книги / Строительные конструкции
..pdfТАБЛИЦА XII.2. КОЛЬЦЕВЫЕ УСИЛИЯ В СТЕНЕ РЕЗЕРВУАРА
№зоны |
h (от |
х (от низа |
Ть=прп г, |
стены |
верха |
||
(сверху |
стенки), |
стенки), |
тс/м |
вниз) |
м |
м |
■0 II
2 r/sQTр Г), |
Т=Т„- (2 r/s) QTp Ц, |
|
1 |
|
|
“Hi |
Ti |
Т. |
V i =1*5 j V ^ 2’28 |
тс/м, нлн 10 кН/м
I |
0,4 |
4,4 |
3,96 |
5.1 |
0,0022 |
0,069 |
0,1 |
3,89 |
3,86 |
|
II |
1.3 |
3,5 |
12,87 |
4,06 |
—0,0114 |
—0,036 |
-0,54 |
12,91 |
13,41 |
|
III |
2,3 |
2,5 |
22,77 |
|
2,9 |
—0,0535 |
—1,58 |
—2,54 |
24,35 |
25,31 |
IV |
3,3 |
1,5 |
32,67 |
' |
1,75 |
—0,0292 |
—0,91 |
-1,39 |
33,56 |
34,06 |
V |
4,3 |
0,5 |
42,67 |
|
0,58 |
0,488 |
15,28 |
22,28 |
26,58 |
20,29 |
|
4,8 |
0 |
47,52 |
|
0 |
1 |
31,32 |
47,52 |
16,2 |
0 |
каждой зоны расчетное усилие равным значению в его
середине. Разбивка стены на |
зоны показана на |
рис. X II.13, а. |
по формуле (XI.5): |
Характеристику s определяем |
s = 0,76у Г7б~=0,76 1/9-0,14 = 0,86 м.
Силу трения в основании стенки QTp определяем для
двух случаев — незасыпанного |
и засыпанного |
грунтом |
|||||||||
резервуара, с коэффициентом трения стенки |
по днищу |
||||||||||
/= 0 ,5 : |
|
fNx = 0,5-3 = 1,50 тс/м (15 кН/м); |
|
|
|||||||
QTP1 = |
|
|
|||||||||
Ртр.г = /^2 = 0,5-10 = 5 тс/м (50 кН/м), |
|
|
|
||||||||
Проверяем условие |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
р„s |
= |
5,28-0,86 |
|
тс/м (22,8 кН/м)* |
|
|||||
QTP < -z— |
---------------= 2,28 |
|
|||||||||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рн = пуН= 1,1-1-4,8 = 5',28 тс/м (52,8 кН/м). |
|
|
|||||||||
Поскольку |
QTp.2=5 |
тс/м |
(50 |
кН /м )> 2 ,2 8 |
тс/м), в |
||||||
дальнейших |
расчетах, |
согласно |
(XI. 10), |
принимаем |
|||||||
QTp-2= 2 ,2 8 |
тс/м |
(22,8 |
кН /м). Результаты |
вычислений |
|||||||
кольцевых усилий приведены в табл. XII.2. |
|
|
|
||||||||
Эпюра |
кольцевых |
растягивающих усилий |
в |
стене |
|||||||
показана на рис. (XII.13,б). |
|
|
|
|
|
|
|||||
Вертикальный |
(меридиональный) |
изгибающий |
мо |
||||||||
мент в стене определяем |
по формуле |
(XI.11) |
|
|
|||||||
|
|
|
М = |
QTpsrijj, |
|
|
|
|
|
||
где Tj2 — коэффициент, принимаемый по табл. XI.2. |
в |
стенке |
|||||||||
Максимальный |
меридиональный |
момент |
|||||||||
Крис. XII. 13, в) |
возникает |
при |
Q”£кс = Q Tp.2=2,28 |
тс/м |
|||||||
(22,8 кН /м) |
и действует в сечении с ординатой Хо, соот |
ветствующей максимальному значению коэффициента т]2. а именно: ti”314' = 0,322 (согласно данным табл. XI.2)
при ср = 0,8; следовательно, *0= Ф $ = 0,8 - 0,86=0,69 м, откуда
Ммакс = <^рКС5Т>“аКС=2-28,0-86,0-322==0-63 тс,м/м (б.ЗкН-м/м),
Расчет по первой группе предельных состояний
Сечение кольцевой арматуры определяем согласно условию (V.26) по формуле
312
6287
Рис. XI1.14. Конструкция стены цилиндрического резервуара
а—вертикальный разрез стены; б —план стены с указанием, стыков стеновых |
|||||
панелей, стыков, стержневой напрягаемой арматуры и ее опорных уголков; |
|||||
|
|
в —деталь |
|
|
|
где /?..я=/?«т«4=5000-1,2=6000 кгс/см2 |
(600 МПа) |
(коэффициент |
|||
m«i=l,2 — см. § V.3). |
к |
трещиностойкости |
|||
Учитывая |
высокие требования |
||||
конструкции, |
получаемые сечения |
арматуры принимаем |
|||
с превышением |
приблизительно на 40% |
(см. табл. ХН.З). |
|||
Размещение |
кольцевой арматуры |
по |
зонам стены |
показано на рис. XII. 14, а.
