Резервуары_КП_Регер_Кельнер_без варианта1

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное государственное учреждение высшего профессионального образования

« Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)»

Инженерно-строительный институт (ИСИ)

Кафедра «Строительные конструкции»

РАСЧЕТНАЯ РАБОТА

по дисциплине

«Железобетонные инженерные сооружения» на тему:

«Расчет сборного железобетонного цилиндрического резервуара»

Выполнил: студент группы ПГС-08П1

БРВ.

Проверил: преподаватель кафедры СК Регер Ф.Ф.

ОМСК – 2012

1. Исходные данные

Требуется запроектировать заглубленный железобетонный цилиндрический резервуар объемом 250 м3 для хранения воды.

Диаметр резервуара D = 9м.

Высота резервуара Н = 3.6м.

Плотность воды ρв = 1 т/м3

Толщина засыпки грунтом над резервуаром - 1,0м.

Объемная масса грунта γгр =1.7тс/м3, угол внутреннего трения ϕ =30°.

Рис.1. Общий вид заглубленного резервуара.

Рис.2. Конструктивное решение резервуара

Лист

РГР-ЖБИС-20268982-270100-ПГС08П1-2012

4

2. Общие сведения о резервуарах

2.1. Конструктивное решение резервуара.

Цилиндрический резервуар состоит из покрытия, стенки и днища. Резервуары проектируются из сборного, монолитного и сборно-монолитного железобетона. При малой емкости и единичном исполнении целесообразно возводить резервуары из монолитного железобетона. При массовом строительстве предпочтение отдается сборным и сборно-монолитным резервуарам. При сборно-монолитном решении стенка резервуара выполняется сборной, днище - монолитным. Покрытие в зависимости от его конструктивного решения может быть монолитным или сборным.

Стенка сборного резервуара состоит из панелей длиной, равной высоте резервуара. Номинальную ширину стеновых панелей принимают 3,14 м или 1,57 м. При такой ширине по периметру резервуара размещается целое число панелей. Конструктивную ширину панели делают на 140 мм меньше номинальной. В результате при монтаже между панелями образуется зазор, заполняемый бетоном.

В сборных цилиндрических резервуарах днище, как правило, выполняется монолитным. Стеновые панели при монтаже в этом случае устанавливаются в паз между двумя кольцевыми ребрами по периметру днища резервуара .

Сопряжение стеновых панелей с днищем может быть «жестким», исключающим радиальное перемещение стенки и ее поворот, или «подвижным», допускающим эти перемещения.

С целью повышения трещиностойкости стен резервуара их проектируют предварительно-напряженными. Предварительное напряжение выполняется навивкой на стены высокопрочной арматурной проволоки , либо установкой колец из стержневой арматуры с последующим натяжением их электротехническим способом .

2.2. Применяемые материалы

Впреднапряженных конструкциях класс бетона по прочности должен быть

>В20. В дальнейшем класс бетона конкретизируется в зависимости от технологического режима эксплуатации резервуара, воздействия на сооружение окружающей среды (расчетной температуры наружного воздуха, влажности грунта, агрессивности грунтовых вод).

Класс арматуры, применяемый в резервуарах, зависит от вида железобетонной конструкции. В преднапряженных железобетонных конструкциях в качестве напрягаемой арматуры рекомендуется применять высокопрочную проволоку Bp 1200-Вр 1400 (Вр-Н), стержневую арматуру классов А600 (A-IV), А800 (A-V). В железобетонных конструкциях без предварительного напряжения в качестве арматуры, устанавливаемой по

Лист

РГР-ЖБИС-20268982-270100-ПГС08П1-2012

5

расчету, рекомендуется использовать классы А400 (A- III), А500, В500 (Вр-I). В качестве конструктивной арматуры допускается использовать классы А240 (A- 1), А300 (А- II).

