Частного высшего учебного заведения 9 страница

Рис. 16.7. К расчету узла сопряжения стены цилиндрического резервуара с днищем

Рис. 16.8. К расчету стены цилиндрического резервуара

(эпюры кольцевых сил и изгибающих моментов)

а – сопряжение стены с днищем жесткое; б – то же подвижное

При подвижном сопряжении сборной цилиндрической стены с днищем вследствие радиального перемещения стены по ее торцу образуется сила трения

Кольцевые растягивающие усилия в стенке на уровне х от днища им максимальный момент определяются

Площадь сечения кольцевой арматуры определяют как в центрально-растянутом элементе отдельно для каждого пояса высотой 1 м

Стены резервуаров относятся к конструкциям 1-ой категории требований к трещиностойкости.

Площадь сечения вертикальной арматуры стен определяют как в изгибаемой плите, отдельно от действия внутреннего гидростатического давления и от наружной обсыпки. Ее расчетное количество устанавливают в нижней части стены с защитным слоем 1,5 см; выше предусматривают конструктивное армирование.

Днища, как правило, выполняют монолитными.

Прямоугольные резервуары

Прямоугольная форма резервуаров целесообразна при их вместимости 6 …20 тыс. м3 и более. Основные параметры прямоугольных резервуаров представлены в табл. 16.2.

Покрытие резервуаров обычно делают плоскими по колоннам; днища – также плоским или с внутренними откосами по периметру стен для увеличения вместимости резервуара.

Конструктивные схемы монолитных резервуаров имеют варианты: с ребристым покрытием при сетке колонн 6х6 м и с безбалочным при сетке колонн 4х4 м (рис. 16.9). Стены высотой до 4 м делают гладкими, при большей высоте – с ребрами.

Рис. 16.9. Прямоугольный монолитный резервуар

а – при варианте с ребристым покрытием; б – то же с безбалочным покрытием

Конструктивные схемы сборных резервуаров также имеют варианты : с плитно-балочным покрытием при сетке колонн 6х6 м; с безбалочным перекрытием при сетке колонн 4х4 м (рис. 16.10)

Рис. 16.10. Прямоугольный сборный резервуар

а – план при варианте с плитно-балочным покрытием; б – то же с безбалочным покрытием; 1 – стеновые панели; 2 – крайняя колонна; 3 – фундаментный блок; 4 – промежуточная колонна; 5 – фундамент крайней колонны; 6 – монолитное днище; 7 – балка покрытия; 8 - плита

В первом варианте для покрытия используют типовые ригели и ребристые плиты 6 х 15 м, во втором – панели с ребрами по контуру, опирающие непосредственно на капители колонн.

Стеновые панели для каждого резервуара принимают только одного типоразмера.Вертикальные зазоры могут быть прямоугольной формы толщиной 200 мм и шпоночной формы толщиной 30 мм.

Угловые участки стен выполняют монолитными, их размеры зависят от разбивки стеновых панелей в плане (рис. 16.11)

Рис. 16.11. Узлы прямоугольного сборного резервуара (см. рис. 16.10)

1…8 – то же на рис. 16.10; 9 – закладные детали; 10 – дополнительная арматура в монолитном участке; 11 – бетон монолитного участка стен

Расчет прямоугольных резервуаров

Стены резервуаров рассчитывают на одностороннее давление при отсутствии обсыпки, а также одностороннее боковое давление грунта при опорожненном резервуаре.

Монолитную стену без ребер, сборную стену с вертикальными стыками шпоночной формы рассчитывают по балочной схеме (рис. 16.12, а), принимая пролет l1 равным расстоянию от верхней грани паза днища до покрытия.