Вертикальной арматуры по расчету, согласно эпюре изгибающих моментов (рис. XII. 13, в), требуется незна-
313
Рис. XI1.15. Конструкция стеновой панели цилиндрического ре-< зервуара
чительное количество, поэтому его надлежит назначить по конструктивным условиям или по расчету на нагруз ки, возможно при монтаже. Конструкция сборной стено вой панели дана на рис. X II.15.
Расчет по второй группе предельных состояний
Конструкция относится к 1-й категории требований по трещиностойкости (см. с. 35). В данном случае обра зование трещин не допускается при усилиях, вычислен-
314
ТАБЛИЦА XII.S. СЕЧЕНИЕ КОЛЬЦЕВОЙ АРМАТУРЫ В СТЕНЕ РЕЗЕРВУАРА
№зоны |
Tt тс/м |
' |
Для каждой зоны сече- |
|
стены (сверху |
ние арматуры |
и ее |
||
вниз) |
|
^ан |
площадь Fa, см* |
|
I |
3,86 |
0,9 |
1020 |
3,14 |
II |
13,41 |
3,1 |
2020 |
6,28 |
III |
25,31 |
5,9 |
2020 |
6,28 |
IV |
34,06 |
8 |
3020 |
9,41 |
V |
20,29 |
4,7 |
2020 |
6,28 |
П рим ечание. /?,.„=6000 кгс/см2 (600МПа).
ных от расчетных нагрузок, т. е. с тем же коэффициен том перегрузки п > 1, который принят при расчете проч ности (см. § III.1). Выполняем расчет для IV зоны стены (наиболее напряженной) по усилию Т (см. табл. XII.2).
Усилие предварительного обжатия. Предварительное максимальное растягивающее напряжение в арматуре определяем по условию (III.8) с учетом допустимых отклонений, оцениваемых формулой (ШЛО), при длине натягиваемого стержня, равной расстоянию между сты ками стержней /= 2 л г /3 = 2 - 3 ,14-9/3=18,8 м!
3600 р = 300 + —— —« 490 кгс/см2 (49 МПа);
18,8 а0=/?аП—.р = 6000 — 490 = 5510 кгс/см2 (551 МПа).
Первые потери: от деформации анкеров, согласно формуле (III.18),
а<6) = b + |
£а _ J / t J 2 000000 = 212 кгс/см2 (21,2 МПа). |
Потери от трения стержневой арматуры о стену ре зервуара при электротермическом способе натяжения отсутствуют. Таким образом,
оп1 = =212 кгс/см? (21,2 МПа)’
Вторые потери: от релаксации напряжений стержне вой арматуры (при электротермическом способе натя жения)
ai = 0,03а0 = 0,03-5510 = 165 кгс/см? (16,5 МПа);
315
от усадки |
бетона М 200 (см. табл. |
III.2) о£б):= |
= 3 0 0 кгс/см2 |
(30 М Па); |
(III.22), |
от ползучести бетона, согласно формуле |
o f' = 2000абн/Яо = 2000-33,7/200 = 337 кгс/см? (33,7 МПа),
где
_ (0р — 0щ) FB _
06.н — р = |
Fq + nFH |
|
(5510 —212) *9,41 = 33,7 кгс/см? (3,37 МПа),
14-100 + 8,33-9,41
что меньше 0,6/?о=0,6-200=120 кгс/см2 (12 МПа)
п = -----= |
2-10® |
= 8,33. |
Eq |
0,24-10® |
|
Таким образом, вторые потери равны:
°п2 = ai + <4б) + а9б) = 165+ 300 + 337 = 802 кгс/см? (80,2 МПа).
