Цилиндрический резервуар

О П И С А Н И Е 11. 939696ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУОпубликовано 30.06.82. Бюллетень 24Дата опубликования описания 05.07.82 ло делам изобретеиий и открытий(71) Заявитель 154) 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 пред- напряженной 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.1 Бетон, защищающий преднапряженную арматуру от коррозии, наносимый, как правило, при помощи торкретирования, остается без преднапряжения, что. снижает его защитные свойства. По условиям монтажа сборные 18-ти метровые вертикальные элегоменты должны закрепляться в кольцевом фундаменте, Наличие кольцевого фундамента, соединенного со стенами, ведет к возникновению местных моментов при кольцевом обжатии резервуара, а, следовательно, 989696к дополни-,ель;ом) армированию зон сопряжения стен с фундаментом. Кроме того, при необходимости выполнения гидроизоляциоццого слоя, последний может выполняться только на поверхцости резервуара, в связи с чем в процессе эксплуатации сооружения 5 оц может быть поврежден.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 являются большая металлоемкость, поскольку стенка образована чередующимися слоями стали и бетона; высокая стоимость стро ительства и низкие эксплуатационные качества, обусловленные тем, что при навивке арматуры в стенках резервуара возникаот меридиональные моменты, требующие дополнительных мероприятий, а расположение арматуры с наружной стороны резс рвуара вызывает ее коррозию или требу ет дсцолцительных защитных мероприяий, и удорожает строительство.Пель изобретения - повышение эксил,атациоццых качеств и снижение метал ,цк мкости резервуара.1 оставленцая цель достигается тем, что ц цилиндрическом резервуаре, включающем железооетонное .нище, стенку из соединенных между собой железобетонных слоев и кольцевую преднапряженную арматуру, 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 и к радиусу резервуара определяют из соотношенияБ 145 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 50 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 ре 55 зервуар, вертикальный разрез; на фиг. 2 - то же, горизонтальный разрез; на фиг. 3 -вариант выполнения стенки резервуара; нафиг. 4 -- узел 1 на фиг. 2.Резервуар состоит из железобетонногоднища 1, железобетонных предварительнонапряженных цилиндрических панелей 2,соединенных между собой анкерами 3, облицовочного слоя из герметизирующих профилированных полос 4 из пластика, замоноличецных 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 междуднищем и стенками резервуара, из компенсатора 8 деформаций, из предварительнонапряженной арматуры 9, из швеллеров встыках соединения железобетонных панелей, из металлических пластин 10, приваренных к швеллерам 11 и из анкеров 12.,которыми швеллеры заацкерены в железобетонных панелях.При строительстве стены резервуаравозводятся из тонких плоских преднапряженных панелей, которые могут быть изготовлены и предцапряжены практическилюбой длины непосредственно на строительной площадке или ца заводах железобетонных изделий. При монтаже стен они изгибаются в цилиндрические панели и в такомвиде прикрепляются к временным монтажным стойкам или кондукторам и друг кдругу, Панели преднапряженные, поэтому,при изгибе в них не образуются трещины:растягивающие напряжения от изгиба компенсируются сжимающими усилиями от ихпреднапряжения. Вместе с тем, толщинапанелей 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 неразрушениябетона плит в сжатой зоне от совместногодействия преднапряжения и изгиба и изусловия обеспечения защитного слоя дляцреднапряженцой арматуры плит.При суммарном действии цреднапряжения и изгиба имеет место отношение6/К = Е,р,где о - толщина плиты;К - радиус ее кривизны;Е -- предельные деформации бетона присжатии.Экспериментальными исследованиямиустановлено, что предельные деформациибетона цри сжатии Ер достигают 40010 .Следовательно,Я =- 400 10 = 1/250.Второе ограничение отношения 8/ К определяется минимальной допустимой толщиной плиты из условия обеспечения защитного слоя арматурыо= 2 см) для резервуаров больших размеров (2 К = 100 м) . Вэтом случае ЯК=12500.5 0 5 20 Формула изобретения 25 Таким образом, различные конструктивные решения резервуаров из тонких цилиндрических железобетонных плит в предлагаемом решении ограничиваются ЯК в пределах от 1/250 до /2500.Так для резервуаров диаметром 70 - 90 м толщина панелей может достигать 3 - 5 см, 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, при 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 35 40 45 50 55 Возможно решение резервуара и с уст ройством жесткого стыка между его сте. ной 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 соотношения2. 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..к, зобетонных резервуаров для хранения нефти. Бетон и железобетон, 1979,3, с. 9 - 11.2. Авторское свидетельство СССР по заявке2907641, кл. Е 04 Н 700, апрель 1980Составитель О. Гончарова ив Тепрел Л. Бойкас Корректор И.Муска Тираж 724 Подписное В Н ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий