Файл: Задание 2 Железобетонные конструкции инженерных сооружений и.pdf

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Уфимский государственный нефтяной технический университет»
Кафедра строительных конструкций
Дисциплина «Проектирование железобетонных конструкций»
Задание №2
Железобетонные конструкции инженерных сооружений и
пространственных покрытий зданий
по варианту 1
Выполнил ст. гр. БПГд3-19-01
___ГареевВ.Р.______
(ФИО)
Принял доц. кафедры СК Гайсин А.М.
Уфа 2022

Конструктивные решения железобетонных цилиндрических
резервуаров
Железобетонные резервуары применяются как емкости в различных отраслях промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве и др., но наиболее широкое применение они нашли в водопроводно-канализационном хозяйстве городов и промышленных предприятий, а также в нефтяной, газовой и нефтеперерабатывающей промышленности.
При проектировании железобетонных резервуаров следует принимать: а) диаметры заглубленных цилиндрических резервуаров емкостью 500 м
3
и более — кратными 6 м, а наземных резервуаров — кратными 3 м; б) расстояние между осями колонн в прямоугольных резервуарах — кратными 6 м. в) размеры железобетонных элементов для сборных резервуаров принимаются в соответствии с номенклатурой унифицированных изделий для резервуаров различного назначения.
Конструкция цилиндрического резервуара включает в себя покрытие, стенку, днище и колонны, поддерживающие покрытие.
Цилиндрические резервуары из монолитного железобетона (рис.1) без предварительно напряженной стенки нетрещиностойки, для хранения нефтепродуктов их применяют только при малых объемах до 1000 м
3
Основной конструкцией цилиндрических железобетонных резервуаров, принятой для всех типов проектов нормального ряда, является комбинированная, когда днище выполняется из монолитного бетона, а стенки, покрытия и колонны из сборного (рис.2).
Днище резервуара выполняется из монолитного железобетона. Практика применения сборных железобетонных плит дала отрицательный результат, тем более при больших площадях днища. В виду большого числа швов.

Рисунок 1 – Цилиндрических резервуар из монолитного железобетона
1 – граневая труба,2 – лаз, 3 - приямок

Рисунок 2 – Резервуар вместимостью10000 м3 со сборной стенкой, покрытием и монолитным днищем
1- днище,2- покрытие, 3- стенка, 4- приямок
Днище резервуаров следует, как правило, выполнять монолитным из плотного бетона проектной марки по прочности на сжатие не ниже 200 и по водопроницаемости В-8. В резервуарах емкостью 5000 м
3
и более днище рекомендуется проектировать предварительно напряженным. Примеры конструктивного решения узлов сопряжения днища со стеной приведены на рис. 3.

Рисунок 3 - Узлы сопряжения стены с днищем а — с днищем без предварительного напряжения; б — с днищем» предварительно напряженным; 1 — стена резервуара; 2 — утолщенная часть днища; 3 — заделка бетоном; 4 — бетонная подготовка; 5 — пергамин или толь
(1—2 слоя); 6 — песок; 7 — кольцевой фундамент; 3 — податливая прокладка;
9 — напрягаемая кольцевая арматура; 10 — утрамбованный щебнем грунт основания или бетонная подготовка
При проектировании предварительно напряженной конструкции днища следует предусматривать мероприятия по уменьшению сил трения между днищем и основанием и между днищем и подколонниками.
Рекомендуется: под днищем по утрамбованному щебнем грунту основания укладывать слой песка толщиной 30—50 мм, покрытого насухо одним-двумя слоями пергамина или толя с проклейкой швов, а между подколонниками и днищем прокладывать насухо два слоя пергамина по выравнивающему слою раствора. Коэффициент трения между днищем и основанием следует принимать равным 0,5—0,6. 1