Полные потери ап = ащ + аП2 = 212 + 802 = 1014 кгс/см? (101,4 МПа),
что |
больше |
минимального |
значения |
1000 кгс/см2 |
|
(100 |
М П а), |
обязательно |
вводимого в расчет. |
||
Усилие предварительного обжатия с учетом полных |
|||||
потерь предварительного |
напряжения и |
коэффициента |
|||
неточности натяжения т т |
|
|
|
N0 = mT (а0 — (Тд) FH= 0,9 (5510 — 1014) 9,41 = 38 100 кгс (381 кН),
где, согласно формуле (III.25), относительная неточность натяже ния электротермическим способом равна:
Ат = 0,5---- |
- |
= 0,07, |
но принимается не менее 0,1 и |
потому по |
формуле |
(III.24) коэффициент неточности |
предварительного на |
пряжения mT= 1 |
— Д т = 1 —0,1 = |
0,9. |
|
|
|||
Образование |
трещин в стене проверяем по формуле |
||||||
(V.27), |
т. е. по |
условию |
T ^ N 0. Д ля наиболее напря |
||||
женной |
IV |
зоны (см. |
табл. |
ХИ.З) |
7 = 3 4 060 |
кгс |
|
(340,6 |
кН ), |
что |
меньше |
N0= 3 8 |
100 кгс |
(381 кН ). |
Сле |
довательно, в стене трещин не образуется и требования по трещиностойкости удовлетворяются.
В остальных зонах условие T<.No также соблюдает ся (вычисления опущены).
316
ГЛАВА X1IL СООРУЖЕНИЯ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
§ XIII.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Для снабжения теплом населенных пунктов и про мышленных предприятий прокладывают сети магист ральных и разводящих теплопроводов: стальных труб, снабженных тепловой изоляцией, по которым транспор тируется перегретая вода или пар. Чтобы в теплопро водах не возникали напряжения от температурных де формаций (при нагревании и охлаждении), они должны иметь возможность свободно перемещаться.
Тепловые сети, как правило, прокладывают в земле (подземная прокладка). В целях обеспечения сохранно сти тепловой изоляции и свободы температурных пере мещений теплопроводы располагают в специальных ка налах 'йли коллекторах, а при непосредственной уклад ке в грунт (бесканальная прокладка) снабжают защитными оболочками.
При прокладке теплопроводов в общих коллекторах совместно с другими подземными коммуникациями (электрическими и телефонными кабелями, водопрово дом, канализацией) значительно сокращаются затраты на строительство и эксплуатацию инженерных сетей го
родов и |
поселков. Надземную прокладку |
теплопрово |
|||||
дов— на |
низких опорах |
(столбиках), эстакадах, |
мач |
||||
тах, кронштейнах — осуществляют на |
территориях |
про |
|||||
мышленных |
предприятий |
в случае |
высокого |
уровня |
|||
грунтовых вод, в районах вечной мерзлоты. |
|
|
|||||
На трассе тепловых сетей устраивают |
камеры |
для |
|||||
размещения |
задвижек, измерительной |
арматуры |
и т. д., |
подвижные и неподвижные опоры теплопроводов, а так же ниши для гибких П-образных компенсаторов, кото
рые дают возможность развиваться тепловым |
удлине |
|
ниям труб на участке между |
неподвижными |
опорами. |
Теплотрассы, прокладывают |
с продольным |
уклоном |
не |
менее 0,002, что обеспечивает возможность выпуска |
из |
теплопроводов воды (в низших точках) и воздуха |
(в |
высших точках). Наличие уклона позволяет также |
удалять из каналов и коллекторов случайную воду, для чего через 100— 150 м устраивают специальные приям ки, из которых вода сбрасывается в лийневую канализа цию или в водоемы. Если подземная теплотрасса прохо
317
дит в зоне грунтовых вод, то вдоль нее, как правило, предусматривают дренаж из труб, который понижает уровень грунтовых вод. В этом случае продольный уклон принимают равным 0,003, а днищу канала придают по перечный уклон 0,01 в сторону дренажной трубы.
Внешние поверхности стен и перекрытия каналов, расположенных в сухих грунтах, а также каналов, снаб женных дренажем, для гидроизоляции покрывают дву мя слоями горячего битума.
Если на отдельных участках |
теплотрасса |
проходит |
в водонасыщенных грунтах, а |
выполнить |
дренаж не |
представляется возможным, то вокруг канала устраива ют оклеечную гидроизоляцию.
При подходе к зданиям каналы теплотрасс должны иметь уклон от здания с тем, чтобы исключить возмож ность попадания воды в подвалы и увлажнения грунта под фундаментами зданий.
