книги / Строительные конструкции
..pdfвоспринимать подпор грунтовой воды. Возникает необ ходимость также устраивать многослойную оклеенную гидроизоляцию и принимать специальные меры по пре дотвращению всплытия сооружения: увеличивать слой грунтовой засыпки на покрытии, что утяжеляет его кон струкцию, укладывать дополнительный бетонный слой на днище, а в ряде открытых сооружений обязательно наполнять их водой в период высокого стояния грунто вых вод, что может затруднить нормальную эксплуата цию.
§ XI.2. КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЕМКОСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ
К числу цилиндрических емкостных сооружений от носятся резервуары для воды, отстойники различных ти пов, осветлители, метантенки, аэрофильтры и др.
Резервуары для воды являются регулирующими или запасными емкостями в системах водоснабжения насе ленных мест и промышленных предприятий. Их обычно строят подземными, закрытыми, с плоским днищем. Для создания необходимой теплоизоляции покрытие обсы пают грунтом, толщина слоя в зависимости от расчетной
зимней температуры составляет 0,5— 1 м. |
В отдельных |
случаях для теплоизоляции применяют |
эффективные |
утеплители (ячеистые бетоны, керамзит и т.д .). Резер вуары, устанавливаемые на водонапорных башнях или на перекрытиях зданий, как правило, открытые1*.
Цилиндрические резервуары для воды имеют следу
ющие унифицированные |
параметры: объем К= 5 0 , 100, |
|||
150, 250, 500, 1000, 2000, |
3000, 6000 м3 и соответственно |
|||
диаметр D — 4,5; 6,5; |
8; |
10; 12; 18; 24; 30; 42 |
м; |
высоту |
Я = 3 ,6 м при 1 ^ 2 5 0 |
м3 и 4,8 м при 1 ^ 5 0 0 |
м3. |
Днища |
резервуаров, как правило, монолитные, стенки и покры тия сборные. При V ^200 0 м3 резервуары могут быть полностью монолитными. В стенках создается предвари тельное напряжение — обжатие бетона путем натяжения кольцевой арматуры, расположенной на их внешней по
верхности. Монолитные |
стенки при |
V <500 м3 |
могут |
быть сделаны без предварительного напряжения. |
|
||
Монолитное • покрытие |
подземных |
резервуаров |
обыч |
но безбалочное, опертое на стенки и внутренние колон-
1Они могут иметь легкое покрытие, не оказывающее влияния на расчетную схему резервуара.
221
1 |
1-т |
|
Рис. |
XI.1. Цилиндрический |
|
|
|
железобетонный |
монолит |
||
/>шЛНрз |
|
|
ный |
подземный |
резервуар |
|
300 |
\ т |
\Е 4 с безбалочным |
покрытием |
|
Л |
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
------------------- ГГГ3
Ж-Е
Рис. XI.2. Конструкция предварительно-напряжен ной стенки сборного цилин дрического сооружения
1 |
—кольцевая |
напрягаемая ар* |
матура; 2 —стеновая панель; |
||
3 |
—днище; |
4 —торкрет-бетон |
Рнс. XI.3. Схемы сборных покрытий цилиндрических резервуаров / —панели; 2 —ригели; 3 —монолитные участки; 4—кольцевые балки
ны, снабженные капителями (рис. XI.1). Такое покры тие имеет малую конструктивную высоту и обеспечива ет хорошую вентилируемость пространства над уровнем воды.
Сборные стенки цилиндрических резервуаров изго товляют из панелей, длина которых равна высоте резер вуара. Панели устанавливают вертикально в специаль ный паз, сделанный в монолитном днище, и швы между ними заполняют раствором. После затвердения раство ра в вертикальных швах стенку обжимают напрягаемой
£22
кольцевой арматурой, на которую затем наносят слой торкрет-бетона (рис. XI.2). Внутренние колонны, под держивающие покрытие, устанавливают в фундамент ный блок, укладываемый на утолщенный участок днища.
Сборные покрытия преимущественно балочного ти па: по колоннам укладывают ригели, а по ригелям реб ристые панели (рис. XI.3,а). Возможны и другие конст руктивные схемы сборных покрытий: непосредственно на колонны укладывают квадратные панели, окаймлен ные по периметру ребрами (рис. XI.3,б), или же ребри стые панели, имеющие в плане трапециевидную форму,
укладывают в радиальном |
направлении |
на кольцевые |
|
балки, поддерживаемые колоннами |
(рис. |
XI.3,в). |
|
В сборных резервуарах |
для воды |
(рис. |
XI.4), стено |
вые |
панели принимают согласно номенклатуре изделий |
||
для |
водопроводно-канализационных сооружений, а ко |
||
лонны, ригели и панели |
покрытия — по |
общесоюзному |
|
каталогу изделий для |
многоэтажных |
промышленных |
|
зданий. |
|
|
Рис. Х1.4. Конструкция цилиндрического резервуара из сборных эле ментов
/ —монолитное днище; 2 —фундаментный блок; 3 —колонна; 4 —стеновая панель; 5 —'ригель; 6 —панель покрытия; 7 —кольцевая напрягаемая ар матура; 8 —торкрет-бетон; 9 —монолитные участки покрытия; 10 —це ментный раствор
223
Рис. XI.6. Радиальный отстойник из сборных элементов
|
|
1 —монолитное |
днище; 2 —стеновые |
||
Рис. XI.5. Монолитный вто |
|
панели; Золотки |
|||
ричный |
канализационный |
|
|
|
|
|
отстойник |
|
|
|
|
Вертикальные отстойники (рис. XI.5) |
представляют |
||||
собой |
открытые цилиндрические |
емкости |
с коническим |
||
днищем. Осветленная вода |
отводится |
верхние кольце |
|||
вым лотком. Над отстойником |
устраивают служебный |
||||
мостик. Коническое днище |
вертикальных |
отстойников |
монолитное, а цилиндрическая стенка сборная или мо нолитная без предварительного напряжения, так как унифицированные отстойники имеют относительно не большую вместимость: диаметр 4—9 м, высота цилин дрической части 3,6 и 4,2 м.
Аналогичную конструкцию имеют также биокоагуля торы, контактные резервуары и илоуловители.
Радиальные отстойники представляют собой откры тые цилиндрические емкости большого диаметра и не большой высоты. Днища с пологим уклоном от стенки к центру, как правило, монолитные. Стенки могут быть выполнены монолитными или сборными. Осветленная вода отводится круговым лотком. Унифицированные ра
диальные отстойники |
(рис. XI.6) имеют диаметр от |
18 |
до 42 м, высоту Н = 3; |
3,6; 4,2 м. При высоте # = 3 ,6 |
и |
4,2 м стенки предварительно-нагфяженные. |
|
224
|
Рис. XI.8. |
Цилиндрический |
аэ |
|
рофильтр |
из сборных элемен |
|
|
|
тов |
|
Рис. XI.7. Осветлитель-пере- |
1 —сборные |
панели стенки; |
2 — |
брусковые перемычки; 3 —монолит |
|||
гниватель |
ное днище; 4 —балки |
|
1 —сборные панели внешней стен ки; 2 —то же, внутренней; 3 —на прягаемая кольцевая арматура
Аналогичную конструктивную схему имеют сгусти тели.
Осветлители-перегниватели по своей конструктивной схеме подобны вертикальным отстойникам, но снабжены дополнительной внутренней цилиндрической камерой с коническим днищем, опертой на специальные стойки (рис. XI.7). Унифицированные размеры указаны на ри сунке.
Цилиндрические аэрофильтры имеют монолитное плоское днище с центральным приямком, сборные стен ки и дополнительное дырчатое днище (рис. XI.8). Диа метр унифицированных аэрофильтров от 6 до 30 м, вы сота 3 и 4,8 м. Дырчатое днище образуется укладкой стандартных брусковых перемычек на сборные балки.
