2. Прямокутні резервуари

Завдяки простоті форм складових елементів, простоті технології виготовлення, невеликій кількості типорозмірів, прямокутні резервуари займають чільне місце в резервуаробудівництві, не зважаючи на ряд недоліків у їх конструкції (велика складність при влаштуванні герметичних швів, незначну тріщиностійкість, неможливість використання понтонів, меншу стійкість до сейсмічних впливів і т.п.). Прямокутна форма доцільна при місткості резервуарів 6...20 тис. м³. Але коли ставляться вимоги компактнішого компонування резервуарів, їх проектують прямокутними і при меншій місткості. На сьогодні розроблені типові серії різних за місткістю (від 100 м³ до 40000 м³) прямокутних резервуарів для зберігання темних нафтопродуктів і води із уніфікованих елементів. Основні параметри прямокутних резервуарів для води наведено в таблиці1.3

Прямокутні резервуари проектують в основному напівзаглибленими або заглибленими. Приклади конструктивних рішень прямокутних резервуарів наведено на рис.1.19, 1.20.

Рис.1.19. Прямокутний монолітний резервуар

а) з балочним перекриттям; б) з безбалочним перекриттям

1 – стінка резервуара; 2 – колона; 3 – монолітна балочна плита; 4 – другорядна балка; 5 – головна балка; 6 – капітель; 7 – монолітна безбалочна плита; 8 - днище

Прямокутні резервуари, як і циліндричні, проектують монолітними (рис.1.19) і збірними (рис.1.20).

Рис.1.20. Прямокутний збірний резервуар

а – план; б – розріз при варіанті з панельно-балочним перекриттям; в – так само, з панельним перекриттям; 1- стінові панелі; 2 – монолітне днище; 3 – фундамент крайньої колони; 4 – крайня колона; 5 – проміжна колона; 6 – фундаментний блок; 7 – балка перекриття; 8 - панелі

Монолітні прямокутні резервуари складаються зі стінок постійної або змінної товщини по висоті. Вони з’єднані з днищем і покриттям жорстко. Стінки монолітних резервуарів висотою до 4 м виконують переважно гладкими, а при більшій висоті – із вертикальними зовнішніми ребрами (рис.1.21).

Рис.1.21. Схема резервуара з вертикальними ребрами

1 – стінка, 2 – вертикальне ребро

Покриття монолітних резервуарів виконують переважно безбалочним, рідше застосовують ребристі монолітні покриття із балочними плитами, які опираються на внутрішні колони із квадратною сіткою 44м або 6х6м (рис.1.19). Конструкція і армування покриття прямокутних монолітних резервуарів подібне до монолітних циліндричних резервуарів. Днище виконують плоским із оберненими капітелями або потовщенням у місцях опирання колон і вутами на ділянках прилягання до стінки. У місцях спряжень плит покриттів зі стінками також влаштовують вути.

При значному заглибленні резервуарів (більше 3 м) днище виконують ввігнутим (ломаного або плавного обрису). Це дає можливість зменшити висоту стінки і зниження зусиль, які виникають у ній від тиску ґрунту (рис.1.22).

Рис.1.22. Схеми прямокутних заглиблених резервуарів.

а) при мілкому закладанні; б) при глибокому закладанні

За конструкцією днище прямокутного резервуара практично не відрізняється від днища циліндричного резервуару. При невеликих розмірах резервуара в плані (до 40...50м) днище роблять суцільним. При більших розмірах влаштовують температурно-усадочні шви (рис. 1.23).

У резервуарах для води, які мають значне заглиблення, коли температура продукту практично не змінюється, а усадка проявляється в незначній мірі, розбивку на температурно-усадочні блоки не роблять навіть при розмірах резервуара в плані до 100 м і більше.

Днище армують зварними сітками по всьому полю і окремими стержнями або додатковими зварними сітками із стержнів класу А 400 С під найбільш навантаженими ділянками днища (під стінками і під колоною). Бетон для днища використовують не нижче класу В15 з водонепроникливістю марки W8.

Особливо слабким місцем у прямокутних резервуарах є стик стінки і днища, тому що попереднє обтиснення цього стику (на відміну від циліндричних резервуарів) не влаштовують. Бетонування днища, як і в циліндричних резервуарах, здійснюється полосами шириною 2...2,5 м з залишеними між ними зазорами 20...30 см. Після досягнення бетоном відповідної міцності і проявлення в ньому усадки, зазори ретельно замонолічують бетоном, деколи з додаванням рідкого скла для підвищення непроникливості.

Рис.1.23. Конструкції температурно-усадочних швів днища

а – із стальними компенсаторами; б – з гумовою трьохкулачковою шпонкою; 1 – торкет-штукатурка; 2 – зачеканка азбестоцементом; 3 – забивка азбестовим прядивом пропитаним бітумом; 4 – асфальтові плити; 5 – компенсатор із листової нержавіючої сталі товщиною 1–2 мм (або із звичайної оцинкованої сталі); 6 – трьохкулачкова гумова шпонка; 7 – підготовка; 8 – пісок; 9 – руберойд; 10 – бетонна підготовка

Товщину стінок монолітних резервуарів визначають розрахунком на розкриття тріщин, а їх армування – за міцністю на зусилля від дії гідростатичного тиску рідини та бічного тиску ґрунту, мінімальна товщина за непроникливістю - 20 см. Стінки армують зварними сітками, які установлюють поблизу зовнішньої і внутрішньої граней стінки з вертикальною робочою арматурою.