2.3. Особенности расчета цилиндрических железобетонных резервуаров

Железобетонные резервуары представляют собой пространственные конструкции, при расчете которых необходимо учитывать совместную работу всех несущих элементов. Однако на практике для упрощения инженерных расчетов несущую систему резервуаров расчленяют на отдельные элементы (покрытия, стены, днища), расчет которых выполняют раздельно для каждого элемента. Такой подход позволяет более четко представить расчетную схему каждого конструктивного элемента резервуара и более правильно определить виды нагрузок для каждой конструкции.

Основными видами нагрузок, которые воздействуют на отдельные конструкции резервуара, являются следующие. Покрытия резервуаров рассчитывают на собственную массу конструкции и грунтовой засыпки (утеплителя); снеговую нагрузку, соответствующую климатическому району строительства; временную нагрузку, находящуюся на поверхности засыпки.

Стены резервуара рассчитываются на вертикальную нагрузку от покрытия; гидростатическое давление жидкости; горизонтальное активное давление грунта; вертикальную нагрузку от засыпки и временной нагрузки; ветровую нагрузку (для наземных сооружений).

Днища резервуаров рассчитываются на нагрузки от покрытия и давления грунта, передаваемые на днище через стеновые панели и внутренние колонны; давление грунтовых вод.

Конструктивный расчет несущих элементов железобетонных резервуаров выполняют по двум группам предельных состояний. Сборные железобетонные конструкции дополнительно рассчитывают на усилия, возникающие при изготовлении, транспортировке и монтаже.

Расчет резервуаров в целом производится для следующих случаев их загружения:

резервуар заполнен водой, но не обсыпан грунтом (гидравлические испытания);

резервуар обсыпан грунтом, но не заполнен водой (стадия эксплуатации).

При расчете резервуаров нагрузки и воздействия принимаются в таких возможных сочетаниях, которые являются наиболее невыгодными как для резервуара в целом, так и для каждого его элемента.

Лист

РГР-ЖБИС-20268982-270100-ПГС08П1-2012

6

Рис.3. Жесткое соединение стенки с плитой

3. Расчет стенки резервуара

3.1. Назначение толщины стеновой панели

Толщина стеновых панелей определяется из условия обеспечения трещиностойкости стенки. Согласно принятой номенклатуре толщину стеновых панелей (стенки) рекомендуется назначать в пределах 12 - 20 см с градацией через

2 см.

Толщина стеновой панели внизу (см) предварительно может быть назначена по эмпирической зависимости

δ низ = 0,25 × D × H

где D - диаметр резервуара, м; Н - высота стеновой панели, м.

δ низ = 0,25 × D × H = 0,25*9*3.6=8.1 см

Толщина стенки поверху должна быть не менее 12 см

δверх = 12см

Лист

РГР-ЖБИС-20268982-270100-ПГС08П1-2012

7

Панель при конструировании принимается постоянной по высоте. В этом случае её толщина будет равна:

δ = δверх + δниз = (12+8.1)/2=10 см

2

После определения толщины стеновой панели переходят к определению усилий в стенке. Методика определения усилий в стенке резервуара зависит от конструктивного закрепления стеновой панели в днище. В работе принято жесткое соединение стеновой панели в днище.

3.2. Расчетные усилия, действующие в стенке резервуара

3.2.1. Кольцевые растягивающие усилия

Стенка резервуара является замкнутой осесимметричной оболочкой, на которую воздействует гидростатическое давление воды. От внутреннего гидростатического давления цилиндрическая стенка испытывает осевые кольцевые растягивающие усилия.

Величина расчетного кольцевого растягивающего усилия в стенке определяется по формуле:

Pmax – гидростатическое давление у низа стенки, определяется по формуле:

η1 иη2 – коэффициенты для расчета осесимметричных оболочек, определяются в зависимости от параметра ϕ = m × x где х - расстояние от низа стенки до рассматриваемого сечения.

Разбиваем стенку на зоны высотой 0.8м и принимаем для каждой зоны расчетное усилие равным значению в середине этой зоны.

Лист

РГР-ЖБИС-20268982-270100-ПГС08П1-2012

8