книги / Строительные конструкции

не имеют свободного стока и способствуют более интен­ сивной коррозии стали.

Наименьшая толщина листов по условиям сварки и коррозионной стойкости 4 мм. При относительно неболь­

днище в средней части имеет постоянную толщину 4— 5 мм, а крайние листы (окрайки) 6—8 мм. Стену со­ ставляют по высоте из отдельных горизонтальных колец (поясов). Листы, образующие пояса, соединяют друг с другом стыковыми швами. Эти швы в смежных поясах располагают вразбежку со смещением на половину дли­ ны листа, но не менее чем на 500 мм. Пояса сварива­ ют между собой встык или внахлестку (см. рис. XI.44).

Листы плоского днища по длине полосы соединяют стыковым швом или внахлестку, а полосы между собой внахлестку.

Сопряжение стен резервуара с днищем осуществляют

накладок в месте сопряжения стены с днищем, а также значительный выступ днища за стену (более 50 мм) от­ рицательно влияют на работу узла, вызывая большую концентрацию напряжений.

Врезервуарах с пространственным днищем в узле сопряжения стены и днища создается опорное кольцо (см. рис. XI.45).

Всовременной практике строительства все более широкое распространение получают стальные цилиндри­ ческие резервуары, элементы которых изготовляют на заводах и транспортируют к месту монтажа свернуты­ ми в рулоны. При монтаже эти рулоны разворачивают

исваривают между собой *. Толщина листов в таких резервуарах ограничена из условия возможности свер­ тывания полотнищ в рулоны. Стена резервуара большой

вместимости может быть выполнена предварительно­ напряженной путем навивки на нее высокопрочной про­ волоки и последующего торкретирования.

Стена цилиндрического резервуара от внутреннего гидростатического давления жидкости испытывает осе-

1 Рулонированные резервуары — основной тип стальных резер­ вуаров для нефтепродуктов.

261

вое растяжение. Кольцевое расчетное растягивающее усилие Т на глубине h от верха стенки при радиусе ре­ зервуара г определяют по формуле (XI.3). Так, если резервуар заполнен водой,

Т = 1,1Аг.

Для каждого пояса h принимают равным расстоя­ нию от верха стены до низа пояса (рис. XI.46,а).

Прочность стен толщиной бСт проверяют по верти­ кальным стыковым швам, которыми соединяют листы поясов:

В месте сопряжения стены с днищем сварные швы препятствуют ее свободной деформации, вследствие че­ го в ней возникает краевой изгибающий момент М0, рас­ четное значение которого приближенно может быть оп­ ределено но формуле

пряжения от краевого момента в сварных швах прове­

Рис. XI.46. К расчету стального цилиндрического резервуара а —стена; б —сварной шов, соединяющий стену с днищем

262

Эти напряжения не суммируются с растягивающими напряжениями, которые шов испытывает кдк элемент нижнего пояса стенки, так как векторы этих напряже­ ний взаимно перпендикулярны.

Плоские днища, лежащие на сплошном основании, испытывают незначительные усилия, их обычно не рас­ считывают.

Сферическое днище, опертое по контуру (см. рис. IX. 45), под действием гидростатического давления испыты­ вает растягивающие усилия. Его прочность проверяют по шву в нижней зоне, где растягивающие напряжения достигают максимума:

В коническом днище с углом наклона а (см. рис. XI. 45, б) кольцевые растягивающие напряжения достигают

FA

здесь Е — модуль продольной упругости стали; / у — момент инерции сечения кольца относительно вертикальной оси, проходящей через центр тяжести сечения; г„—-радиус кольца.

263

Рис. XI.47. Железобетонные безнапорные трубы

а—труба со ступенчатым раструбом; 6—то же, а коническим; в —фальце- ван труба; е—схема армирования трубы; 1 —спираль; 2 «•* продольные стержни

Рис. Х1.48. Стыки безнапорных труб

J —резиновое уплотнительное кольцо; 2 —асбестоцементная смесьл 3 —битумная обмазка; 4 —цеженг* ный раствор; б —эачеканенная просмоленная прядь

Рис. XI.49. Схема укладки труб

обжатие в продольном направлении — натяжением про­ дольных стержней.

Типовые железобетонные напорные трубы формуют методом виброгидропрессования на специализированных заводах, Диаметр таких труб от 600 до 1600 мм, тол-

265

щмна стенки 55— 105 мм, длина 5 м. Арматура — высо­ копрочная проволока классов В-И (спираль) и Вр-П (продольная). Трубы имеют раструбы конической фор­ мы, стыкуют их с помощью уплотнительного резинового кольца (рис. XI. 48, а). Способы укладки труб на ос­ нование те же, что и для безнапорных труб.

Напорные железобетонные трубы могут иметь внут­ ри сердечник из стальной трубы. В этом случае для работы под давлением до 10 ат их изготовляют без предварительного напряжения, при давлении 10—20 ат — с напрягаемой спиральной арматурой.

Напорные трубы рассчитывают на прочность и по образованию трещин, безнапорные — на прочность и по ширине раскрытия трещин.

Трубы испытывают воздействия следующих нагру­ зок: внутреннего давления жидкости с учетом гидрав­ лического удара, собственного веса с учетом жидкости, давления грунта, временной нагрузки на поверхности земли от транспортных средств. От действующих на трубу нагрузок возникают изгибающие моменты и про­ дольные усилия как в поперечных (кольцевых) сече­ ниях, так и в продольных.

Методика расчета труб определяется специальным руководством1. Для подбора типовых труб в зависи­ мости от напора, глубины заложения и способа укладки используют графики, приведенные в каталогах или в Справочнике проектировщика2.

