. рис. XI.39,в). Нагруз­ ка на эти стены от давления жидкости или грунта име­ ет вид треугольника (или трапеции) с максимальной ординатой понизу. Изгибающие дооменты определяют по таблицам для расчета прямоугольных изотропных плит, приведенным в ряде справочников и учебных по­ собий *. По найденным моментам обычным способом оп­ ределяют требуемую площадь сечения арматуры в каж ­ дом направлении плиты и проверяют ширину раскры­ тия трещин.

Стены закрытых сооружений большой протяженно­ сти (рис. XI. 40) имеют опоры на уровне днища и по­ крытия. Монолитная гладкая стена представляет собой балочную плиту, упруго закрепленную поверху и понизу и загруженную треугольной нагрузкой от давления жид­

256

Рис. XI.40. К расчету стен закрытых прямоугольных сооружений большой протяженности при монолитной их связи с покрытием

и днищем 1 —покрытие; 2 —стена; 3 —днище

большой протяженности при шарнирной связи с покрытием а —общий вид; б —расчетная схема; в эпюра моментов

256

ределяют требуемую площадь сечения вертикальной ар­ матуры, а затем проверяют ширину раскрытия трещин. Схема армирования показана на рис. XI.40, в.

Отметим, что в стенах закрытых прямоугольных со­ оружений кроме изгибающих моментов действует так­ же продольная сила от веса покрытия, а потому они испытывают внецеятренное сжатие. Влияние продоль­ ной силы в расчете не учитывают и рассчитывают стены на изгиб. Это дает некоторое увеличение требуемой пло­ щади арматуры, но повышает надежность работы кон­ струкции, так как в процессе эксплутации сооружения могут быть периоды, когда на покрытии отсутствует об­ сыпка и продольная сила резко уменьшается.

Если монолитная стена имеет вертикальные ребра, расстояние между которыми с ^ 0 ,5 или с^2Л , то плиту между ребрами рассчитывают как защемленную по че­ тырем сторонам по указанным выше таблицам, а ребро как балку, упруго закрепленную в днище и покрытии и загруженную реакциями, передаваемыми плитой.

Гладкие стены длинных закрытых сооружений со сборными покрытиями (рис. XI. 41) считают защемлен­ ными в днище и имеющими шарнирно-неподвижную опору поверху. Стены рассчитывают как вертикальные балки шириной 1 м.

Такую же расчетную схему (см. рис. XI.41) имеют сборные стеновые пДнели балочного типа. Для типовых панелей пролетный момент принят несколько увеличен­ ным против показанного на рисунке; вследствие воз­ можного поворота узла сопряжения стенки с днищем момент Л4Пр определен при уменьшении М„иж на 20%.

При определении бокового давления грунта времен­

подбирают вертикальную арматуру стены исходя из воз­ можных схем ее загружения: на промежуточную стену действует давление жидкости с двух сторон, крайняя с одной стороны испытывает давление жидкости, с дру­ гой давление грунта. Затем проверяют ширину раскры­ тия трещин: ат=^0,2 мм.

Если стена имеет вертикальные ребра (рис.XI.42,а), то при соотношении размеров Л > 2с моменты, подсчи-

257

тайные по формулам, приведенным на рис. XI.40 и XI.41, следует ум­ ножить на с и по ним под­ бирать арматуру ребер. Плиту между ребрами в этом случае рассчитыва­ ют в горизонтальном на­ правлении как неразрез­ ную балку, опертую на ребра (рис. XI.42,в). На­ грузка на плиту меняет­ ся по высоте, поэтому плиту разбивают на от-

258

дельные зоны шириной по 1 м и рассчитывают каждую зону на свою нагрузку.

Если расстояние между ребрами с^ 2 Л , то ребро рас­ считывают как балку, защемленную внизу и шарнирно опертую вверху, загруженную реакциями примыкаю­ щих плит, опертых по контуру (рис. XI.42,г).

Стены небольших в плане сооружений, высота кото­ рых значительно превосходит размеры в плане, разби­ вают по высоте на зоны шириной 1 м и рассчитывают

обсыпки стены будут испытывать внецентренное растя­ жение, при опорожненном сооружении от воздействия обсыпки — внецентренное сжатие.

Элементы покрытия и днищ рассчитывают по мето­ дике, изложенной в § XI.3 для цилиндрических соору­ жений. Примеры расчета приведены в гл. XII.

§ XI.6. КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ И РАСЧЕТ СТАЛЬНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ РЕЗЕРВУАРОВ

Стальные резервуары относятся к разряду листовых конструкций, выполняемых из плоских или изогнутых листов, соединенных между собой сварными швами в единую пространственную тонкостенную конструкцию. Соединения листов должны быть не только прочными, но и плотными, чтобы обеспечить герметичность соору­ жения. Они работают в основном в условиях безмоментного напряженного состояния, которое характеризуется наличием только осевых (преимущественно растягиваю­ щих) усилий, создающих в листах напряжения, равно­ мерно распределенные по их толщине. Изгибающие моменты возникают лишь в местах сопряжения с коль­ цами жесткости, плоскими днищами и т. д. Эти моменты быстро затухают и оказывают влияние на напряженное состояние конструкции лишь на небольших участках (краевой эффект).

Листовые конструкции, испытывающие воздействие растягивающих напряжений от внутреннего давления (в трубопроводах, цилиндрических емкостях и т.д .),не теряют эксплуатационных качеств и после того, как напряжения в листах достигли предела текучести. Для этого случая расчетные сопротивления стали растяже-

259

Рис. XI.44. Стальной резервуар с плоским днищем

/ —сопряжение поясов внахлестку; II —то же, встык; 1 —■шов стыковой; 2 —сварной шов сплошной; 3 —то же, прерывистый

Рис. XI.45. Схемы стальных резервуаров с пространственным дни­ щем, опирающимся по контуру сферическим а и коническим б

I —стена; 2 —опорное кольцо; 3 —стыковой шов; 4 —днище

нию установлены нормами из условия достижения металлом временного сопротивления разрыву (см. гл. IX).

Стальные цилиндрические резервуары применяют преимущественно в водонапорных башнях. Их вы­ полняют с плоским или пространственным днищем (рис. XI.44 и XI.45)'. Покрытие резервуаров обычно легкое и не оказывает влияния на работу стен.

Резервуары с плоским днищем наиболее просты в изготовлении, но имеют эксплуатационные недостатки: затруднен осмотр и ремонт днища, выпадающие осадки

260