Збірні прямокутні резервуари виконують із уніфікованих елементів, застосовуючи залізобетоні панелі 2-х типів: плоскі та з опорною п’ятою. Днище в них, як правило, монолітне плоске з потовщеннями в місцях встановлення колон і стінових панелей (рис.1.24). На сьогодні є приклади споруджених резервуарів із днищем зі збірних залізобетонних плит розміром 2,5...3,5 м, укладених на шар розчину товщиною 20 мм. Стик між плитами днища заповнюють герметиком, що забезпечує щільність і непроникливість з’єднань. Для спрощення конструкції днища (з’єднання днища зі стінкою) панелі стін у цьому випадку виготовляють із опорною п’ятою (рис.1.24, д). При застосуванні стінових панелей із опорною п’ятою відпадає необхідність в утворенні паза в днищі. З’єднують панелі з днищем на ділянках, де діють найменші згинальні моменти. Ці панелі за витратами бетону і сталі, збірністю і загальною трудомісткістю робіт ефективніші від плоских, але за складністю виготовлення, транспортування, вагою, витратами на монтаж перед плоскими панелями поступаються. Перевагою панелей з п’ятою є те, що їх можна монтувати до монтажу чи бетонування днища. Застосування збірного днища також дає можливість знизити трудомісткість його зведення і витрати матеріалів, а також скоротити строки зведення в 4...5 разів.

Стінові панелі обох типів виготовляють висотою 2,4...6,0 м через 0,6 м з номінальною шириною 3,0 м. Конструктивна ширина панелей менша номінальної на 20 або 200 мм, залежно від конструкції стику – шпонкового чи призматичного (рис.1.24, г).

Вузли прямокутного збірного резервуара наведено на рис. 124, б, в, е, ж.

Панелі для закритих резервуарів виготовляють із консолями зверху для опирання плит покриття. Товщина панелей змінна по висоті: від 140 мм зверху до 180...320 мм унизу (рис.1.25, а).

Рис. 1.24. Прямокутний резервуар із уніфікованих збірних елементів і їх стики:

1 – стінова панель; 2 – крайня колона; 3 – фундамент крайньої колони; 4 – монолітне днище; 5 – проміжна колона; 6 – фундаментний блок; 7 – ригель; 8 – плити покриття; 9 – закладні деталі; 10 – додаткова арматура монолітної ділянки; 11 – випуски арматури; 12 – бетон монолітних ділянок; 13 – цементний розчин; 14 – стінова панель із опорною п’ятою; 15 – суцільна кутова панель; 16 – добірна прикутова панель

З’єднання стінових панелей з днищем виконують жорстким (рис.1.24, б). Між собою панелі по висоті з’єднують двома типами стиків: призматичним – шириною 200 мм із зварюванням випусків арматури або шпонковим шириною 20 мм із зварюванням стальних закладних деталей і накладок (рис. 1.24, г). Перший тип стику бетонують, другий заповнюють цементним розчином під тиском. У кутах з’єднання панелей виконують у вигляді ділянок із монолітного залізобетону і додатково армують (рис 1.24, в), але можливе застосування кутових збірних панелей (рис.1.24, е).

Панелі стінок збірних резервуарів виготовляють із бетону класів В15...В20 і армують стержневою арматурою класу А 400 С та дротяною арматурою класу Вр-І.

Покриття збірних прямокутних резервуарів, як і збірних циліндричних, проектують із збірних елементів міжповерхових перекриттів промислових підприємств. У разі безригельного конструктивного рішення покриття із сіткою колон 63 м, плити покриття виконують ребристими з кроком поперечних ребер 1000 мм і поздовжніми ребрами змінної висоти, опертими на колони. Такі плити виготовляють із звичайного залізобетону з бетону класу В25 (рис.1.25, б).

Рис. 1.25. Збірні панелі покриття і стінові панелі для закритих резервуарів:

а – стінові; б – панелі покриття

Колони збірних прямокутних резервуарів, квадратного чи прямокутного поперечного перерізу, встановлюють у гнізда збірних підколонників, які опираються на потовщення днища (під проміжні колони), або в гнізда, зроблені безпосередньо в потовщених ділянках днищ, де панелі стін з’єднуються з днищем (рис.1.24, б). Зазори між колоною та фундаментом бетонують бетоном класу В20 на мілкому щебені. При сітці колон 63м вони у верхній частині мають розширення 350350 мм, що необхідно для опирання на колону чотирьох плит.

У резервуарах довжиною більше ніж 50 м роблять температурно-усадочні шви. Їх виконують зі стальними листовими компенсаторами або з герметизуючими стрічками із гуми чи полівінілхлориду. Шви заливають азбоцементним розчином.