Цилиндрический резервуар

Цилиндрический резервуар

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И C А Н И Е 11 . 939696

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 08.07.80 (21) 2954576/29-33 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) Ц K,„ç

Е 04 Н 7/18

Гоеударстеелиык комитет

СССР (53) УДК 621.039..5 (088.8) Опубликовано 30.06.82. Бюллетень №24

Дата опубликования описания 05.07.82

IIO делам изобретеиий и открытий (72) Авторы изобретения

Л. А. Коробов, Е. К. Качановский, Л. Г. Беляничева и Ф. Н. Рабинович

Научно-исследовательский институт бетона и желевобетона

Госстроя СССР (71) Заявитель (54) ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ РЕЗЕРВУАР

Изобретение относится к строительным конструкциям, в частности, к железобетонным предварительно напряженным резервуарам для хранения жидкости и сыпучих материалов, однако оно может быть использовано и для других емкостей, например силосов и т. д.

Известен преднапряженный цилиндрический железобетонный резервуар, стены которого выполнены сборно-монолитными из панелей с переменным по высоте сечением, а кольцевое обжатие стен цилиндра осуществляется после замоноличивания стыков путем навивки напряженной арматуры (1).

Основным недостатком данной конструкции является сложное армирование сборных элементов и конструкции в целом, вертикальной и кольцевой ненапряженной и преднапряженной арматурой. Ненапряженная и преднапряженная вертикальная арматура предназначена, в основном, для восприятия монтажных воздействий, а кольцевая напряженная обеспечивает только эксплуатационные качества сооружения. Сложное армирование сооружения вызывает высокий расход стали.

Также недостатком конструкции является и высокая трудоемкость арматурных работ, обусловленная необходимостью изготовления ненапряженной арматуры сборных элементов, их преднапряжением и преднапряжением резервуара при помощи навивочной машины. При навивки арматуры в стенках резервуара возникают меридиональные моменты, для восприятия которых требуется установка дополнительной арматуры, а в зонах контакта арматуры с бетоном происходит его смятие, что ведет к некоторым потерям усилий преднапряжения.

Бетон, защищаюший преднапряженную арматуру от коррозии, наносимый, как правило, при помоши торкретирования, остается без преднапряжения, что. снижает его зашитные свойства. По условиям монтажа сборные 18-ти метровые вертикальные элего менты должны закрепляться в кольцевом фундаменте. Наличие кольцевого фундамента, соединенного со стенами, ведет к возникновению местных моментов при кольцевом обжатии резервуара, а, следовательно, 939696 к ioll

Наиболее близким техническим решением является цилиндрический резервуар, включающий железобетонное днище, стенку из соединенных между собой железобетонных слоев и кольцевую преднапряженную арматуру (2) .

Недостатками данного резервуара являютея большая металлоемкость, поскольку стенка образована чередующимися слояMH стали и бетона; высокая стоимость стро- 15 ительства и низкие эксплуатационные качества, обусловленные тем, что при навивке арматуры в стенках резервуара возника1от меридиональные моменты, требующие дополнительных мероприятий, а расположе.<ие арматуры с наружной стороны рез< рвуара вызывает ее коррозию или трео сТ дополнительных защитных мероприяпй, и удорожает строительство.

Пель изобретения — повышение экспл,атационных качеств и снижение метал- 25 .1<к м кости резервуара. !

1оставленная цель достигается тем, что ци:I и ндрическом резервуаре, включающем железобетонное .нище, стенку из соединен11ых между собой железобетонных слоев и кольцевую преднапряженную арматуру, стенка снабжена соединительными элементами и выполнена из панелей, размещенных пояру<:íî с перевязкой горизонтальных и вертикальных швов, при этом часть соединительных элементов выполнена в виде анкеров, объединяющих панели по толщине стенки и размещенных с заданным шагом по высоте, а остальные — в виде размещенных между панелями прокладок из клеющего материала, причем в каждой панели кольцевая преднапряженная арматура размещена по центру тяжести сечения, а отношение толщины каждой панели и к радиусу резервуара определяют из соотношения

S ! 45 кроме того толщина стенки может быть выполнена равномерно уменьшающейся по высоте снизу вверх, а каждая панель может быть выполнена с чередующимися выступами и выемками, помимо этого резервуар может 5В быть снабжен облицовочным слоем, выполненным с его внутренней стороны, причем облицовочный слой в месте соединения стенки с днищем выполнен с компенсатором.