Под днищами, устраиваемыми без предварительного напряжения, при грунтах основания, насыщенных водой, рекомендуется предусматривать двухслойную обмазочную битумную изоляцию по бетонной подготовке вместо пергамина.
В резервуарах, требующих зачистки, по поверхности днища рекомендуется устраивать набетонку с уклоном 0,002—0,005 в сторону приямка зачистного насоса.
Стенка сборного железобетонного резервуара состоят из вертикальных панелей, высота которых равна высоте резервуара. Стеновые панели унифицированы.
Толщина стеновых панелей для резервуаров до 10 000 м3 принимается постоянной по высоте, для резервуаров вместимостью более 10 000 м3 – переменной.
Конструкции с многоосным предварительным напряжением.
Многоосное предварительное напряжение значительно повышает трещиностойкость и, как следствие, водонепроницаемость резервуаров. На рис.
12.8 показан разрез одного из резервуаров воды (Франция). Каждый резервуар вместимостью 47 ООО мэ представляет собой цилиндрическую емкость внутренним диаметром 82 м и рассчитан на давление воды высотой 9 м.
Стеновые панели толщиной 35 см опираются на балку кругового (в плане) очертания сечением 0,87 0,98 м. Между монолитным днищем и верхним концом свай, служащих основанием резервуара, уложены неопреновые прокладки, позволяющие емкости свободно расширяться. Днище резервуара подвергнуто предварительному напряжению в двух направлениях. Опорная балка кругового очертания также подвергнута предварительному напряжению.
Покрытие резервуара — плоская плита толщиной 180 м. с предварительным напряжением в двух направлениях (сетка пролетов с ячейкой 2,25 X 2,25 м).
Стыки элементов емкостных сооружений на напрягающем цементе.
Для заделки стыков сборных конструкций резервуаров, а также отстойников,

фильтров и других емкостных сооружений систем водоснабжения и канализации широко применяют напрягающий цемент. Стыки стеновых панелей, стеновых панелей с плитами днища и плит днища выполняют соединением арматуры с помощью петлевых выпусков, целиком исключающих сварку. В прямоугольных в плане сооружениях при соединении элементов предпочтение отдается также петлевым стыкам арматуры как наиболее простым. В результате применения для заделки стыков напрягающего цемента удалось полностью отказаться от навивки высокопрочной проволоки на круглые в плане различной высоты полносборные сооружения диаметром от 6 до 30 м. Сборные плиты днища принимают площадью 6...8 м2 (в некоторых случаях при соответствующем обосновании допустимо укрупнение до 12...15 м2); дальнейшее увеличение площади существенного влияния на сокращение трудозатрат не оказывает, а расход стали и бетона возрастает в результате повышения монтажных наг рузок от собственного веса. В настоящее время созданы стеновые панели массой 12...18 т, площадью до 36 м2, толщиной 160 мм и более. На рис 12.9 показана конструкция отстойника со стыками на напрягающем цементе. Стены отстойника диаметром 30 м выполнены из 35 однотипных элементов. Однотипность позволяет упростить опалубку для изготовления изделий. Масса каждого элемента стен отстойников — 10 т.
Применение крупногабаритных изделий способствует повышению качества строительства, снижает трудоемкость монтажа.
Стены железобетонных резервуаров рекомендуется проектировать, как правило, сборными с применением плотного бетона проектной марки по прочности на сжатие не ниже 200 и по водопроницаемости В-8.
Стыки между панелями стен должны быть замоноличены плотным бетоном, проектная марка которого должна быть равна или выше проектной марки бетона стеновых панелей. Рекомендуемые типы стыков между стеновыми панелями цилиндрических и прямоугольных резервуаров приведены на рис. 4.

Другие типы стыков могут применяться только после их экспериментальной проверки на прочность и герметичность.
Обжатие стен монолитных и сборных резервуаров напрягаемой кольцевой арматурой должно производиться после того, как прочность бетона в стыках сборных резервуаров и в стенах монолитных резервуаров достигнет не менее 70% проектной прочности.
Шаг между витками напрягаемой арматуры определяется расчетом. При диаметре арматуры 5 мм шаг должен быть не менее 10 мм и не более 140 мм.
Уменьшение шага навивки до 7 мм может быть допущено только для промежуточных слоев при многослойной навивке.
Рисунок 4 – Стеновые панели предварительно напряженных цилиндрических резервуаров

Навитую арматуру рекомендуется защищать от коррозии путем нанесения торкретом двух слоев цементного раствора общей толщиной 25 мм, а для наземных резервуаров не менее 30 мм При многослойной навивке должна производиться защита каждого слоя навитой арматуры отдельно.
Рисунок 5 - Конструкции стыков стеновых панелей цилиндрических резервуаров;
1 — стеновые панели; 2 — монтажные выпуски арматуры; 3 — сварка выпусков арматуры; 4 — бетон стыка; 5 — напрягаемая кольцевая арматура; 6
— торкрет
Покрытия цилиндрических резервуаров сооружают либо купольного типа, либо плоские-балочные. На 1 м3 купольного покрытия вместимостью10000 м
3
расходуется железобетона от 0,056 до 0,088 м3, стали от 5,6 до 10,5 кг, а на 1 м
2
плоского покрытия такого резервуара расходуется железобетона от 0,15 до 0,20 м3, стали – от13,6 до 16,5 кг.
Купольные покрытия применяют при строительстве резервуаров из монолитного железобетона. Несмотря на экономичность, оно имеет ряд существенных недостатков:
А) в сборном варианте трудно поддается унификации для всего ряда