Рис. 16.12. К расчету стены прямоугольного резервуара, работающей по балочной схеме

а – конструктивная схема; б – расчетная схема; в – эпюра моментов; 1 – стык шпоночной формы; 2 – плита сборного покрытия; 3 – стеновая панель; 4 – паз в днище для заделки стеновой панели; r – гидростатическое давление воды ; r1 – горизонтальное давление воды; р – давление от покрытия

При расчете выделяют вертикальную полосу шириной 1 м вместе с находящимися на ней нагрузками. Полагают, что в днище стена жестко защемлена, а на уровне перекрытия шарнирно оперта.

В монолитной или сборной стене, усиленной пилястрами и пристенными колоннами каждый участок стены между ними рассчитывают как плиту, опертую по контуру при соответствующих параметрах.

Требуемое количество рабочей арматуре находят по наибольшим опорным и пролетным моментам как в изгибаемой плите прямоугольного сечения с одиночной арматурой.

Рис. 16.13.

К расчету стены прямоугольного резервуара как плиты, опертой по контуру

Рис. 16.14. Армирование стеновой панели прямоугольного резервуара

Рис. 16.15. Навивка кольцевой арматуры предварительно напряженной стенки машинной ВНИИСТ Главгаза

а – навивка напрягаемой арматуры; б – вид навивочной машины

Рис. 16.16. Висячие (вантовые) покрытия резервуаров

б – монтаж сборного висячего покрытия; в – висячее предварительно напряженное покрытие круглого шламбассейна

Рис. 16.17. Сборный предварительно напряженный резервуар емкостью 35 000 м3

Рис. 16.18. Сборные предварительно напряженные резервуары емкостью 1000 и 2000 м3

Лекция № 17.

Бункера

Рис. 17.1. Одиночные монолитные бункера

а – призматической формы; б – цилиндрической формы; 1 – стена;

2 - воронка

Рис. 17.2. Монолитные бункера

а – многоячейковые; б – лотковые

Рис. 17.3. Схема разрезки бункера на сборные элементы

Рис. 17.4. К расчету бункеров

а - к определению давления на наклонную стену воронки; б – геометрические параметры стен бункера; в – к определению эквивалентных размеров трапециевидной стены воронки

Рис. 17.5. Расчетные схемы возможного разрушения бункера вследствие

а – изгиба стен из своей плоскости; б – разрыва стен бункера горизонтальными силами; в – отрыва воронки; г – изгиба вертикальной стены бункера в своей плоскости по нормальному или наклонному сечению; 1 – трещины от изгиба стены из своей плоскости снаружи бункера; 2 – то же, внутри бункера; 3 – трещины от усилий, действующих в плоскости стен бункера

Рис. 17.6. Детали армирования воронки бункера

а – в разрезе; б – в плане (сетки основной арматуры); в – в плане (дополнительная арматура углов); г – сварная сетка воронки; д – армирование течки сварной сеткой

Рис. 17.7. Конструктивная схема бункера

Рис. 17.8. Здание бункеров для кокса

Рис. 17.9. Узлы сборных бункеров

а – сопряжение ригеля с колонной; б – сопряжение балок и стенок бункера с колонной; 1 – колонна; 2 – ригель; 3 – плиты стен бункера; 4 – бункерная балка; 5 – центрирующая прокладка; 6 – стыковые накладки

Рис. 17.11. Сборный бункер с сопряжениями на болтах

1 – днище; 2 – поперечные стенки; 3 – продольные стенки; 4 – болты d = 30 мм; 5 - трубка

Силосы

Рис. 17.12. Схемы монолитных силосных корпусов

а – с цилиндрическими силосами; б – с квадратными в плане силосами; 1 – надсилосная галерея; 2 – силос; 3 – подсилосный этаж

Рис. 17.13. Сборные силосные корпуса с квадратными в плане силосами

а – схемы разреза и планов; б – сборные элементы; в – деталь сопряжения сборных элементов по внутренним углам; 1 – 3 – сборные элементы; 4 - болт

Рис. 17.14. Сборные силосные корпуса с цилиндрическими силосами

а – фрагмент плана корпуса; б – конструктивная схема яруса

Рис. 17.15. Конструктивные схемы сборного круглого силоса диаметром 12 м с панелями каннелюрного типа

а – разрез; б – план; в – деталь плана; 1 – панели-оболочки; 2 – металлическая воронка; 3 – железобетонные сваи

Рис. 17.17. К расчету стен силоса, квадратного в плане

а – расчетная схема; б – эпюра изгибающих моментов; в – моменты и силы в стенах силоса по сечению А – А; г – то же, по сечению

Рис. 17.18. Возведение силосов в скользящей опалубке

Рис. 17.19. Сборный силосный корпус из предварительно напряженных колец

Лекция № 18.