На фиг. 1 изображен предлагаемый ре55 зервуар, вертикальный разрез; на фиг. 2— то же, горизонтальный разрез; на фиг. 3— вариант выполнения стенки резервуара; на фиг. 4 — — узел 1 на фиг. 2.

Резервуар состоит из железобетонного днища 1, железобетонных предварительно напряженных цилиндрических панелей 2, соединенных между собой анкерами 3, облицовочного слоя из герметизирующих профилированных полос 4 из пластика, замоноличенных в железобетонные панели и соединенных между собой накладными полосами 5 из пластика, из железобетонных панелей 6 с пластиком, уложенных в днище, из пластиковых прокладок 7 в стыке между днищем и стенками резервуара, из компенсатора 8 деформаций, из предварительно напряженной арматуры 9, из швеллеров в стыках соединения железобетонных панелей, из металлических пластин 10, приваренных к швеллерам 11 и из анкеров 12., которыми швеллеры заанкерены в железобетонных панелях.

При строительстве стены резервуара возводятся из тонких плоских преднапряженных панелей, которые могут быть изготовлены и преднапряжены практически любой длины непосредственно на строительной пло<цадке или на заводах железобетонных изделий. При монтаже стен они изгибаются в цилиндрические панели и в таком виде прикрепляются к временным монтажным стойкам или кондукторам и друг к другу. Панели преднапряженные, поэтому, при изгибе в них не образуются трещины: растягивающие напряжения от изгиба компенсируются сжимающими усилиями от их преднапряжения. Вместе с тем, толщина панелей должна быть достаточно мала, чтобы при их изгибе не образовались напряжения растяжения.

Отношение 5/К (толщина плиты к радиусу срединной поверхности плит резервуара) ограничивается исходя из двух условий, а именно, из условия неразрушения бетона плит в сжатой зоне от совместного действия преднапряжения и изгиба и из условия обеспечения защитного слоя для преднапряженной арматуры плит.

При суммарном действии преднапряжения и изгиба имеет место отношение

6/R =,р, где о — толщина плиты;

К вЂ” радиус ее кривизны;

ń— — предельные деформации бетона при сжатии.

Экспериментальными исследованиями установлено, что предельные деформации бетона при сжатии „р достигают 400 !0 .

Следовательно,

Второе ограничение отношения S/ R определяется минимальной допустимой толщиной плиты из условия обеспечения защитного слоя арматуры (о=2 см) для резервуаров больших размеров (2R = 100 м) . В этом случае о/R = 1/2500.

939696

i0

l5

Формула изобретения

Таким образом, различные конструктивные решения резервуаров из тонких цилиндрических железобетонных плит в предлагаемом решении ограничиваются о/К в пределах от 1/250 до 1/2500.

Так для резервуаров диаметром 70—

90м толщина панелей может достигать 3—

5см, а для резервуаров меньших размеров толщина панелей уменьшается.

При предварительном напряжении резервуаров путем напряжения арматуры, расположенной в каналах, или путем навивки напряженной арматуры на стенки, в них возникают меридиональные моменты, для восприятия которых устанавливается напряженная арматура. В предлагаемом решении преднапряжение ведет к возникновению только нормальных кольцевых сил.

Следовательно, необходимость в установке дополнительной арматуры отпадает.

Поверхность панелей при их изготовлении может быть выполнена рифленой, чтобы в стенках резервуара между панелями образовались шпонки. Зазоры между панелями могут быть залиты пластичным цементным раствором.