Метантенки — закрытые цилиндрические емкости с коническим покрытием. Вместимость метантенков мо жет достигать 3—5 тыс, м3. До последнего времени их
225
возводили из монолитного железобетона. Применение предварительного напряжения позволяет использовать для метантенков сборный железобетон.
*Монолитные стенки цилиндрических емкостных со оружений армируют двойной сеткой. Для качественной укладки бетона их толщину принимают не менее 15 см. В месте сопряжения стенки с днищем делают вуты (скЬсы), улучшающие связь стенки с днищем. Толщину мо нолитного днища для сооружений всех типов принима ют не менее 12 см при сухих грунтах и 16 см при мокрых грунтах.
Стенки сборных цилиндрических емкостных сооруже ний, как отмечалось выше, выполняют из панелей, уста навливаемых вертикально в паз днища, глубина которо го должна быть не менее полутора толщин панели.
Высота панелей Н соответствует требуемой высоте сооружения. По номенклатуре изделий для унифициро ванных водопроводно-канализационных сооружений Н = 3—4,8 м с градацией через 0,6 м. Ширина панелей принята кратной величине я = 3 ,1 4 с тем, чтобы стенки можно было смонтировать из целого числа панелей: Ь—
= — = 1 ,5 7 м, или b = zU я = 2 ,3 5 м. Толщину панелей 2
б определяют расчетом по образованию трещин. По но менклатуре принято 6 = 1 2 , 14 и 16 см.
В горизонтальном сечении панели могут иметь криво
линейное очертание — панели типа «скорлупы» |
(рис. |
||
XI.9, а) |
или криволинейную внешнюю поверхность и пло |
||
скую |
внутреннюю «плоско-выпуклые |
панели» |
(рис. |
X I.9,б). Для панелей типа «скорлупы» |
требуется |
мень |
ший объем бетона, чем для «плоско-выпуклых» (особен но при небольших диаметрах сооружения), однако из готовление их сложнее.
По номенклатуре изделий панели типа «скорлупы» имеют радиусы # = 3 ,6 и 9 м. Их используют в сооруже ниях диаметром до 18 м, а панели «плоско-выпуклые» предназначены для сооружений диаметром 24—42 м (ра диус криволинейной поверхности # = 2 0 м).
Вертикальные боковые грани стеновых панелей име ют треугольные пазы. После заливки шва между пане лями цементным раствором под давлением в стыке соз дается ромбовидная шпонка, которая получает обжатие при натяжении кольцевой арматуры. Конструкция сте новых панелей показана на рис, XI. 10,
226
Рис. |
XI.9. |
Горизонтальное се* |
||
чение сборных стеновых |
пане* |
|||
лей |
цилиндрических сооруже* |
|||
|
|
ний |
|
|
Рис. XI.10. Сборные стеновые |
||||
панели унифицированных |
ци* |
|||
линдрических |
сооружений |
|||
а —общий вид; б —схема армиро |
||||
вания; 1 —панели |
типа скорлуп;. |
|||
2 —то же, плоско-выпуклые |
||||
Q) |
61 |
Lx |
|
|
300 |
|
По /-/ |
||
|
—I |
|
Панели снабжают стальными закладными деталями для крепления круговых лотков (рис. XI.11) и элемен тов покрытия (рис. XI.4, узел /).
Соединение сборных стеновых панелей с днищем мо жет быть жестким или подвижным. При жестком сое динении, когда исключается возможность радиального перемещения стенки относительно днища, зазор между панелями и гранями кольцевого паза в днище заполня
ют бетоном на |
щебне мелких фракций (рис. |
XI. 12,а). |
-При подвижном |
соединении зазор заполняют |
холодной |
битумной мастикой, которая при перемещениях стенки может деформироваться без нарушения водонепроницае мости стыка (рис. X I.12,б). Жесткое соединение обычно выполняют в резервуарах для воды, подвижное — в ка нализационных отстойниках, осветлителях и др.
