17. Конструкции и особенности расчета ж/б водонапорных башен и труб

Их назначение — ре­гулировать напор воды в водопроводной сети и обеспе­чивать бесперебойное снабжение водой.

Главная составная часть каждой башни — резервуар. Его вместимость устанавливают в соответствии с режимом водопотребления в сети и эксплуатации насосной станции. Высота подъема резервуара над поверхностью земли зависит от расчетного значения напора.

Водонапорные башни весьма разнообразны по вместимости резервуаров (от 15 до 3000 м3) и по высоте опорной части (от 6 до 50 м). Различают водонапорные башни шатровые (рис. XVI.16, а) и бесшатровые (рис. XVI. 16, б).

Сооружают башни с одним резервуаром (см. рис. XVI.16, а,-б), а также с несколькими (рис. XVI.16, е), если на объекте водоснабжения требуется вода различ­ного качества по чистоте и температуре.

В результате технико-экономического анализа установлены следующие главные параметры типовых башен: с резервуарами вме­стимостью 25, 50, 150, 250, 500, 1000 м3, а также с опор­ными конструкциями высотой 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27 м при резервуарах вместимостью 25 и 50 м3 и высотой 12, 18, 24, 30, 36, 42 м при резервуарах вместимостью 150— 1000 м3.

Резервуары водонапорных башен делают железобе­тонными или стальными.

Стены железобетонных резервуаров значительных размеров для обеспечения требуемой трещиностойкости должны быть предварительно напряжены.

Опорные конструкции водонапорных башен выполня­ют преимущественно железобетонными, но при резерву­арах малого объема (25—50 м3) в зависимости от мест­ных условий — также металлическими или кирпичными.

В водонапорных башнях рас­чету подлежат конструкции ре­зервуара, опор, фундамента и шатра. При расчете конструкции опоры и фундамента основными нагруз­ками служат (рис. XVI.21) давле­ние наполненного резервуара Fb вес опоры F2 и фундамента с за­сыпкой грунта на нем F3, гори­зонтальное давление ветра на шатер (резервуар) Wiи опору W2.

Опора в целом оказывается внецентренно сжатой от действия нагрузок FI и F2 и изгибающего момента (от Wi и Wz), достигающего наибольшего значения у фунда­мента. Если опора сплошная, то рассчитывают ее на проч­ность как единую конструкцию с большим кольцевым поперечным сечением. Рамные и сквозные сетчатые опо­ры рассчитывают как пространственные стержневые си­стемы.

Размеры подошвы фундамента устанавливают из рас­чета несущей способности основания при совместном дей­ствии продольной силы и момента, по указаниям норм проектирования оснований зданий и сооружений. Пред­варительно их можно принять на основании условного расчета башни в целом по воображаемому ее опрокиды­ванию относительно внешней грани фундамента с под­ветренной стороны (точка А на рис. XVI.21). Опрокиды­вающий момент от ветра и удерживающий момент от давления составных частей сооружения вычисляют по формулам: M_{h = Σ}W_i h_i ; Mv= ΣF_i a в правые части представляют суммы моментов указанных усилий с соответствующими плечами относи­тельно моментной точки А. Ветровую нагрузку учитыва­ют с коэффициентом перегрузки, равным 1,3, а собствен­ный вес конструкций (резервуар считается пустым) — с пониженным коэффициентом, равным 0,9.

Коэффициент устойчивости против опрокидывания

принимают не менее 1,5.