Подпорные стены

Железобетонные подпорные стены в сравнении с каменными и бетонными значительно экономичнее. Их применяют преимущественно сборными.

Подпорные стены бывают:

- уголковые;

- с контрфорсами;

- анкерные (рис. 18.1)

Уголковые стены применяют, когда полная высота подпорной стены не превышает 4,5 м. При большей высоте экономичнее стены с контрфорсами или анкерные.

Уголковые подпорные стены могут изготавливаться в виде единых блоков длиной 2 – 3 м (рис. 18.1, а). Также разработаны типовые конструкции сборных уголковых подпорных стен, состоящие из стеновой и фундаментной плиты (рис. 18.1, б).

Предусмотрены высоты подпора грунта h, равные 1,2; 1,8; 2,4; 3,0; 3,6 м.

Номинальная длина стеновых плит принята 3,0 м; фундаментных – 3,0 и 1,5 м.

Ширина подошвы b принята равной 2,2; 2,5; 3,1; 3,7 м.

В подпорных стенах других типов (рис. 18.1, в, г) ограждение образуется из сборных стеновых плит, закладываемых в пазы контрфорсов или рам. Контрфорсы конструируют составными из 2 – 3 частей. Их устанавливают с шагом 2 – 3 м на сборные элементы опорной плиты ,с которой соединяют.

Рамы анкерных подпорных стен размещают через 4 – 5 м одна от другой, опирая их на отдельные фундаменты. Анкерная балка предназначена для удержания всей конструкции против сдвига под воздействием горизонтального давления грунта. Расстояние а (рис. 18.1, в) принимают равным (0,3 – 0,6)h0 высоты подпора грунта, если грунт имеет угол естественного откоса 30 – 450.

Расчет

Равнодействующая горизонтального давления земли (нормативное значение) на 1м длины стены (рис. 18.2) равна:

плотность грунта;

угол естественного откоса грунта;

высота подпора грунта

Рис. 18.2. К расчету уголковой подпорной стены

Распределение давления грунта по высоте стены принимают прямолинейным, поэтому интенсивность внизу равна

В данном случае равнодействующая приложена на расстоянии h/3 от подошвы.

Вес верхнего слоя грунта

- равномерно распределенная нагрузка на верхнем уровне грунта;

коэффициент надежности;

Предварительно ширину опорной плиты b и ее вынос принимают такими, чтобы наибольшее краевое давление на грунт под подошвой было

а также

момент от всех усилий относительно центра тяжести подошвы;

площадь сопротивления подошвы;

момент сопротивления подошвы;

условное расчетное давление на грунт;

опрокидывающий момент от давления грунта относительно переднего края подошвы (точка А, рис. 18.2);

удерживающий момент, гарантируемый вертикальными нагрузками

(точка А, рис. 18.2);

сумма вертикальных нагрузок;

коэффициент трния бетона по грунту в пределах 0,3 – 0,6;

На рис. 18.3 представлен пример армирования подпорной стенки уголкового типа. Рабочие стержни объединяют в сетки с помощью монтажной арматуры. Для экономии арматуры часть стержней размещают только в зонах наибольших моментов. Сетка С4 конструктивная.

Рис. 18.3. Схема армирования уголковой подпорной стены

1 – сквозные рабочие стержни; 2 – дополнительные рабочие стержни; 3 – монтажные стержни

«Международный Славянский университет. Харьков»