В процессе монтажа и выверки стеновых панелей,
227
i j _ |
- i ! |
|
|
|
|
|
|
|
Рис. XI.12. Узел сопря |
|||||
Рис. XI.11. Конструкция круго |
жения |
цилиндрической |
||||||||||
|
стенки с днищем |
|
||||||||||
вых лотков цилиндрических со |
|
|
||||||||||
а —жесткое |
|
сопряжение; |
||||||||||
|
|
|
оружений |
|
|
|
||||||
1 —стеновая |
2 —сборный |
б —подвижное |
сопряжение; |
|||||||||
панель; |
1 —стенка; |
2 —бетон |
на |
|||||||||
элемент |
лотка; |
3 —стальные |
за |
щебне мелких фракций; |
3— |
|||||||
кладные |
детали; |
4 —опорный |
сто |
днище; |
4 —выравнивающий |
|||||||
лик; |
5 —сварка |
выпусков армату |
слой |
раствора; |
5 —кольце |
|||||||
ры |
из элементов |
лотка; 6 —замо- |
вая |
напрягаемая арматура; |
||||||||
ноличивание |
бетоном |
на щебне |
6 —битумная |
мастика; |
7 — |
|||||||
|
|
мелких фракций |
|
асбестоцементный раствор |
которые должны иметь жесткое соединение с днищем, зазоры кольцевого паза временно заполняют чистым сухим песком. Это позволяет избежать засорения зазо ров и обеспечивает возможность радиального переме щения стенки при натяжении кольцевой арматуры, бла годаря чему в стенке при обжатии не возникают изгиба ющие моменты (в вертикальной плоскости). После на тяжения арматуры песок выдувают, и зазоры кольце вого паза заполняют бетоном,
228
|
|
|
Рис. XI.16. Обжатие днища коль |
||
|
|
|
цевой напрягаемой |
арматурой |
|
Рис. X 1.15. |
Схема |
механиче |
|
стенки |
|
1 —стеновая панель; 2 —кольцевая на |
|||||
ского натяжения кольцевой ар |
прягаемая арматура; 3 —сборный эле |
||||
матуры |
|
мент днища; |
4 —монолитное днище; |
||
|
5 —пергамин; |
б —песок; |
7 —бетонная |
||
1 —кольцевая |
напрягаемая арма |
|
подготовка |
|
|
тура; 2 —приваренный |
коротыш с |
|
|
|
|
резьбой; 3 —стойка; |
4 —гайка |
|
|
|
нарезкой, другой (без нарезки) приварен к специально му анкерному упору. Соединение стержней осуществля ется в анкерном упоре с помощью гаек (рис. XI.14), После установки кольца в проектное положение гайка ми выбирают слабину стержней и начинают электрона грев. При нагреве стержни удлиняются, между гайками и упорами образуются зазоры. Завинчиванием гаек до упора фиксируется созданное удлинение. После остыва ния арматурное кольцо оказывается растянутым, а стен ка обжатой.
Возможны и другие способы натяжения кольцевой арматуры цилиндрических стенок: натяжение домкрата ми с оттяжкой стержней от поверхности бетона для уменьшения трения, осаживание замкнутых арматурных колец по внешней конической поверхности стенки и т. д.
При небольшой вместимости можно выполнить на тяжение арматуры механическим способом (рис. XI.15). Арматурное кольцо образуется из нескольких стержней, имеющих по концам приваренные коротыши с нарезкой, которые стыкуются на вертикальных металлических стойках и натягиваются путем завинчивания гаек тари рованными (на заданное усилие) гаечными ключами или домкратами. Араматуру натягивают после того, как ра створ в вертикальных швах наберет достаточную проч ность (не менее 70 % своей дроектной марки).
230