Водопроводные и канализационные железобетонные колодцы наиболее часто имеют в плане круглую форму (рис. XI. 50, а). Для унифицированных колодцев внут­ ренний диаметр принят равным 1000, 1500 и 2000 мм, диаметр горловины 700 мм. Высота колодцев обуслов­ лена глубиной заложения трубопроводов и может из­ меняться в широких пределах. Она принята кратной 300 мм.

Железобетонные стеновые кольца имеют высоту 600 или 900 мм, толщина стенок 80— 100 мм. В нижних кольцах с четырех сторон предусмотрены проемы для входящий и выходящих трубопроводов. После монтажа

* Руководство по проектированию напорных железобетонных труб. М., 1978.

2' Типовые железобетонные конструкции зданий и сооружений для промышленного строительства. М., 1974.

266

труб неиспользованные 'проемы и оставшиеся зазоры между трубами и проемами бетонируют.

Стеновые кольца устанавливают на плоскую плиту днища толщиной 100— 120 мм и перекрывают плоской плитой толщиной 150 мм с отверстием диаметром 700 мм, над которым располагается горловина. Диаметр плиты днища на 500 мм превышает внутренний диаметр сте­ новых колец и равен 1500, 2000 и 2500 мм, диаметр плит перекрытия равен внешнему диаметру стеновых колец (1160, 1680 или 2200 мм).

Горловину’ перекрывают железобетонной плитой диа­ метром 840 мм и толщиной 70 мм с отверстием d = = 580 мм, над которым устанавливают стандартный чугунный люк. Если колодцы расположены в пределах автодороги или на территории промышленной площад­ ки, где возможно движение тяжелых автомашин, вместо круглой плиты на горловину укладывают прямоуголь­ ную дорожную плиту размером 1150X2500 мм и вы­ сотой 220 мм. В центре плиты сделано отверстие диа­ метром 580 мм для люка. За пределами горловины дорожная плита опирается на уплотненное песчаное ос­ нование толщиной 250 мм.

Рис. XI.50. Железобетонные колодцы, круглый а и прямоугольный б

1 —кольца; 2 —плита перекрытия; 3 —кольцо горловины; 4 —отмостка; 5 — металлический люк; 6 —опорное кольцо для люка; . 7 —ходовые скобьы 8 — плита днища; 9 —монолитный бетон для заделки отверстия вокруг трубопро­ водов; 10 г- плоские стеновые плиты

267

Нижняя часть колодцев может быть прямоугольной (рис. XI. 50, б). В этом случае используют унифициро­ ванны е стеновые панели прямоугольных емкостных со­

оружений (см. § XI. 4).

Несущая способность типовых железобетонных кон­ струкций допускает заглубление плит днища до 7 м, а плит Ьерекрытия от 0,5 до 3—4 м в зависимости от интенсивности временной нагрузки на поверхности грунта.

§ XI.8. КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ И ПРИНЦИПЫ РАСЧЕТА ВОДОНАПОРНЫХ БАШЕН

Водонапорные башни строят для регулирования на­ пора в водопроводных сетях.

Главная составная часть каждой башни — резервуар. Его вместимость и высоту над поверхностью земли ус­ танавливают в зависимости от режима водопотреблеиия и расчетного напора в сети.

Водонапорные башни весьма разнообразны по вмес­ тимости резервуара (от 15 до 3000 м3) и по высоте опор­ ной части (от 6 до 50 м).

Башни бывают шатровые (рис. XI. 51, а), в которых резервуар заключен внутри особого строения — шатра, обеспечивающего необходимый температурный режим, и бесшатровые (рис. XI. 51, б), когда теплоизоляцию резервуара (при необходимости) наносят непосредствен­ но на стенки. Предпочтительнее башни бесшатрового

Технико-экономические исследования показывают, что при одинаковой высоте и конструкции башни ее стоимость мало зависит от вместимости резервуара: с увеличением вместимости на 30—40% стоимость воз­ растает на 3—6%. При одинаковых резервуарах стои­ мость башен изменяется пропорционально изменению высоты опорной части.

В результате технико-экономического анализа уста­ новлены следующие параметры типовых башен: при вместимости резервуара 25 и 50 м3 высота 9—27 м, при вместимости 150, 250, 500 и 1000 м3 высота башни 12—42 м (кратно.З м).

Резервуары водонапорных башен делают же-

268

няют преимущественно железобетонными, но при ре­ зервуарах малой вместимости в зависимости от мест­ ных условий они могут быть металлическими, а при

изображена схема бесшатровой водонапорной башни с кирпичной опорой и металлическим резервуаром.

Железобетонные опоры башен выполняют в виде сплошной монолитной цилиндрической оболочки (рис.

Наименьшую стоимость имеют сборные железобетон­ ные опоры сетчатого типа: они дешевле сплошных мо­ нолитных в 1,5—2 и кирпичных в 2—3 раза, а с метал­ лическими опорами приблизительно равноценны.

269

Водонапорные башни с железобетонной опорой в виде моно­

ры, которые в узлах приваривают к стальным фасонкам. Стыки замоноличивают бетоном (см. рис. XI.55,г).

В водонапорных башнях рассчитывают конструкции резервуара, опоры, фундамента и шатра. Расчет ци­ линдрических резервуаров выполняют в соответствии с указаниями §Х1. 3 и XI. 6, расчет элементов шатра, крыши резервуара, обслуживающих площадок — в соот­ ветствии с указаниями глав IX и X.

270