Возможно решение резервуара при соединении панелей между собой по толщине стены «на сухо», в этом случае их поверхность может быть гладкой.

По торцам панели могут быть обрамлены швеллерами, стык между ними в кольцевом направлении возможно осуществить разными способами в том числе сваркой швеллеров.

Предлагаемую конструкцию наиболее просто выполнить при устройстве скользящего стыка между стенами и днищем резервуара. Для чего в стыке закладываются упругие пластиковые прокладки.

Если резервуар предназначен для сыпучих материалов, то внутренней герметичной облицовки в нем может не делаться.

При применении его для хранения жидких материалов, он должен иметь герметичную облицовку и стык между стенами и днищем, должен быть также герметизирован. В этом случае внутренний слой панелей может быть облицован профилированным пластиком. Профилированный пластик укладывается на дно формы, в которой бетонируются плоские панели, и ри этом выступающие анкерные элементы профиля замоноличиваются в бетоне. При возведении днища и стен резервуара пластиковая облицовка рядом расположенных пластин сваривается при помощи полосовых накладок. В соединении стены с днищем закрепляется пластиковый профиль в виде компенсатора деформаций, обеспечивающий герметичность соединения. зо

4О

Возможно решение резервуара и с уст ройством «жесткого» стыка между его стеной и днищем.

Предлагаемое решение обладает существенной новизной. Резервуар состоит из тонких железобетонных преднапряженных цилиндрических панелей, при этом его напряженное состояние существенно отличается от распределения сил в резервуарах напрягаемых обычными методами. Принятое конструктивное решение позволяет отказаться от установки каналообразователей, от устройства сложных анкерных систем, от устройства специальных пилястр для анкеровки арматуры и от устройства защитного слоя торкрет-бетона. Существенно меняется и технология возведения резервуара.

Экономический эффект от внедрения данной конструкции железобетонного предварительно напряженного резервуара определяется сокращением расхода стали, сокращением сроков строительства конструкции и отсутствием опалубочных работ, работ по преднапряжению резервуара и по защите напряженной арматуры от коррозии.

1. Цилиндрический резервуар, включающий железобетонное днище, стенку из соединенных между собой железобетонных слоев и кольцевую преднапряженную арматуру, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационных качеств и снижения металлоемкости резервуара, стенка снабжена соединительными элементами и выполнена из панелей, размещенных поярусно с перевязкой горизонтальных и вертикальных швов, при этом часть соединительных элементов выполнена в виде анкеров, объединяющих панели по толщине стенки и размещенных с заданным шагом по высоте, а остальные — в виде размещенных между панелями прокладок из клеющего материала, причем в каждой панели кольцевая преднапряженная арматура размещена по центру тяжести сечения, а отношение толщины каждой панели к радиусу резервуара определяют из соотношения

2. Резервуар по й. 1, отличающийся тем, что толщина стенки выполнена равномерно уменьшающейся по высоте снизу вверх.

3. Резервуар по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что каждая панель выполнена с чередующимися выступами и выемками.

4. Резервуар по пп. 1 — 3, отличающийся тем, что он снабжен облицовочным слоем, выполненным с его внутренней стороны.

5: Резервуар по пп. 1 — 4, отличающийся тем, что облицовочный слой в месте соединения стенки с днищем выполнен с компенсатором.

93:, 96 1t !а .;с, ертизе и ..р.. -эффективность .к,;;:зобетонных резер2 г

7 вуаров для хранения нефти. «Бетон и железобетон», 1979, № 3, с. 9 — 11.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке % 2907641, кл. Е 04 Н 7/00, апрель 1980

939696

7О 71

Составитель О. Гончарова

« п« Тепрел A. Бойкас Корректор И.Муска

Тираж 724 Подписное

BHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий, «г«3;. Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

«ризи,«.: Л: ":,: .. Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4