16. Конструкции и особенности расчета ж/б резервуаров

Общие сведения

Резервуары для воды строят цилиндрической и при­зматической (прямоугольной в плане) формы, заглуб­ленными (относительно уровня земли) и наземными закрытыми (с покрытием) и открытыми. Резервуары могут выполняться монолитными, сбор­ными и сборно-монолитными.

Конструктивные решения.

Монолитный резервуар состоит из плоского безба­лочного покрытия, поддерживаемого колоннами с капи­телями вверху и обратными капителями внизу, гладкой стены цилиндрической формы, плоского безреберного днища. Применялись и другие конструктивные решения мо­нолитных круглых резервуаров: балочные перекрытия по колоннам с шагом 6x6 м и более, купольные покрытия, опертые на стены, днища с откосами от стен внутрь к центру резервуара и др. По ряду причин они уступили место типовым конструкциям.

В резервуарах предварительно напряженную горизон­тальную рабочую арматуру размещают по внешней поверхности стен. Стеновые панели ар­мируют двойной сеткой, сечение стержней которой наз­начают конструктивно. Выпуски арматуры соседних стеновых панелей сваривают между собой, чем обеспечиваются фиксация панелей в проектном по­ложении и предотвращение усадочных и температурных трещин до обжатия стен предварительно напрягаемой арматурой.

Вертикальную арматуру сборных стеновых панелей принимают по условиям их прочности и трещиностойкости в период изготовления, транспортирования и монта­жа. В нижней части панелей предусматривают дополни­тельные стержни, необходимые для восприятия изгибающих моментов (действующих в вер­тикальном направлении), возникающих здесь вследствие взаимодействия стены с днищем.

Соединение сборных стеновых панелей с днищем мо­жет быть жестким, исключающим радиальное перемеще­ние стены и угловой пово­рот в кольцевом пазу дни­ща, и под­вижным, допускающим эти перемещения. Зазор между панелями и днищем в пер­вом случае заполняют прочным бетоном на мел­ком щебне, во втором — холодной битумной мас­тикой. Глубину жесткой заделки стеновых панелей в днище определяют рас­четом, но принимают не менее 1,5 толщины стенки.

Расчет

Жидкость, содержащаяся в резервуаре, оказывает гидростатическое давление на его стены, линейно возра­стающее с увеличением глубины. Нормативное значение этого давления на глубине (/—х) от уровня жидкости p_RX. Его расчетное значение XVI.7) вследствие их взаимодействия в самом узле воз­никают изгибающий момент М₁ и поперечная сила Q₁. Их значения устанавливают из совместности угловых пе­ремещений краев обеих конструктивных частей по линии их контакта.

Гидростатическое давление вызывает в стене кольце­вые растягивающие усилия N_x°. Эпюра кольцевых усилий в стене, отделенной от дни­ща, имеет линейное очертание (рис. XVI.6, в). Под воз­действием кольцевых усилий периметр стены удлиняется и сама стена перемещается в радиальном направлении. Эпюра этих перемещений w повторяет по очертанию эпю­ру N.

При жестком сопряже­нии стены с днищем (в мо­нолитных резервуарах или в сборных с конструкцией опорного узла по рис. XVI.3,6) радиальные пере­мещения на уровне днища практически равны нулю вследствие ничтожно малой деформируемости днища в своей плоскости. В связи с этим вертикальная образую­щая стены искривляется; в ней возникают изгибаю­щие моменты Мх, действующие вдоль образующей, и со­ответствующие им поперечные силы Qx.

Стена представляет осесимметричную цилиндричес­кую тонкостенную оболочку. В ней, как и в других тон­костенных пространственных системах, изгиб имеет ло­кальный характер.

При жестком закреплении стены в днище с учетом момента M₁и поперечной силы Q₁ окончательные выра­жения для определения кольцевых усилий Nx и изгиба­ющих моментов Мх в стене на уровне, находящемся на расстоянии х от днища, имеют вид:

Максимальный момент при этом равен:

И расположен на расстоянии от днища

Прямоугольные резервуары. Конструктивные решения

Покрытия резервуаров обычно делают плоскими по колоннам, днища — также плоскими или для увеличения вместимости резервуара с внутренними откосами по пе­риметру стен.

Стеновые панели для каждого резервуара принима­ют только одного типоразмера. Угловые участки стен выполняют монолитными, их размеры зависят от разбивки стеновых панелей в плане.

Сборные колонны (квадратного сечения) устанавли­вают в гнезда фундаментов, зазоры заполняют бетоном. Днища делают монолитными.

В резервуарах большой протяженности через каж­дые 54 м предусматривают температурно-усадочные швы.