Каналы |
подземных теплотрасс |
высотой до |
1200 мм |
|
называют |
непроходными, при |
высоте от |
1400 |
до |
2100 мм — полупроходными. Доступ в непроходные |
ка |
налы для осмотра и ремонта теплопроводов возможен только сверху, после снятия грунта и плит перекрытия. В полупроходные каналы можно попадать из камер, которые имеют в перекрытии специальные люки, выхо дящие на поверхность земли. Проходные каналы или тоннели, которые в случае совмещенной прокладки ком муникаций называют коллекторами, имеют высоту от 2100 до 3000 м и допускают передвижение людей для монтажа, осмотра и ремонта всех расположенных там коммуникаций.
Каналы и коллекторы должны быть заглублены от уровня земли не менее чем на 0,7 м, а при наличии до рожного покрытия не менее чем на 0,5 м. В практике строительства иногда прибегают к полуподземной про кладке тепловых сетей, когда каналы выступают над поверхностью земли на 200—400 мм. Теплоизоляцией канала служат шлаковая засыпка стенок и утепление плиты перекрытия.
Выбирая трассу для тепловых сетей, следует стре миться, чтобы ее протяженность, а также число пересе чений с водными преградами, железными и автомобиль ными дорогами были минимальными, так как устройст во переходов значительно удорожает ее строительство.
В конструкциях каналов и коллекторов устраивают
318
деформационные швы, благодаря которым обеспечива ется независимая осадка отдельных участков теплотрас сы и уменьшаются температурные деформации конст рукций. Деформационные швы располагают в местах примыкания каналов к камерам и компенсаторным нишам, а также в тех местах, где резко меняется харак тер грунтов основания, но не реже чем через 50 м-при подземной прокладке и через 30 м при полуподземной.
Строительные конструкции тепловых сетей при под земной и полуподземной прокладке выполняют из кир пича, бетона и железобетона, а при надземной проклад ке кирпич и бетон применяют для строительства низких столбчатых опор, железобетон и металл — для мачт и эстакад.
§XI11.2. КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ КАНАЛОВ
ИКОЛЛЕКТОРОВ
|
|
|
Непроходные каналы |
|
|
Простейшая |
конструкция |
непроходного |
канала по |
||
казана |
на |
рис. X III.1. По |
выровненному |
основанию |
|
укладывают слой |
бетона марки М 75 толщиной 100 мм. |
||||
После |
монтажа |
и теплоизоляции труб на днище уста |
|||
навливают |
стеновые бетонные блоки и перекрывают |
канал сборными железобетонными плитами. Стенки канала могут быть выполнены также из красного (хо рошо обожженного) кирпича. Размеры поперечного се чения таких каналов (в зависимости от диаметра теп лопроводов) изменяются в широком диапазоне: высота от 460 до 1060 мм, ширина от 500 до 1800 мм.
Толщина стенрвых бетонных блоков зависит от высо ты канала и составляет 120—200 мм, толщина кирпич ных стенок 120 и 250 мм. Стенки воспринимают боковое давление грунта только при наличии опоры поверху, поэтому засыпать канал можно только после укладки плит перекрытия. При вскрытии канала (для осмотра и ремонта теплопроводов) между стенками (поверху) необходимо устанавливать распорки.
Железобетонные плиты для перекрытия каналов из готовляют плоскими толщиной 60— 160 мм в зависимо сти от их пролета (ширины канала).
На рис. XIII.2 показан канал с попутным дренажем для понижения уровня грунтовых вод. Асбестоцемент-
319
Рис. ХШ.1. Конструкция непроходных каналов со стенами
а —односекционный; |
ных блоков (или кирпича) |
и из бетон* |
|
б—двухсекционный; 1 —бетонные стеналк, |
|||
кирпичная кладка; |
2 —сборная |
железобетонная плита |
пеоекпм-г 6лока и£ и |
тонная подготовка; |
4 —цементный раствор марки so Я: 3 ~~ 6е" |
Рис. XIII.2. Канал с попутным |
Рис. XII 1.3. Канал с |
оклеечной |
|||
дренажем |
|
|
гидроизоляцией |
||
1 —гравийно-песчаный фильтр; 2 —• |
1 —стенки канала; |
2 —сборные желе- |
|||
зобетонные плиты |
перекрытия; 3 —ок |
||||
дренажная труба |
леенная гидроизоляция; 4 —слой бето |
||||
|
на; |
5 —защитная |
прижимная кирпич |
||
|
ная |
стенка; 6 —железобетонное дни |
|||
|
ще; 7 —рабочая арматура днища; 8 — |
||||
|
цементная |
стяжка; |
9 —бетонная под |
||
|
готовка; |
10 —щебеночное |
основание |
нуюили керамическую дренажную трубу с водоприем ными отверстиями диаметром 150—200 мм размещают на 400 мм ниже дна канала с удалением от стенки на 700 мм в слое гравийно-песчаного фильтра.
320