Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Строительные конструкции

..pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
20.4 Mб
Скачать

ТАБЛИЦА 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

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