емкостей, сложно и трудоемко в выполнении,
Б) резервуары с купольным покрытием имеют большой неиспользованный объем9газовое пространство), при заглубленных резервуарах усложняется утепление покрытия грунтом.
Покрытия железобетонных резервуаров, предназначаемых для нефти, следует проектировать сборными предварительно напряженными. Сборные покрытия резервуаров, предназначенных для мазута, допускается выполнять без предварительного напряжения. Предварительно напрягаемые сборные покрытия цилиндрических резервуаров рекомендуется выполнять из плоских плит сплошного сечения, укладываемых по балкам Предварительное напряжение такого покрытия осуществляется путем многослойной навивки кольцевой напряженной арматуры по контуру, производимой после замоноличивания стыков и после достижения бетоном 70% проектной прочности. Рекомендуемое решение узла сопряжения этого покрытия со стеной приведено на рис.5.
Рисунок 6 - Узел сопряжения стенки с напряженным покрытием
1 — стена резервуара; 2 — покрытие; 3 — бетон; 4 — напрягаемая кольцевая арматура; 5 — слой воды (экран)
Покрытия резервуаров, предназначаемых для малоиспаряющихся нефтепродуктов, следует выполнять сборными преимущественно из ребристых плит, укладываемых по балкам.

Толщина защитою слоя бетона в железобетонных элементах резервуаров должна приниматься по главе СНиП П-В.1-62 «Бетонные и железобетонные конструкции. Нормы проектирования»; при этом толщина его не должна быть менее указанной в СН 262—63. 3.15.
При проектировании резервуаров, предназначаемых для хранения вязкой нефти и нефтепродуктов, требующих подогрева при перекачке, следует определять целесообразность утепления резервуаров на основании теплотехнических и технико-экономических расчетов.
При размещении резервуарного оборудования на покрытии необходимо предусматривать минимальное количество типоразмеров железобетонных элементов с отверстиями и закладными деталями. Заделка закладных деталей должна обеспечивать необходимую герметичность.
В цилиндрических резервуарах с предварительно напряженными стенами технологические трубопроводы следует, как правило, пропускать через днище.
При отсутствии сальников в местах пропуска труб необходимо предусматривать компенсирующие устройства на трубопроводе вне резервуара.
Разделяют два типа покрытий:
- первый тип: удовлетворяют условиям прочности и трещиностойкости, водо- и газонепроницаемые;
-второй тип: только условиям прочности и водонепроницаемости.
Для первого типа могут быть применены следующие конструктивные решения:
1.
Покрытия с водяным экраном (рис.6), состоящее из системы прямолинейных балок, покоящихся на колоннах, расположенных по концентрическим окружностям. На балки укладываются радиальные безреберные предварительно напряженные плиты (толщиной 10 – 12 см), пролет которых составляет 6м.
2.
К покрытиям первого типа относятся также покрытия из ребристых радиальных плит, герметизация которых достигнута путем обклейки их

синтетической или резиновой пленкой. Пленку заранее склеивают или вулканизируют и надежно, герметически, соединяют с покрытием и стенкой резервуара специальным клемм. На покрытие в этом случае засыпают слой земли 30 – 40 см. а) б)
Рисунок 7 – резервуар емкостью 30 000 м
3
с водяным экраном на покрытии. а- разрез, б – план плит напряженного покрытия

Для покрытий второго типа
(в резервуарах для темных нефтепродуктов),когда не требуется обеспечения, когда не требуется обеспечения газонепроницаемости, применяют ребристые плиты, заменив обычную пленку трехслойным рубероидом.
Покрытия в резервуарах бывают следующих видов:
- балочное;
Рисунок 8 – Балочное покрытие
1-кольцевые балки
2-трапецевидные плиты с рёбрами по периметру.
Рисунок 9 – Безбалочное покрытие;